車用晶片荒大解密!原來是 Covid-19、 Switch 跟 5G 手機阻擋了特斯拉

(本文經原作者 科技產業資訊室 iKnow 授權轉載,並同意 BuzzOrange 編寫導讀與修訂標題,原文連結 〈 車用晶片短缺六大主因 迫使汽車製造商減產或停工 〉。首圖來源:WIKI。)

【為什麼我們挑選這篇文章】

「車用晶片」這 4 個字,是本週新聞的熱門話題,台積電不僅是護台神山,甚至有要守護全球車廠出車的氣勢。半導體產業的股價,也成為重要看點。

但你是否好奇,怎麼突然間全世界的車用晶片都不夠用了?原來電動汽車、 5G 手機,甚至動物森友會跟 Switch,都是擠壓到車用晶片的生產線。請看國家實驗研究院的科技產業資訊室怎麼說。(責任編輯:白宜君)

電動車所需的半導體使用量,多過汽油汽車的 2 倍,這也是車用晶片大缺貨的原因之一。圖為電動汽車特斯拉 Tesla。(圖片來源:WIKI

全球車用晶片產能嚴重不足,導致許多汽車大廠陸續面臨減產或停工威脅,甚至可能將影響產業的成長及員工的生計。

其實,問題不在汽車製造商,而在車用晶片商

汽車製造商本身並不直接跟台積電或其他晶圓代工業者做生意,而是跟博世(Robert Bosch GmbH)、馬牌公司(Continental)這類的零件供應商合作,這些零件供應商再向恩智浦半導體(NXP Semiconductors)和英飛凌(Infineon)在內的車用晶片設計商下單。 其中,恩智浦和英飛凌都自行生產晶片,但也部分向台積電在內的晶圓代工業者大舉下單。

車用晶片主要來自 8 吋晶圓製造 ,從晶圓應用分布來看,去年(2020)車用占全球 8 吋晶圓需求比重約 33%,占 12 吋晶圓需求比重約 5%。車用晶片包括 CMOS 影像感測元件、電源管理晶片、微控制器(MCU)、射頻元件、微機電(MEMS)、功率分離式元件等,都是汽車和電動車不可或缺的零件,觀察全球主要 8 吋晶圓廠, 台灣有台積電、聯電、世界先進,中國則有中芯國際、華虹半導體、華潤微等。

分析導致出現車用晶片荒的主因:

一、受到 COVID-19 疫情而影響汽車供應鏈斷鏈

COVID-19 疫情初期,汽車銷量受影響大幅減少,如今病毒卻阻礙了汽車零件供應鏈。

由於,半導體製造商將更多的產能挪移給蘋果等消費電子製造商,汽車製造商更難取得所需的晶片。而且, 每輛純電動汽車的半導體使用量比汽油汽車多 2 倍。 汽車晶片的短缺有可能會持續下去,封城(lockdown)和旅遊限制下,手機、遊戲機、智慧電視和筆記型電腦需求大增。 對晶片製造商來說重要性較低的汽車製造商有可能無法取得所需的零件,阻斷了汽車產業剛剛開始的復甦。

二、晶片製造追求先進製程及高利潤

其實, 晶片製造商較偏愛消費電子製造商 ,因為他們的訂單量比汽車製造商的訂單量大,尤其是智慧型手機每年銷售量就超過 10 億,相較之下汽車銷售量不到 1 億台。

尤其,新款汽車需要更多的晶片,新的消費電子產品也需要更多的晶片。相較於 4G,5G 手機需要的半導體多了 40%。台積電公佈的 2020 第四季營收報告中,新的 5G iPhone 就佔據了很大部分的產能。

三、晶片製造廠產能滿載、擴廠不及

其實,半導體廠商大多不自主生産,而是下單給半導體代工廠,但須通過改變設備的條件及組合等來生産多種半導體,需要一定的時間,且難以同時製造不同的半導體。

聽説台積電的最先進産品的訂單已排到半年以後,車載半導體正常供應「可能需要近半年時間」。 同時,台積電、聯電和格羅方德(Globalfoundries)等代工廠以及日月光等晶片封裝公司的擴張速度不足以滿足新冠疫情引起的消費類電子產品需求的激增。這些晶圓廠負責製造全球大部分的半導體,客戶包含恩智浦(NXP)、英飛淩(Infineon)和瑞薩電子(Renesas)等汽車晶片公司。

