新冠疫情引爆「芯片荒」，連帶影響車用芯片「斷炊」,，交付周期一延再延。海納國(guó)際集團(tuán)數(shù)據(jù)顯示,，全球芯片下單到送交時(shí)間已達(dá)26.2周,，突顯短缺問(wèn)題，其中又以汽車芯片最為嚴(yán)重,，如2月份MCU等待交期達(dá)35.7周,。不少汽車業(yè)者因芯片短缺被迫持續(xù)減產(chǎn)，如日本豐田（Toyota）宣布下修Q2全球產(chǎn)量逾10%,，Q2合計(jì)全球產(chǎn)量約240萬(wàn)臺(tái),，與之前預(yù)估的280萬(wàn)臺(tái)相比，減少40萬(wàn)臺(tái),。

　　雖然2020年開(kāi)始,，英飛凌,、恩智浦、意法半導(dǎo)體,、德州儀器與瑞薩電子等IDM大廠擴(kuò)大車用電子32位微控制器（MCU）與電源管理IC產(chǎn)能,，仍無(wú)法滿足汽車大廠需求。另一方面,，臺(tái)積電,、聯(lián)電、力積電等車用芯片供應(yīng)鏈自2021年起積極擴(kuò)廠,，由于設(shè)備建置與認(rèn)證需要至少約一年的時(shí)間,，產(chǎn)能最快2023年開(kāi)出。因此,，2022年車用芯片雖然不若2021年吃緊,，供需恢復(fù)正常最快也要等到2023年。

　　2021年車用芯片斷炊為哪樁,？

　　車用芯片2021年爆出缺貨潮,，主要可歸納4個(gè)原因：供貨商囤貨、誤判需求量,、芯片需求量大,，以及疫情影響。市場(chǎng)觀察,，芯片出貨量足夠,，主要是市場(chǎng)端囤貨，尤其中國(guó)大陸供應(yīng)鏈囤貨明顯,，導(dǎo)致供需失衡,，在市場(chǎng)質(zhì)疑「臺(tái)積電不出貨」的情況下，臺(tái)積電董座劉德音曾點(diǎn)出「供應(yīng)鏈囤芯片」現(xiàn)象,。中國(guó)大陸官方雖然嚴(yán)打芯片囤貨,，但2021年Q3芯片缺貨仍相當(dāng)嚴(yán)重，以至于汽車供應(yīng)鏈需要透過(guò)各種管道調(diào)貨,，也導(dǎo)致芯片市場(chǎng)價(jià)格混亂,，甚至高達(dá)30倍價(jià)差。

　　2020年車用芯片需求量誤判可能也是芯片供需失衡的原因之一,。工研院產(chǎn)科國(guó)際所研究經(jīng)理江柏風(fēng)指出,，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體生產(chǎn)類別每季都有不同的配重，Q2-Q3以3C產(chǎn)品為主,，因應(yīng)年底圣誕節(jié)需求,；Q4-Q1以工業(yè)用與車用需求為主。2020年Q4國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體車用芯片需求量是減少的，所生產(chǎn)量減少,，而通訊,、計(jì)算機(jī)芯片需求大，因此產(chǎn)能轉(zhuǎn)而挹注于此,。當(dāng)2021年Q1市場(chǎng)發(fā)現(xiàn)車用芯片需求并未如預(yù)期般減少時(shí),，已經(jīng)無(wú)法回頭開(kāi)新產(chǎn)能，因此出現(xiàn)2021年車用芯片嚴(yán)重不足的情況,。

　　此外,，近兩年新冠疫情造成居家工作、在線學(xué)習(xí)人數(shù)大增,，市場(chǎng)對(duì)PC,、手機(jī)等連網(wǎng)產(chǎn)品需求量大增，車用芯片在供應(yīng)鏈的排序上遠(yuǎn)落后于手機(jī),、筆電等產(chǎn)品,，產(chǎn)能排擠下，車用芯片持續(xù)短缺,。

　　解決斷片危機(jī)：調(diào)整管理模式+積極擴(kuò)廠

　　工研院電光系統(tǒng)所副所長(zhǎng)駱韋仲指出,，若與2021年供需失衡相比，車用芯片供應(yīng)鏈已經(jīng)找到新的管理模式,，如調(diào)整配備規(guī)格,，因此出貨壓力趨緩，比方過(guò)去可能缺少無(wú)接觸系統(tǒng)就無(wú)法出貨,，現(xiàn)在雖然配備較為基本,，但調(diào)整后仍可在半年內(nèi)出貨，等待期縮短,，但如果希望取得全配車款仍要等待一年。

