芯片市场低迷蔓延,德州仪器二季度展望低于华尔街预期,半导体企业应如何进行发展?
德州仪器的业务发展
德州仪器的历史可以追溯到1930年,J·克莱伦斯·卡彻和尤金·麦克德莫特创建一个叫做“地球物理业务公司”的为石油工业提供地质探测的公司。
在1939年,这个公司重组为Coronado公司。1941年12月6日,麦克德莫特和其他三名GSI的雇员J·埃里克·约翰逊、塞瑟尔·H·格林以及H·B·皮科克买下了GSI公司。在第二次世界大战期间,GSI为美国军用信号公司和美国海军制造电子设备。战争结束后,GSI公司继续其电子产品的生产。1951年,公司重新命名为德州仪器,GSI变为德州仪器的一个全资子公司。 从1942年开始,德州仪器凭借潜水艇的探测设备开始进入国防电子领域。这些技术基于原来它为石油工业开发的地质探测技术。
在20世纪80年代,这个产业的产品质量成为了新的焦点。80年代早期一个质量提升计划被启动。80年代晚期,德州仪器和伊士曼柯达公司和联合信号公司(Allied Signal)一起,开始参与摩托罗拉的六标准差规范的制定。
这类产品包括雷达系统、红外线系统、导弹、军用计算机、激光导航炸弹等。 早在1952年,德州仪器就从西部电子公司(Western Electric Co.,AT&T的制造部门)以25,000美元的代价购买了生产晶体管的专利证书。到同年末,德州仪器已经开始制造和销售这些晶体管。公司副总裁帕特里克·哈格蒂颇有远见,意识到了电子技术领域的美好前景。随后,原本在新泽西州的贝尔实验室工作的戈登·K·蒂尔在看了一则纽约时报的广告后加入德州仪器,被哈格蒂任命为研究主任,回到了其故乡得克萨斯州工作。
蒂尔在1953年1月将他在半导体晶体方面的专业知识带到了工作中。哈格蒂让他建立了一支由科学家和工程师组成的团队,使德州仪器保持半导体行业的领先地位。蒂尔的第一个任务是组织公司的中央研究实验室(Central Research Laboratories, CRL)。由于蒂尔的之前职业背景,这个新的部门基于贝尔实验室。
另一名物理化学家,威尔克斯·阿道克斯,在1953年早些时候加入了德州仪器,开始领导一支较小的研究团队,致力于研制生长结晶体管。不久,阿道克斯成为了德州仪器的一名首席研究员。 1954年1月,塔尼巴恩在贝尔实验室研制出了第一个可以工作的硅半导体。这个工作在1954年春季的固态设备大会上被报道,随后在应用物理学报(Journal of Applied Physics, 26, 686-691(1955))上发表。
戈登·蒂尔在1954年2月也独立研制出了第一个商用硅晶体管并在1954年2月14日对它进行了测试。1954年5月10日,在俄亥俄州的代顿举行的无线电工程师学会(Institute of Radio Engineers, IRE)国家航空电子大会上上,蒂尔正式对外界公布了他的成就,宣称“与同事告诉你的关于硅晶体管的严峻前景相反,我却恰好能把这些东西装在我的口袋里。(Contrary to what my colleagues have told you about the bleak prospects for silicon transistors, I happen to have a few of them here in my pocket.)”,并在大会期间发表了一篇题为《近期硅锗材料和设备的发展》(Some Recent Developments in Silicon and Germanium Materials and Devices)的论文。
在这一点上,德州仪器成为了当时唯一一个大批量生产硅晶体管的公司。随后在1955年,利用固态杂质扩散的扩散型晶体管被发明。不过,当时硅管的价格比锗管昂贵得多。 TMC0280型声音合成器
1978年,德州仪器介绍了第一款单芯片线性预测编码语音合成器。在1976年,德州仪器即开始了一个存储强度应用方面的研究,很快他们开始聚焦于语音方面的应用。这个研究的结果就是TMC0280型单芯片线性预测编码(Linear predictive coding (LPC))语音合成系统,成为了第一款能够通过电子复制模拟人声的商业产品。这个成果在德州仪器多个商用产品中被应用。2001年,德州仪器将它转让给了加利福尼亚州圣克拉拉的Sensory公司。 德州仪器的半导体产品几乎占了其收入的85%(2003年数据)。在包括数字信号处理器、数字模拟转换器、模拟数字转换器、能源管理、模拟集成电路等不同产品领域都占据领先位置。无线通信也是德州仪器的一个焦点,全球有大约50%的移动电话都装有德州仪器生产的芯片。同时它也生产针对应用的集成电路以及单片机等。
无线终端商业单元
数字光处理(DLP)
单片机
MSP430:低价、低功耗、用途广泛的嵌入式16位MCU,电容触摸功能,和FRAM功能。
