安世斷供？汽車業(yè)停擺的底層邏輯

本文由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫（ID：ICVIEWS）編譯自jbpress

為什么汽車制造商不從過去的經(jīng)驗(yàn)中吸取教訓(xùn)？

安世半導(dǎo)體最近陷入風(fēng)波，影響供貨。安世半導(dǎo)體的產(chǎn)品包含大量用于汽車的分立半導(dǎo)體，這給全球汽車制造商帶來了嚴(yán)重影響。

本田汽車已暫停其在墨西哥和北美工廠的生產(chǎn)。日產(chǎn)汽車也被迫削減其位于追浜和九州的工廠的產(chǎn)量。此外，大眾和沃爾沃已削減了在歐洲的產(chǎn)量，而德國(guó)主要汽車零部件制造商博世也暫時(shí)停止了其多家工廠的生產(chǎn)。此次影響范圍十分廣泛。

在事件曝光之前，筆者幾乎沒怎么注意到半導(dǎo)體制造商安世半導(dǎo)體。經(jīng)過進(jìn)一步調(diào)查，筆者發(fā)現(xiàn)了以下事實(shí)。

安世半導(dǎo)體在德國(guó)漢堡和英國(guó)曼徹斯特設(shè)有前端工廠，生產(chǎn)分立半導(dǎo)體、功率半導(dǎo)體、模擬和邏輯半導(dǎo)體等。這些半導(dǎo)體采用6英寸和8英寸晶圓制造，隨后被送往位于中國(guó)東莞、馬來西亞芙蓉和菲律賓拉古納的后端工廠進(jìn)行封裝和測(cè)試。最終，成品半導(dǎo)體被交付給各國(guó)的汽車零部件制造商，用作車載半導(dǎo)體。

圖1：安世半導(dǎo)體工廠列表

汽車制造商為何被迫削減產(chǎn)量？

如上所述，位于中國(guó)東莞的后端加工廠每年出貨超過500億顆半導(dǎo)體，這是一個(gè)極其龐大的數(shù)字。然而，除了大電流、高壓功率半導(dǎo)體外，其中絕大多數(shù)是分立式半導(dǎo)體，單價(jià)僅為幾十日元，最多不超過100日元。

此外，當(dāng)查看安世半導(dǎo)體在全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)的“價(jià)值份額”時(shí)，近年來它一直保持在 2%—3% 左右（圖 2）。

圖 2：全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)及安世半導(dǎo)體的全球份額。來源：作者根據(jù) Claus Aasholm 的文章“荷蘭劃定了界限——還是設(shè)置了瓶頸？”（發(fā)表于《半導(dǎo)體商業(yè)智能》，2025 年 10 月 28 日）中的數(shù)據(jù)制作

那么，為什么僅僅因?yàn)閮r(jià)格低廉且按出貨量計(jì)算市場(chǎng)份額較小的半導(dǎo)體出貨量停止，汽車制造商就被迫暫停生產(chǎn)線并減少產(chǎn)量呢？

乍一看，這很難解釋，但隨著調(diào)查的深入，以下事實(shí)浮出水面。例如，圖 3 顯示了豐田和本田每款車型的動(dòng)力控制單元 (PCU)、逆變器、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向 (EPS)、制動(dòng)控制和各種電子控制單元 (ECU) 對(duì)安世半導(dǎo)體的依賴程度

圖3：豐田對(duì)安世半導(dǎo)體的依賴程度及其對(duì)每款本田車型的影響

因此，混合動(dòng)力汽車（HEV）和電動(dòng)汽車（EV）比汽油內(nèi)燃機(jī)汽車更依賴安世半導(dǎo)體的產(chǎn)品。此外，所有類型的車輛在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方面也明顯依賴安世半導(dǎo)體的半導(dǎo)體產(chǎn)品。僅就這些設(shè)備中使用的分立半導(dǎo)體而言，安世半導(dǎo)體的全球市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)將達(dá)到約 40%。

簡(jiǎn)而言之，雖然安世半導(dǎo)體的半導(dǎo)體價(jià)格低廉，但“在單位層面上的使用量極其龐大”，這給汽車單元造成了瓶頸。這一次，大量分立半導(dǎo)體的供應(yīng)中斷，導(dǎo)致關(guān)鍵汽車部件的生產(chǎn)延誤，最終導(dǎo)致汽車的最終組裝無法進(jìn)行。

行業(yè)內(nèi)以前多次見過這種現(xiàn)象：由于半導(dǎo)體短缺而導(dǎo)致汽車無法生產(chǎn)。本文將探討過去因半導(dǎo)體短缺導(dǎo)致汽車生產(chǎn)停滯的案例，并分析汽車制造商為何可能重蹈覆轍。首先，結(jié)論是，最大的因素在于他們?nèi)匀粓?jiān)持“準(zhǔn)時(shí)制”生產(chǎn)模式。除非這種生產(chǎn)方式發(fā)生改變，否則每當(dāng)半導(dǎo)體短缺時(shí)，汽車生產(chǎn)就會(huì)停滯——而且這種結(jié)構(gòu)在未來不太可能改變。