　　這段期間,，許多車廠改變存貨方式以減少庫(kù)存,，維持備用存貨，以免供應(yīng)鏈斷炊,。調(diào)研機(jī)構(gòu)Gartner指出,，由于半導(dǎo)體短缺及供應(yīng)鏈瓶頸，加上電氣化與自駕車等趨勢(shì)推波助瀾,，2025年前十大汽車制造商可能高達(dá)50%將開(kāi)始設(shè)計(jì)自己的汽車芯片,，如此才能完全控制產(chǎn)品路線及供應(yīng)鏈穩(wěn)定度。

　　由于全球指標(biāo)車廠力求2035年達(dá)到100%零碳排,，新供應(yīng)鏈持續(xù)擴(kuò)展,，商機(jī)無(wú)限。市調(diào)機(jī)構(gòu)MarkLines數(shù)據(jù)顯示，電動(dòng)車將占所有公路運(yùn)輸活動(dòng)的80%以上,；MarketWatch則預(yù)估,，2027年全球影像顯示芯片市場(chǎng)規(guī)模約達(dá)57億美元，車用電子產(chǎn)值可望爆炸性成長(zhǎng),。

　　另一方面,，L2自駕車系統(tǒng)逐漸成為市場(chǎng)標(biāo)配車款，代表一臺(tái)車需要約120-150 顆芯片才能達(dá)到運(yùn)作效能,，更先進(jìn)的L4自駕車系統(tǒng)至少需要200顆以上的芯片才能達(dá)到運(yùn)作效能,，這樣的芯片需求量與成長(zhǎng)趨勢(shì)更激勵(lì)生產(chǎn)端加速研發(fā)與投產(chǎn)。

　　工研院電光系統(tǒng)所副所長(zhǎng)駱韋仲認(rèn)為,，L2成為基本車款,，代表未來(lái)芯片需求量大，汽車電子化或電氣化需要很多傳感器,，搭配感測(cè)融合技術(shù)與邊緣運(yùn)算,，需要更多MCU，芯片需求更高,，加上AI功能等新一代車款的各種新需求,，目前的狀況是，新技術(shù)新需求不斷,，但問(wèn)題卡在芯片不足,。

　　車用芯片供應(yīng)鏈概況

　　力積電董事長(zhǎng)黃崇仁2021年底指出，電動(dòng)車是全球邁向節(jié)能減碳及凈零排放的主要工具,，推升車用電子芯片需求,，對(duì)車用芯片是大利多，但是如果將減碳,、電源管理,、AI、5G,、自動(dòng)化,、自動(dòng)駕駛（L4）、電動(dòng)車等需求納入考慮,，車用芯片仍供不應(yīng)求,，未來(lái)首先要面對(duì)的就是電源管理芯片的大缺貨，但是臺(tái)積,、聯(lián)電,、世界先進(jìn)、力積電等晶圓廠能否在2023年開(kāi)出產(chǎn)能,，仍有待觀察,。

　　工研院產(chǎn)科國(guó)際所研究經(jīng)理江柏風(fēng)進(jìn)一步指出，不是市場(chǎng)有需求，生產(chǎn)端就一定有擴(kuò)產(chǎn)動(dòng)作,，土地好找,，廠房好擴(kuò)，但擴(kuò)廠需要設(shè)備到位,，生產(chǎn)端也要確定未來(lái)訂單無(wú)虞才可能投資擴(kuò)廠作業(yè),，目前5大IDM廠多半有增加生產(chǎn)線或擴(kuò)廠的動(dòng)作，但不是全都用在生產(chǎn)車用芯片,，市場(chǎng)存在很多不確定因素,，最終需求量也無(wú)法確定。

　　對(duì)聯(lián)電,、臺(tái)積電等芯片廠來(lái)說(shuō),，比較大的困難是，汽車芯片最少要1年甚至2年的驗(yàn)證時(shí)間,，與手機(jī)芯片相比,，至少是3-4倍的時(shí)間差，二者的產(chǎn)量相差約10倍之多,，投產(chǎn)3C或車用芯片的回收與產(chǎn)值短時(shí)間內(nèi)即可實(shí)現(xiàn),，但車用芯片則否，即便這些重量級(jí)供應(yīng)鏈積極擴(kuò)廠,，最快也要2023年才可能出現(xiàn)實(shí)質(zhì)效益,。

