車用芯片IDM大廠擴產(chǎn)對汽車供應鏈影響分析

車用IDM大廠紛紛擴產(chǎn)

當前，芯片產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷下行周期，大廠們?nèi)栽诜e極擴產(chǎn)。近日，英飛凌、瑞薩、德州儀器、Rapidus四家IDM廠紛紛披露最新的建廠計劃。據(jù)臺灣經(jīng)濟日報報道，業(yè)界預估四家大廠在擴產(chǎn)投入的金額達到250億美元。

英飛凌已獲準在德國德累斯頓建設(shè)一座價值50億歐元（53.5億美元）的芯片工廠，計劃于2026年投產(chǎn)。英飛凌表示，這將是它歷史上最大的單筆投資，該工廠將生產(chǎn)功率半導體和模擬/混合信號組件。對于此次建廠，英飛凌首席執(zhí)行官Jochen Hanebeck表示，這座新工廠主要看準了再生能源、數(shù)據(jù)中心、汽車電動化的半導體市場需求，正呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的增長

資料來源：英飛凌官網(wǎng)

瑞薩電子表示，車用產(chǎn)品庫存仍低于公司目標水準，為降低未來對車廠和其他重要客戶的供應鏈中斷風險，考慮擴大日本以外地區(qū)的芯片產(chǎn)能。

德州儀器計劃在美國猶他州李海（Lehi）建造第二座12英寸半導體晶圓制造廠，這是該公司在猶他州110億美元投資的一部分。新工廠預計將加入德州儀器現(xiàn)有的12英寸晶圓制造廠陣營，預計于2023年下半年開始建造，最早于2026年投產(chǎn)。

資料來源：德州儀器官網(wǎng)

由日本國家支持的芯片企業(yè)Rapidus正考慮在日本北海道建設(shè)第一家制造廠，最早可能會在2月底正式?jīng)Q定新工廠選址。

這些芯片廠之外，意法半導體、英特爾、Wolfspeed、博世等要么披露了擴產(chǎn)計劃，要么已有新工廠處于建設(shè)中。

2022年8月4日，意法半導體與GlobalFoundries簽署了一份商業(yè)和合作協(xié)議，在ST位于法國Crolles的現(xiàn)有300毫米工廠附近建立一個新的聯(lián)合運營的300毫米半導體制造工廠，主要是生產(chǎn)FD-SOI 或完全耗盡的絕緣體上硅的半導體制造技術(shù)的產(chǎn)品。10月，ST又宣布，將在意大利建設(shè)一個集成的碳化硅 (SiC) 襯底制造工廠，這將成為歐洲第一家量產(chǎn)150mm SiC外延襯底的工廠。意大利政府將在國家復蘇和恢復力計劃的框架下，在五年內(nèi)向該工廠投資7.3億歐元。

資料來源：意法半導體官網(wǎng)

早在2022年3月中旬，英特爾宣布其IDM2.0計劃的第一階段是未來十年內(nèi)在整個半導體價值鏈中投資多達800億歐元。初始階段，英特爾計劃在德國馬格德堡建設(shè)兩座一流的半導體工廠，預計將于 2023 年上半年開始建設(shè)，2027年投產(chǎn)，項目預計總耗資170億歐元。但是2022年由于能源危機而引發(fā)的能源和原材料成本上漲的原因，2022年12月，英特爾宣布推遲原定于2023年在德國開設(shè)芯片工廠的計劃。在美國，英特爾(Intel)也宣布了數(shù)百億美元的新建晶圓廠計劃。比如投資200億美元在美國亞利桑那州興建2座晶圓廠；投資200億美元在美國俄亥俄州興建兩座晶圓廠，未來將總計建設(shè)8 座晶圓廠。

Wolfspeed宣布將斥資30億美元，計劃在德國薩爾州建造一個高度自動化的200毫米SiC晶圓制造工廠。

2022年，博世投資超4億歐元擴建其位于德國德累斯頓和羅伊特林根的晶圓廠（主要）以及位于馬來西亞檳城的半導體測試中心，2022年該廠的產(chǎn)能將得到進一步提升。其中德累斯頓晶圓廠于2022年7月開始生產(chǎn)300毫米晶圓，比原計劃提早了六個月，首先用于博世電動工具。面向汽車客戶的芯片于9月開始生產(chǎn)，比原計劃提前了三個月。2023年約5000萬歐元將被用于建設(shè)毗鄰斯圖加特的羅伊特林根晶圓廠。

