1、技術戰略從應對短缺到創造競爭優勢保時捷管理咨詢謀于思 踐于行戰略性半導體管理02摘要 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢本篇白皮書強調了汽車、工業品或消費電子等行業，基于目前所面臨的半導體供應鏈中斷而需考慮的范式轉變在過去，原始設備制造商(OEM)和供應商并未充分關注半導體，但這種態度隨著COVID-19危機以及其帶來的封閉政策已經發生了改變。在所有行業都受到影響的情況下，汽車行業受到的打擊尤為嚴重。在2021年的疫情封閉期間，汽車行業的OEM基于對移動出行需求的減少而取消了供應訂單，而消費電子行業則收獲了特別高的需求。當疫情好轉后，半導體制造商的產品已經被預訂一空，汽車行業不斷增長的需求也就無法

2、得到滿足。展望未來，可以預測的是，半導體的資源短缺，尤其是對于成熟技術節點的半導體，將持續到2025年以后。這種情況表明各領域的領先企業都有必要重新考慮其半導體相關的商業活動，并建立戰略性半導體管理。為此保時捷管理咨詢構思了由八個行動領域所組成的戰略管理框架，如下頁所述。透明度和風險管理對于戰略性半導體管理至關重要。因此，企業必須開發和實施半導體數據庫，囊括所有應用的半導體、對其的長期需求，以及技術規格和供應鏈信息?；谶@些信息，企業才可以持續進行以數據驅動的風險管理評估，并采取有效的緩解措施。同時，為了預測未來可能出現的供應中斷，企業也有必要對全球需求以及產能進行分析。隨著技術節點的透明化，

3、企業也可以將市場發展規模和自身需求進行對比。如此，企業能夠進一步利用所獲得的透明度來保證長期供應，提高利潤率，并獲得未來的競爭優勢。為了實現這三個目標，復雜性管理是減少變量和進行批量訂購的方法，也是全新商業模式和技術優勢的基本促成因素。在技術戰略合作中，企業在充分考慮未來的產品路線圖和創新后，能夠得出戰略性的半導體組合。與此同時，在半導體生態系統中取得成功的另一個關鍵是與供應商直接合作，包括持續溝通需求預測，確保供應、技術交流和產品路線圖。協作管理加上半導體組合和批量捆綁的方法，還可以幫助企業實現新的采購策略，例如由原始設備制造商直接購買芯片。最終，這些措施都將為采購和產品開發提供新的準則，從

4、而在產品開發過程和產品生命周期中，實現可持續性和戰略性的半導體管理在陸地、航空和船體運輸過程中，抑或是在客戶手中。，03復雜性管理02半導體數據庫和風險管理 0105 協作管理08 產品開發和采購部門的準則 03 技術戰略06 需求和產能分析04 采購戰略07 技術替代方案 半導體管理的目的確保半導體供應成為整個半導體價值鏈上可靠的利益相關者與供應商協調，制定產品的半導體路線圖錨定產品開發過程中的半導體管理提高利潤并創造競爭優勢 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢04洞察供應鏈的透明度和深度的風險管理成為最低標準/02/04/05對于半導體行業來說，批量捆綁的復雜性管理必不可少 直接采購是企業恢復

5、生產和創造利潤的關鍵推動因素之一 公司必須要從確保供應，往通過半導體設計產生競爭優勢的方向邁進 圍繞組織建立生態合作系統，是確保供應的決定性因素/01/03 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢05簡介圖 1:半導體是汽車行業的創新驅動力在半導體生態系統中取得成功的挑戰和方法大多數創新和特性只有通過半導體才能實現 1 50-90 8 5,000-7,000 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢 保時捷管理咨詢公司版權所有保時捷911(1978年)電控單元電控單元半導體半導體電動汽車（2021年）半導體|半導體是一種固體，就導電性而言，其位于導體和非導體之間，并且半導體的電導率與溫度密切相關。在接近絕對零度

6、時，半導體就會成為絕緣體。半導體元素有一個很大的優勢：通過引入外來原子，有可能在一個或另一個方向上改變它們的電性能。例如，通過施加電壓，它們可以導電或完全阻斷電流。硅和鍺是半導體常見的材料。晶體管|最著名的半導體應用案例當屬電子開關（晶體管），它作為復雜部件的基本零件，如微控制器和處理器，由成千上萬的晶體管組成，在手機或筆記本電腦中很常見。半導體的復雜性不斷增加半導體器件，也稱為集成電路(IC)或微芯片（以下簡稱 半導體），是任何電子設備的基礎。通過在一塊印刷電路板上組合幾個半導體器件，可以在最小的可用空間內完成廣泛的復雜任務，例如，智能手表對心率和血氧的檢測。在過去的70年里，半導體的發展使

