Bien qu'au second semestre 2021, certains constructeurs automobiles aient souligné que le problème de pénurie de puces en 2022 s'améliorerait, les OEM ont augmenté leurs achats et ont adopté une mentalité de jeu les uns avec les autres, couplée à l'offre de capacités de production de puces de qualité automobile matures. Les entreprises sont encore au stade de l'expansion de leur capacité de production, et le marché mondial actuel est toujours sérieusement affecté par le manque de cœurs.
Dans le même temps, avec la transformation accélérée de l’industrie automobile vers l’électrification et l’intelligence, la chaîne industrielle d’approvisionnement en puces subira également des changements spectaculaires.
1. La douleur du MCU sous l'absence de noyau
Français Maintenant, en repensant à la pénurie de cœurs qui a commencé fin 2020, l'épidémie est sans aucun doute la principale cause du déséquilibre entre l'offre et la demande de puces automobiles. Bien qu'une analyse approximative de la structure d'application des puces MCU (microcontrôleurs) mondiales montre que de 2019 à 2020, la distribution des MCU dans les applications électroniques automobiles occupera 33 % du marché des applications en aval, mais par rapport au bureau en ligne à distance En ce qui concerne les concepteurs de puces en amont, les fonderies de puces et les sociétés de conditionnement et de test ont été gravement touchées par des problèmes tels que l'arrêt de l'épidémie.
Les usines de fabrication de puces électroniques appartenant à des secteurs à forte intensité de main-d'œuvre souffriront d'une grave pénurie de main-d'œuvre et d'une faible rotation du capital en 2020. Après l'adaptation de la conception des puces en amont aux besoins des constructeurs automobiles, la planification de la production n'a pas été pleinement assurée, ce qui a compliqué la livraison des puces à pleine capacité. Du côté des usines automobiles, la situation d'insuffisance de capacité de production de véhicules apparaît.
En août de l'année dernière, l'usine STMicroelectronics de Muar, en Malaisie, a été contrainte de fermer certaines usines en raison de l'impact de la nouvelle épidémie de couronne, et la fermeture a directement conduit à l'interruption de l'approvisionnement en puces pour Bosch ESP/IPB, VCU, TCU et d'autres systèmes pendant une longue période.
En outre, en 2021, les catastrophes naturelles, telles que les tremblements de terre et les incendies, empêcheront certains fabricants de produire à court terme. En février dernier, le tremblement de terre avait causé de graves dommages à l'entreprise japonaise Renesas Electronics, l'un des principaux fournisseurs mondiaux de puces électroniques.
L'évaluation erronée de la demande de puces embarquées par les constructeurs automobiles, associée au fait que les usines en amont ont converti la capacité de production de puces embarquées en puces grand public afin de garantir le coût des matériaux, a entraîné une grave pénurie de MCU et de CIS qui présentent le chevauchement le plus élevé entre les puces automobiles et les produits électroniques grand public. (capteur d'image CMOS) est en grave pénurie.
D'un point de vue technique, il existe au moins 40 types de semi-conducteurs automobiles traditionnels, et le nombre total de vélos utilisés est de 500 à 600, qui comprennent principalement des microcontrôleurs (MCU), des semi-conducteurs de puissance (IGBT, MOSFET, etc.), des capteurs et divers dispositifs analogiques. Les véhicules autonomes utiliseront également une série de produits tels que des puces auxiliaires ADAS, des CIS, des processeurs d'IA, des lidars, des radars à ondes millimétriques et des MEMS.
Français Selon le nombre de véhicules demandés, les plus touchés par cette crise de pénurie de cœur sont les voitures traditionnelles nécessitant plus de 70 puces MCU, et les MCU automobiles sont l'ESP (Système de Programme de Stabilité Électronique) et l'ECU (Composants Principaux de la puce de contrôle principale du véhicule). Prenant comme exemple la principale raison du déclin du Haval H6 citée à plusieurs reprises depuis l'année dernière, Great Wall a déclaré que la forte baisse des ventes du H6 pendant plusieurs mois était due à l'approvisionnement insuffisant de l'ESP Bosch qu'il utilisait. Les Euler Black Cat et White Cat, autrefois populaires, ont également annoncé une suspension temporaire de la production en mars de cette année en raison de problèmes tels que la réduction de l'approvisionnement en ESP et la hausse du prix des puces.
