如何克服车规级IC短缺问题

　　AutoForecast Solutions的统计数据显示，由于芯片短缺，2022年全球汽车行业共减产450万辆新车。预计2023年将再减产300万辆。芯片短缺的原因是什么，如何更高效的应对？这篇文章将提供一些见解。

　　什么是汽车级IC？

　　汽车级芯片是用于车辆控制设备、车载监控设备和车载电子控制设备的一类半导体，主要应用于车辆控制模块、车载信息娱乐系统、动力传输集成控制系统、主动安全系统等。

　　汽车级IC可以分为功能类别，如控制/计算芯片（MCU、CPU、FPGAs、ASICs、AI芯片等。）、功率半导体（IGBTs和MOSFETs）、传感器（CIS、加速度传感器等。）、无线通信和汽车接口芯片以及汽车存储器。

　　汽车级与商业、工业级

　　与商用和工业级芯片相比，汽车级芯片需要更高的可靠性，如更宽的工作温度范围和更好的工作稳定性。芯片等级之间的差异主要由复杂的芯片设计过程和生产过程的控制决定，导致工作温度范围、稳定性和其他方面的差异。此外，汽车级芯片需要通过ISO/TS16949、AEC-Q100和ISO 26262认证，这一过程通常需要两到三年才能完成。

　　2022年半导体市场回顾

　　尽管2022年下半年经济低迷，半导体行业协会（SIA）宣布的2022年，半导体销售额达到创纪录的5741亿美元，比2021年的销售额（5559亿美元）增长了3.3%。

　　从全球范围来看，美国市场的总收入在2022年增长最多（16.2%），其次是欧洲和日本市场，增长率分别为12.8%和10.2%。中国在2022年全球消费半导体市场中贡献了最大的份额，总销售额为1804亿美元，与2021年相比下降了6.2%。

　　根据希雅·凯特·伊索贝尔·富勒，2022年7月全球半导体销售额为490亿美元，比2021年7月的457亿美元同比增长7.3%，但这也比2022年6月的502亿美元下降了2.3%。

（资料来源：世界半导体贸易统计，via半导体行业协会）

　　2022年7月至2023年3月，全球半导体市场逐月萎缩。

　　汽车级IC短缺的原因

　　目前汽车芯片短缺的包括电源管理芯片、显示器和基板，以及 MCU也面临着严重的供应问题。造成如此严重短缺的主要因素有三个：

　　汽车需求的意外增长。鉴于新冠肺炎的爆发和持久影响，汽车制造商削减了生产需求，这种削减也延伸到了集成电路制造商。令汽车制造商惊讶的是，汽车需求一年内迅速反弹。然后，汽车制造商需要再次向集成电路制造商下订单，这些制造商本应恢复电子元件的供应 相应地。汽车级芯片的制造过程非常困难，需要至少三到六个月的长时间。因此，汽车制造商提出恢复芯片供应，而汽车级IC的产能不足，无法满足突然增加的需求。

（来源：麦肯锡公司）

　　消费者对汽车性能的更高追求。随着对高性能车辆需求的增加，高级芯片的数量需要每辆汽车的需求量增加，导致对芯片的总体需求增加。一辆常规汽车平均需要500-600个芯片应用于汽车的各种系统，如逻辑计算芯片，微控制器和内存芯片。近年来，一辆新的电动汽车可能需要1200-1300个芯片或更多。可以预见，随着汽车智能化水平的提高，对芯片的需求将会增加。根据桌子下面，虽然2022年PC/计算机和通信终端市场仍占半导体销售额的最大份额，但其领先优势已经缩小。与此同时，汽车和工业的终端市场收入大幅增长。

（资料来源：世界半导体贸易统计，via半导体行业协会）

　　在新冠肺炎、自然灾害和成本上升的共同影响下，汽车级芯片的产能和供应量有所下降。 汽车级芯片产能下降。除了新冠肺炎，自然灾害也导致晶圆代工厂和其他半导体工厂无法正常运营。2020年12月，中国台湾省部分地区发生6.7级地震。它影响了包装和测试设施中一些设备的运行。2021年2月，日本东部海域发生7.4级地震。同月内，德州遭遇罕见寒潮，出现大量冰雪，导致全州大面积停电，严重影响了代工厂的正常生产活动。3月19日，瑞萨日本工厂发生火灾，晶圆生产线严重受损。所有的自然灾害使其无法在短时间内恢复正常工作状态，从而导致产能不足和供应延迟。汽车级IC产量下降的另一个原因是远程工作和在线教育的普及，导致对消费电子产品的需求增加。PC、手机、智能家居设备和同质化产品对芯片的要求相对较低，一般使用商用级芯片。基于商用级芯片更短的生产周期和更大的盈利空间，IC厂商更倾向于将产能转移到商用级芯片制造，这一决定正在挤压汽车级芯片的产能。随着晶圆、封装和掩模成本的增加，一个芯片的硬件成本整体上升。此外，供应链中不断增加的干扰因素导致了供应时间的不断延长。由于当今社会的各种不确定情况，物流停滞不前，产品交付时间延长。

　　应对汽车级集成电路短缺的策略

　　汽车级芯片的供需失衡在短时间内很难恢复。改善供应链管理将有助于降低无形成本和沉没成本，并增强应对突发情况的能力：

　　积极为生产和交付保持足够的缓冲。向制造商和特许经销商下订单并不意味着100%准时交付零件。为了降低延迟交货的风险，定期跟踪IC制造商的生产计划。例如，每月或每季度检查制造状态，以评估延迟的潜在风险。如果有延迟交货的可能性，建议重新安排您的生产计划，并获得一个提前期缓冲。

　　采购渠道多元化，扩大供应商名单。尽量避免受到现有采购渠道的限制，考虑替代供应商。有一些方法可以扩大供应来源，包括在可靠的电子元件平台上寻找新的供应商，如Findchips，以及订阅拥有强大的ICs多元化参与者数据库的行业出版商报告和时事通讯。

　　审核编辑：黄飞