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缺芯“喚醒”汽車廠商,車載芯片有望大升級

缺芯“喚醒”汽車廠商,車載芯片有望大升級

Christiaan Hetzner 2021年09月22日
如今,車用芯片供應短缺,芯片廠商希望借此“叫醒”汽車廠商,更新到2010年代的技術。

我們的日常生活都離不開電子電路,而汽車是全世界最昂貴的消費品,但與此同時,汽車使用的可能卻是最廉價的半導體芯片。

芯片會日益微型化的摩爾定律,似乎從未在汽車行業中出現。從電子制動系統到安全氣囊控制模塊,汽車中的數十枚芯片使用的似乎都是十多年前的過時技術。這些芯片使用的晶體管相對簡單,尺寸可能還停留在45納米到90納米,這些晶體管的尺寸過大,設計過于老舊,不適合今天的智能手機。

新冠疫情爆發之后,汽車等大件商品的換新需求下降,但各類家用設備卻銷量驟增。幾個月后,汽車市場開始反彈,但芯片廠商早早就已經完成了產能再分配。

如今,車用芯片供應短缺,芯片廠商希望借此“叫醒”汽車廠商,更新到2010年代的技術。

英特爾(Intel)的首席執行官帕特·基辛格上周在德國參加汽車行業貿易展期間告訴《財富》雜志:“我會按照他們的需求生產盡可能多的英特爾16納米芯片。”

汽車廠商紛紛要求他投資新半導體產能,采用第一代蘋果(Apple)iPhone手機發布時最先進的設計。

基辛格稱:“這在經濟或戰略上都沒有意義。”他參加汽車貿易展的目的是說服汽車廠商淘汰早已過時的技術。“不必在這些新的‘舊’芯片上花幾十億美元,我們只需要投入幾百萬美元,幫助更新換代到現代化的設計。”

汽車芯片落后之謎

汽車廠商要為不同零部件采購芯片,給供應商帶來了巨大的成本壓力,這也是為什么汽車廠商往往會使用體積較大的現貨處理器的根本原因。但這并不是唯一的原因:可靠性也是一個重要的考慮。

大部分車載系統安全性至關重要,必須能夠在幾乎任何情況下運行,無論溫度、濕度、震動,甚至路面上微小的碎石都不能對其產生影響。安全性如此重要,因此經過考驗證明可靠的芯片,比不斷完善的新芯片更符合汽車廠商的需求。

基辛格解釋說:“汽車廠商的選擇很大程度上是因為這些芯片都是經受過檢驗的設計。”他目前正在歐洲為建設最先進的芯片晶圓廠爭取補貼。

與英特爾不同,高通(Qualcomm)無法通過投資擴大產能來提供直接幫助。這家美國公司屬于無工廠芯片制造商,這意味著它主要通過專業外包制造商(即晶圓代工廠)生產半導體,而這恰恰是高通面臨的最嚴重的制約因素。

高通歐洲(Qualcomm Europe)的總裁恩里科·薩爾瓦托里在接受采訪時指出:“對晶圓代工廠而言,投資舊技術沒有太大吸引力,因為很快就會升級到新技術。”

他也在與汽車行業合作,以加快技術轉變,但他承認這并不是一項簡單的任務。

薩爾瓦托里表示:“新技術并不是引腳到引腳兼容,也并非即插即用。你必須重新設計電路,生產新電路板,這可能需要重新認證;或許還會對機械方面產生影響,進而影響到汽車的底盤。所以,技術轉變會產生多米諾骨牌效應。”

供應緊張

早在2020年12月,就已經有跡象預示著即將出現芯片供應緊張,但最初人們的猜測是,隨著芯片廠商開始恢復生產汽車芯片,這些問題只會對汽車生產造成短期影響。由于芯片上的納米電路需要經過一系列漫長的生產步驟印制在硅襯底上,每個步驟需要幾周時間,因此芯片的交貨時間通常要六個月。

一系列不相干的事件限制了芯片晶圓原材料供應,加劇了芯片短缺。首先是冬季的寒流導致英飛凌(Infineon)、恩智浦(NXP)和三星(Samsung)在美國得克薩斯州的芯片晶圓廠接連停電,之后日本供應商瑞薩電子(Renesas Electronics Corporation)在今年3月遭遇大火,使問題變得更加復雜。最后,新冠疫情使馬來西亞和越南的下游供應受阻。這些地區工資較低,芯片在這里完成封裝并最終發貨。