2022年10月，存儲芯片大廠美光(Micron)宣布將在未來20年內(nèi)斥資1000億美元在美國紐約州興建大型晶圓廠，加速發(fā)展美國本土半導體制造業(yè)。

資料來源：美光官網(wǎng)

車用芯片大廠安森美（Onsemi）日前也正式接管了格芯（GlobalFoundries）位于美國紐約州的12英寸晶圓廠，并舉行了剪彩儀式。該晶圓廠的收購的總代價為 4.3 億美元。安森美總裁 Hassane El-Khoury 表示，該工廠“將生產(chǎn)支持電動汽車、電動汽車充電和能源基礎(chǔ)設(shè)施的芯片。”

資料來源：安森美官網(wǎng)

擴產(chǎn)背后：補貼、利潤和需求

當前芯片行業(yè)景氣度持續(xù)低迷，曾經(jīng)炙手可熱的晶圓制造商也不能獨善其身。反觀芯片大廠們，擴產(chǎn)新計劃層出不窮，并致力于自建晶圓制造廠。即將接棒德州儀器總裁及首席執(zhí)行官的現(xiàn)任執(zhí)行副總裁及首席運營官HavivIlan甚至表示：“現(xiàn)在正是我們進一步擴大自有制造能力的最佳時機。”這是為何？綜合來看，大廠們或許出于以下考慮：

從政策層面看，基于國家安全、政治風險與意識形態(tài)，一些國家謀求供應商多樣化、近岸和友岸生產(chǎn)，全球產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)從全球協(xié)作向局部協(xié)作演變的格局。如今各區(qū)域打造本土完整產(chǎn)業(yè)鏈的意圖更加明確，其中美歐均將先進的晶圓廠視作重振芯片制造業(yè)的關(guān)鍵，并頒布法案以提高芯片制造能力。

在過去兩年全球芯片短缺的情況下，歐盟正在尋求加強半導體生產(chǎn)。2023年1月24日，《歐洲芯片法案》正式通過。該法案計劃投入430億歐元來支持芯片的發(fā)展，超過三分之二的資金被指定用于建設(shè)新的、領(lǐng)先的芯片制造廠，或“大型晶圓廠”。英飛凌、意法半導體、英特爾等IDM大廠的投資對于實現(xiàn)歐盟的目標至關(guān)重要，即2030年以前達到全球半導體制造20%的占有率。歐盟委員會已撥出了150億歐元的資金用于到2030年的公共和私營半導體項目，這就為歐洲提供了發(fā)展的獨特機會，該舉措不僅吸引了歐盟成員國，也吸引了一些其他大型半導體廠商前往歐洲建廠。

美國半導體行業(yè)的離岸生產(chǎn)狀況更為突出。Knometa Research不久前公布的另一份報告顯示，截至2022年底，美國企業(yè)月產(chǎn)能為460萬片200毫米當量晶圓，其中200萬片在美國國內(nèi)晶圓廠生產(chǎn)，260萬片在海外生產(chǎn)。也就是說，美國芯片制造商有 56% 的晶圓產(chǎn)能建在美國以外。其中，美國公司最大的離岸產(chǎn)能分布在新加坡（占總量的 22%）、中國臺灣（12%）、日本（10%）、德國（4%）、愛爾蘭（3%）和以色列（2%）。存儲芯片制造商美光是美國迄今為止最大的離岸產(chǎn)能所有者。該公司在美國境外經(jīng)營著 12 家晶圓廠，占美國海外生產(chǎn)的 260 萬片晶圓總量的 65%。格芯（GlobalFoundries ）以 14% 的份額位居第二，緊隨其后的是英特爾占 9%，德州儀器占 5%。

2022年12月美國按地理劃分的產(chǎn)能

?資料來源：Knometa Research

為改善這種情況，美國提出了雄心勃勃的半導體目標：到本世紀末，美國將至少擁有兩個新的大型前沿邏輯工廠集群。2022年7月，配套有520多億美元的《芯片與科學法案》獲得通過，此舉已經(jīng)推動了臺積電、三星、英特爾、美光、格芯等晶圓制程廠商加大了對于美國的投資。預計未來，隨著新建晶圓廠的啟用，美國本土的晶圓制造產(chǎn)能將獲得大幅提升。

