安世斷供？汽車業停擺的底層邏輯

文｜半導體產業縱橫

為什么汽車制造商不從過去的經驗中吸取教訓？

安世半導體最近陷入風波，影響供貨。安世半導體的產品包含大量用于汽車的分立半導體，這給全球汽車制造商帶來了嚴重影響。

本田汽車已暫停其在墨西哥和北美工廠的生產。日產汽車也被迫削減其位于追浜和九州的工廠的產量。此外，大眾和沃爾沃已削減了在歐洲的產量，而德國主要汽車零部件制造商博世也暫時停止了其多家工廠的生產。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體制造商安世半導體。經過進一步調查，筆者發現了以下事實。

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

圖1：安世半導體工廠列表

汽車制造商為何被迫削減產量？

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

此外，當查看安世半導體在全球汽車半導體市場的"價值份額"時，近年來它一直保持在 2%—3% 左右（圖 2）。

圖 2：全球汽車半導體市場及安世半導體的全球份額。來源：作者根據 Claus Aasholm 的文章"荷蘭劃定了界限——還是設置了瓶頸？"（發表于《半導體商業智能》，2025 年 10 月 28 日）中的數據制作

那么，為什么僅僅因為價格低廉且按出貨量計算市場份額較小的半導體出貨量停止，汽車制造商就被迫暫停生產線并減少產量呢？

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

圖3：豐田對安世半導體的依賴程度及其對每款本田車型的影響

因此，混合動力汽車（HEV）和電動汽車（EV）比汽油內燃機汽車更依賴安世半導體的產品。此外，所有類型的車輛在電動助力轉向系統方面也明顯依賴安世半導體的半導體產品。僅就這些設備中使用的分立半導體而言，安世半導體的全球市場份額預計將達到約 40%。

簡而言之，雖然安世半導體的半導體價格低廉，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，大量分立半導體的供應中斷，導致關鍵汽車部件的生產延誤，最終導致汽車的最終組裝無法進行。

行業內以前多次見過這種現象：由于半導體短缺而導致汽車無法生產。本文將探討過去因半導體短缺導致汽車生產停滯的案例，并分析汽車制造商為何可能重蹈覆轍。首先，結論是，最大的因素在于他們仍然堅持"準時制"生產模式。除非這種生產方式發生改變，否則每當半導體短缺時，汽車生產就會停滯——而且這種結構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

筆者第一次親眼目睹因半導體短缺而導致汽車生產停產，是在 2011 年 3 月 11 日日本大地震中瑞薩電子工廠受損的時候。那珂工廠的潔凈室直接遭受地震襲擊，損毀嚴重，許多生產設備傾倒，墻壁出現深深的裂縫。整個工廠簡直一片狼藉。

由于那珂工廠生產車載半導體微控制器（MCU），國內外汽車制造商的生產線全面停產。豐田汽車公司受到的沖擊尤為嚴重。當時，豐田旗艦混合動力車普銳斯所用的微控制器大多集中在那卡工廠生產，因此普銳斯的生產也完全停止了。

混合動力汽車需要的微型計算機比汽油動力汽車多得多，這種對微型計算機的高度依賴性突然變得顯而易見。

當時，豐田將訂單分配給了三家一級供應商，以降低采購風險，如圖 4 所示。然而，當我們查看這些一級供應商——半導體制造商時，我們發現，實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體供應情況。汽車半導體MCU（微控制器）主要集中在瑞薩電子。

直到東日本大地震發生之前，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。

當時，瑞薩電子工廠生產的微控制器屬于成熟工藝節點，其規則比130nm節點寬松，工藝技術也已相當成熟。因此，當時中工廠的工程師們證實，如果這項技術能夠轉移，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）生產這些微控制器。

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

那么，瑞薩電子為何堅持在受損的那珂工廠重啟生產，而不是將生產轉移到其他工廠呢？這背后隱藏著整個汽車行業深層次的結構性問題。

生產線認證需要近一年時間

汽車半導體的可靠性標準比消費電子設備的標準嚴格幾個數量級。不僅如此，汽車微控制器的制造工藝一旦定型，就會預留六個月到一年的測試期，以驗證該工藝能否穩定地進行大規模生產。在此期間，不允許對設備進行任何改動，更不用說對工藝條件進行微調了。

一旦確認生產穩定，微控制器就會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"確認生產穩定"的過程被稱為"生產線認證"。

換句話說，豐田和電裝堅持恢復受損的那珂工廠的生產，是因為他們認為，與其將生產轉移到其他工廠，不如恢復已經獲得生產線認證的那珂工廠，這樣他們就能更快地恢復微控制器的供應（盡管即使重啟一家被地震摧毀的工廠，也可能需要重新認證，但汽車制造商似乎并不這么認為）。

因此，汽車半導體在實際安裝到車輛之前，必須經過嚴格的"生產線認證"，這需要六個月到一年的時間。這清楚地表明，即使是安世半導體的半導體，將生產轉移到另一家工廠，即使是在后期階段，也需要時間重新認證。此外，如果安世半導體將生產外包給其他半導體制造商，認證所需時間可能會更長。安世半導體出貨暫停之所以會成為一個如此重大的問題，是因為其他公司很難接手生產。

第二次因汽車半導體短缺導致汽車生產停滯的事件發生在2021年初，正值新冠疫情肆虐之際。在日本、美國和德國這些汽車產業支柱國家，主要汽車制造商的生產線相繼停產。

當時，全球范圍內采用 28nm 技術節點制造的車載半導體出現短缺，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《為什么汽車半導體短缺？臺積電掌握關鍵》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，人們被迫進入一種"沒時間買車"的心理狀態，全球汽車需求急劇下降。結果，原本采用準時制采購零部件的汽車制造商紛紛取消了汽車半導體訂單。

當時，采用28nm工藝制造的大多數汽車微控制器都集中在中國臺灣的臺積電（圖5）。由于訂單取消，臺積電騰出了28nm生產線，轉而生產家用電器和游戲設備的半導體產品，這些產品的需求因新冠疫情而激增。從商業角度來看，這是一個完全合乎情理的決定。

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

后來，2020 年下半年汽車需求復蘇時，汽車制造商再次嘗試使用即時生產方式訂購 28nm 汽車半導體，但當時臺積電的 28nm 生產線已經滿負荷運轉用于其他用途，他們無法確保汽車半導體的生產能力。

然后，在 2021 年初，當 28nm 半導體庫存耗盡時，日本、美國和德國的汽車制造商被迫同時停止生產——這是汽車半導體短缺對汽車行業造成沉重打擊的"第二次危機"。

即時生產方式是萬惡之源

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，導致豐田普銳斯停產。此外，2021年初，臺積電集中生產的28納米汽車半導體出現供應短缺，迫使日本、美國和德國的主要汽車制造商暫停生產。而現在，由于荷蘭公司安世半導體停止向汽車分立半導體供貨，許多汽車制造商被迫暫停或減產。

這三次危機的共同根源在于，汽車制造商仍然依賴即時制生產方式采購半導體。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，實際上，即使半導體供應出現輕微中斷，也可能導致汽車生產完全停滯。這種情況已經發生過三次了。

為什么汽車制造商不能從過去的經驗中吸取教訓？如果他們重新考慮準時生產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停產的最壞情況。

只要汽車制造商繼續堅持準時生產模式，他們就可能繼續犯同樣的錯誤。是時候改變這種不良做法了。