7、得電子設備體積更小、速度更快、效率更高。在汽車領域，我們可以看到半導體對創新的重要性。1978年，在保時捷911,G系列中首次應用的電控單元(ECU)，使得每輛車大約配備了八個半導體。ECU的任務是控制內燃機的噴射時間，而目前的車型有50-90個ECU，分別包含多達5,000-7,000個半導體，如圖1所示。這些ECU的功能各不相同，分別負責了從調整座椅位置到高度自動駕駛等一系列功能。06 90 nm 4590 nm 2845 nm 1628 nm 1016 nm 10 nm汽車產品節點 投資力度 2025無進一步投資高高中等中等低1平均相對生產損失2Q1/20222022年第一季度危機前的百

8、分比預測（2021年10月預測）CAN接口、電壓調節器、電源開關、LED驅動器通信系統、應答器、顯微控制器顯微處理器、顯微控制器、音頻DSP顯微處理器、顯微控制器顯微處理器、顯微控制器用于ADAS的顯微處理器主機廠6%0,9%0,3%主流品牌高端品牌電動汽車品牌覆蓋范圍需求供給短缺 按覆蓋范圍/短缺程度顯示圓圈體積大小|1)基于VLSI Research對2025年CAPEX分配的預測（不包括美國的芯片法）2)數據庫來自IHS Markit,Bloomberg和保時捷管理咨詢的分析資料來源：保時捷管理咨詢，omdiaQ1/20222；世界市場概覽參考了特定的半導體市場專家訪談2022趨勢202

9、5邊緣節點(2022)3 nmCovid-1980140 nmx313 m93 m 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢圖 2:保時捷管理咨詢公司版權所有基于數據的汽車比容量和需求預算顯示，短缺情況將持續至2025年技術節點技術節點（也稱為工藝節點、工藝技術或簡稱節點）指的是半導體制造工藝及其設計規則。不同的節點意味著不同的生成電路和架構一般來說，技術節點越小，硅片上的形體尺寸就越小，從而就會產生更小的晶體管，速度更快，功率更高。當前市場形勢和預測由于分散的電子結構與大量的傳感器、執行器相結合，汽車中的控制單元數量正在增加。此外，汽車行業面臨著高度個性化的汽車配置，這也提升了應用電控單元和半導體的變

10、異性。如果將智能手機與汽車進行比較，那么我們可以更清晰地說明復雜性的不同。智能手機是高度集成的計算機，每部手機大約需要60個半導體，而每輛汽車則需要5,000-7,000個半導體。此外，在各個領域所應用的半導體都有著明顯差異。例如智能手機具有高集成度、高能源效率和低電壓水平的特點，因此應用的是技術節點小于45納米的半導體。而如果在汽車和工業領域，需要處理高達900V的高電壓，則會應用來自大于45納米成熟技術節點的電力電子器件，通常大于等于250納米。值得一提的是，一個Covid-19病毒的直徑為80-140納米。Covid-19帶來的封閉政策和由此產生的需求波動等造成了半導體的供應短缺。如果對

11、2022年第一季度半導體短缺引起的汽車生產損失進行深入分析，結果顯示出異質性的分布，如圖2。高產量的品牌，如豐田或斯坦利特，受短缺的影響明顯強于高端品牌（如寶馬）和電動車品牌（如特斯拉）。由于產品型號較多，電子結轉率低，短缺的具體風險上升。此外，量產部分較高的成本壓力促進了成熟技術節點的應用。電動車制造商使用集中的電子架構，具有較低的總半導體變異性。他們進一步受益于可管理的模型數量，以及隨之而來的ECU的高結轉率。使用基于數據的全球生產能力和全球半導體需求的方法，我們可以確認和預測明顯的市場狀況。就汽車行業而言，取決于技術節點和應用的供應短缺的現狀如圖2所示?，F狀表明，在2025年之前，大于2