受東日本大地震影響，豐田普銳斯停產(chǎn)

筆者第一次親眼目睹因半導(dǎo)體短缺而導(dǎo)致汽車生產(chǎn)停產(chǎn)，是在 2011 年 3 月 11 日日本大地震中瑞薩電子工廠受損的時(shí)候。那珂工廠的潔凈室直接遭受地震襲擊，損毀嚴(yán)重，許多生產(chǎn)設(shè)備傾倒，墻壁出現(xiàn)深深的裂縫。整個(gè)工廠簡(jiǎn)直一片狼藉。

由于那珂工廠生產(chǎn)車載半導(dǎo)體微控制器（MCU），國(guó)內(nèi)外汽車制造商的生產(chǎn)線全面停產(chǎn)。豐田汽車公司受到的沖擊尤為嚴(yán)重。當(dāng)時(shí)，豐田旗艦混合動(dòng)力車普銳斯所用的微控制器大多集中在那卡工廠生產(chǎn)，因此普銳斯的生產(chǎn)也完全停止了。

混合動(dòng)力汽車需要的微型計(jì)算機(jī)比汽油動(dòng)力汽車多得多，這種對(duì)微型計(jì)算機(jī)的高度依賴性突然變得顯而易見。

當(dāng)時(shí)，豐田將訂單分配給了三家一級(jí)供應(yīng)商，以降低采購(gòu)風(fēng)險(xiǎn)，如圖 4 所示。然而，當(dāng)我們查看這些一級(jí)供應(yīng)商——半導(dǎo)體制造商時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上所有的微控制器都集中在瑞薩電子那珂工廠。

圖4：2011年3月11日東日本大地震后汽車半導(dǎo)體供應(yīng)情況。汽車半導(dǎo)體MCU（微控制器）主要集中在瑞薩電子。

直到東日本大地震發(fā)生之前，豐田汽車公司自己都不知道其汽車微控制器完全依賴于瑞薩電子。

當(dāng)時(shí)，瑞薩電子工廠生產(chǎn)的微控制器屬于成熟工藝節(jié)點(diǎn)，其規(guī)則比130nm節(jié)點(diǎn)寬松，工藝技術(shù)也已相當(dāng)成熟。因此，當(dāng)時(shí)中工廠的工程師們證實(shí)，如果這項(xiàng)技術(shù)能夠轉(zhuǎn)移，完全可以在瑞薩電子的其他工廠（例如西條工廠或山口工廠）生產(chǎn)這些微控制器。

然而，公司并沒有選擇使用其他工廠進(jìn)行替代生產(chǎn)，而是決定修復(fù)受損的那珂工廠并恢復(fù)生產(chǎn)。為了支持修復(fù)工作，豐田汽車公司和電裝公司共向現(xiàn)場(chǎng)派遣了2500名支援人員。

那么，瑞薩電子為何堅(jiān)持在受損的那珂工廠重啟生產(chǎn)，而不是將生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到其他工廠呢？這背后隱藏著整個(gè)汽車行業(yè)深層次的結(jié)構(gòu)性問題。

生產(chǎn)線認(rèn)證需要近一年時(shí)間

汽車半導(dǎo)體的可靠性標(biāo)準(zhǔn)比消費(fèi)電子設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格幾個(gè)數(shù)量級(jí)。不僅如此，汽車微控制器的制造工藝一旦定型，就會(huì)預(yù)留六個(gè)月到一年的測(cè)試期，以驗(yàn)證該工藝能否穩(wěn)定地進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。在此期間，不允許對(duì)設(shè)備進(jìn)行任何改動(dòng)，更不用說對(duì)工藝條件進(jìn)行微調(diào)了。

一旦確認(rèn)生產(chǎn)穩(wěn)定，微控制器就會(huì)通過電裝公司交付給豐田汽車公司，并安裝在普銳斯等車輛上。這個(gè)“確認(rèn)生產(chǎn)穩(wěn)定”的過程被稱為“生產(chǎn)線認(rèn)證”。

換句話說，豐田和電裝堅(jiān)持恢復(fù)受損的那珂工廠的生產(chǎn)，是因?yàn)樗麄冋J(rèn)為，與其將生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到其他工廠，不如恢復(fù)已經(jīng)獲得生產(chǎn)線認(rèn)證的那珂工廠，這樣他們就能更快地恢復(fù)微控制器的供應(yīng)（盡管即使重啟一家被地震摧毀的工廠，也可能需要重新認(rèn)證，但汽車制造商似乎并不這么認(rèn)為）。

