Il secondo trimestre è il periodo più critico per la carenza di chip per il settore automobilistico. Dopo il difficile mese di maggio, le case automobilistiche si trovano ad affrontare un altro difficile mese di giugno. I giorni di carenza di chip sembrano non avere fine. Di fronte alla più grande carenza di componenti di base nella storia dell'industria, quasi tutti sono convinti che questo sia il momento più buio prima dell'alba.

Il 10 giugno, Murat Aksel, responsabile degli acquisti di Volkswagen, ha lanciato un avvertimento: "I problemi della catena di approvvigionamento sono scesi al punto di congelamento e ci aspettano sei settimane difficili".

Sui voli che attraversano il paese verso il delta del fiume Yangtze, nelle email provenienti da Hsinchu, Taiwan, negli stabilimenti di assemblaggio automobilistico di Detroit e al tavolo delle trattative della Casa Bianca, le battaglie per i chip continuano.

A small chip worth one dollar can shut down several factories of a car company for several days. These giants wave their huge fists, but there is nothing they can do with these small things. It is like a heavy punch hitting a small nail. It is not fatal, but it is very painful.

Le case automobilistiche sono piene di risentimento per la carenza di chip. Sostengono che, se non fosse per la scarsità di questi componenti, la produzione e le vendite decollerebbero e un determinato modello farebbe esplodere il mercato.

In questa battaglia per difendere i chip, ogni azienda ha fatto del suo meglio. Alcune case automobilistiche hanno persino iniziato a delegare il potere di determinazione dei prezzi di approvvigionamento dei chip al proprio personale addetto agli acquisti. Nell'ambito di aumenti di prezzo che possono arrivare a decine di volte, il personale addetto agli acquisti può prendere decisioni autonome per aggiudicarsi le forniture in un mercato estremamente competitivo.

Elon Musk ha addirittura paragonato la battaglia per i chip a "persone che si accaparrano la carta igienica".

L'intero settore automobilistico è entrato in un periodo particolare, con sospensioni della produzione, riduzioni della distribuzione, aumenti di prezzo e persino rincari che sono diventati la norma.

Sebbene l'ondata di carenza di materie prime abbia causato notevoli disagi a breve termine, in una prospettiva a lungo termine si è creata una situazione critica.

First, the digital transformation of the entire automotive industry will accelerate.

L'elettrificazione intelligente ha costretto le case automobilistiche tradizionali a intraprendere una trasformazione digitale e ad assumere il controllo di un numero maggiore di competenze chiave. I produttori di automobili tradizionali, eccessivamente dipendenti dai fornitori, stanno apportando dei cambiamenti, ma non abbastanza rapidamente. La carenza di competenze chiave ha accelerato il crollo del tradizionale modello piramidale di fornitura e ha creato una pressione sufficiente per la trasformazione dei produttori di automobili.

In secondo luogo, la sostituzione con prodotti nazionali dei semiconduttori per il settore automobilistico potrebbe rappresentare un altro importante vantaggio derivante da questa tempesta. Il tasso di autosufficienza della Cina nella produzione di chip per auto è inferiore al 5%, un valore molto basso. Gli esperti del settore affermano che questa tempesta accelererà la sostituzione con prodotti nazionali per almeno un anno.

prima

L'impatto maggiore della carenza di componenti essenziali sull'industria automobilistica è la riduzione della produzione. Dall'inizio dell'anno, si sono susseguite notizie di case automobilistiche che tagliano la produzione, e i resoconti dei media hanno lasciato tutti attoniti.

The latest data released by the China Association of Automobile Manufacturers shows that in early June, 11 key enterprises completed 434,000 vehicles, a year-on-year decrease of 36.6%. According to China Times, citing the China Automobile Association, the domestic passenger car inventory at the end of May was only 509,000 vehicles, while the normal level should be around 1 million vehicles. Some media predict that China's auto market will reduce production by more than 25% in the second quarter.

