Bien qu'au second semestre 2021, certains constructeurs automobiles aient souligné que le problème de pénurie de puces en 2022 s'améliorerait, les équipementiers ont augmenté leurs achats et une mentalité de jeu les uns avec les autres, couplés à la fourniture d'une capacité de production de puces de qualité automobile mature. Les entreprises sont encore en train d’augmenter leur capacité de production et le marché mondial actuel est encore gravement 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 connaîtra également des changements radicaux.
1. La douleur du MCU en raison du manque de noyau
Si l’on considère maintenant 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 grossière de la structure des applications 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. les concepteurs de puces sont inquiets, les fonderies de puces et les entreprises d'emballage et de tests ont été gravement touchées par des problèmes tels que l'arrêt de l'épidémie.
Les usines de fabrication de puces appartenant aux industries à forte intensité de main-d'œuvre souffriront de graves pénuries de main-d'œuvre et d'une faible rotation des capitaux en 2020. Une fois que la conception des puces en amont a été transformée en besoins des constructeurs automobiles, elle n'a pas été en mesure de planifier complètement la production, ce qui la rend difficile pour que les puces soient livrées à pleine capacité. Entre les mains de l'usine automobile, une situation de capacité de production de véhicules insuffisante apparaît.
En août de l'année dernière, l'usine Muar de STMicroelectronics à 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 la fourniture de puces pour Bosch ESP/IPB, VCU, TCU et d'autres systèmes étant en état d'interruption d'alimentation pendant une longue période.
En outre, en 2021, les catastrophes naturelles telles que les tremblements de terre et les incendies empêcheront également certains fabricants de produire à court terme. En février de l'année dernière, le tremblement de terre a causé de graves dégâts à la société japonaise Renesas Electronics, l'un des principaux fournisseurs mondiaux de puces électroniques.
La mauvaise évaluation 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 abouti au MCU et CEI qui présentent le plus grand chevauchement 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 dispositifs semi-conducteurs automobiles traditionnels, et le nombre total de vélos utilisés est de 500 à 600, qui comprennent principalement des MCU, des semi-conducteurs de puissance (IGBT, MOSFET, etc.), des capteurs et divers appareils analogiques. Véhicules autonomes 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 seront utilisés.
Selon le nombre de demandes de véhicules, le plus touché dans cette crise de pénurie fondamentale est qu'une voiture traditionnelle a besoin de plus de 70 puces MCU, et le MCU automobile est l'ESP (système de programme de stabilité électronique) et l'ECU (principaux composants de la puce de contrôle principale du véhicule ). Prenant comme exemple la principale raison du déclin du Haval H6 donnée par Great Wall à plusieurs reprises depuis l'année dernière, Great Wall a déclaré que la grave baisse des ventes du H6 au cours de plusieurs mois était due à l'approvisionnement insuffisant de l'ESP Bosch qu'elle utilisait. Les Euler Black Cat et White Cat, auparavant populaires, ont également annoncé une suspension temporaire de leur production en mars de cette année en raison de problèmes tels que les réductions de l'approvisionnement en ESP et l'augmentation du prix des puces.
Malheureusement, 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 le processus de fabrication de puces automobiles vers l'ancienne ligne de production et la nouvelle ligne de production de 12 pouces à l'avenir, afin d'augmenter la capacité de production et réaliser des économies d'échelle. Cependant, le cycle de livraison des équipements semi-conducteurs est souvent supérieur à six mois. En outre, l'ajustement de la chaîne de production, la vérification des produits et l'amélioration de la capacité de production prennent beaucoup de temps, ce qui rend la nouvelle capacité de production susceptible d'être effective en 2023-2024. .
Il convient de mentionner que même si la pression dure depuis longtemps, les constructeurs automobiles restent optimistes quant au marché. Et la nouvelle capacité de production de puces est destinée à résoudre à l’avenir la plus grande crise actuelle en matière de capacité de production de puces.
2. Nouveau champ de bataille sous le renseignement électrique
Cependant, pour l'industrie automobile, la résolution de la crise actuelle des puces ne peut que résoudre le besoin urgent de l'asymétrie actuelle de l'offre et de la demande sur le marché. Face à la transformation des industries électriques et intelligentes, la pression de l'offre de puces automobiles ne fera qu'augmenter de façon exponentielle à l'avenir.
Avec la demande croissante de contrôle intégré des produits électrifiés dans les véhicules, et au moment de la mise à niveau 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 pour un seul véhicule augmentera plusieurs fois pour atteindre plus de 3 000 pièces, et que 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 véhicules augmente, mais également reflète l'augmentation rapide de la difficulté technique et du coût des puces nécessaires aux véhicules.
Contrairement aux équipementiers traditionnels, où 70 % des puces pour véhicules à carburant sont de 40 à 45 nm et 25 % sont des puces de faible spécification supérieures à 45 nm, la proportion de puces dans le processus 40-45 nm pour les véhicules électriques grand public et haut de gamme sur le marché a est tombé à 25%. 45 %, tandis que la proportion de puces au-dessus de 45 nm n'est que de 5 %. D'un point de vue technique, les puces de processus haut de gamme matures de moins de 40 nm et les puces de processus plus avancées de 10 nm et 7 nm sont sans aucun doute de nouveaux domaines de concurrence 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 a rapidement augmenté, passant de 21 % à l'ère des véhicules à carburant à 55 %, tandis que les puces MCU ont chuté de 23 % à 11 %.