Il est regrettable de constater que, bien que les usines de puces automobiles construisent et mettent en service de nouvelles lignes de production de plaquettes en 2021 et tentent de transférer ultérieurement le processus de fabrication de puces automobiles vers l'ancienne ligne de production et la nouvelle ligne de 12 pouces afin d'accroître leur capacité de production et de réaliser des économies d'échelle, le cycle de livraison des équipements semi-conducteurs est souvent supérieur à six mois. De plus, l'ajustement des lignes de production, la vérification des produits et l'amélioration des capacités de production nécessitent beaucoup de temps, ce qui laisse présager une entrée en vigueur des nouvelles capacités en 2023-2024.
Il convient de noter que, malgré la pression persistante, les constructeurs automobiles restent optimistes quant à l'évolution du marché. Les nouvelles capacités de production de puces devraient permettre de résoudre la plus grande crise actuelle en matière de capacité de production de puces à l'avenir.
2. Nouveau champ de bataille sous intelligence électrique
Cependant, pour l'industrie automobile, la résolution de la crise actuelle des puces électroniques ne peut que résoudre le besoin urgent de remédier à l'asymétrie actuelle de l'offre et de la demande sur le marché. Face à la transformation des industries électriques et intelligentes, la pression sur l'offre de puces électroniques automobiles ne fera qu'augmenter de manière exponentielle à l'avenir.
Avec la demande croissante de contrôle intégré des véhicules électriques, et à l'heure de la modernisation FOTA et de la conduite automatique, le nombre de puces pour les véhicules à énergie nouvelle est passé de 500 à 600 à l'ère des véhicules à carburant à 1 000 à 1 200. Le nombre d'espèces est également passé de 40 à 150.
Certains experts de l'industrie automobile ont déclaré que dans le domaine des véhicules électriques intelligents haut de gamme à l'avenir, le nombre de puces par véhicule augmentera plusieurs fois pour atteindre plus de 3 000 pièces, et la proportion de semi-conducteurs automobiles dans le coût des matériaux de l'ensemble du véhicule passera de 4 % en 2019 à 12 en 2025. %, et pourrait atteindre 20 % d'ici 2030. Cela signifie non seulement qu'à l'ère de l'intelligence électrique, la demande de puces pour les véhicules augmente, mais cela reflète également l'augmentation rapide de la difficulté technique et du coût des puces requises pour les véhicules.
Contrairement aux constructeurs traditionnels, où 70 % des puces destinées aux véhicules à carburant sont de 40 à 45 nm et 25 % sont des puces bas de gamme de plus de 45 nm, la proportion de puces de 40 à 45 nm pour les véhicules électriques grand public et haut de gamme sur le marché est tombée à 25 %. 45 %, tandis que la proportion de puces de plus de 45 nm n'est que de 5 %. D'un point de vue technique, les puces haut de gamme matures de moins de 40 nm et les puces plus avancées de 10 nm et 7 nm constituent sans aucun doute de nouveaux secteurs concurrentiels dans la nouvelle ère de l'industrie automobile.
Selon un rapport d'enquête publié par Hushan Capital en 2019, la proportion de semi-conducteurs de puissance dans l'ensemble du véhicule est rapidement passée de 21 % à l'ère des véhicules à carburant à 55 %, tandis que les puces MCU sont passées de 23 % à 11 %.
Cependant, la capacité croissante de production de puces divulguée par divers fabricants est encore principalement limitée aux puces MCU traditionnelles actuellement responsables du contrôle du moteur/châssis/carrosserie.
Pour les véhicules électriques intelligents, la demande de puces d'intelligence artificielle (IA) responsables de la perception et de la fusion de la conduite autonome, de modules de puissance tels que les IGBT (transistors à double grille isolés) responsables de la conversion de puissance et de puces de capteurs pour la surveillance radar de conduite autonome a fortement augmenté. Il est fort probable que les constructeurs automobiles soient confrontés à une nouvelle série de problèmes de « défaut de cœur » dans la prochaine phase.
Cependant, dans la nouvelle étape, ce qui gêne les constructeurs automobiles n'est peut-être pas le problème de capacité de production perturbé par des facteurs externes, mais le « cou coincé » de la puce restreint par le côté technique.