因此，汽車半導(dǎo)體在實(shí)際安裝到車輛之前，必須經(jīng)過嚴(yán)格的“生產(chǎn)線認(rèn)證”，這需要六個(gè)月到一年的時(shí)間。這清楚地表明，即使是安世半導(dǎo)體的半導(dǎo)體，將生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到另一家工廠，即使是在后期階段，也需要時(shí)間重新認(rèn)證。此外，如果安世半導(dǎo)體將生產(chǎn)外包給其他半導(dǎo)體制造商，認(rèn)證所需時(shí)間可能會(huì)更長(zhǎng)。安世半導(dǎo)體出貨暫停之所以會(huì)成為一個(gè)如此重大的問題，是因?yàn)槠渌竞茈y接手生產(chǎn)。

第二次因汽車半導(dǎo)體短缺導(dǎo)致汽車生產(chǎn)停滯的事件發(fā)生在2021年初，正值新冠疫情肆虐之際。在日本、美國(guó)和德國(guó)這些汽車產(chǎn)業(yè)支柱國(guó)家，主要汽車制造商的生產(chǎn)線相繼停產(chǎn)。

當(dāng)時(shí)，全球范圍內(nèi)采用 28nm 技術(shù)節(jié)點(diǎn)制造的車載半導(dǎo)體出現(xiàn)短缺，但豐田和其他汽車制造商并不了解短缺的根本原因。

筆者在一篇題為《為什么汽車半導(dǎo)體短缺？臺(tái)積電掌握關(guān)鍵》的專欄文章中闡明了這一問題的背景。摘要如下：

2020年，隨著新冠疫情在全球蔓延，人們被迫進(jìn)入一種“沒時(shí)間買車”的心理狀態(tài)，全球汽車需求急劇下降。結(jié)果，原本采用準(zhǔn)時(shí)制采購(gòu)零部件的汽車制造商紛紛取消了汽車半導(dǎo)體訂單。

當(dāng)時(shí)，采用28nm工藝制造的大多數(shù)汽車微控制器都集中在中國(guó)臺(tái)灣的臺(tái)積電（圖5）。由于訂單取消，臺(tái)積電騰出了28nm生產(chǎn)線，轉(zhuǎn)而生產(chǎn)家用電器和游戲設(shè)備的半導(dǎo)體產(chǎn)品，這些產(chǎn)品的需求因新冠疫情而激增。從商業(yè)角度來看，這是一個(gè)完全合乎情理的決定。

圖 5：2021 年半導(dǎo)體短缺的原因。大部分 28 納米汽車半導(dǎo)體集中在臺(tái)積電。

后來，2020 年下半年汽車需求復(fù)蘇時(shí)，汽車制造商再次嘗試使用即時(shí)生產(chǎn)方式訂購(gòu) 28nm 汽車半導(dǎo)體，但當(dāng)時(shí)臺(tái)積電的 28nm 生產(chǎn)線已經(jīng)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)用于其他用途，他們無法確保汽車半導(dǎo)體的生產(chǎn)能力。

然后，在 2021 年初，當(dāng) 28nm 半導(dǎo)體庫存耗盡時(shí)，日本、美國(guó)和德國(guó)的汽車制造商被迫同時(shí)停止生產(chǎn)——這是汽車半導(dǎo)體短缺對(duì)汽車行業(yè)造成沉重打擊的“第二次危機(jī)”。

即時(shí)生產(chǎn)方式是萬惡之源

正如目前所見，瑞薩電子中工廠在2011年3月11日的日本大地震中受損，導(dǎo)致豐田普銳斯停產(chǎn)。此外，2021年初，臺(tái)積電集中生產(chǎn)的28納米汽車半導(dǎo)體出現(xiàn)供應(yīng)短缺，迫使日本、美國(guó)和德國(guó)的主要汽車制造商暫停生產(chǎn)。而現(xiàn)在，由于荷蘭公司安世半導(dǎo)體停止向汽車分立半導(dǎo)體供貨，許多汽車制造商被迫暫停或減產(chǎn)。

這三次危機(jī)的共同根源在于，汽車制造商仍然依賴即時(shí)制生產(chǎn)方式采購(gòu)半導(dǎo)體。通過最大限度地減少庫存，汽車制造商或許試圖降低制造成本。然而，實(shí)際上，即使半導(dǎo)體供應(yīng)出現(xiàn)輕微中斷，也可能導(dǎo)致汽車生產(chǎn)完全停滯。這種情況已經(jīng)發(fā)生過三次了。

為什么汽車制造商不能從過去的經(jīng)驗(yàn)中吸取教訓(xùn)？如果他們重新考慮準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)方式并保持一定的庫存水平，他們本可以避免兩種情況下出現(xiàn)停產(chǎn)的最壞情況。

只要汽車制造商繼續(xù)堅(jiān)持準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)模式，他們就可能繼續(xù)犯同樣的錯(cuò)誤。是時(shí)候改變這種不良做法了。

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