2023年9月6日至7日,中国汽车工程学会(China-SAE)、德国汽车工业协会(VDA)由世界新能源汽车大会国际组织(筹)联合主办的2023年世界新能源汽车大会(IAA Mobility专场)在德国国际汽车与智能旅游博览会(IAA Mobility)会议以“低碳出行、合作共赢”为主题,邀请来自世界各地的政府领导人和企业高管发表演讲。
在9月6日的全体会议上,博世集团董事会成员、博世智能交通业务主席马库斯·海恩(Markus HEYN)精彩的演讲发表如下:
博世集团董事会成员、博世智能交通业务主席马库斯海恩(Markus HEYN)
主要观点:
1.汽车电气化网络化的发展促进了芯片行业的蓬勃发展,每辆车所需的芯片成本将达到1500-1600美元;
2.汽车芯片不仅需要7nm以下的先进工艺,还需要16个、28、支持40纳米工艺;
3.半导体行业需要长期的巨额投资和前期工程,才能真正提供所需的生产规模,更需要多领域的专业人才才才能成功;
4.芯片的平均交付周期为52周。为了保持对汽车行业的运营支持,需要详细敏感的制造管理和运营机制,配合精细的预测、监督和评估。
以下内容为现场演讲实录:
Markus HEYN:
大家好!欢迎来到慕尼黑,感谢世界新能源汽车大会组织者给我发言的机会。作为唯一一家自主开发和生产半导体的一级供应商,博世主要与大家分享半导体在汽车和汽车行业的作用。
预计全球半导体市场将增长70%以上,到2030年将达到1万亿美元,涵盖计算机、消费电子、工业电子、通信电子等各类产品。然而,汽车工业是增长最快的行业。这就是为什么半导体公司现在更关注汽车行业的参与者。从2022年到2030年,汽车行业对半导体的需求将以每年约9%到11%的复合平均增长率增长。汽车工业将占所有需要半导体的领域的15%,因此变得越来越重要。
从技术角度来看,预计全球半导体需求年均基本增长率将达到6%以上,到2030年将达到300毫米晶圆2亿元以上的需求。众所周知,领先的工艺尺寸在7纳米以下,这是增长最快的领域。目前,半导体公司大部分投资于该工艺产品。然而,由于汽车电力电子产品的功率和电压需要更广泛的应用,汽车工业仍将继续依赖16、28、40纳米制程。总是有各种各样的应用程序需要更大的芯片。由于这些部件得不到足够的支持,我认为这一点非常重要。对这些技术领域的投资相对较少。这对每个人来说都很重要,因为我们不想再陷入半导体短缺的阶段。因此,我们需要仔细观察、监测和评估,并投入足够的资金来维持运营,并能够支持汽车行业。通过收购美国罗斯威尔的半导体工厂,博世在硅碳化芯片方面迈出了重要一步。其次,还有台积电(TSMC)、恩智浦(NXP)和英飞凌(Infineon)合资企业成立后,我稍后会详细介绍。
那为什么汽车需求比其他行业增长得更快呢?我回顾了很久以前汽车的电子情况。这里展示了一辆老式的梅赛德斯奔驰,只有一个电子控制单元,里面有8个半导体。我们知道这是30年前很久以前的事了。如果将其与当今消费者已经能够购买的、新兴的、软件定义的智能汽车进行比较,那么现在汽车已经开发出了一种新的电子架构,汽车的价值已经从硬件明显转移到软件。在现代电动汽车中,每辆车有50到100个电子控制单元,每辆车最多有7000个半导体。这意味着半导体需求数量级增长,可以说增长了1000倍。博世还为智能手机行业提供传感器,博世的芯片也为智能手机制造商提供。若将其与智能手机进行比较,智能手机平均使用60个半导体,而汽车中最多可达7000个。因此,与其他行业相比,每辆车的芯片数量巨大,汽车行业促进了需求。那这对未来意味着什么呢?汽车上的半导体数量取决于设备的动力系统类型和汽车的技术设备。如果将其转化为每辆车的价值,我们将从每辆车约800美元的水平增加到今天的两倍,即每辆车所需的芯片成本将达到1500-1600美元。
现在这些智能汽车内部具体包括什么?首先是电子电气架构,需要芯片系统的车载计算机、特定的集成电路供电,如运动控制单元、雨刮系统、制动系统等。此外,我们还必须考虑50多种不同类型的传感器,它们还需要芯片,这有助于增加汽车芯片的需求。我们特别注意到三个领域的强劲增长。一是自动驾驶和辅助系统,二是电气化,三是信息娱乐系统,极大地促进了芯片需求的增长。