隨著美歐對半導體制造的精準政策刺激，這意味著，當?shù)氐木A制造廠有望享受更多的財政補貼，此舉推動了全球IDM芯片大廠的瘋狂擴產(chǎn)潮。

其次，晶圓代工板塊享受了這兩年行業(yè)產(chǎn)能短缺帶來的高議價權(quán)，無論是剛經(jīng)歷完“加價搶產(chǎn)能”的芯片設(shè)計公司，還是曾經(jīng)釋出大量外包訂單的IDM廠商，無一不認可制造端的價值。以晶圓代工巨頭臺積電為例，相比2019年，2022年臺積電已實現(xiàn)營收翻倍，凈利潤翻兩番，毛利率更是達到驚人的近六成。

數(shù)據(jù)來源：臺積電財報，Wind

此外，從晶圓廠啟動建設(shè)到投產(chǎn)，一般需要2-3年，半導體景氣度或?qū)⒃谶@段時間內(nèi)走出“至暗時刻”。在1月份的財報發(fā)布會上，臺積電首席執(zhí)行官魏哲家稱，“我們預計半導體周期將在2023年上半年觸底，并在今年下半年看到健康的復蘇。”此外，摩根士丹利預計，2023年下半年將是半導體開啟復蘇周期的重要時間點。Counterpoint近期發(fā)布的一份研究報告顯示，全球芯片行業(yè)目前表現(xiàn)出周期性而非結(jié)構(gòu)性疲軟，預計2023年上半年市場將會低迷，但預計到2023年下半年，隨著OEM廠商開始補充庫存并準備發(fā)布旗艦產(chǎn)品，市場有望迎來復蘇式增長。

也就是說，這些在行業(yè)低谷時期擴產(chǎn)的產(chǎn)能有望在下一輪半導體行業(yè)上升周期中獲得豐厚的利潤。

擴產(chǎn)潮將重塑汽車供應鏈

那么，眾多芯片大廠的擴產(chǎn)潮又會帶來什么影響？

從調(diào)研機構(gòu)半導體情報（SI）發(fā)布的2021年汽車半導體市場統(tǒng)計結(jié)果來看，這些擴產(chǎn)的芯片大廠大多都是車用IDM芯片大廠。全球車用芯片市場中，英飛凌為業(yè)界龍頭，瑞薩電子、德州儀器分居第三、四位，安森美排名第七。

數(shù)據(jù)來源：SI

因此，這些車用IDM芯片大廠的瘋狂擴產(chǎn)將縮短車用芯片的交付流程和交付周期，緩解車用芯片短缺緊張的狀況。根據(jù)汽車行業(yè)數(shù)據(jù)預測公司AutoForecast Solutions的分析數(shù)據(jù)，截止到2022年11月底，全球汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)因為缺芯減產(chǎn)了411.76萬輛汽車，預計全年受影響的產(chǎn)能將達到約448.53萬輛。隨著車用IDM芯片大廠擴大自身產(chǎn)能后，將有助于后續(xù)自身車用芯片供應更順暢，讓車廠擺脫缺芯的陰霾，但這也將讓車用MCU大廠新唐承壓，并且新唐也有不少非車用產(chǎn)品與國際IDM廠重疊，日后也將面臨競爭。

汽車半導體供應鏈關(guān)系的變化

由傳統(tǒng)單向供應轉(zhuǎn)為OEM與Tier1和Tier2雙向聯(lián)系的新型汽車半導體供應鏈關(guān)系

不僅如此，隨著后續(xù)產(chǎn)能的投放，還將有效滿足智能汽車時代車用半導體用量激增的需求。假設(shè)傳統(tǒng)汽車需要的半導體芯片為500-600顆芯片/輛，新能源汽車需要的半導體芯片為1000-2000顆芯片/輛。根據(jù)海思在2021中國汽車半導體產(chǎn)業(yè)大會發(fā)布的數(shù)據(jù)，2021年全球汽車半導體市場約為505億美元，預計2027年汽車半導體市場總額將接近1000億美元，2022-2027年增速保持在30%以上。

汽車電子占車輛總成本百分比

資料來源：2021中國汽車半導體產(chǎn)業(yè)大會，海思

其次，車用IDM芯片大廠的擴產(chǎn)潮有望能夠阻止車廠直接找晶圓代工廠合作這種勢頭。近年來，車廠為了縮短交期，開始直接向晶圓代工廠接洽合作，特別是下一代車用芯片設(shè)計更復雜，也需要更高階或特殊的半導體制程支持。隨著車用IDM芯片大廠的大舉擴產(chǎn)，車廠將重新評估供應鏈的價值。這些排名靠前的車用IDM芯片大廠已經(jīng)在這個領(lǐng)域深耕了數(shù)十年，產(chǎn)品類別非常豐富，是車企造芯團隊很難比擬的。除了車用MCU以外，汽車芯片還包括AMP、IGBT、MOSFET等功率器件，傳感器和分立器件等。并且，車規(guī)級芯片不僅種類豐富，而且技術(shù)壁壘高，其冗長的認證周期就讓很多廠商望而卻步了。因而，相較于整車廠自己做芯片并合作晶圓代工廠，傳統(tǒng)IDM芯片大廠直接擴產(chǎn)肯定效果更為明顯。

