芯片,是控制机器人系统的一个部分。
MCU即微控制单元芯片,又称单片机,目前市场上以8位和32位的MCU为主。在原先,MCU并没有那么紧缺。国内很多做MCU的厂商做的都是中低端产品,主要面向家电IoT、消费电子等品类,利润低,而且一直打价格战。也正是因为利润低,很多芯片代工厂都不愿意做MCU,它们会把产能优先安排给利润高的例如手机、移动通信等设备的芯片。国际上做MCU的厂大多是IDM,例如英飞凌、意法半导体、恩智浦、德州仪器等。
▍市场天花板抬升
当前,国内许多机器人厂商都爆出缺芯片的情况,中国的芯片产能真的跟不上机器人等智能制造企业对于芯片的实际需求吗?我们先看几组数据。
根据BCG和SIA的数据,2020年,中国芯片市场规模为1434亿美元,同比增长9%,占全球36.24%,是全球***大的芯片市场。其中,中国本土需求市场消费占了全球芯片产品的24%,与美国市场相当。如果再加上中国购买的芯片制造成产品,然后再出口到全球的市场规模则是11%。
有如此大的市场规模,为什么中国市场还会缺芯片?
一方面是产业升级所带来的需求陡增,芯片缺货的原因是全球新兴产业需要大量芯片。目前,中国对芯片需求的增速也是全球之首。
近两年来,新能源汽车、VR装备、工业机器人等市场规模不断扩大,随着物联网、自动驾驶的普及,蓝牙、WI-FI等芯片的出货量也在快速增长,这些下游厂商需要大量高规格芯片。比亚迪、埃斯顿和小米等芯片头部买家,由于收入在过去三年中大幅增长,导致需求量大增。这种过去不存在的趋势下,使得芯片需求旺盛。
在工业物联网这个整体化的大概念下,类似机器人等物联网中的设备和端口开始大量用到芯片。随着物联网发展,导致每个物联网设备和端口都至少需要用到一个甚至多个MCU,才能更好实现整体化数字化的运营管理。因此,作为智能工厂中重要的控制和传输部件,包括工业机器人在内的许多设备的芯片需求陡增并开始朝着多元化方向发展。如今,各行业的主芯片、配套芯片都出现了缺货,部分下游控制器厂商选择只给自己的主要客户供货。
作为全球***大的芯片市场,中国大陆2020年本土的芯片制造厂总共只生产了价值83亿美元的芯片,占中国市场自身需求的5.9%,只占全球市场份额的2.1%,数据非常尴尬。而且中国大陆庞大产出下的绝大部分芯片仍然是由台积电,三星,海力士,联电,英特尔等厂家制造。
在这种爆发性的市场需求下,大量的芯片缺口出现,新兴的消费需求在拉扯本身就紧张的供需关系,加上考虑到通胀,价格上涨成为市场自动调节的***终呈现。一直在市场上打价格战的微控制器芯片MCU由此成为了此次缺货的主角,据行内人士透露,目前部分芯片的价格已经翻了10倍,甚至有的还拿不到货。
▍疫情下的新供需关系
其次,疫情的影响依然较为明显,从去年下半年以来,受国际环境和疫情等因素影响,全球芯片供应问题愈演愈烈。如果没有突如其来的疫情以及难以预测的国际政治形势,产业升级所带来的需求还不至于使得缺芯的情况如此严重。
疫情下全球主要经济体无人办公、无人工厂的状况,以及后疫情时代相关需求的延续,芯片需求爆发式增长,供不应求情况明显。全球消费电子行业和工业制造行业需求的提升,也是中国各行业目前芯片短缺的原因。
东南亚新冠疫情的失控,许多低端制造业都从印度等地挪回了中国大陆,这些工厂的迁移同样面临中国劳动力短缺、用工昂贵的问题,机器替代人的需求越来越紧迫。但需求压迫下,许多供应链下游工厂订单量稳步提升,很多工厂希望能够一劳永逸,减少劳动力束缚,于是上了更加智能化的工厂设备,这导致制造行业工业机器人以及相关设备的整体需求增大。
同时,工业机器人等设备上要用到的芯片类型随之增多。按类型来说,机器人芯片包括感知、决策、传递、记忆、运动几大类功能。原先的工业机器人芯片大多用于本体控制,但如今,有的厂家也希望机器人不仅需要做到可编程、拟人化、通用性,同时,而且还需要具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能,这就使得机器人需要搭载各种有获取外部环境信息能力的传感器。
这种状况促使了各类芯片在机器人上更大面积得到应用,各类芯片需求随之增加,也导致其中一些芯片,订单是产能的4倍,价格从几个月前的100多元涨到了目前的1000多元,交期也从原本的十几周拖到了二三十周以后。
需求提升下,市场供应量却有所下滑。由于国际政治环境的不稳定因素和疫情的影响,海外芯片代工厂的开工率不高,一些海外芯片订单转到了中国大陆。只