然而,半导体行业的一个具体特点是高投资和长期的早期工作,这可以在所有已宣布的投资中看到。但不幸的是,真正投入运营需要多年时间,才能提供所需的生产规模。因此,资金是建设这个行业的关键。回顾过去,几乎所有在过去几十年里进行的半导体投资,无论在哪个地区进行,都伴随着大量的资本投资。我们强烈支持世界各国的参与,以确保未来汽车工业的增长,因为保持足够的能力获得所需的芯片技术,促进汽车生产是很重要的。
除高额投资外,还有一个主要挑战,单靠资金是无法建厂的,需要高素质的员工来建厂,这一点非常重要。与此同时,我们在这个行业人才短缺。我们需要在半导体领域拥有高技能的人员,包括特定的开发和工程领域,以及生产专家、自动化制造工艺、测试等。博世致力于培养和发展这些人才。就个人而言,我相信,具有正确能力的合适人才是促进未来成功的主要因素之一。因此,资金可能非常重要,但如果没有人才,就不会成功。至少从我的角度来看,这是绝对重要的。
我们是汽车半导体供应链的重要参与者,专注于传感器ASIC(应用特定集成电路)、功率设备已在全球范围内运行,并与晶圆厂合作伙伴和许可合作伙伴合作。我们拥有一个非常强大的制造网络,遍布世界各地,并在制造能力领域进行了大量投资。
此外,需要注意的是,半导体的长交付周期平均需要52周,这是所有汽车零部件中最长的交付周期。任何型号规划和相关部件规划都必须考虑芯片的交付周期远远超过汽车行业的任何其他部件。因此,为了实现对半导体工厂的及时控制是不可行的,不可能像通常用于汽车制造的机制那样在半导体工厂实施,工厂将没有产出。这些过程非常敏感。你必须绝对连续地运行它们。通常,一旦出现小干扰,就会导致严重短缺和停产。假如你想关闭一家半导体工厂,这不是今天关闭,明天早上8点就可以重新启动,情况并非如此。如果你关掉它,你需要几个星期才能把它运行到你需要的水平。当有人讨论供应链如何容易中断时,他们应该知道,一个在半导体工厂做错事的人可以摧毁工厂几个月。你不需要炸弹;什么都不需要。这很容易。一切瞬间停顿下来。有时人们会忘记这个问题有多敏感。顺便说一句,我们不应该忘记,今天投资的工厂已经在全球范围内运营。我们在世界某些地区有测试能力,而在其他地区有前端制造。因此,这些芯片通常在真正制成汽车零部件之前经历了漫长的旅程。我们确实需要一些可靠的预测,或者至少在半导体和汽车的“准时”机制之间设置解耦点。
博世在Reutlingen拥有一家非常靠近斯图加特总部的工厂。还有德累斯顿。我们还将在德累斯顿和Reutlingen投资30亿美元增加产能,并获得欧洲IPCEI(欧洲共同利益重要项目)计划的财政支持。这两家工厂将实施强有力的扩张和整合计划。槟城是我们的大型测试中心。下一阶段,计划投资约7000万美元建设一个新的测试中心。我们在美国建造了罗斯威尔工厂,收购了TSI半导体。罗斯威尔现在是博世的生产基地。我们将为罗斯威尔提供至少15亿美元的碳化硅制造设备,并使工厂生产200毫米的碳化硅芯片晶圆,以支持驱动系统。当然,也有功率芯片。因此,为了保证碳化硅芯片的质量和功能正常,这是一个非常好的功率模块的例子,也是电动汽车的重要组成部分,这些芯片通常需要正确的衬底。
最后,博世与台积电、恩智浦、英飞凌合作,其中台积电出资70%,恩智浦、英飞凌、博世各股东投资10%。总投资将达到100亿欧元。这将是一家生产两种芯片的工厂,将在那里生产CMOS(互补金属氧化物半导体)芯片和60纳米芯片(鳍场效应晶体管)芯片。重要的是要注意,正如我之前所说,仍然有很多大尺寸的汽车芯片,但我们坚信,在未来的电子控制单元和汽车计算机领域,将需要更小尺寸的芯片。博世正在建设相应的产能,年产量将达到48万晶圆,该项目将于2024年下半年开始,预计将于2027年底开始生产。
因此,我们可以看到,博世致力于投资半导体生产,因为我们认为芯片对移动旅行和汽车电气化的发展至关重要。我们不仅自豪地生产,而且对半导体设计、开发和相关行业的变化有很多了解。在这里,我非常感谢您的关注。非常感谢。
(注:本文根据现场速记整理,未经演讲者审核。
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