上述的幾個影響都直接或者間接的指向晶圓代工廠。英飛凌、瑞薩、德州儀器和安森美等都是同時設(shè)計芯片并擁有自家晶圓廠的車用IDM芯片大廠，并擁有模擬IC、MCU等眾多產(chǎn)品，雖然很多是在自家晶圓廠生產(chǎn)，但是也有不少產(chǎn)品是委托臺積電、聯(lián)電等晶圓代工廠生產(chǎn)。隨著這些IDM廠大舉興建自有產(chǎn)能，勢必削減委外代工訂單，對臺積電、聯(lián)電等晶圓代工廠產(chǎn)生不利影響。以臺積電為例，2022年汽車業(yè)務占比5%，增速高達74%，其中大部分來自于車用IDM大廠的委外代工。如果車用IDM芯片大廠產(chǎn)能提升，臺積電這樣的晶圓代工廠可能丟失部分訂單。

2022年臺積電各部分業(yè)務收入占比及增速

資料來源：臺積電官網(wǎng)

留給國產(chǎn)汽車芯片的時間不多了

對于國產(chǎn)汽車芯片而言，車用IDM芯片大廠的擴產(chǎn)潮將帶來嚴峻而艱巨的挑戰(zhàn)。

這一輪國產(chǎn)汽車芯片爆發(fā)的主要因素就是汽車芯片供應不足，使得部分國產(chǎn)芯片廠商在車身、座艙等環(huán)節(jié)得到了一部分訂單，而且一部分訂單是以工規(guī)級芯片來滿足的。說白了就是，國際IDM吃不下的訂單就是國產(chǎn)汽車芯片廠商的機會，這就是所謂的窗口期。

美國咨詢機構(gòu)AlixPartners（阿利克斯合伙公司）發(fā)布的報告指出，芯片制造仍是汽車產(chǎn)能的瓶頸，預計2024年汽車芯片仍將供不應求。然而，到2024年底全球汽車芯片供應有望徹底恢復常態(tài)，國產(chǎn)汽車芯片發(fā)展的窗口期有可能在2025年關(guān)閉。再加上如今車用IDM大廠的擴產(chǎn)潮，國產(chǎn)汽車芯片發(fā)展的窗口期有可能比預期的更短。

未來幾年，國產(chǎn)汽車芯片廠商需要做兩件事情，一個是抓緊時間提升自己的技術(shù)競爭力，另一個則是盡可能和汽車大廠進行深度綁定。

資料來源：第十二屆松山湖中國IC創(chuàng)新高峰論壇

在車用IDM芯片大廠的擴產(chǎn)潮下，汽車芯片供應緊張問題將提前被解決，屆時沒有上車的國產(chǎn)汽車芯片可能就很難找到機會了，國產(chǎn)汽車芯片面對的挑戰(zhàn)不可謂不嚴峻。

毋庸置疑，未來汽車半導體市場依然會是一個快速增長的市場。期間隨著智能汽車滲透率提升，對于車用芯片的需求量會逐年增加。無論是國際大廠，還是國產(chǎn)廠商都不愿錯失這波市場紅利。

主流車用IDM芯片大廠的逆勢擴產(chǎn)，有著眾多對于補貼、利潤和需求的考量，車用芯片擴產(chǎn)潮帶來的影響不可忽視。擴產(chǎn)潮有望大大緩解芯片短缺，但未來對晶圓代工廠的擠出效應和產(chǎn)能過剩導致部分品類芯片過剩等問題也值得警惕。

目前看來，到2024年底全球汽車芯片供應有望徹底恢復常態(tài)，國產(chǎn)汽車芯片發(fā)展的窗口期有可能在2025年關(guān)閉。國產(chǎn)汽車芯片廠商亟需抓緊時間提升自己的技術(shù)競爭力，牢牢綁定下游的汽車大廠，在未來的智能電動汽車時代站穩(wěn)腳跟。

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