Märka: konservativ
Analoga chips – redo att bli nästa stora hot mot biltillverkare?
Kapaciteten för analoga chips förväntas växa, men det är osannolikt att det räcker för att möta den ökade efterfrågan på chips i bilar; därför kan utbudet dras åt igen runt slutet av 2023.
Halvledartillförseln för bilar kommer sannolikt att minska under 2022 och under första halvåret 2023. Det finns dock en risk för att tryckpunkter byggs upp igen i slutet av 2023 eller början av 2024. Enligt IHS Markits analys dyker nya farhågor upp över utbudet av analoga chips. Efter mikrokontroller (MCU) 2021 kommer analoga chips sannolikt att bli den främsta begränsningen för fordonsproduktion under de kommande tre åren.
De två stora kretskategorierna som har drabbats mest av bristen är MCU:er och analoga kretsar. Tidigare under 2021 fick MCU all uppmärksamhet. MCU:s proprietära karaktär gjorde det praktiskt taget omöjligt att ha dubbla källor för MCU:er för en elektronisk styrenhet (ECU) på grund av mjukvara och pinout-skillnader som ett minimum. MCU:er tillverkas på processnoder, vanligtvis över 40 nanometer (nm), och några av dem börjar nu bearbetas vid 28 nm. Eftersom minne och system-on-chips (SoCs) har tagit mer av halvledarmarknadsandelen, har investeringar koncentrerats mer på de avancerade noderna för att stödja tillväxten inom dessa områden och mindre har fokuserats på mogna processnoder.
Det finns en pågående trend mot centralisering av den elektriska/elektroniska (E/E) arkitekturen, och det skulle resultera i ett mindre antal MCU:er per fordon. Att migrera till nya arkitekturer och mindre processnoder är dock inte fördelaktigt för alla typer av chips. Till exempel kommer efterfrågan på analoga chips att fortsätta att öka oberoende av nya E/E-arkitekturer eftersom de är en väsentlig del av många fordonssystem. Hundratals analoga chips krävs per bil. Allt följande kräver analoga kretsar: strömhantering för varje ECU och SoC, signalkonditionering för sensorer, busstransceivrar för varje ECU, drivrutiner för varje elmotor (upp till 100 i lyxbilar), LED-lampor, displayer, radartransceivrar, hög- slutljudsystem och radiofrekvens (RF) frontends.
Nu när utbudet av MCU:er är i bättre form, dyker tillgång till analoga chip upp som ett problem. Analoga chip använder vanligtvis mogna chipprocesser, t.ex. 90 nm till 300 nm. Det finns tekniska och kommersiella skäl till varför dessa kommer att fortsätta att produceras vid mogna framstegsnoder och inte vid avancerade processnoder. Tyvärr ökar efterfrågan på analoga kretsar även för mobiltelefoner – för RF-fronten, sensorbearbetningen, det avancerade ljudet och den kontaktlösa betalningen, för att nämna några. Med tanke på tillväxten i fordonssegment och framdrivningsmix förväntas det genomsnittliga antalet analoga chips per bil öka med 26 % 2023 jämfört med 2021. Denna tillväxt kan främst tillskrivas den pågående elektrifieringstrenden.
Det finns ett front-end-kapacitetsunderskott för mogna processnoder eftersom det mesta av investeringen går till mer avancerade noder. Enligt vår analys, av de totala investeringar som annonserades 2021 och 2022, är 86 % inriktade på avancerad teknik som kräver bara några få chips i bilen, medan endast 12 % är för den mogna processen, som används för att producera mer än 90% av markerna i bilen. Med den ökade efterfrågan på analoga chips, oavsett förändringen i E/E-arkitekturer, kan denna obalans i annonserade kapitalutgifter orsaka framtida flaskhalsar för analoga chips och andra äldre noder.