In Nord America, i dati raccolti dalla società di ricerca AutoForecast Solutions mostrano che le case automobilistiche nordamericane sono state costrette a interrompere la produzione di oltre 1.2 milioni di veicoli a causa della carenza di chip, principalmente in settori come i sistemi di sicurezza, i freni e i motori.

Secondo i dati raccolti dalla società di ricerca Wards Intelligence, alla fine di aprile le scorte dei concessionari negli Stati Uniti erano inferiori a 2 milioni di veicoli, circa la metà del numero normale e il livello più basso degli ultimi 30 anni.

Negli Stati Uniti meridionali e del Midwest, alcuni veicoli, dopo essere usciti dalla fabbrica, vengono parcheggiati in aree di sosta, cave, circuiti e altre zone di sosta temporanea, in attesa dell'installazione dei chip.

Le ultime previsioni sulla carenza di chip nell'industria automobilistica provengono dalla società di ricerca AlixPartners. A maggio, l'azienda ha pubblicato dati che mostrano come la carenza di chip porterà a una riduzione di 3.9 milioni di veicoli nella produzione automobilistica globale nel 2021 e a una perdita di fatturato per l'industria automobilistica pari a 110 miliardi di dollari.

Inizialmente, a fine gennaio, l'azienda aveva previsto che l'industria automobilistica globale avrebbe ridotto la produzione mondiale di veicoli di 2.2 milioni di unità nel 2021, con una conseguente perdita di fatturato di 60.6 miliardi di dollari.

Ciò significa che, in soli quattro mesi, questo istituto di ricerca ha raddoppiato le perdite previste a causa della carenza di componenti essenziali per l'industria automobilistica.

Nel mercato delle auto usate, le politiche di agevolazione per l'acquisto di automobili hanno iniziato a ridursi e alcuni modelli popolari non sono più acquistabili nemmeno a prezzi maggiorati. Gli ordini per i nuovi modelli più richiesti sono stati programmati fino alla Festa Nazionale.

Il Wall Street Journal descrive la storia di un tipico acquirente di auto americano.

The report stated that a consumer went to a Stellantis dealer to look at cars and found that the RAM pickup truck was not equipped with a blind spot monitoring system because of a missing core. The consumer was dissatisfied that a $60,000 car was not equipped with this feature and left the store. However, he returned only a few hours later because other stores did not even have pickup trucks.

Non solo il settore automobilistico: un'indagine di Goldman Sachs ha dimostrato che 169 settori in tutto il mondo sono stati colpiti da carenze di materie prime essenziali, e persino la produzione di sapone ne ha risentito.

Un aspetto negativo è che la mancanza di centri di lavoro ha spinto tutti i settori a unirsi e a competere tra loro.

The American technology media "The Verge" has a vivid metaphor. As a consumer, buying an electronic product at this point is equivalent to fighting with everyone. Products participating in this competition may include Sony PS5, Nvidia RTX 3090, Apple M1 Mac, mobile phones equipped with Qualcomm chips, and even Ford pickup trucks.

Per far fronte alla carenza di semiconduttori, dalla seconda metà dello scorso anno le fabbriche di wafer hanno annunciato diversi piani di espansione della capacità produttiva, con conseguente notevole afflusso di ordini per i produttori di apparecchiature per la produzione di semiconduttori. I chip utilizzati in queste apparecchiature sono in parte gli stessi impiegati nel settore automobilistico, pertanto i produttori di apparecchiature per semiconduttori e le case automobilistiche si trovano in competizione per accaparrarsi i chip.

Attenzione, questo non è "The Onion News", questa è la cruda realtà causata dalla mancanza di nuclei. Bisogna competere con tutti.

In un contesto in cui tutti i settori industriali si contendono la capacità produttiva, gareggiando per vedere chi offre il prezzo più alto e chi può pagare in anticipo per assicurarsi la capacità produttiva, le aste per la capacità produttiva sono diventate un fenomeno.