12、8納米的技術節點存在結構性短缺。這些技術節點主要應用于電壓調節器、電源開關、通信、LED驅動器和成熟的微處理器。提升產能的投資只用在小于90納米的節點。因此，基于電動汽車數量的增加，大于90納米的節點將可能出現供應短缺或需求增加，全球半導體市場的增長也證實了這一點。雖然整體市場正以8.2%的復合年增長率(CAGR)發展，但半導體市場中的汽車行業正經歷著高于平均水平的增長，從2020年到2025年的復合年增長率為16.3%。計劃中的28至90納米節點的產能增長將被汽車行業不斷增長的需求所中和?？梢灶A計，小于28納米的節點供應會出現松弛。在這一點上，有必要提及的是，通過收縮而導致的芯片從成熟節點向

13、前沿節點的轉變，主要與新的芯片開發有關。然而，芯片開發和工業化可能需要三到五年的時間，并不足以解決當下的問題。尤其是對于處理高電壓的器件類型，由于物理限制，芯片收縮通常不可能實現。用于提升半導體產能的資助計劃，例如美國CHIP法案將有助于該行業在長期內恢復原有的狀態。然而，一個新工廠的建設通常需要三年時間，機器制造商之間也存在瓶頸，交貨時間將長達24個月。此外，這些資助計劃將只優先考慮當地的短缺問題。整個行業必須確保他們的供應，不僅僅是在操作上，而且要對自己的電子產品有深刻的理解，并采取相應措施，帶領公司度過未來幾年的艱難時期。走出危機的戰略途徑作為整個框架的節選，這些基本行動領域被突出強調，

14、并在本文中詳細描述。對這些基本行動領域的詳細描述，包括消費電子和汽車行業內的代表性案例，將在下面的篇幅中進行介紹，而這些跨行業的方法應用，將有助于產品開發過程中的戰略半導體管理和組織框架建設。Strategic Semiconductor Management08/01 供應鏈透明度和深度的風險管理成為最低標準/02 批量訂購的復雜性管理是半導體行業的關鍵/03 圍繞組織建立合作生態系統，以超越同行的表現/04 直接采購是恢復生產和創造利潤的關鍵因素/05 從確保充足供應，到產生競爭優勢 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢創建產品中應用半導體的透明度是強制性的。各個半導體的訂單代碼、技術規格、長期

15、需求以及供應鏈信息都必須存儲在一個中央數據庫中。數據的透明度是所有戰略杠桿的要求。隨著對內置半導體和技術規格的更好理解，復雜性管理將減少變體，并將數量捆綁在戰略半導體組合中。大批量訂單是控制自身供應鏈，從而實現全新商業模式和競爭優勢的關鍵。根據半導體組合、數量、元件的戰略重要性以及短缺情況的嚴重性，尋求不同的合作方式。對于小批量的采購，通過中介或分銷商是一個明智的做法，而對于大批量組件的戰略采購，則必須直接從半導體制造商處引進。領先的公司直接從半導體制造商那里采購其戰略所需的半導體組合，以實現長期的供應安全和成本優勢。聯合開發新的半導體產品被認為是在半導體生態系統中產生競爭優勢的一個未來手段。

16、Strategic Semiconductor Management0901 供應鏈透明度和風險管理10車輛原始設備制造商(OEM)零件制造商后端工廠前端工廠晶圓生產廠車輛電子控制單元(ECU)半導體預制晶圓未加工晶圓德國新加坡馬來西亞意大利日本0203040501位置產品未來供應鏈不透明供應鏈透明化程度有限供應鏈全透明化當前 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢 保時捷管理咨詢公司版權所有圖 3:汽車半導體生產過程和供應鏈的簡化大多數OEM喜歡直接從組件制造商處購買大型功能組件（如完整的控制單元），所以大多數組件制造商控制半導體的選擇、安裝以及材料清單內的半導體透明度，卻不與OEM共享信息。此外，

17、芯片的制造非常耗時，從原始晶圓的制造到半導體的測試，涉及多達1000個工藝步驟以及不同的利益相關者。因此，在所有直接或間接參與工業運營的組織中，保持供應鏈的透明度更具挑戰性。最后，越來越多的供應鏈發生了中斷（由于自然災害、政治沖突等），半導體供應鏈的脆弱性凸顯出來，并暴露了公司在主動風險管理方面的缺失。圖3從汽車OEM的角度展示了電源管理集成電路(PMIC)的半導體制造工藝的程序。一個單晶硅坯料最初只使用純硅進行鑄造，(01)在日本的晶圓制造廠，晶圓被切成小片（原始晶圓），然后進行拋光。(02)然后，原始晶圓被送到意大利的前端工廠，通過重復一系列的程序（氧化、涂層、光刻、蝕刻等），將集成電路應