Prenons l'exemple de la demande de puces d'IA générée par l'intelligence : le volume de calcul des logiciels de conduite autonome a déjà atteint plusieurs milliers de milliards d'opérations par seconde (TOPS), et la puissance de calcul des microcontrôleurs automobiles traditionnels peut difficilement répondre aux besoins informatiques des véhicules autonomes. Les puces d'IA telles que les GPU, les FPGA et les ASIC ont fait leur entrée sur le marché automobile.
Au premier semestre de l'année dernière, Horizon a officiellement annoncé le lancement de sa troisième génération de puces automobiles, la série Journey 5. Selon les données officielles, les puces Journey 5 affichent une puissance de calcul de 96 TOPS, une consommation électrique de 20 W et un rendement énergétique de 4,8 TOPS/W. Comparé à la technologie de gravure 16 nm de la puce FSD (conduite entièrement autonome) lancée par Tesla en 2019, les paramètres d'une seule puce, avec une puissance de calcul de 72 TOPS, une consommation électrique de 36 W et un rendement énergétique de 2 TOPS/W, ont été considérablement améliorés. Cette performance a également suscité l'adhésion et la coopération de nombreux constructeurs automobiles, dont SAIC, BYD, Great Wall Motor, Chery et Ideal.
Portée par l'intelligence, l'évolution du secteur a été extrêmement rapide. Depuis le FSD de Tesla, le développement des puces de contrôle principales de l'IA s'apparente à une véritable boîte de Pandore. Peu après Journey 5, NVIDIA a rapidement lancé la puce Orin, qui sera monopuce. Sa puissance de calcul a atteint 254 TOPS. Côté technologie, Nvidia a même présenté en avant-première l'année dernière une puce SoC Atlan, capable d'atteindre 1 000 TOPS. NVIDIA occupe actuellement une position dominante sur le marché des GPU pour les puces de contrôle principales de l'automobile, conservant une part de marché de 70 % tout au long de l'année.
Bien que l'entrée du géant de la téléphonie mobile Huawei dans l'industrie automobile ait déclenché des vagues de concurrence dans l'industrie des puces automobiles, il est bien connu que sous l'interférence de facteurs externes, Huawei possède une riche expérience de conception dans un SoC de processus 7 nm, mais ne peut pas aider les meilleurs fabricants de puces. promotion du marché.
Les instituts de recherche estiment que la valeur des vélos équipés de puces IA augmentera rapidement, passant de 100 dollars américains en 2019 à plus de 1 000 dollars américains d'ici 2025. Parallèlement, le marché intérieur des puces IA pour l'automobile devrait lui aussi passer de 900 millions de dollars américains en 2019 à 91 millions de dollars américains en 2025. La croissance rapide de la demande et le monopole technologique des puces haut de gamme compliqueront sans aucun doute le développement intelligent futur des constructeurs automobiles.
À l'instar de la demande sur le marché des puces d'IA, les IGBT, en tant que composants semi-conducteurs importants (notamment puces, substrats isolants, bornes et autres matériaux) des véhicules à énergie nouvelle, avec un ratio de coût pouvant atteindre 8 à 10 %, ont également un impact profond sur le développement futur de l'industrie automobile. Bien que des entreprises nationales telles que BYD, Star Semiconductor et Silan Microelectronics aient commencé à fournir des IGBT aux constructeurs automobiles nationaux, leur capacité de production reste pour l'instant limitée par leur taille, ce qui rend difficile la couverture de la croissance rapide du marché national des nouvelles sources d'énergie.
La bonne nouvelle est que face à la prochaine étape du remplacement des IGBT par le SiC, les entreprises chinoises ne sont pas en reste en matière de conception. Le développement rapide des capacités de conception et de production de SiC, basé sur les compétences de R&D en IGBT, devrait bénéficier aux constructeurs et aux technologies automobiles. Les constructeurs bénéficieront ainsi d'un avantage concurrentiel lors de la prochaine étape.
3. Yunyi Semiconductor, le cœur de la fabrication intelligente
Face à la pénurie de puces dans l'industrie automobile, Yunyi s'engage à résoudre le problème d'approvisionnement en matériaux semi-conducteurs pour ses clients du secteur. Pour en savoir plus sur les accessoires Yunyi Semiconductor et poser une question, veuillez cliquer sur le lien suivant :https://www.yunyi-china.net/semiconductor/.
Date de publication : 25 mars 2022