Cependant, la capacité croissante de production de puces révélée par divers fabricants est encore largement limitée aux puces MCU traditionnelles actuellement responsables du contrôle du moteur/châssis/carrosserie.
Pour les véhicules électriques intelligents, des puces d’IA responsables de la perception et de la fusion de la conduite autonome ; des modules de puissance tels que l'IGBT (transistor double à grille isolée) responsables de la conversion de puissance ; les puces de capteurs pour la surveillance radar de conduite autonome ont considérablement augmenté la demande. Cela deviendra très probablement une nouvelle série de problèmes de « manque de noyaux » auxquels les constructeurs automobiles seront confrontés au cours de la prochaine étape.
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 limité par l'aspect technique.
En prenant comme exemple la demande de puces d'IA apportée par l'intelligence, le volume de calcul des logiciels de conduite autonome a déjà atteint le niveau TOPS (billion d'opérations par seconde) à deux chiffres, et la puissance de calcul des MCU automobiles traditionnels peut difficilement répondre aux exigences de calcul. de véhicules autonomes. Les puces d'IA telles que les GPU, les FPGA et les ASIC sont entrées sur le marché automobile.
Au cours du premier semestre de l'année dernière, Horizon a officiellement annoncé le lancement officiel de son produit de troisième génération destiné aux véhicules, les puces de la série Journey 5. Selon les données officielles, les puces de la série Journey 5 ont une puissance de calcul de 96TOPS, une consommation électrique de 20W et un rapport d'efficacité énergétique de 4,8TOPS/W. . Par rapport à la technologie de processus 16 nm de la puce FSD (fonction de conduite entièrement autonome) lancée par Tesla en 2019, les paramètres d'une seule puce avec une puissance de calcul de 72TOPS, une consommation d'énergie de 36W et un rapport d'efficacité énergétique de 2TOPS/W ont été grandement amélioré. Cette réalisation a également gagné la faveur et la coopération de nombreux constructeurs automobiles, notamment SAIC, BYD, Great Wall Motor, Chery et Ideal.
Poussée par l'intelligence, l'involution de l'industrie a été extrêmement rapide. À partir du FSD de Tesla, le développement des puces de contrôle principales de l'IA revient à ouvrir la boîte de Pandore. Peu de temps après Journey 5, NVIDIA a rapidement publié la puce Orin qui sera monopuce. La puissance de calcul est passée à 254TOPS. En termes de réserves techniques, Nvidia a même présenté en avant-première une puce Atlan SoC avec une puissance de calcul unique allant jusqu'à 1000TOPS pour le public l'année dernière. À l'heure actuelle, NVIDIA occupe fermement une position de monopole sur le marché des GPU pour les puces de contrôle principales automobiles, conservant une part de marché de 70 % toute 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 principaux fabricants de puces. promotion du marché.
Les instituts de recherche supposent que la valeur des vélos à puce IA augmente rapidement, passant de 100 $ US en 2019 à plus de 1 000 $ US d’ici 2025 ; dans le même temps, le marché national des puces d'IA automobile passera également de 900 millions de dollars américains en 2019 à 91 en 2025. Cent millions de dollars américains. La croissance rapide de la demande du marché et le monopole technologique des puces de haute qualité rendront sans aucun doute encore plus difficile le futur développement intelligent des constructeurs automobiles.
Semblable à la demande sur le marché des puces d'IA, l'IGBT, en tant que composant semi-conducteur important (y compris les puces, les substrats isolants, les bornes et autres matériaux) dans le véhicule à énergie nouvelle avec un rapport de coût allant jusqu'à 8 à 10 %, a également un impact profond sur le développement futur de l’industrie automobile. Bien que des sociétés nationales telles que BYD, Star Semiconductor et Silan Microelectronics aient commencé à fournir des IGBT aux constructeurs automobiles nationaux, pour l'instant, la capacité de production d'IGBT des sociétés mentionnées ci-dessus est encore limitée par la taille des entreprises, ce qui rend difficile la production d'IGBT. couvrir les nouvelles sources d’énergie nationales en croissance rapide. croissance du marché.
La bonne nouvelle est que face à la prochaine étape du remplacement des IGBT par les SiC, les entreprises chinoises ne sont pas loin derrière dans la configuration, et l'expansion des capacités de conception et de production de SiC basées sur les capacités de R&D des IGBT dès que possible devrait aider les constructeurs automobiles et technologies. Les fabricants obtiennent un avantage lors de la prochaine étape de la concurrence.
3. Yunyi Semiconductor, fabrication intelligente de base
Face à la pénurie de puces dans l'industrie automobile, Yunyi s'engage à résoudre le problème d'approvisionnement en matériaux semi-conducteurs pour les clients de l'industrie automobile. Si vous souhaitez en savoir plus sur les accessoires Yunyi Semiconductor et faire une demande, veuillez cliquer sur le lien :https://www.yunyi-china.net/semiconductor/.
Heure de publication : 25 mars 2022