Kortsiktiga utsikter för tillverkning av lätta fordon
Den förväntade bristen på tillgång till analoga chip kommer att ha en negativ inverkan på produktionen av lätta fordon. Men i ett optimistiskt scenario kan en nedgång i efterfrågan på analoga chips från andra industrier resultera i en förbättrad gjuterikapacitetsallokering för bilindustrin. Under detta scenario antas det också att produktionen av analoga fabs kommer att fortsätta att öka i liknande takt under första kvartalet 2022 till och med tredje kvartalet 2022 innan det saktar ner. I ett sådant scenario kommer produktionskapaciteten för analoga chip per kvartal att nå sin topp under fjärde kvartalet 2023.
En stadig efterfrågan på analoga chips från andra industrier skulle kunna stabilisera kapacitetstilldelningen för fordonsindustrin. Detta anses vara ett konservativt scenario. Detta scenario förutser också att produktionen av analoga fabs kommer att öka i normal takt från början av 2022. Mängden analog produktionskapacitet som läggs till per kvartal kommer att plana ut till andra kvartalet 2023. I medianscenariot kommer den beräknade ökningen från år till år i produktionen av analoga chip kommer att vara 18 % 2022 och 13 % 2023.
För att analysera påverkan på bilproduktionen omvandlas denna kapacitet till det maximala antalet bilar som kan byggas 2022 och 2023. Detta visar ett potentiellt tak för bilproduktion på cirka 24 miljoner enheter per kvartal från och med tredje kvartalet 2022 och framåt. en nedgång i bilproduktionen från slutet av 2023 till början av 2024. Till övervägande del kan detta hänföras till den förväntade ökningen av antalet chips per fordon de närmaste åren. Jämfört med 2021 kommer det genomsnittliga antalet analoga chip per bil att bli mycket högre 2023. Den tillgängliga extra kapaciteten är otillräcklig för att möta den snabba ökningen av analoga chip i bilar, drivet av pågående trender som elektrifiering och ett högre antal av infotainment och avancerade förarassistanssystem (ADAS) funktioner.
Halvledarchipskapaciteten kommer att växa, men knappast tillräckligt snabbt för att möta den ökade efterfrågan på analoga chips i bilar. Efter MCU:er 2021 kommer analoga chips sannolikt att bli den främsta begränsningen för fordonsproduktion under de kommande tre åren. Antalet analoga chips per bil ökar snabbare än MCU:er oavsett framdrivningstyp, försäljningssegment och E/E-arkitektur. Dessa analoga chips är också mycket efterfrågade i många andra branscher som smartphone- och hemelektronikindustrin.
Aktuella investeringar och kapacitetsbana visar att situationen kan förbättras för fordonsindustrin 2022 och början av 2023. En försörjningstäthet kan bildas mot slutet av 2023 eller början av 2024. Detta beror på flera parametrar, såsom kapacitetstillväxt för mogna noder , den analoga fab-kapacitetsallokeringen för fordonsindustrin och efterfrågan på analoga chips från andra industrier. Under de kommande åren, med tanke på ansträngningarna från olika aktörer inom fordons ekosystem, kan det bli fler investeringar för utbyggnad av analog kapacitet för att lyfta det potentiella taket för bilproduktion. Biltillverkare arbetar på att skapa bättre synlighet för halvledarförsörjningskedjan genom att bilda mer direkta relationer med gjuterier. Detta kan resultera i förbättrad kapacitetsallokering för fordonsindustrin och förbättrad fordonsproduktionskapacitet 2023 och framåt.
författare:
Jeremie Bouchaud - Direktör, Autonomy, E/E & Semiconductor, IHS Markit
Hrishikesh S - Forskningsanalytiker, Automotive, IHS Markit
Läs fler artiklar som den här. Prenumerera på AutoTechInsight.
AutoTechInsight tillhandahåller en mängd originellt tankeledarskap, data och analyser om ett brett spektrum av fordonsindustrins ämnen och sektorer. Besök AutoTechInsight
för att se alla våra erbjudanden.
Satellogic slutför SPAC-fusionen
Jordobservationsföretaget Satellogic kommer att börja handla som ett publikt bolag den 26 januari efter att ha genomfört en försenad fusion med ett förvärvsföretag för specialändamål (SPAC).
Posten Satellogic slutför SPAC-fusionen visades först på SpaceNews.
Senaste intelligens