18、用于拋光的原始晶圓。(03)完成的晶圓被送到馬來西亞的后端工廠進行切割、組裝、包裝和測試。(04)羅馬尼亞的組件制造商將半導體集成到ECU中。(05)ECU最終在OEM的制造工廠里被集成在汽車上。目前OEM的透明度僅限于其價值鏈的初步階段。在過去幾年中，許多行業充分暴露了目前在半導體和其供應鏈透明度以及風險管理方法方面的缺陷，特別是在其他因素的干擾下，汽車行業所暴露的缺陷尤為明顯。11/01/02/03 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢OEM需要了解他們的內置半導體和供應鏈半導體透明度供應鏈透明度半導體數據庫現今，由于整個半導體供應鏈的能見度有限，OEM無法及時發現和緩解供應鏈中斷的情況，這一點

19、至關重要。因為與2020年相比，2021年的供應鏈中斷增長了88%，并導致各行業的重大經濟損失和長期生產力不足。為了提高透明度，識別和緩解半導體供應鏈斷裂的風險，OEM和組件制造商被建議采取以下四種措施：第一個程序是識別產品中的內置半導體，OEM可以通過拆解ECU來提高透明度。然而，這不能保證半導體的完全透明，因為標簽或訂單代碼等信息可能沒有印在芯片封裝上。因此，他們必須與元件和半導體制造商直接合作，從而確保元件信息的透明度。除了明確使用哪些類型的半導體外，進一步的關鍵參數也同樣重要，例如每個半導體的總體積和技術規格：對于總體積的理解和其透明度是復雜性管理的重要基礎，而技術規格則能夠幫助進行半

20、導體之間的比較，以便分析和評估發生意外風險時可行的技術替代方案。為提高透明度，第二個措施是需要收集供應商以及參與到流程中的次級供應商的必要信息。OEM和供應商必須了解半導體行業的生產流程，包括生產地點和生產廠商只有這樣，才能識別早期的供應鏈中斷，并通過相應的措施加以預防。供應鏈中的間接參與者，包括提供專門設備或材料來支持生產運營的供應商，也應被考慮在內因為供應鏈的中斷可能會影響他們。由 于 半 導 體 數 據 量 巨 大（例 如 每 輛 汽 車 就 有5,000-7,000個半導體），行業內的領先企業應該使用一個集中的數據庫來存儲和管理半導體數據。為了確?？捎眯院唾|量，OEM必須引入可持續數據

21、收集的管理程序。在供應鏈的多個層面提供數據可以增加透明度，因此應當優先考慮在利益相關者之間的合作中應用?？傊?，前三類措施使得半導體設備上的數據開放程度得到了發展。然而，由于近年來半導體供應鏈的波動性上升，OEM和供應商也必須積極主動地識別并管理風險和不利影響。，12/04 數據庫風險分析（摘錄）整體風險評分風險類別3.經濟周期4.安全存量1.自然災害2.貿易戰訂單代碼1訂單代碼2訂單代碼3訂單代碼AA半導體制造商制造商制造商制造商制造商日本美國地點電子控制單元電子控制單元電子控制單元電子控制單元電子控制單元.設備類型電機控制單元BABA韓國記憶存儲更多風險5.被替代風險6.全球性流行病零部件供

22、應商后端工廠前端工廠晶圓生產工廠 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢 保時捷管理咨詢公司版權所有所有內置半導體的透明度以及對技術和供應鏈信息的數據收集，是數據驅動風險管理的關鍵圖 4:數據透明度是以數據驅動的風險管理的助推器數據驅動的風險管理最后一項措施是建立全面的風險管理工具，如圖4所示。風險管理應該由不同的評價維度組成。第一個維度是區分風險的不同方面，如自然災害、貿易戰、產品生命周期、安全庫存、信息兼容，或全球流行病風險。而進一步的風險維度也必須包括在內。其次，所有維度都必須與數據庫中的數據相聯系。由于并非所有必要數據都存儲在數據庫中，因此還需要明確其他的外部數據來源，如供應商的安全庫存，或政

