保时捷高管：汽车芯片的供应范式彻底转变
几十年来，汽车行业以其供应流程的稳定性而闻名。每辆车都有数以千计的组件，这些组件由全球数百家供应商制造，而这些组件中的每一个都在需要时出现在装配线上。
然而，在 2021 年，这些原本如此强大的供应链突然开始破裂。有问题的组件正是那些预计将在汽车内部运作和制造商品牌标识中发挥关键作用的组件，即半导体。它们继续供不应求，这意味着许多汽车无法按时或根本无法生产。根据德国汽车工业协会 (VDA) 的数据，仅德国汽车制造商就将在 2022 年减少约 700,000 辆汽车的产量。这比前一年减少了约 13%。半导体供应的显着改善似乎不太可能在 2023 年下半年之前出现。
短缺是由多种因素造成的。亚洲与新冠病毒相关的工厂关闭起到了一定的作用，2021 年春季，日本一家大型制造厂发生火灾也是如此。此外，微芯片生产的异常复杂性使其相应地变得脆弱。保时捷咨询公司高级合伙人 Hagen Radowski 博士说：“半导体生产是有史以来最复杂的价值创造过程之一，从最初的沙粒到成品芯片有 130 多个单独的步骤。” 在生产过程中，刚生产出来的半导体在世界各地多次旅行。此外，各个生产步骤本身非常复杂。尤其对于封装密度为 5-9 纳米的最新一代芯片，
汽车制造商采取了哪些策略和措施来迅速缓解当前的短缺，并确保不再发生这种情况？首先，他们试图更好地理解必要的流程并更好地控制供应链。到目前为止，这已被证明非常困难，因为大多数汽车的半导体都是在来自众多不同供应商的组件中找到的。正如 Radowski 解释的那样，汽车制造商正在寻求与芯片生产中‘供应商’的供应商有更直接的联系——而且是在最高级别。芯片采购现在是董事会层面的事情，几乎是所有地方的首要任务。
对于汽车制造商而言，另一个同等或更重要的目标是提高自己的芯片专业水平。这是否意味着他们正在改变对“制造或购买”问题的处理方式？“不，”Radowski 说。“汽车制造商的目标不是内部生产。相反，他们正在寻求与半导体生产商联合开发芯片，这意味着成为无晶圆厂的芯片设计师。这就是世界领先的计算机、平板电脑和智能手机制造商所做的事情。然后，实际生产由称为代工厂的独立服务提供商执行。
建立内部芯片专业知识不仅仅是寻求减少对供应商的依赖的问题。这也是关于开发技术知识本身。“芯片最终将成为品牌和汽车的显著特征。它们将把汽车与云连接起来，协调自动驾驶能力，并允许临时添加或预订有吸引力的服务。汽车制造商不想也负担不起将有关使这一切成为可能的产品的专业知识委托给供应商，或者就此而言委托给供应商的供应商。”
因此，汽车制造商正在解决这个问题——但这是否意味着他们将设法消除未来半导体短缺的风险？至少在中期内，生产可能会有所缓解，而且生产地点实际上在地理上越来越近。博世宣布大幅扩大其汽车行业的微芯片生产，包括在德国的两个工厂。
各国政府也采取了行动。例如欧洲通过其《欧洲芯片法》，寻求加强欧洲大陆的半导体生态系统。目前最引人注目的项目是英特尔将在德国东部城市马格德堡建设的芯片工厂，投资约170亿欧元。然而，大规模生产还需要一些时间。专家还指出，少数高度专业化的制造商意味着短缺仍会继续困扰该行业。
因此，供应短缺的风险仍然存在——尤其是考虑到汽车制造商及其供应商的需求将在未来几年急剧上升。此外，自动驾驶等过程中涉及的复杂功能将需要更复杂的微芯片。“目前，汽车行业的需求主要在每个晶体管 20 纳米或更大的主流范围内，”Radowski 说。“当自动驾驶成为标准时，将需要更强大的芯片——这意味着更小的芯片——不仅在汽车本身，而且在基础设施中，我们也需要大量的芯片。”
大多数汽车制造商预计，未来几年他们对半导体的需求增长速度将是所有其他行业总和的两倍左右。因此，芯片制造商将不得不大幅扩大产能。这些产品的竞争似乎是不可避免的，部分原因是建立一个新的芯片工厂至少需要四年时间。这是一个几乎不可能对新的短缺做出短期反应的领域。
汽车行业如何解决这个问题？“我们正在接近供应商管理的范式转变，”Radowski 说。“涉及汽车制造商、一级和二级供应商以及半导体制造商的合作模式将从根本上改变。在必要性的推动下，汽车制造商将发挥更大的作用，同时考虑到来自其他行业的竞争。” 具体来说会是什么样子？一个例子：“许多欧洲汽车制造商和供应商已经建立了 Catena?X 信息平台，以使他们的供应链更加透明，并传达他们对特定半导体产品的中长期需求。芯片生产商可以以此为指导，根据需求制定生产计划。” 因此，新范式也将为竞争对手带来更高水平的开放性和透明度，以及更大程度的合作。仅靠竞争将不再是推动行业前进的动力。
自 1965 年以来，微芯片的开发一直遵循摩尔定律，即集成电路中的晶体管数量大约每隔一年半就会翻一番。由于封装密度低于 10 纳米的晶圆生产非常复杂，而且几乎是原子级的，因此几乎不可能再进一步增加。但通过其他方式仍有进步空间。芯片制造商正在使用新型外壳并生产“片上系统”以及具有存储和天线等辅助功能的“chiplet”。他们还使用新的互联技术。通过堆叠多个芯片层，可以在相同的安装空间内实现额外的性能大幅提升。因此，摩尔定律将继续适用的原因有很多。