TMS320:为实时控制应用进行优化的16/32位MCU家族
16位,整点运算,20至40兆赫
C28X:32位,整点或浮点运算,100至150兆赫
Stellaris®:具有高级通信功能的 32 位 ARM® MCU,包括了CORTEX-M3,M4,其LM3S系列处理器是以CORTEX-M3为内核的所有品牌的处理器中唯一集成了以太网MAC+PHY的,其它品牌只有MAC,集成PHY的性价比很出色。
数字信号处理器
Texas Instruments TMS320
TMS320C2xxx:为控制应用优化的16和32位数字信号处理器
TMS320C5xxx:16位整点低功耗处理器,100至300兆赫
TMS320C6xxx:高性能数字信号处理器家族,300至1000兆赫兹
其他型号包括TMS320C33,TMS320C3x,TMS320C4x,TMS320C5x和TMS320C8x,以及为移动设备设计的基于ARM架构的多核处理器OMAP系列,如ARM9,ARM11和Cortex-A8,A9等。 德州仪器一直保持着半导体销售前十的名次。在2005年,它仅次于英特尔和三星,排在它之后的是东芝、意法半导体等。德州仪器主要竞争对手包括微型芯片技术公司、Cypress半导体公司、集成设备技术公司、三星电子以及Xilinx公司。
德州仪器在半导体行业有最大的市场份额,估计拥有超过370亿美元的可用市场总量。根据最新报道,德州仪器拥有14%的市场份额。
据《路透社》报道,在投资者的重压之下,德州仪器不得不放弃他们的移动芯片项目——基于ARM的OMAP处理器家族。该项目耗费了大量的资金和人力资源,但是这些都无法撼动高通等竞争对手的霸主地位。选择使用德州仪器的OMAP(开放式多媒体应用平台)的移动制造商已经越来越少,更多是选择高通,而三星和苹果则有自家的专属处理器Exynos和A6。OMAP最大劣势就其芯片组没有3G/4G调制解调器。
这样使用OMAP的芯片组的制造商就不得的使用额外的无线芯片,无形之中增加了生产成本和电池消耗。 1997 Amati Communications—3.95亿美元
1998 GO DSP
1999 Butterfly VLSI, Ltd—5,000万美元
1999 Telogy Networks—4,700万美元
2000 Burr-Brown Corporation—76亿美元
2009 Luminary Micro
2011National Semiconductor
2012eeparts 2004年营业额分布共126亿美元
◆ 研发经费:2004年为20亿美元; 2005年预计为21亿美元
◆ 资本支出:2004年为13亿美元;2005年预计为13亿美元
◆ 在2004年财富Fortune 500大企业排名为197 (根据2003财政年度)
中国半导体产业现状
全球半导体产业向亚太转移,我国半导体产业融入全球产业链 全球半导体市场规模06年达到247.7亿美元。主要应用领域包括计算机、消费电子、通信等。在电子制造业转移和成本差异等因素的作用下,全球半导体产业向亚太地区转移趋势明显。我国内地半导体产业发展滞后于先进国家,内地企业多位于全球产业链的中下游环节。我国半导体产业成为全球产业链的组成部分,产量和产值提高迅速,但是产品技术含量和附加值偏低。 2007年半导体产业大幅波动,长远发展前景良好 半导体产业的硅周期难以消除。2007年上半年,在内存价格上升等因素作用下,全球半导体市场增速明显下滑。至2007年下半年,由于多余库存的降低、资本支出的控制,缺芯、涨价,寻求“自救”的车企们
芯片短缺的魔爪,还是伸向了汽车行业。
近日,有媒体爆料称,上汽大众已从12月4日开始停产、一汽-大众也从12月初进入停产状态,并表示导致这两家合资车企停产的主要原因就是造车所需的汽车芯片供应不足,一时间引起业内广泛关注。
随后,一汽-大众做出回应,“目前旗下大众品牌、奥迪品牌和捷达品牌仍在正常生产,未受到影响。”另一个当事方上汽大众同样很快做出回应表示,新车生产的确受到了一定影响,但企业并没有外界所传言的全面停产,早有相关准备。
虽然,大众汽车集团表示“问题不大”,但其在国内的两家主要零部件供应商——大陆集团和博世的表态却称不上乐观。两家公司表示:目前汽车芯片市场上正经历着整体短缺的情况,这一情况很大可能将延续到明年。
根据市场消息,目前除了大众外,东风本田、长安汽车、奇瑞汽车都或多或少受到了行业“缺芯”的影响。
“芯片供应短缺问题确实存在,但并没有那么严重。多重因素的叠加影响,导致芯片供需矛盾在这一时间段集中显现。”12月8日,中国汽车工业协会副秘书长兼行业发展部部长李邵华表示,应理性看待芯片断供问题。
事实上,全球芯片短缺早已显露苗头。
今年新冠肺炎疫情的突袭,让这根早已紧绷的“弦”再也支撑不住,悄然断裂。
