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【深度爆料】是什么导致2021年全球芯片短缺?

发布时间2021-11-18人气:37

如果您在过去几周看过任何新闻,您可能已经注意到一个全球性的问题已经浮出水面,围绕几乎所有行业和制造业部门都使用的电子元件和原材料的可用性。

是什么导致2021年全球芯片短缺?

现在已经很明显,绝大多数的制造是由东亚的两家公司进行的——台湾的台积电和韩国的三星。这些代工厂制造了全球多达70% 的半导体。

更糟糕的是半导体制造业的高进入壁垒。除了建立半导体代工厂所需的陡峭学习曲线外,它还需要10 至 120 亿美元的前期投资,而且需要花费至少三年时间准备投入生产,这进一步加剧了这种情况。

即便如此,新代工厂的芯片产量也几乎不可能与现有厂商匹敌。

美国在设计和设备制造的早期阶段处于领先地位,而东亚国家(韩国、中国台湾)在芯片制造方面处于领先地位。

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从PLC、变频器、机器视觉、机器人到汽车和电视,几乎每个系统和设备都需要半导体芯片。


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某品牌PLC的以太网通讯模块

 

1颗大的 ARM MCU

嵌入式处理器模块

 

1颗大的Motorola

XPC855TZP50D4 IC Chips芯片

 

2颗SAMSUNG

K4S641632F-TC75 641632 4M*16位 SDRAM芯片

 

划重点:MCU缺货涨价

 

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ARM家族占了所有32位嵌入式处理器75%的比例,使它成为占全世界最多数的32位架构之一。

ARM是英国的一个公司,主要设计ARM系列的中央处理器(CPU)。ARM系列处理器是32位或64位处理器,是芯片,不是软件,是很流行的芯片。三星,苹果等很多公司都买ARM公司的授权,开发出自己特色的微控制器(MCU)。

 

ARM 架构 MCU 厂商

MCU(Micro Controller Unit):微控制单元,又称单片微型计算机,指的是把 CPU 的频率与规格做适当缩减,并包含 RAM、ROM、时钟、定时/计数器等外设,甚至将 LCD 驱动电路都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机。MCU 能够用软件控制来取 代复杂的电子线路控制系统,实现智能化以及轻量化控制。

MCU 在海外是一个很成熟的行业,已经形成非常稳定的竞争格局,全球前五大 MCU 厂商市占率合计超 75%,目前MCU大厂形成各有特色的市场布局。


瑞萨电子:汽车业务占比较高,收购 IDT 和 Dialog 布局 IoT;


恩智浦:老牌 MCU 龙头,收购飞思卡尔和 Marvell 业务强化汽车和无线 MCU 业务;


英飞凌:收购 Cypress 完善汽车和工控 MCU 品类;


意法半导体:32 位 ARM 架构 MCU 龙头,主营消费和工控领域;


微芯:聚焦在 8 位 MCU 等低成本、稳定性高产品,收购 Atmel 拓 展 32 位 ARM 平台。


造成短缺的综合原因有很多。

 

美国和中国政府之间的紧张局势升级,导致后者储备了创纪录数量的芯片以及用于生产芯片的设备。

 

在美国,2 月份的严重低温天气导致德克萨斯州的几家制造商(如三星和恩智浦)停电。

在全球范围内,东京附近的瑞萨电子工厂 3 月份发生火灾,进一步缩短了供应量。

此外,制造业并没有为电子产品和汽车购买量的增加做好准备,这是由多项刺激计划推动的,这些计划为公众提供了额外的支出。

所有这些因素都添加到仍在全球范围内迫在眉睫的 COVID 大流行中,为可能有数百个制造市场创造了困难的局面。

据我了解,汽车行业是其中受灾最严重的行业之一。(据多家车企反馈,各类型芯片价格普遍上涨了5倍到20倍。尽管如此,依然“一芯难求”。)在一辆汽车所装备的所有半导体器件中,MCU大概占三成。一辆传统汽车需要用到70颗以上的MCU芯片,智能汽车的需求量甚至超过300颗。

现实情况是,并非所有行业都存在短缺,但那些可以让您获得可能需要的零件的行业很难在您通常看到的时间内获得。

 

MCU芯片产能本来就不高,然后各行各业都在抢货!!!

工控行业用量小,但是没它又不行。

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从此图分析,工业控制的MCU之占据10%的市场,属于很小众的市场。

工业控制MCU产品

工业控制MCU应用于工业机器人、步进马达、机器手臂等产品

MCU芯片是工控领域的核心部件,应用于工业机器人、步进马达、机器手臂、仪器仪表、工业电机、工业柴油机、呼吸机系统、能源网关等产品,其中,MCU芯片起到执行复杂、高速运算、实现变速控制、收集信号、传输数据等作用。

工业控制MCU产品应用到:

工控产品中的人机界面(HMI)、可编程逻辑控制器(PLC)、伺服系统、步进系统、变频器、传感器、仪器仪表、数据采集与监视控制系统(SCADA)、分布式控制系统(DCS)、现场总线控制系统(FCS)等是智能制造装备的核心产品。

 

真实的原因如下:

各类芯片中,MCU(微控制单元)芯片最为紧缺

 

MCU成为了“重灾区”,几乎所有的MCU交货期都增加了两个月以上。

 

如果MCU公司的交期为3~4个月,则是保持了业内最高水准。

 

所以,触摸屏缺货,PLC缺货,变频器缺货,伺服驱动器缺货,机器人缺货。。。

 

 文章来源: 工控明灯公众号

 

 

 


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