四、 川普政府對華禁令,造成買家囤貨恐慌

還有,川普政府對中國華為及中芯等禁令,促使客戶尋求替代方案,進一步影響全球晶片供應鏈。還有受到影響的中國廠商及部分半導體買家也一直在囤貨,以應對未來供應鏈短缺或中斷。

五、晶片製造代工是寡佔市場、代工廠擴廠不及

由於,汽車製造商採取「即時」(just-in-time)的生產模式,2020 年上半年疫情嚴峻時車用晶片供應商擔心庫存太多,便取消原本下給晶圓代工業者的訂單。當他們在下半年想要增加訂單量時,晶片製造商已經將產能分配給了其他公司。

甚至,通用汽車(GM)尋求臺灣政府的幫助,希望能保障晶片供應,政府官員已經向包括台積電在內的代工廠轉達了這一要求,且歐盟也曾就同樣的問題與臺灣政府接觸。不過很難保證這些要求會產生效果。

然而,智慧手機和其他電子產品的訂單對代工廠的收入和利潤貢獻更大,這些製造商也願意掏出更多的錢。因為消費電子製造商為了確保產品能準時上市,願意支付更多的費用購買晶片,但汽車製造商不太願意這樣做。 同時,要提高半導體供應量並不簡單。晶片製造商需要投入數年時間和數 10 億美元設立工廠,風險很高,製造商更傾向於保守的規劃。

六、汽車產業供應鏈既長又複雜

台積電剛在 2020 年第 4 季法說會(2021.1.14)討論汽車晶片問題,由於 2020 年汽車產業供應鏈全年受到疫情影響,而台積電客戶在 2020 年第 3 季時也持續降低他們的需求,但在第 4 季才又開始突然回溫的現象。然而,汽車產業供應鏈既長又複雜,且每台汽車晶片數量又增加的情況下,較難短期間因應需求反彈,導致汽車產能供應緊繃的現象更為明顯。

汽車製造商面臨零組件短缺而減產或停工

其實,無論是輔助駕駛、大型螢幕、車載資訊及聯網功能,都需要晶片。 到 2030 年,基於半導體的零組件將占汽車製造成本的 50% 以上 ,而現在只占 35% 左右。而且,汽車產業供應鏈既長又複雜,當出現零組件短缺的情況下,一些汽車製造商別無選擇,只能減產。例如:

—- 福斯(Volkswagen)、福特(Ford)、飛雅特克萊斯勒(Fiat Chrysler)、豐田(Toyota)和日產汽車(Nissan)都表示,受到了晶片短缺的影響,被迫推遲部分車款的生產計畫,以維持其他工廠的運轉。

—- 全球第二大汽車製造商豐田(Toyota)(2021.1.12)表示,將停止中國廣州工廠的生產,而本田(Honda)則正在減少北美地區五家工廠的產量。

—- 根據《日經新聞》的報導(2021.1.12),取決於停產時間的長短,豐田 1 月份的產量可能會減少 30%。豐田與廣汽集團共同經營廣州的工廠。豐田還將降低美國德州生產的一款皮卡(pickup)的產量。

—- 本田(Honda)(2021.1.6)表示,不得不縮減英國工廠產量,將減少 Accord、Civic 和 Insight 轎車車款,以及 Odyssey 休旅車和 Acura RDX 跨類型跑車的生產。本田還將在日本一家工廠減少約 4000 輛汽車的產量,而日產汽車(Nissan)正在調整其 Note 掀背車(hatchback)的生產。

—- 福斯(Volkswagen)(2020.12)表示,不得不改變生產計畫。

—- 飛雅特克萊斯勒(Fiat Chrysler)將暫時關閉加拿大的工廠,並延後墨西哥 Jeep 工廠的重啟到 1 月底。

—- 福特(Ford)也將閒置美國肯塔基州(Kentucky)的一家 SUV 工廠。

—- 部分汽車製造商已經停止生產銷售較慢的車款,將資源投入皮卡(pickup truck)和 SUV 等更熱門的車型。

—- 汽車銷量在 2020 年 4 月第一波封城中大幅下滑,但逐漸回復中。2020 年上半年,美國新車銷量下降了 34%,但年底已經恢復到只下降了 15%。

參考資料:
Missing Chips Snarl Car Production at Factories Worldwide. Yahoo Finance, 2021/1/12
Semiconductor shortage forces automobile production cuts. Japan Today, 2021/1/9
Honda resumes UK output after global supply delays. Automotive News Europe, 2021/1/6

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