電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李誠）隨著傳統(tǒng)汽車向智能化的轉(zhuǎn)型，汽車的芯片用量顯著上升，整個(gè)汽車市場對芯片的需求也在不斷擴(kuò)大。據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示，2020年，全球車規(guī)級芯片市場規(guī)模高達(dá)339億美元，芯片出貨量達(dá)439顆。據(jù)英特爾CEO帕特·基辛格預(yù)計(jì)，到2030年，隨著汽車智能化的發(fā)展，汽車芯片市場規(guī)模將達(dá)到1150億美元，其中，汽車芯片占總體芯片市場的11%。

近兩年，因受疫情影響，全球掀起了“缺芯潮”，不論是消費(fèi)電子領(lǐng)域還是汽車電子領(lǐng)域，都遭受到了不同程度的打擊。據(jù)AutoForecast Solutions統(tǒng)計(jì)，因車規(guī)級芯片的短缺，截至10月10日，全球汽車?yán)塾?jì)減產(chǎn)934.5萬輛。其中，豐田汽車在對外發(fā)表聲明中表示，由于車規(guī)級芯片斷供的問題，造成9月份環(huán)比下降16%，產(chǎn)能嚴(yán)重下降。同時(shí)，本田、雷諾、斯柯達(dá)、現(xiàn)代等汽車制造企業(yè)，在“缺芯潮”中汽車產(chǎn)能均受到了影響。馬來西亞疫情反復(fù)，車規(guī)級晶圓廠產(chǎn)能放緩，芯片交貨日期一再延遲，產(chǎn)能恢復(fù)周期尚不明朗，“缺芯潮”再度升級。

車規(guī)級芯片千億市場，車規(guī)晶圓生產(chǎn)頭部玩家如何布局

全球汽車制造企業(yè)當(dāng)前都面臨著同一個(gè)問題，那就是芯片短缺，眾多車企紛紛對外宣布減產(chǎn)、停工計(jì)劃。車規(guī)級芯片產(chǎn)能的供應(yīng)遲遲未得到緩解，為緩解“缺芯潮”各大晶圓代工廠開足了馬力提高產(chǎn)能，并且不斷圈地造廠盡可能地滿足市場需求。

臺積電是晶圓制造領(lǐng)域的巨頭，一直被公認(rèn)為全球領(lǐng)先的晶圓代工廠。在車規(guī)級晶圓代工方面，今年1月28日，臺積電對外宣稱，將重新調(diào)配汽車芯片的產(chǎn)能供給，緩解車規(guī)級芯片短缺是臺積電的當(dāng)務(wù)之急，并提供緊急臨時(shí)插單業(yè)務(wù)，縮短交貨日期。今年4月，經(jīng)臺積電董事會(huì)批準(zhǔn)，將投資187億人民幣擴(kuò)建南京晶圓代工廠，擴(kuò)建后的晶圓廠主要用于車規(guī)級晶圓生產(chǎn)，晶圓制造工藝由16nm轉(zhuǎn)變?yōu)?8nm，月產(chǎn)量也由2萬片晶圓提升至4萬片。擴(kuò)建廠區(qū)預(yù)計(jì)在2022年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，到2023年達(dá)到月產(chǎn)4萬片晶圓的標(biāo)準(zhǔn)。10月14日，臺積電再次傳來新廠建設(shè)的消息，臺積電擬于2022年在日本熊本縣建設(shè)22nm和28nm的晶圓制造產(chǎn)線，預(yù)計(jì)于2024年開始量產(chǎn)，據(jù)日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省稱，該產(chǎn)線可能用于車規(guī)晶圓和家電晶圓的生產(chǎn)。

臺積電Q3營收、增長 圖源：臺積電

從目前的芯片市場來看，車規(guī)級芯片市場占比僅僅只有一小部分，其中，近9成以上的訂單大多是交由臺積電、中芯國際等頭部企業(yè)代工。臺積電車規(guī)級芯片的市場占有率為15%，同時(shí)還占據(jù)了60%的車規(guī)級MCU市場。據(jù)官網(wǎng)公布的財(cái)報(bào)顯示，Q3營收148.8億美元，同比增長22.6%，環(huán)比增長12.0%。其中，凈利潤為56.14億美元，同比增長9.36億美元。臺積電不斷加大車規(guī)晶圓產(chǎn)能，但Q3汽車業(yè)務(wù)占比僅有4%，同比增長5%。

三星采用的是IDM的生產(chǎn)模式，集設(shè)計(jì)、制造、封測于一體，同時(shí)，三星的晶圓代工業(yè)務(wù)全球排名第二，僅次于臺積電。目前三星擁有器興FAB6晶圓廠，主要生產(chǎn)8英寸晶圓。器興S1、華城S3、奧斯汀S2、華城S4、華城V1、平澤S5等晶圓廠，主要生產(chǎn)12英寸晶圓。