Nel settore dell'elettronica automobilistica, la pressione per competere con l'elettronica di consumo in termini di capacità produttiva è forte. I chip per telefoni cellulari e console di gioco generano profitti elevati e raggiungono grandi volumi di produzione, mentre i chip per il settore automobilistico sono di piccole dimensioni, hanno un costo contenuto e requisiti stringenti. I produttori di chip sono quindi naturalmente più motivati ​​a soddisfare le esigenze dell'elettronica di consumo.

Le case automobilistiche sono ora come elefanti su una fune. Per sopravvivere a questo periodo senza intoppi, devono essere estremamente agili.

Car companies have set up procurement task forces to deal with the chip shortage problem day and night. In order to fight for production capacity, special teams led by these executives go to the gates of foundries and packaging and testing plants to block their get off work.

Per garantire l'approvvigionamento, le case automobilistiche si contendono un chip in un mercato in cui il valore è aumentato di 600 volte. Le case produttrici di auto di nuova generazione possono accettare quotazioni così anomale, ma le aziende tradizionali le troveranno semplicemente incredibili. Anche se volessero insistere, dopo una serie di approvazioni, il chip è già stato assegnato a un concorrente.

C'è persino una nuova casa automobilistica che si è recata al magazzino di una joint venture nel settore automobilistico per ritirare un chip di difficile reperibilità a un prezzo elevato. Naturalmente, a questa joint venture il chip non manca, altrimenti non se lo sarebbe lasciato scappare.

Le case automobilistiche tradizionali sono abituate al passato, quando le vendite erano stabili. Di fronte alla situazione attuale, in cui i piani di domanda e offerta sono sconvolti, devono imparare a reagire rapidamente.

Yang Dongsheng, direttore dell'Istituto di ricerca sulle nuove tecnologie automobilistiche e di pianificazione dei prodotti di BYD, ha dichiarato durante un evento che in passato il personale addetto agli acquisti si concentrava solo sui chip, ma ora i tecnici devono anche tenere d'occhio i rapporti di fornitura. In caso di carenza, devono elaborare rapidamente un piano. "(La sostituzione dei chip) ha richiesto tre anni ed è stata completata in sei mesi. È stata una situazione forzata e non c'era altra soluzione."

Quest'anno è un anno estenuante per gli appassionati di auto.

Qualche tempo fa, Chen Yudong, presidente di Bosch Cina, ha ritwittato un articolo che trattava di come i dirigenti del settore automobilistico alleviano lo stress. Ha aggiunto con emozione la parola "così stanco", esprimendo il sentimento di tutti gli addetti al settore automobilistico preoccupati dai chip.

In una normale automobile sono presenti oltre 1,000 chip di vario tipo. La mancanza di un singolo componente è sufficiente a bloccare la linea di produzione. Ciò che tiene occupati gli addetti al settore automobilistico sono proprio alcuni chip IC periferici, apparentemente insignificanti.

Li Bin said in the media exchange session after NIO's 100,000-unit vehicle roll-off ceremony that most of the automotive chips that have experienced supply and demand imbalances are basic chips. There is a shortage of chips worth US$1, which has caused relatively large pressure on NIO's supply chain in the second quarter. It is expected to be relieved in the third quarter. Due to a shortage of chips, Weilai has already experienced brief shutdowns.

Il Taiwan Economic Daily ha affermato che, sebbene le case automobilistiche lamentino la mancanza di scorte, in realtà la carenza riguarda principalmente i circuiti integrati periferici, mentre le scorte di alcuni chip principali si sono gradualmente accumulate per almeno un trimestre.

Questo fenomeno è chiamato "scarso approvvigionamento di materiali" in settori come quello della telefonia mobile. Il problema del scarso approvvigionamento di materiali è che, sebbene alcuni chip principali siano disponibili in quantità sufficiente, i fornitori di primo livello e gli OEM non riescono a reperire MCU e altri chip, non è possibile produrre controller di dominio e, di conseguenza, non si possono produrre automobili. Questo, a sua volta, colpisce tutti i fornitori a monte della filiera, e nessuno può sottrarsi al problema.

