车用芯片缺货潮！业绩贡献占全球仅4%的台积电，烫手山芋何解？

2020年全球车用半导体的总产值为374亿美元，台积电所贡献的营收仅占全球车用半导体4.07％，为何各国大厂仍来登门向台积电争取产能？

台积电的晶圆产能向来是兵家必争之地，但或许连他们自己都没想到，自家营收占比经常「低于4％」的车用电子业务，竟会成为各大先进国家口中的「国安危机」。

1月底，德国经济部长阿特麦尔（Peter Altmaier）向台积电求援，希望为处境艰难的汽车产业提高晶片供给量。短时间内，欧、美、日等国政府官员接连使出了「苦肉计」，盼晶圆代工产业帮帮忙，让台积电成了千夫所指。

实际检视台积电2020年季营收占比，车用电子每季占比皆不超过4％， 再比对研究机构Gartner报告，2020年全球车用半导体的总产值为374亿美元，换算下来台积电所贡献的营收仅占全球车用半导体4.07％。

车用半导体缺货，难道真的非台积电不可？

原因一：车用半导体客户自己吃不下，找台积电救命

事实上，台积电等代工业者去年曾提醒车用半导体客户，由于消费电子、高效能运算产品需求大，若车用电子因疫情短期砍单，这些产能可能就被拿走、一去不返。

摩根士丹利（Morgan Stanley）2月发布报告指出，车用半导体晶片多由IDM（垂直整合制造）厂自己研发、生产，外包的比重约为2～3成，主要是生产MCU（微控制器）、雷达传感器以及车用资讯娱乐系统等产品。但当汽车市场逐步复苏，原先砍掉的外包订单「回不来」，加上业者自己产能也只有恢复8成的情况下，仰赖晶圆代工就成了救命选项。

微驱科技总经理吴金荣表示，从台积电财报细节能看出车用半导体的订单变化，如去年第二、三季时，车用电子营收季减都在双位数，直到第四季随着电动车、自驾系统的需求浮现，台积电车用电子的营收才出现正成长、季增27％。

台积电曾在年初的法说会上，对于车用晶片缺货一事将以提升效率、优化生产流程的方式解决。简永昌摄影

原因二：台积电拥有先进制程关键，满足未来自驾需求

手握独步市场的7纳米、5纳米等先进制程，也是台积电成为事件主角的因素。

以目前常听见的MCU（微控制器）来看，主要是扮演车用电子系统运作的要角，如车联网、底盘控制等，依不同电子系统的需求不同可分为8、16及32甚至是64位元，其中32位元为当前主流应用，吴金荣也点出32、64位元的MCU多会以12吋晶圆厂投片为主。

另外，在自驾系统普及的同时，带动的正是高效能运算（HPC）的需求，如以NVIDIA（辉达）为主的AI应用，而目前也只有台积电、三星能满足；此外，台积电也揭露能提供符合ADAS（先进驾驶辅助系统）需求的先进CMOS（影像感测器）技术、用于5G的射频技术，以及满足光达（LiDAR）感测器的车用CIS技术等。

原因三：掌握12吋晶圆产能、良率品质

手握车用市场向前迈进不可或缺的先进制程技术外，拓墣产业研究院资深分析师姚嘉洋认为，台积电之所以在车用半导体领域重要，还因为它掌握了12吋晶圆的产能。

晶圆代工二哥联电目前拥有4座12吋晶圆厂（台湾、日本、新加坡与中国各一座），但台积电有5座超大12吋晶圆厂，分别为台湾4座、南京1座， 12吋产能上略胜一筹。

以汽车零组件里常见的MCU、CIS（影像感测器）来看，正是仰赖12吋晶圆代工生产，其中又以28纳米、45纳米以及65纳米制程需求量最大，而台积电向来在「良率」表现上相当稳定，IC设计业者就曾透露，不只是换晶圆代工厂、就连同一家晶圆代工厂不同的生产线都可能影响良率，IC设计业者为了维持良好的交货品质，即便台积电价格更高，他们也愿意在此下单。

台积电之所以成为各国争抢车用产能的目标，主要是因为目前车用的MCU、CIS等产品多以12吋晶圆代工，且伴随自驾系统普及将对先进制程需求大幅提升。台积电提供

车用电子杀出来，晶圆代工如何解产能吃紧难题？

不得不找台积电，也需要台积电，让车用半导体业者伤透脑筋，只好选择隔空喊话「紧急插队」，这对于晶圆代工产业会带来哪些变化？

IC设计业者与晶圆代工的下单流程复杂，不只是需要提前跟晶圆厂沟通月产量需求，晶圆代工也会针对客户的未来发展性、产品利润等评估产能规划。Gustavo Fring via Pexels

事实上，无论一般IC晶片、车用半导体晶片，都需要晶圆代工的产能协助生产，而晶圆代工业者则需要仰赖「更稳定、大量」的IC设计订单来维持其产能利用率，甚至是透过扩增产能来增加其营运收入。

根据《数位时代》的了解，IC设计业者与晶圆代工的下单流程，经常没有明文的白纸黑字合约，但会在前一年就先沟通好下个年度所需的月产能量，让晶圆代工业者能有所准备。业内人士指出，晶圆代工厂的产能分配是一直在滚动的，但要想修正至少一季前是比较合理的商业行为，但由于产品属性、客户重要性等不确定因素，仍会有个案处理的状况。

以向来重视客户关系的台积电为例，看的不只是眼前IC设计业者能下的订单，更会评估该公司在未来数年的发展给予产能或技术等支援，换取和业者一起成长的双赢局面。

「现在车用电子要回头跟人家要产能真的很困难。」旺宏电子总经理卢志远日前如此评论车用半导体缺货危机。

在这种情况下，台积电会如何生出产能协助车用半导体业者？

一般来说，下单流程中存有「未签订合约」、「滚动修正产量」的灰色地带，因此在今年车用半导体登门拜托产能的情况下，晶圆代工的业务就能基于整体IC设计业者所下单产品的利润、库存水位及客户表现等各种条劲进行评估并协调，「可能选择将部分业者订单延后交货并给予金额上的补偿。」

目前晶圆代工针对车用晶片缺货一事，主要利用「超急单」、「去瓶颈化」以及「制程优化」等三个方向来解决。shutterstock

一位不具名的业内人士表示，滚动修正产量确实可能会生出多余的产能，成了各IC设计业者「急单」的救星，但伴随而来的需要重新讨论报价。

另一方面，除了减少岁修时间、避免机台停止过久来争取产能外，代工业者也会以「超急单（Super Hot Run）」、「去瓶颈化」以及「制程优化」等方式来解决车用半导体缺货的状况。

打个比方，超急单就像是「直达车」，过去如果需要45天完成的生产作业，透过超急单可能30天就能完成，缩短逾3成的时间。

至于去瓶颈化，则是要重新检视生产环节，举例若其中有个制造的环节表现比较弱，虽不影响生产、但会造成其他步骤的负担而降低产能，这个环节就称之为「瓶颈」 。

而制程优化的方式则相对复杂，除了从制造端下手减少程序的步骤外，还要与IC设计业者沟通、重新设计新的制造流程。这种沟通时间较长，但同样能在减少制作程序上增加产能。

外界预估，综合目前供需失衡的状况，晶圆代工产能吃紧可能到2022年都无法缓解，车用半导体业者学到重要的一课，除了不要轻易砍台积电订单，也回过头思考提升自己的产能利用率，如瑞萨（Renesas）开始规画将外包产能移回、掌握话语权。

从台积电即刻救援事件学到的教训，已让这些车用半导体强者留下深刻记忆。