汽车芯片供应链危机分析

疫情爆发之后，很多主机厂爆发停工潮，但是很多人没有想到在疫情慢慢可控以及恢复时候，各大主机厂同样出现停工和减产，比如大众，福特，奔驰，PSA,FCA等，他们停产和减产的原因竟然是缺少汽车芯片。为什么是缺少汽车芯片呢？其中夹杂中正是当前汽车变革中以及供应链问题的多重原因。

本文将借用罗兰贝格的报告，从以下三个方面分析汽车芯片危机：

• 汽车为什么缺芯

• 汽车缺“芯”什么时候结束

• 主机厂以及Tier 1 如何应对缺“芯”

希望能给大家带来一些思考和启发

汽车为什么缺“芯”

内因：汽车工业的智能化电气化以及后疫情时代和汽车工业供应链要求等内因

• 汽车电器架构（汽车行业的主战场-电子电器架构以及软件）-提高处理器性能以实现高级AD/ADAS功能、连接性和软件定义的功能
• 电气化-电力半导体需求增加——加速大规模采用，到2030-2040年逐步淘汰ICE
• 新冠疫情之后的复苏-汽车主机厂正提升产量以满足被疫情全球封锁而压制的需求。
• 汽车准时制供应链模式 - 汽车供应链模式依赖Just in-time paradigm和最小化库存成本

外因：消费电子需求，逆全球化，以及其他突发事件影响

• 其他行业的竞争需求 - 高容量（消费电子）需求优先，尤其是在领先节点上，用于清洁能源应用的电力电子产品。
• 去全球化和再本地化 - 贸易限制（如美国对海思的出口管制）迫使供应链重组。
• 全球供应链的中断风险 -福岛地震，疫情封锁，德州停电，地区政治风险。
• 半导体周期-典型的12周以上的订单交付周期，6-12个月的产能扩张与95%的盈利利用率。

全球汽车芯片供应危机全球芯片短缺导致汽车工业无法获得汽车生产所需的关键半导体器件外部冲击加剧了需求和供给的不匹配，加速了现有趋势

汽车缺“芯”什么时候结束

首先任何芯片都离不开以下几个公司，台积电，英特尔，三星等，所以他们几家是芯片供应的源头。

再通过T2,T1供应商封装生产成汽车所需要的ECU等。

根据罗兰贝格的报告，汽车电子系统在整车BOM表中价值翻倍，同时半导体价值翻三倍。

但即使在高“汽车”容量和价值下，与行业产能和竞争对手消费电子例如智能手机和计算需求相比，汽车需求也很小，所以对于整个半导体供应链来讲汽车芯片不是高需求高利润的优先区域，所以不要指望半导体行业迅速对汽车行业进行优先响应。

根据供应链源头台积电以及三星的产能计划，结合内因各大主机厂智能网联化，自动化，电气化的芯片需求以及外因消费电子行业的需求。

预计目前的芯片短缺将持续到2021年以后，有预言要到2022年。

主机厂以及Tier 1 如何应对缺“芯”

所以缺芯还会存在几年，主机厂和一级供应商需要跨越短期、中期和长期的时间范围采取行动，以应对危机，并防范未来的危机，

1. 短期6-12个月的重点是避免生产线中断——优先考虑项目管理并建立供应链透明度
2. 从中期1-3年来看，“设计和采购到风险”—先进的商品和供应商管理，以减轻风险因素
3. 从长期3-10年来看，多个杠杆可以从结构上改善供应，同时平衡来自领先半导体节点周围供应商和制造设施集中度增加的风险

短期6-12个月，重点是避免生产线中断——优先考虑项目管理，建立供应链透明度

供应链项目管理：

• 成立危机工作小组领导项目管理。
• 阻止和解决-日常管理/潜在瓶颈的透明度。
• 目录半导体内容和分解BOM组成。
• 对已知的瓶颈进行分类，找出潜在的新瓶颈——建立详细的生产预测，以预测下一次生产线停工的地点。
• 解冻计划时间表，并根据最关键部件的可用性调整运行顺序。
• 为计划外停机时间（如预防性维护、OEE1）改进等计划增值活动。

将供应链透明度提高到Tier-x级别可以实现主动风险管理：

• 建立从第X层到整个供应链的详细视图-最好是数字形式
• 追逐已经在供应链中的零件（例如，在分销商、其他汽车供应商处

中期1-3年来看，“设计和采购到风险”—先进的商品和供应商管理，以减轻风险因素

主机厂和一级供应商应考虑战略采购和供应商管理，以降低中长期风险

通常主机厂和一级供应商管理主要有下特征：

• 供应商提名通常倾向于“最佳技术”或“最佳价格”，而不是价值/风险平衡
• Tier-1没有激励标准化解决方案或使OEM能够替代
• 供应商的评估基于主机厂/一级供应商的相关参数，即技术充分性、成本水平、交货安全性等，而风险不是重点或根本不考虑
• 事后缓解线路中断风险需要昂贵的/破坏性的工作队/救火队

但未来半导体供应链可以思考如下方向：

• 在有关原产地的开发过程早期阶段进行前瞻性风险评估（集群风险/准垄断/“脏材料”）
• 特别关注高价值/高功能组件的关键性，例如高性能/功率半导体
• 评估供应商生产设施的地理风险>调整可替换性和标准化规则
• 与一级和/或n级供应商在合同基础上实施双重采购和生产的机会

下图为罗兰贝格设计的某半导体采购风险管理设计了“从设计到源到风险”的流程

有如下层：

• 风险透明度和风险分类
• 第x层战略采购
• 实时监控控制塔
• 专注于半导体元件的专业采购团队
• SKU缩减和标准化
• 通过软件的功能定义
• 关键部件的安全缓冲器，以将jitco循环与SemCo循环解耦

长期3-10年来看，多个杠杆可以从结构上改善供应，同时平衡来自领先半导体节点周围供应商和制造设施集中度增加的风险

在未来，分区体系结构将导致更少、高性能、多功能SOC的功能整合，简化芯片供应…。

• 任务关键型任务的冗余中央车辆计算机和非任务关键型任务的~4-10（domain）分区SOC的功能捆绑
• 汽车被视为一个具有完整硬件抽象的数据中心
• 平台（边缘/云软件栈，包括SDK），最多2-3个玩家
• 将计算硬件整合和商品化为更少、更标准化、更通用的SOC，减少SKU数量

主机厂和一级供应商有可能依赖少数半导体厂商和高风险地区的两家厂

总结

总而言之，我们预计汽车半导体供应链的挑战将持续下去——汽车制造商需要做好准备

• 半导体在汽车工业中的作用将继续增长，推动需求急剧增长
• 非汽车需求的产能竞争将继续带来采购挑战
• 汽车供应链准时制模式和半导体制造周期长无关
• 汽车SOC预计将在复杂性和计算能力方面增长，吸收功能和价值创造
• 在中期内，产能仍将受到限制，而主要节点的供应基础将依赖于极少数（2+）供应商，具有相当大的地理和政治风险

对于管控芯片供应链危机

短期，重点是避免生产线中断——优先考虑项目管理，建立供应链透明度

中期，原始设备制造商和一级供应商应考虑先进的商品和供应商管理，以降低中长期风险

长期，多个杠杆可以降低供应风险，包括与SEMCO的战略/股权关系、设计标准化和非关键任务领域的消费化，同时监控领先节点上供应商/设施集中的持续风险

参考文章

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1. 全球汽车芯片供应链危机-罗兰贝格

2. Semiconductor Component Shortage Hits Automobile Industry -counterpoint

3. Semiconductor industry evolution- yole

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