因此,據市場調研機構AutoForecast Solutions表示,全球汽車行業可能減產高達940萬輛,超過了新冠疫情之前汽車總產量的十分之一。

大眾集團(Volkswagen Group)的采購總監穆拉特·阿克塞爾上周在慕尼黑召開的一次新聞發布會上說:“由于一枚價值50美分的芯片,導致我們無法生產一輛售價5萬美元的汽車。”

然而,如果英特爾和高通等芯片供應商得償所愿,汽車行業依賴廉價現貨芯片的日子將屈指可數。(財富中文網)

譯者:劉進龍

審校:汪皓

我們的日常生活都離不開電子電路,而汽車是全世界最昂貴的消費品,但與此同時,汽車使用的可能卻是最廉價的半導體芯片。

芯片會日益微型化的摩爾定律,似乎從未在汽車行業中出現。從電子制動系統到安全氣囊控制模塊,汽車中的數十枚芯片使用的似乎都是十多年前的過時技術。這些芯片使用的晶體管相對簡單,尺寸可能還停留在45納米到90納米,這些晶體管的尺寸過大,設計過于老舊,不適合今天的智能手機。

新冠疫情爆發之后,汽車等大件商品的換新需求下降,但各類家用設備卻銷量驟增。幾個月后,汽車市場開始反彈,但芯片廠商早早就已經完成了產能再分配。

如今,車用芯片供應短缺,芯片廠商希望借此“叫醒”汽車廠商,更新到2010年代的技術。

英特爾(Intel)的首席執行官帕特·基辛格上周在德國參加汽車行業貿易展期間告訴《財富》雜志:“我會按照他們的需求生產盡可能多的英特爾16納米芯片。”

汽車廠商紛紛要求他投資新半導體產能,采用第一代蘋果(Apple)iPhone手機發布時最先進的設計。

基辛格稱:“這在經濟或戰略上都沒有意義。”他參加汽車貿易展的目的是說服汽車廠商淘汰早已過時的技術。“不必在這些新的‘舊’芯片上花幾十億美元,我們只需要投入幾百萬美元,幫助更新換代到現代化的設計。”

汽車芯片落后之謎

汽車廠商要為不同零部件采購芯片,給供應商帶來了巨大的成本壓力,這也是為什么汽車廠商往往會使用體積較大的現貨處理器的根本原因。但這并不是唯一的原因:可靠性也是一個重要的考慮。

大部分車載系統安全性至關重要,必須能夠在幾乎任何情況下運行,無論溫度、濕度、震動,甚至路面上微小的碎石都不能對其產生影響。安全性如此重要,因此經過考驗證明可靠的芯片,比不斷完善的新芯片更符合汽車廠商的需求。

基辛格解釋說:“汽車廠商的選擇很大程度上是因為這些芯片都是經受過檢驗的設計。”他目前正在歐洲為建設最先進的芯片晶圓廠爭取補貼。

與英特爾不同,高通(Qualcomm)無法通過投資擴大產能來提供直接幫助。這家美國公司屬于無工廠芯片制造商,這意味著它主要通過專業外包制造商(即晶圓代工廠)生產半導體,而這恰恰是高通面臨的最嚴重的制約因素。

高通歐洲(Qualcomm Europe)的總裁恩里科·薩爾瓦托里在接受采訪時指出:“對晶圓代工廠而言,投資舊技術沒有太大吸引力,因為很快就會升級到新技術。”

他也在與汽車行業合作,以加快技術轉變,但他承認這并不是一項簡單的任務。

薩爾瓦托里表示:“新技術并不是引腳到引腳兼容,也并非即插即用。你必須重新設計電路,生產新電路板,這可能需要重新認證;或許還會對機械方面產生影響,進而影響到汽車的底盤。所以,技術轉變會產生多米諾骨牌效應。”

供應緊張

早在2020年12月,就已經有跡象預示著即將出現芯片供應緊張,但最初人們的猜測是,隨著芯片廠商開始恢復生產汽車芯片,這些問題只會對汽車生產造成短期影響。由于芯片上的納米電路需要經過一系列漫長的生產步驟印制在硅襯底上,每個步驟需要幾周時間,因此芯片的交貨時間通常要六個月。

一系列不相干的事件限制了芯片晶圓原材料供應,加劇了芯片短缺。首先是冬季的寒流導致英飛凌(Infineon)、恩智浦(NXP)和三星(Samsung)在美國得克薩斯州的芯片晶圓廠接連停電,之后日本供應商瑞薩電子(Renesas Electronics Corporation)在今年3月遭遇大火,使問題變得更加復雜。最后,新冠疫情使馬來西亞和越南的下游供應受阻。這些地區工資較低,芯片在這里完成封裝并最終發貨。