La carenza di chip ha un impatto sulla catena di approvvigionamento di tutti i settori e sui professionisti di ogni ambito. Quasi tutti sperano che questa crisi si risolva al più presto. Diverse aziende hanno formulato delle previsioni. Una visione ottimistica ipotizza che la carenza di chip continuerà fino al primo trimestre del 2022, mentre una visione pessimistica prevede che non si protrarrà fino al 2023.

due 

L'epidemia è il punto di partenza iniziale di questa tempesta, ed è anche la maggiore incertezza in questa tempesta di carenza centrale.

La reazione a catena causata dall'epidemia

Nel primo trimestre del 2020, l'epidemia ha colpito duramente il mercato automobilistico cinese, dimezzando le vendite. Nel secondo trimestre, anche altri mercati a livello globale hanno iniziato a risentire dell'epidemia, con un ulteriore dimezzamento delle vendite.

Global automobile production and sales decreased by more than 10 million units in 2020. This production reduction of more than 10 million units mainly occurred in the first half of the year. The rapid drop in demand made car companies, Tier 1, and automotive chip factories very pessimistic about future expectations and cut off a large number of chip orders.

In the early days of the epidemic, people were stranded at home, which stimulated demand for home office, online collaboration, online education, electronic entertainment, etc. The market for game consoles, PCs, mobile phones and cloud services was booming, making up for the cut production capacity of automotive chips.

I tagli agli ordini da parte delle case automobilistiche si riflettono anche nei bilanci di TSMC. Nel secondo e terzo trimestre dello scorso anno, il fatturato del settore automobilistico di TSMC ha continuato a diminuire. Nel terzo trimestre, è sceso a 240 milioni di dollari, e la sua incidenza sul fatturato totale è calata a meno del 2%.

From the perspective of demand, governments of various countries have released a lot of economic stimulus in response to the possible economic downturn caused by the epidemic, and demand has recovered faster than imagined.

China's auto market began to recover in the second quarter of 2020, with a year-on-year decline of only about 500,000 units in the quarter. Other global markets also recovered in the third quarter.

La rapida ripresa della domanda ha creato confusione tra i produttori di automobili.

Il ciclo di produzione dei semiconduttori è lungo, il processo è complesso e il tasso di utilizzo della capacità produttiva è elevato. La pianificazione della produzione è serrata come una complessa linea ferroviaria ad alta velocità. Una volta interrotta, è difficile riavviarla. In circostanze normali, i fornitori di primo livello devono comunicare gli ordini ai fornitori di livello inferiore con 12 settimane di anticipo e, a seconda del tipo di chip, occorrono solitamente dalle 14 alle 24 settimane per rifornire le scorte.

Cutting off orders is only the first step towards the shortage of cores for automotive chips. Under normal circumstances, it would take 6 months to correct this decision.

Lo squilibrio tra domanda e offerta causato dall'epidemia rappresenta il punto morto e la maggiore incertezza nella carenza principale.

Il settore dei semiconduttori è ciclico. Dal punto di vista sia dell'offerta che della domanda, l'offerta varia lentamente e può essere considerata sostanzialmente invariata nel breve termine, mentre le fluttuazioni della domanda nel breve termine sono molto evidenti. I semiconduttori generalmente attraversano un periodo di boom di 3-4 anni, quindi si assiste spesso a notizie di aumenti e ribassi periodici dei prezzi, determinati dal rapporto ciclico tra domanda e offerta.

But the epidemic broke this regular supply and demand relationship.

Dal punto di vista della domanda, i mercati dei PC, del cloud computing, del 5G e dei veicoli a energia alternativa sono estremamente dinamici. La pandemia non ha affatto frenato questa domanda. A giudicare dai risultati positivi registrati da diversi produttori di semiconduttori nel primo trimestre, la pandemia ha addirittura amplificato notevolmente la domanda.

Dal punto di vista dell'offerta, l'industria dei semiconduttori presenta una divisione del lavoro globale ed è interconnessa. Se un qualsiasi anello della catena si blocca, si verificano problemi con l'intera fornitura. L'attuale situazione epidemica a livello mondiale sta aggravando la situazione, e la catena di approvvigionamento è molto fragile e può facilmente interrompersi, portando a una paralisi generale della fornitura di chip.

