2021 yılının ikinci yarısında bazı otomobil şirketleri, 2022 yılında çip sıkıntısı sorununun çözüleceğini belirtse de, OEM'lerin alımları artırması ve birbirleriyle oyun oynaması, buna olgun otomotiv sınıfı çip üretim kapasitesinin de eklenmesiyle birlikte işletmeler hala üretim kapasitesini genişletme aşamasında ve mevcut küresel pazar hala çekirdek eksikliğinden ciddi şekilde etkileniyor.
Aynı zamanda otomotiv sektörünün elektriklenmeye ve zekaya doğru hızla dönüşmesiyle birlikte, çip tedarik zincirinde de köklü değişimler yaşanacak.
1. Çekirdek eksikliğinden kaynaklanan MCU acısı
Şimdi 2020'nin sonunda başlayan çekirdek kıtlığına geri dönüp baktığımızda, salgın şüphesiz otomotiv yongalarının arz ve talebi arasındaki dengesizliğin ana nedenidir. Küresel MCU (mikrodenetleyici) yongalarının uygulama yapısının kaba bir analizi, 2019'dan 2020'ye kadar otomotiv elektroniği uygulamalarındaki MCU'ların dağılımının, aşağı akış uygulama pazarının %33'ünü kaplayacağını gösterse de, uzaktan çevrimiçi ofisle karşılaştırıldığında Yukarı akış yonga tasarımcıları söz konusu olduğunda, yonga dökümhaneleri ve paketleme ve test şirketleri salgının kapanması gibi sorunlardan ciddi şekilde etkilenmiştir.
Emek yoğun endüstrilere ait çip üretim tesisleri 2020 yılında ciddi işgücü sıkıntısı ve düşük sermaye cirosu yaşayacak. Yukarı akış çip tasarımı otomobil şirketlerinin ihtiyaçlarına dönüştürüldükten sonra, üretimi tam olarak planlayamadı ve çiplerin tam kapasitede teslim edilmesini zorlaştırdı. Otomobil fabrikasının elinde, yetersiz araç üretim kapasitesi durumu ortaya çıkıyor.
Geçtiğimiz yılın ağustos ayında, STMicroelectronics'in Malezya'nın Muar kentindeki Muar tesisinde yeni tip koronavirüs salgınının etkisiyle bazı fabrikalar kapatılmış ve bu kapatma, Bosch ESP/IPB, VCU, TCU ve diğer sistemlere yönelik yonga tedarikinin uzun süre kesintiye uğramasına doğrudan yol açmıştı.
Ayrıca 2021'de deprem ve yangın gibi beraberinde gelen doğal afetler de bazı üreticilerin kısa vadede üretim yapamamasına neden olacak. Geçtiğimiz yılın Şubat ayında yaşanan deprem, dünyanın en büyük çip tedarikçilerinden biri olan Japonya'nın Renesas Electronics şirketine ciddi hasar vermişti.
Otomobil şirketlerinin araç içi çiplere olan talebi yanlış değerlendirmesi ve ana akım fabrikalarının malzeme maliyetini garanti altına almak için araç içi çip üretim kapasitelerini tüketici çiplerine dönüştürmesi, otomotiv çipleri ile ana akım elektronik ürünler arasında en yüksek örtüşmeye sahip olan MCU ve CIS'lerin (CMOS görüntü sensörü) ciddi bir kıtlık yaşamasına neden oldu.
Teknik açıdan bakıldığında, en az 40 çeşit geleneksel otomotiv yarı iletken cihazı vardır ve kullanılan toplam bisiklet sayısı 500-600'dür ve bunlar çoğunlukla MCU, güç yarı iletkenleri (IGBT, MOSFET, vb.), sensörler ve çeşitli analog cihazları içerir. Otonom araçlar ayrıca ADAS yardımcı çipleri, CIS, AI işlemcileri, lidarlar, milimetre dalga radarları ve MEMS gibi bir dizi ürün kullanılacaktır.
Araç talebi sayısına göre, bu çekirdek kıtlık krizinden en çok etkilenen şey, geleneksel bir otomobilin 70'ten fazla MCU çipine ihtiyaç duyması, otomotiv MCU'sunun ise ESP (Elektronik Denge Programı Sistemi) ve ECU (Araç ana kontrol çipinin ana bileşenleri) olmasıdır. Great Wall'un geçen yıldan bu yana birçok kez verdiği Haval H6'nın düşüşünün ana nedenini örnek alan Great Wall, H6'nın birçok aydır satışlarında yaşanan ciddi düşüşün, kullandığı Bosch ESP'nin yetersiz tedarik edilmesinden kaynaklandığını söyledi. Daha önce popüler olan Euler Black Cat ve White Cat de, ESP tedarik kesintileri ve çip fiyat artışları gibi sorunlar nedeniyle bu yıl Mart ayında üretimi geçici olarak durduracağını duyurmuştu.