　　雖然有不確定因素干擾，臺(tái)積電及聯(lián)電等供應(yīng)鏈仍積極蓋廠擴(kuò)產(chǎn),。臺(tái)積電自2020年上半年起即動(dòng)態(tài)調(diào)整晶圓產(chǎn)能,，2021年車用半導(dǎo)體重要組件微控制器（MCU）代工產(chǎn)量提升近60%。臺(tái)積電總裁魏哲家表示,，高性能計(jì)算機(jī),、車用需求超乎預(yù)期，2021年1-6月臺(tái)積電重新調(diào)配產(chǎn)線,，擴(kuò)大車用芯片產(chǎn)量,，較2020年同期增加30%。

　　臺(tái)積電今年持續(xù)擴(kuò)建先進(jìn)制程與成熟制程,，包含國(guó)內(nèi)的臺(tái)南Fab 18廠3奈米、高雄7奈米,、竹科Fab 20廠2奈米等產(chǎn)線,，以及美國(guó)亞利桑那州5奈米、日本熊本22/28奈米,、大陸南京28奈米等海外產(chǎn)線,。

　　聯(lián)電2月24日宣布在新加坡Fab12i廠區(qū)擴(kuò)建一座全新先進(jìn)晶圓廠計(jì)劃，主要生產(chǎn)制程為22及28奈米，預(yù)計(jì)2024年底開(kāi)始量產(chǎn),。新廠生產(chǎn)特殊制程技術(shù),，如嵌入式非揮發(fā)性內(nèi)存、嵌入式高壓解決方案,、RFSOI及混合信號(hào)CMOS等,，鎖定智能型手機(jī)、智能家庭設(shè)備和電動(dòng)車等應(yīng)用,。

　　聯(lián)電與智原今年初共同宣布強(qiáng)攻車用領(lǐng)域,，聯(lián)電55奈米嵌入式閃存（eFlash）制程的內(nèi)存產(chǎn)生器已取得ISO 26262車用安全最高等級(jí)（ASIL-D Ready）認(rèn)證，未來(lái)可望取得電動(dòng)車,、自駕車,、先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）等車用ASIC委托設(shè)計(jì)及量產(chǎn)訂單。

　　此外,，3月底市場(chǎng)傳出聯(lián)電可能赴美國(guó)底特律興建12吋晶圓廠,，以22/28奈米成熟制程為主，專攻車用芯片,。不論消息是否屬實(shí),，聯(lián)電布局車用芯片已久，車用制程涵蓋0.5微米到22奈米,，可應(yīng)用領(lǐng)域包含ADAS,、智能座艙、車身控制及信息娛樂(lè),。

　　力積電擁有2座鋁制程8吋廠及3座12吋廠,，12吋月產(chǎn)能約10萬(wàn)片、8吋約9萬(wàn)片,，產(chǎn)品包含內(nèi)存,、客制化邏輯與分離式組件，產(chǎn)能利用率100%,。力積電苗栗銅鑼新廠預(yù)計(jì)2022年完成,，下半年可望開(kāi)始裝機(jī)，2023上半年試產(chǎn),，2024年量產(chǎn),。

　　IC設(shè)計(jì)廠義隆也積極布局車用芯片市場(chǎng)，以車用顯示驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì),、Mini LED顯示模塊等產(chǎn)品線切入供應(yīng)鏈,。此外，臺(tái)灣擁有完整的封測(cè)供應(yīng)鏈可支持車用芯片,，如日月光,、超豐,、京元電、同欣電,、精材等,，有助提供相對(duì)應(yīng)的服務(wù)。

　　車用芯片發(fā)展新趨勢(shì)

　　汽車及電動(dòng)車不可或缺的車用芯片包含CMOS影像感測(cè)組件,、電源管理芯片IC/PMIC,、微處理器（MCU）、射頻組件,、微機(jī)電（MEMS）,、功率分離式組件等，車用芯片以8吋廠為主,，部分使用到12吋廠成熟制程,，車用半導(dǎo)體短缺最嚴(yán)重的是12吋廠在28、45與65奈米制程產(chǎn)線,，缺貨壓力最大的是電源管理IC/PMIC,、微處理器/MCU及CMOS傳感器/CIS。