因此,據市場調研機構AutoForecast Solutions表示,全球汽車行業可能減產高達940萬輛,超過了新冠疫情之前汽車總產量的十分之一。

大眾集團(Volkswagen Group)的采購總監穆拉特·阿克塞爾上周在慕尼黑召開的一次新聞發布會上說:“由于一枚價值50美分的芯片,導致我們無法生產一輛售價5萬美元的汽車。”

然而,如果英特爾和高通等芯片供應商得償所愿,汽車行業依賴廉價現貨芯片的日子將屈指可數。(財富中文網)

譯者:劉進龍

審校:汪皓

When it comes to the electronic circuits that power our everyday lives, the automobile is simultaneously the world’s most expensive consumer good and the one that runs on the cheapest possible semiconductor chips.

Moore’s law of ever-increasing miniaturization seemingly never reached the automotive industry. Dozens of chips found in everything from electronic brake systems to airbag control units tend to rely on obsolete technology often well over a decade old. These employ comparatively simple transistors that can be anywhere from 45 nanometers to as much as 90 nanometers in size, far too large—and too primitive—to be suitable for today’s smartphones.

When the pandemic hit, replacement demand for big-ticket items like new cars was pushed back while sales of all kinds of home devices soared. When the car market roared back months later, chipmakers had already reallocated their capacity.

Now these processors are in short supply, and chipmakers are telling car companies to wake up and finally join the 2010s.

“I’ll make them as many Intel 16 [nanometer] chips as they want,” Intel chief executive Pat Gelsinger told Fortune last week during his visit to an auto industry trade show in Germany.

Carmakers have bombarded him with requests to invest in brand-new production capacity for semiconductors featuring designs that, at best, were state of the art when the first Apple iPhone launched.

“It just makes no economic or strategic sense,” said Gelsinger, who came to the auto show to convince carmakers they need to let go of the distant past. “Rather than spending billions on new ‘old’ fabs, let’s spend millions to help migrate designs to modern ones.”

The “why” of car chips

The brutal cost pressure carmakers exert on their suppliers, which source the chips for their various components, is certainly part of the reason why the processors they use tend to be bulk commodity products. But it isn’t the only one: Reliability plays a major concern.

Most systems in cars are safety-critical and need to perform in practically every situation regardless of temperature, humidity, vibrations, and even minor road debris. With so much at stake, tried and true is better than new and improved.

“A lot of it just has to do with the fact that these are proven designs,” explained Gelsinger, who is currently campaigning for subsidies to build the most advanced chip fab in Europe.

Unlike Intel, Qualcomm cannot directly help by investing in the expansion of capacity. Instead the U.S. company is a fab-less chipmaker, meaning it is reliant on dedicated contract manufacturers called foundries that build its semiconductors for it—and that’s precisely where the bottleneck is most acute.

"For the foundries, investing in the old technology is much less attractive, because sooner or later there will be a migration to the new technology," Enrico Salvatori, president of Qualcomm Europe, said in an interview.

He is also working with the car industry to accelerate the transition, but he concedes it’s not an easy fix.

“The new technologies are not pin-to-pin compatible, it’s not plug and play,” Salvatori said. “You have to redesign the circuit, build a new board that might have to be recertified; maybe there’s some impact on the mechanical side that then could affect the car’s chassis. So there is a domino effect of action needed.”

Supply crunch

The first warning signs over a coming chip supply crunch came in December 2020, but the problems were initially expected to only affect car production for a short period of time, as chipmakers turned their production back toward the automakers. Lead times of six months are often required as the nanoscopic circuitry on a chip is printed on silicon substrates in a series of painstakingly long production steps that require weeks.

The shortage only became acute following a chain of unrelated events that limited supplies of raw chip wafers right at the source. First, a winter cold snap caused rolling blackouts at Texas chip fabs operated by Infineon, NXP, and Samsung, before a freak fire in March at key Japanese supplier Renesas compounded the problem. Finally a COVID outbreak brought downstream supply to a halt in Malaysia and Vietnam, a low-wage hub where chips are packaged into finished products for final shipping.

As a result, as many as 9.4 million cars, or more than a tenth of the industry’s pre-pandemic output, could be eliminated from production plans, according to market research firm AutoForecast Solutions.

“Because of a 50-cent chip, we are unable to build a car that sells for $50,000,” said Murat Aksel, head of procurement for Volkswagen Group, during a press briefing in Munich last week.

If semiconductor suppliers like Intel and Qualcomm have their way, however, the days of the auto industry relying on these cheap commodity chips are numbered.

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