Ricordiamo che in passato, alluvioni, terremoti, incendi e altri eventi simili in alcune aree locali causavano carenze di chip, con conseguenti aumenti di prezzo. Con l'attuale turbolenza globale e la forte domanda di vari prodotti elettronici, non è difficile comprendere la più grande carenza di core nella storia dei semiconduttori.

8 pollici di sonno

Secondo le statistiche disponibili, la domanda di wafer da 8 pollici rappresenta il 79% della domanda di semiconduttori per il settore automobilistico, mentre la domanda di wafer da 12 pollici rappresenta solo il 12%.

Questa volta la carenza di chip per il settore automobilistico riguarda principalmente i wafer da 8 pollici. I wafer da 8 pollici scarseggiano dalla seconda metà del 2019. Con la continua crescita della domanda di 5G, domotica e altre tecnologie, la disponibilità di wafer da 8 pollici è già estremamente limitata. Qualsiasi intoppo potrebbe causare un disastro ancora maggiore.

Le principali applicazioni dei wafer da 8 pollici sono i circuiti integrati per la gestione dell'alimentazione, i sensori di immagine CMOS (CIS), i dispositivi di potenza, gli interruttori RF (radiofrequenza), i microcontrollori (MCU) e i circuiti integrati per il pilotaggio di display, nonché i sensori MEMS.

Per quanto riguarda i prodotti finali, questi chip stanno registrando una forte domanda.

Prendendo come esempio i telefoni cellulari 5G, Lu Weibing, presidente di Xiaomi Group China, ha affermato che i telefoni cellulari 5G contengono il doppio dei chip rispetto ai telefoni cellulari 4G.

Nello specifico, a livello di chip, l'utilizzo di chip a radiofrequenza, chip per la gestione dell'alimentazione, chip CIS a bassa risoluzione (2M/5M e inferiori), ecc. è praticamente raddoppiato negli smartphone 5G, e questi chip sono prodotti principalmente su wafer da 8 pollici.

Nella nostra comprensione generale, i telefoni cellulari 5G si basano maggiormente su chip con processi produttivi avanzati, ma nelle applicazioni concrete, l'utilizzo di telefoni cellulari 5G con processi produttivi consolidati e wafer da 8 pollici è aumentato vertiginosamente.

On the 8-inch supply side, it faces the problem of difficulty in expanding production. The main reason is that this business is not cost-effective. Although downstream demand is growing, the price of 8-inch wafers has been declining. In terms of production expansion, the cost of 8-inch production expansion has also remained high.

L'espansione della produzione di macchine da 8 pollici si scontra con problemi di attrezzature. I principali produttori di macchinari hanno interrotto da tempo la produzione di macchine da 8 pollici. L'espansione della produzione può essere risolta solo ricorrendo a macchinari di seconda mano, che non solo sono costosi, ma anche difficili da reperire.

La domanda continua a crescere, mentre la capacità produttiva aumenta a malapena. In questo caso, i chip per il settore automobilistico che dipendono eccessivamente dai wafer da 8 pollici sono facilmente soggetti a danni. Per dirla senza mezzi termini, il wafer da 8 pollici rappresenta il "sette pollici" dei chip per auto.

A brief extension is needed here, because automotive chips are not only limited by 8 inches, but also by mature processes.

Nel processo di produzione, la linea di demarcazione tra wafer da 8 pollici e wafer da 12 pollici sarà sfumata. In generale, il processo produttivo corrispondente per i wafer da 8 pollici è di 0.11 micron e superiori. Naturalmente, alcuni produttori hanno perfezionato il processo per i wafer da 8 pollici fino a 90 nm o addirittura 65 nm, e i processi al di sotto dei 65 nm vengono principalmente realizzati con wafer da 12 pollici.

The industry generally believes that 28nm is the dividing point between mature processes and advanced processes. Even if automotive chips use 12-inch wafers, most of them are based on mature processes above 28nm.