　　在主要供應(yīng)鏈擴(kuò)廠,、增加生產(chǎn)線等積極作為下,，2023年可望解除芯片斷炊危機(jī)，新世代電動(dòng)車及相關(guān)新技術(shù)也可望向前邁進(jìn),。工研院產(chǎn)科國(guó)際所研究經(jīng)理江柏風(fēng)認(rèn)為,，可留意未來(lái)化合物半導(dǎo)體在新一代電動(dòng)車電力供應(yīng)方面的發(fā)展動(dòng)向。隨著5G,、電動(dòng)車發(fā)展日益快速,，高能效、低能耗的第三代版導(dǎo)體碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）成為市場(chǎng)關(guān)注焦點(diǎn),，目前仍由科銳（Cree）,、意法半導(dǎo)體（ST）、英飛凌（Infineon）及羅姆（ROHM）等IDM廠主導(dǎo),。第三代半導(dǎo)體以6吋為主,，國(guó)內(nèi)代工業(yè)者也積極投入研發(fā)，如臺(tái)積,、聯(lián)電等業(yè)者,，鴻海斥資新臺(tái)幣25.2億元取得旺宏6吋晶圓廠，目的也在生產(chǎn)第三代半導(dǎo)體碳化硅（SiC）功率組件,。

　　產(chǎn)業(yè)界也開(kāi)始注意氧化鎵（Ga2O3）和鉆石等新一代材料,。Ga2O3基板制作比SiC與GaN更容易，可能承受更高電壓,，未來(lái)可望應(yīng)用在超高功率組件領(lǐng)域,，如電動(dòng)車、電力系統(tǒng),、風(fēng)力發(fā)電機(jī)渦輪等范圍,。

　　研究機(jī)構(gòu)指出，電動(dòng)車,、車用電子產(chǎn)業(yè)快速成長(zhǎng),，推估臺(tái)灣2025年相關(guān)產(chǎn)值達(dá)新臺(tái)幣6000億元的規(guī)模，因此不少芯片設(shè)計(jì)廠鎖定車用市場(chǎng)積極布局,。芯片產(chǎn)業(yè)在2021年銷售額達(dá)5530億美元,，預(yù)計(jì)2022年仍有近10%的成長(zhǎng)幅度。

　　工研院電光系統(tǒng)所副所長(zhǎng)駱韋仲認(rèn)為安全,，汽車需求與產(chǎn)品持續(xù)推陳出新,，隨著新一代電動(dòng)車加速發(fā)展，帶動(dòng)如智慧駕駛艙,、面板,、導(dǎo)引模式等智能化新體驗(yàn)，結(jié)合AI的先進(jìn)運(yùn)算芯片將逐步走向主流制程,。未來(lái)汽車具有智能移動(dòng)與聯(lián)機(jī)功能,，汽車內(nèi)建AI為必然趨勢(shì)，差別在于運(yùn)算力高低,，不同微處理有不同智慧需求與聯(lián)機(jī)需求,，相對(duì)應(yīng)的芯片也會(huì)越來(lái)越重要。

　　由于綠能與零碳排等全球趨勢(shì)不變,，未來(lái)的電動(dòng)車勢(shì)必具有能源管理及儲(chǔ)能功能,，這些都與芯片控制有關(guān)，除了運(yùn)算,、聯(lián)機(jī),、儲(chǔ)能、能源管理等智慧化需求,，未來(lái)電動(dòng)車更像是一部智慧手機(jī),，不只硬件需要不同芯片，服務(wù)及娛樂(lè)等周邊軟件也需要對(duì)應(yīng)的芯片鏈接,，這些都會(huì)帶動(dòng)新需求,，同時(shí)帶動(dòng)未來(lái)車用芯片的發(fā)展。

　　不過(guò),，2022年國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（SEMI）指出,，大陸、美國(guó)及日本都增加半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)補(bǔ)助,，預(yù)估2022年底前,，全球?qū)⑿略?9座晶圓廠,，設(shè)備投資金額將達(dá)1000億美元，2項(xiàng)數(shù)據(jù)同創(chuàng)歷史新高,。

　　另一方面,，晶圓代工大廠聯(lián)電在2022年初的法說(shuō)會(huì)上首次表達(dá)，2023年可能供給過(guò)剩,，在2021-2022年全球晶圓廠擴(kuò)廠及產(chǎn)能提升下,，有沒(méi)有可能產(chǎn)生「一窩蜂」現(xiàn)象，有待觀察,。

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