Utanç verici bir şekilde, 2021 yılında otomobil çip fabrikaları yeni gofret üretim hatları inşa edip etkinleştirseler ve gelecekte üretim kapasitesini artırmak ve ölçek ekonomisi elde etmek için otomobil çiplerinin sürecini eski üretim hattına ve yeni 12 inç üretim hattına aktarmaya çalışsalar da, yarı iletken ekipmanlarının teslimat döngüsü genellikle yarım yıldan fazladır. Ayrıca, üretim hattı ayarlaması, ürün doğrulaması ve üretim kapasitesi iyileştirmesi uzun zaman alır, bu da yeni üretim kapasitesinin 2023-2024'te etkili olma olasılığını artırır.
Baskının uzun süredir devam etmesine rağmen, otomobil şirketlerinin pazar konusunda hala iyimser olduğunu belirtmekte fayda var. Ve yeni çip üretim kapasitesi, gelecekte mevcut en büyük çip üretim kapasitesi krizini çözmeye aday.
2. Elektrikli istihbarat altında yeni savaş alanı
Ancak otomotiv endüstrisi için mevcut çip krizinin çözümü, yalnızca mevcut pazar arz ve talep asimetrisinin acil ihtiyacını çözebilir. Elektrikli ve akıllı endüstrilerin dönüşümü karşısında, otomotiv çiplerinin arz baskısı gelecekte yalnızca katlanarak artacaktır.
Elektrikli ürünlerin araç entegre kontrolüne olan talebin artmasıyla ve FOTA yükseltmesi ve otomatik sürüş anında, yeni enerji araçları için çip sayısı yakıtlı araçlar döneminde 500-600'den 1.000 ila 1.200'e yükseltildi. Tür sayısı da 40'tan 150'ye çıktı.
Otomotiv sektöründeki bazı uzmanlar, gelecekte üst düzey akıllı elektrikli araçlar alanında tek araç çiplerinin sayısının birkaç kat artarak 3.000'den fazla parçaya çıkacağını, otomotiv yarı iletkenlerinin tüm aracın malzeme maliyetindeki oranının 2019'daki %4'ten 2025'te %12'ye çıkacağını ve 2030'a kadar %20'ye çıkabileceğini söyledi. Bu, yalnızca elektrikli zeka çağında araçlar için çip talebinin arttığı anlamına gelmiyor, aynı zamanda araçlar için gereken çiplerin teknik zorluğunun ve maliyetinin hızla arttığını da yansıtıyor.
Yakıtlı araçlar için yongaların %70'inin 40-45 nm ve %25'inin 45 nm'nin üzerinde düşük özellikli yongalar olduğu geleneksel OEM'lerin aksine, piyasadaki ana akım ve üst düzey elektrikli araçlar için 40-45 nm sürecindeki yongaların oranı %25'e düştü. %45, 45 nm sürecinin üzerindeki yongaların oranı ise sadece %5. Teknik açıdan bakıldığında, 40 nm'nin altındaki olgun üst düzey süreç yongaları ve daha gelişmiş 10 nm ve 7 nm süreç yongaları şüphesiz otomotiv endüstrisinin yeni çağında yeni rekabet alanlarıdır.
Hushan Capital'in 2019 yılında yayınladığı bir araştırma raporuna göre, yakıtlı araçlar döneminde tüm araçlarda güç yarı iletkenlerinin oranı %21'den %55'e hızla yükselirken, MCU çiplerinin oranı %23'ten %11'e düştü.
Ancak çeşitli üreticiler tarafından açıklanan genişleyen çip üretim kapasitesi hâlâ büyük ölçüde motor/şasi/gövde kontrolünden sorumlu olan geleneksel MCU çipleriyle sınırlı.
Elektrikli akıllı araçlar için, otonom sürüş algısı ve füzyonundan sorumlu AI çipleri; güç dönüşümünden sorumlu IGBT (yalıtılmış kapılı çift transistör) gibi güç modülleri; otonom sürüş radar izleme için sensör çipleri talebi büyük ölçüde artırdı. Büyük olasılıkla otomobil şirketlerinin bir sonraki aşamada karşılaşacağı yeni bir "çekirdek eksikliği" sorunları dizisi haline gelecektir.
Ancak yeni aşamada otomobil şirketlerini zorlayan şey, dış etkenlerin engellediği üretim kapasitesi sorunu değil, teknik tarafın kısıtladığı çipin "sıkışmış boynu" olabilir.
Zekanın getirdiği AI çiplerine olan talebi örnek olarak ele alırsak, otonom sürüş yazılımının hesaplama hacmi çoktan iki haneli TOPS (saniyede trilyon işlem) seviyesine ulaşmış durumda ve geleneksel otomotiv MCU'larının hesaplama gücü, otonom araçların hesaplama gereksinimlerini karşılamakta zorluk çekiyor. GPU'lar, FPGA'lar ve ASIC'ler gibi AI çipleri otomotiv pazarına girdi.