据悉,造成国内汽车业芯片供应不足的主要原因有两个:一方面,中国汽车行业持续复苏,市场表现好于预测,汽车芯片需求的增长高于预期;另一方面,全球疫情蔓延,上游晶圆厂产能吃紧,手机、电脑等各类电子消费品的芯片供应不足,汽车芯片产能同样受限。
随着汽车电子化的发展,半导体芯片在汽车制造业中的重要性日益凸显,这些电子元件被广泛应用在多媒体娱乐系统、智能钥匙、自动泊车系统、发动机和变速箱控制系统、安全气囊、驾驶辅助系统、电动助力转向、ABS?、电子稳定性系统(ESP)等汽车零部件中。
而相对于其他汽车零部件,汽车半导体芯片企业的市场竞争格局相对稳定,主要由恩智浦、英飞凌、意法半导体、瑞萨、德州仪器、博世等几家供应商牢牢把控着汽车芯片市场。这几家企业,除了瑞萨和德州仪器,其余都出自欧洲。
如今,受新冠肺炎疫情影响,海外大规模停产,造成全球半导体缺货严重。
“如果芯片供应问题在12月内无法缓解,以国内15%的汽车产能受影响来估算,就意味着仅12月,国内就可能会有近40万辆汽车的生产受到影响。”
众所周知,12月正是车企年底冲量的重要关口,若因芯片供应短缺导致车企停产,将在极大程度上影响到各汽车企业的年度销量数据,进而丢失市场份额。
而就在芯片短缺的困境之下,众多汽车芯片制造商还纷纷启动“抬价”。
11月20日,封装测试大厂日月光通知旗下公司客户,将调涨2020年第一季度封测平均接单价5-10%。据业界消息,封测厂已在10月因产能供不应求而调涨导线架和打线封装价格,急单及新单一律涨价10%。
11月26日,全球最大的车用半导体供应商之一的恩智浦表示,受新冠疫情影响,公司面临产品严重紧缺和原料成本增加的双重影响,决定全线调涨产品价格。
11月30日,日本半导体制造商瑞萨电子也向客户发送了一封产品提价通知,提价生效日期为明年年1月1日。此后又有消息传出,盛群(合泰)、凌通、松翰、闳康、新唐五大台湾MCU厂近期同步提升报价,部分品项调幅超过一成,交货期破天荒拉长至四个月。
事实上,受到晶圆、封测产能吃紧,产品缺货等影响,半导体全产业链多个环节都开启了涨价模式。据行业内人士表示,未来一年,晶圆供应将持续紧张,部分产品需要客户签一年的NCNR(不许取消,不许退货)协议。
“短缺、抬价”,面对这波已知的危机汽车行业却依旧无法“自救”。
“太依赖国外了。”
汽车芯片国产率不够高,是造成目前汽车芯片短缺的背后深层次原因。
据中国汽车芯片产业创新战略联盟数据显示,2019年,我国自主汽车芯片产业规模仅占全球的4.5%。同时,我国汽车用芯片进口率超90%,先进传感器、车载网络、三电系统、底盘电控、ADAS(高级驾驶辅助系统)、自动驾驶等关键系统芯片过度依赖进口,芯片自主率不足10%。
2019年中国的半导体销售额占全球35%,但各种芯片设计的国产化率只有0到20%不等。目前我国在晶圆制造、封测以及半导体材料方面的国产化程度较低,有不少半导体的材料依然处于卡脖子的状态。
随着汽车智能化水平的不断提高和升级,芯片毫无疑问将成为未来汽车的“生死命门”,而此次正在遭遇的“芯片危机”,无疑给行业敲醒警钟,而国产芯片的突破则任重而道远。
事实上,国内众多车企已吹响了自研芯片的号角。
早在2018年4月,智能电动汽车企业零跑汽车便正式宣布,将与大华股份联合研发AI自动驾驶芯片,计划于2019年第二季度进行实车测试。据悉,这是除了特斯拉之外,国内首家宣布自研芯片的新能源车企。
零跑汽车打响了国内汽车行业自研芯片的第一枪后,众多车企也加快了对汽车芯片自主化的布局。据不完全统计,目前国内至少已有北汽、吉利、蔚来等7家车企“入局”。其中,最硬核的还是比亚迪,不仅自己设计国产IGBT(被称为汽车电子的CPU,属汽车芯片中的功率半导体),还硬生生搞出国内首条产线,在产品上虽然与英飞凌这样的巨头尚有差距,但是实力已经不容小觑。
除此之外,一些跨界大佬也在为车企提供解决方案,例如,华为的5G?基带芯片Balong5000,可用于汽车端的车联网、自动驾驶领域;百度开发的“昆仑”AI芯片,也可以适配于自动驾驶的Apollo系统。
值得一提的是,在芯片国产化的趋势下,国家也出台了相关政策以推动智能汽车芯片的发展。今年2月,国家发改委联合11部门发布了《智能汽车创新发展战略》,强调国内汽车行业要推进车规级芯片、智能计算平台等核心技术的研发与产业化。
9月,由国家科技部、工信部共同支持,国家新能源汽车技术创新中心(国创中心)牵头70余家企事业单位成立了“中国汽车芯片产业创新战略联盟”,这是首次在汽车芯片领域中出现统一行动组织,同时也体现出了国家对于汽车芯片的重视。
“要将发展车规级芯片提高到发展我国自主可控的汽车工业的战略高度予以重视。如果没有自主可控的车规级芯片,我国的智能网联新能源汽车,将重蹈以前合资汽车的覆辙。”
可以预见,芯片国产化是大趋势,亦是一场长期“战役”。
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