A livello globale, i wafer da 12 pollici sono prodotti principalmente da fonderie. Negli ultimi anni, le fonderie guidate da TSMC si sono concentrate soprattutto sui processi avanzati e hanno promosso costantemente lo sviluppo della Legge di Moore. Tuttavia, sui processi maturi, l'attenzione è evidentemente insufficiente, fatta eccezione ovviamente per UMC.

In breve, in una parola, i chip per il settore automobilistico non erano molto diffusi nelle fonderie in passato.

I disastri naturali continuano

Una parte consistente dei chip per il settore automobilistico è fornita da IDM. Dall'inizio dell'anno, a causa di tempeste di neve e incendi, IDM ha subito continui incidenti e non è in grado di produrre a pieno regime, aggravando la carenza di chip per auto.

In February, Texas in the United States suffered from extreme blizzard weather, which caused the shutdown of NXP and Infineon's factories in Austin. Infineon CEO Glossary predicts that Austin's production will not return to pre-snowstorm levels until June.

Il 19 marzo, un incendio ha distrutto 11 macchinari nello stabilimento di chip di Renesas a Naka, nel nord-est del Giappone, e la linea di produzione di wafer da 300 mm (12 pollici) "Edificio N3" ha interrotto la produzione. Circa due terzi della linea producevano chip per il settore automobilistico. Il 3 giugno è stata diffusa la notizia che la capacità produttiva dello stabilimento era stata ripristinata all'88%, ma non si prevedeva un ritorno ai livelli pre-disastro prima di luglio.

A maggio, l'amministratore delegato del Gruppo Volkswagen, Herbert Diess, ha dichiarato che due incidenti, avvenuti negli Stati Uniti e in Giappone, avevano causato danni all'immagine di Volkswagen.

In addition to IDM problems, Taiwan Province of China, the core area of ​​global semiconductor production, has been shrouded in various conditions such as water shortages, power outages, and epidemics.

In 2020, Taiwan, China, suffered its worst drought in 56 years, and the water shortage alert was not lifted until June this year. As we all know, wafer fabs are known as "water tigers". TSMC can consume water equivalent to the storage capacity of the Three Gorges Dam in just 2 years.

Il 14 aprile 2021, lo stabilimento Fab14 P7 di TSMC ha subito un'interruzione di corrente a causa di uno scavo accidentale per la posa di condotte in un cantiere nelle vicinanze. Lo stabilimento comprende linee di produzione a 45/40 nm e 16/12 nm. I microcontrollori per il settore automobilistico, realizzati con processo a 45/40 nm, sono tra i principali prodotti dello stabilimento. In circostanze normali, in caso di interruzione di corrente in una fabbrica di semiconduttori, sono necessari dai 2 ai 7 giorni per ricalibrare le apparecchiature. In caso di interruzione di corrente, la produzione si arresta completamente.

Da maggio di quest'anno, l'epidemia si è ripresentata a Taiwan. Il 15 maggio sono stati segnalati 180 nuovi casi locali a Taiwan, in Cina, e Taipei e Nuova Taipei sono state elevate al terzo livello di allerta dal 16 al 28 maggio. All'inizio di giugno, oltre 200 persone sono risultate positive al virus a causa dell'epidemia tra i lavoratori migranti dello stabilimento di Zhunan della KYEC, una delle principali aziende taiwanesi di imballaggi e collaudi.

Finora, molte aziende locali di semiconduttori a Taiwan, tra cui TSMC, Advanced Micro Devices, Nanya, Power Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. e Largan Optoelectronics, hanno avuto dipendenti a cui è stata diagnosticata la malattia.

Oltre a Taiwan, anche la Cina, a partire dal 1° giugno, ha iniziato a chiudere le proprie attività a causa dell'epidemia. La Malesia è il più grande produttore mondiale di chip per autoveicoli, e la situazione dei chip per auto è ancora peggiore.

Dopo una serie di N combinazioni, il chip dell'auto è stato gravemente danneggiato.

Continuazione da "Guerra dei chip per l'industria automobilistica (2)"

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