Geçtiğimiz yılın ilk yarısında Horizon, üçüncü nesil araç sınıfı ürünü olan Journey 5 serisi yongalarının resmen piyasaya sürüldüğünü resmen duyurdu. Resmi verilere göre Journey 5 serisi yongalar 96TOPS işlem gücüne, 20W güç tüketimine ve 4.8TOPS/W enerji verimliliği oranına sahip. Tesla'nın 2019'da piyasaya sürdüğü FSD (tamamen otonom sürüş fonksiyonu) yongasının 16nm işlem teknolojisiyle karşılaştırıldığında, 72TOPS işlem gücüne, 36W güç tüketimine ve 2TOPS/W enerji verimliliği oranına sahip tek bir yonganın parametreleri büyük ölçüde iyileştirildi. Bu başarı ayrıca SAIC, BYD, Great Wall Motor, Chery ve Ideal dahil olmak üzere birçok otomobil şirketinin de beğenisini ve işbirliğini kazandı.
Zekanın yönlendirdiği endüstrinin evrimi son derece hızlı oldu. Tesla'nın FSD'sinden başlayarak, AI ana kontrol çiplerinin geliştirilmesi Pandora'nın kutusunu açmak gibidir. Journey 5'ten kısa bir süre sonra NVIDIA, tek çipli olacak Orin çipini hızla piyasaya sürdü. İşlem gücü 254TOPS'a yükseldi. Teknik rezervler açısından, Nvidia geçen yıl halka 1000TOPS'a kadar tek işlem gücüne sahip bir Atlan SoC çipini bile önizledi. Şu anda NVIDIA, otomotiv ana kontrol çiplerinin GPU pazarında kesin bir tekel konumunda bulunuyor ve tüm yıl boyunca %70'lik bir pazar payını koruyor.
Cep telefonu devi Huawei'nin otomotiv sektörüne girişi otomotiv çip sektöründe rekabeti dalga dalga başlatmış olsa da, dış etkenlerin etkisi altında Huawei'nin 7nm proses SoC'lerde zengin tasarım deneyimine sahip olduğu, ancak çip üreticilerinin pazar tanıtımında geride kaldığı biliniyor.
Araştırma kurumları, AI çipli bisikletlerin değerinin 2019'da 100 ABD dolarından 2025'te 1.000 ABD dolarının üzerine hızla yükseldiğini tahmin ediyor; aynı zamanda, yerel otomotiv AI çip pazarı da 2019'da 900 milyon ABD dolarından 2025'te 91 milyon ABD dolarına yükselecek. Yüz milyon ABD doları. Pazar talebinin hızla büyümesi ve yüksek standartlı çiplerin teknolojik tekeli, şüphesiz otomobil şirketlerinin gelecekteki akıllı gelişimini daha da zorlaştıracak.
AI çip pazarındaki talebe benzer şekilde, %8-10'a varan bir maliyet oranına sahip yeni enerji aracında önemli bir yarı iletken bileşen (çipler, yalıtım alt tabakaları, terminaller ve diğer malzemeler dahil) olan IGBT, otomotiv endüstrisinin gelecekteki gelişimi üzerinde de derin bir etkiye sahiptir. BYD, Star Semiconductor ve Silan Microelectronics gibi yerli şirketler, yerli otomobil şirketlerine IGBT tedarik etmeye başlamış olsa da, yukarıda belirtilen şirketlerin IGBT üretim kapasitesi, şirketlerin ölçeğiyle sınırlı olduğundan, hızla artan yerli yeni enerji kaynakları pazarı büyümesini karşılamak zorlaşmaktadır.
İyi haber şu ki, SiC'nin IGBT'leri değiştirmesinin bir sonraki aşaması karşısında, Çinli şirketler düzende çok geride değil ve IGBT Ar-Ge yeteneklerine dayalı SiC tasarım ve üretim yeteneklerinin mümkün olan en kısa sürede genişletilmesinin otomobil şirketlerine ve teknolojilerine yardımcı olması bekleniyor. Üreticiler rekabetin bir sonraki aşamasında bir avantaj elde ediyor.
3. Yunyi Semiconductor, çekirdek akıllı üretim
Otomotiv endüstrisindeki çip sıkıntısıyla karşı karşıya kalan Yunyi, otomotiv endüstrisindeki müşteriler için yarı iletken malzemelerin tedarik sorununu çözmeye kendini adamıştır. Yunyi Semiconductor aksesuarları hakkında bilgi edinmek ve bir sorgulama yapmak istiyorsanız lütfen şu bağlantıya tıklayın:https://www.yunyi-china.net/yarıiletken/.
Gönderi zamanı: Mar-25-2022