為緩解芯片短缺的問題，今年4月，三星助力韓國Telechips半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司，順利試產(chǎn)32nm車規(guī)級MCU，這是韓國首款自主研發(fā)的車規(guī)級MCU產(chǎn)品。同時(shí)，在汽車業(yè)務(wù)訂單方面，有媒體報(bào)道，三星成功擊退臺積電，再次拿下特斯拉繼HW 3.0處理器后的HW 4.0訂單。據(jù)悉，特斯拉的HW 4.0處理器采用的是7nm的制程工藝，將在三星的華城工業(yè)區(qū)產(chǎn)線生產(chǎn)。目前華城工業(yè)區(qū)產(chǎn)線只有V1和S3兩條產(chǎn)線，這兩條產(chǎn)線均支持7nm的晶圓生產(chǎn)。其中，三星華城V1產(chǎn)線是專為7nm及以下的制程工藝打造的，該產(chǎn)線采用的是EUV技術(shù)，致力于為設(shè)計(jì)廠商提供更精細(xì)的產(chǎn)品和提高芯片良率。截至2020年底，三星在此工廠投資累計(jì)60億美元，產(chǎn)能較2019年提升近3倍，該產(chǎn)線主要業(yè)務(wù)是面向于5G、AI、汽車等晶圓的生產(chǎn)。

聯(lián)電是一家放棄先進(jìn)制程工藝開發(fā)，專注于車規(guī)級晶圓生產(chǎn)的企業(yè)。2019年，聯(lián)電斥資544億日元收購三重富士通半導(dǎo)體股份有限公司，成為獨(dú)資子公司。據(jù)資料顯示，三重富士通半導(dǎo)體股份有限公司此前主營業(yè)務(wù)是面向汽車、IoT等晶圓生產(chǎn)，擁有40nm和65nm的成熟生產(chǎn)工藝，12英寸晶圓月生產(chǎn)規(guī)模達(dá)3.6萬片。

車規(guī)級芯片短缺，市場供不應(yīng)求，今年4月，聯(lián)電對外宣布，將出資15億美元擴(kuò)建南科P5廠，擴(kuò)大晶圓產(chǎn)能，其中85%投入12英寸晶圓廠的建設(shè)，15%投入8英寸晶圓廠的建設(shè)。廠房擴(kuò)建的同時(shí)，聯(lián)電計(jì)劃在年底前將P5產(chǎn)線的產(chǎn)能由9.4萬片提升至10萬片，P6產(chǎn)線計(jì)劃于2023年第二季度前完成月產(chǎn)2.75萬片提升至3.25萬片的目標(biāo)。芯片的短缺也為聯(lián)電增加了不少的營收，據(jù)聯(lián)電財(cái)報(bào)顯示，Q3營收20.08億美元，同比增長24.6%。凈利潤為3.24億美元，同比增長92.6%。

博世是全球車規(guī)級芯片的主要供應(yīng)、代工企業(yè)，如今車規(guī)級芯片短缺仍在繼續(xù)，博世不斷擴(kuò)大車規(guī)級晶圓產(chǎn)能，以滿足市場的最需求。此前，博世投資10億歐元在累斯頓的12英寸晶圓廠，于今年6月落成。該晶圓廠業(yè)務(wù)主要面向汽車領(lǐng)域的晶圓生產(chǎn)，產(chǎn)線于7月份開始運(yùn)作，第一批產(chǎn)品為電動(dòng)工具應(yīng)用的芯片，車規(guī)級芯片在9月份開始上線，具體產(chǎn)能博世尚未公布。

11月1日，博世官網(wǎng)再次公布擴(kuò)建計(jì)劃，計(jì)劃在2020年投資4億歐元，擴(kuò)建累斯頓、羅伊特林根和檳城半導(dǎo)體測試中心，以提高芯片產(chǎn)能。雖然博世不斷擴(kuò)建晶圓廠提高產(chǎn)品產(chǎn)能，但博世生產(chǎn)的產(chǎn)品不是市場最為緊缺的，這可能對緩解車規(guī)芯片緊張局面的作用不大。

結(jié)語

車規(guī)級芯片短缺依舊，目前已有的車規(guī)級晶圓產(chǎn)線無法滿足市場需求，正如BYD半導(dǎo)體董事長陳剛所說，汽車半導(dǎo)體在整個(gè)行業(yè)中的比重為20%，但晶圓制造能力僅有4%，產(chǎn)能分配明顯不平衡。為應(yīng)對車規(guī)級芯片的缺的局面，晶圓廠不斷擴(kuò)建產(chǎn)線提高產(chǎn)能，但量產(chǎn)落地仍需要一段時(shí)間，近期車規(guī)芯片短缺的局面還是得不到緩解。