23、治和地理風險信息。這些數據集應該被用來構建一個數據模型，該模型的目的是計算出一個風險分數，作為排列緩解措施優先次序的基礎。在建立、評估和測試該模型后，OEM已經向數據驅動的半導體風險管理方法邁出了第一步。當企業有效監測、評估和緩解供應鏈風險的能力提高后，還需要將其固定在產品開發過程中，這樣可以減少風險對組織的早期影響，同時也降低風險發生的可能性。此外，整個供應鏈的信息差距可以在OEM、部件制造商和他們的供應商之間得到克服。各組織必須提高他們對半導體數據透明度和風險管理的理解水平，因為它是制定長期半導體戰略的最低標準和基礎。Strategic Semiconductor Management13

24、02可靠的 復雜性管理14控制單元層面上半導體層面上5%0%每個半導體的體積芯片變體114880%20%累積體積累積體積前25%的變體 前25%的微控制器變體占整體體積的80%戰略性半導體管理保時捷管理咨詢 保時捷管理咨詢公司版權所有在沒有復雜性管理的平均中型汽車OEM中，半導體變體的數量可能是龐大的圖 5:汽車復雜度電子控制單元/汽車行業視角/ECU的觀點相反，復雜性可以被描述為在某個產品或組織中使用的所有不同半導體及其變體的多樣性，而下文將僅在復雜性管理的背景下對產品的多樣性進行研究。由于高度集成和功能密度，以及預計未來產品（如汽車）在性能和能源效率方面的持續改善，不同的半導體數量在過去十

25、年中逐漸擴大，且該趨勢將在未來延續。對于汽車行業來說，這涉及到將重點從座椅、車輪或車燈等車輛部件擴大到以半導體為重點的基礎硬件和軟件的復雜性管理。為了能夠在半導體層面上建立復雜性管理，行業內領先的企業必須從未知的角度來審查他們的產品，這些在圖5中以汽車OEM的觀點為例進行了概述。半導體復雜性的定義非常多樣，而半導體中集成電路的密度和種類是描述半導體復雜性的兩個因素。當前，OEM著眼于他們的汽車產品組合：由不同的車型系列組成，包括車輛及其衍生產品。在此之后，每輛車都采用了一個電氣/電子架構（E/E架構），它基本上連接了圖5中所有汽車重要的電氣控制單元，確保ECU可以在幾款車之間通用。通過進一步研

26、究，組件制造商跟蹤他們的ECU以及半導體的數量和種類，并負責當前的復雜性管理。車輛的ECU（每輛車50-90個）分布在幾個組件制造商之間。因此，OEM的半導體并不儲存在集中的地方，每個ECU都包含不同的有源和無源電子元件，如微控制器、存儲器等，最終形成每個ECU的半導體總量。15目前，OEM并沒有辦法控制多個ECU 和組件制造商的半導體可變性ABCAACOEM目前的未來的OEMOEM駕駛輔助OEM資訊娛樂OEM車身控制單元半導體在未來，OEM將在多個ECU和組件制造商上管理和優化其關鍵半導體 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢 保時捷管理咨詢公司版權所有在多個控制單元中戰略性放置半導體，實現更高產

27、量圖 6:OEM需要結構化的方法來管理半導體的復雜性/OEM結論按照ECU的觀點，組件制造商也應當對其所有ECU中的半導體負責。為了估計一個中等規模的汽車OEM（約120個型號）所使用的半導體（這里指微控制器），需要進行多種數據分析和拆解。最終的結果顯示，在OEM的汽車組合中使用了148個微控制器，總數量約為1.51億個單位，其中25%的微控制器變體占所有車輛中微控制器總量的80%而75%的微控制器變體只占20%的體積。根據研究結果OEM應該審查差異(75%)，以減少體積(20%)，否則隨著時間的推移，每個半導體變體都將增加大量的復雜性成本（必要的研發、生產和采購等）。半導體層面的透明度為減少

28、半導體的變異以及批量捆綁提供了機會，特別是對于具有戰略意義的半導體。OEM還應該明白，批量采購也可以通過每個半導體制造商的高BOM覆蓋率來實現。因此，由于較高的直接訂單量，每個半導體的價格可以在與半導體制造商的協商中進行降低。如果沒有大批量采購，OEM就沒有機會直接與半導體制造商合作。如圖6所示，如今汽車行業的半導體產品范圍具有很大的多樣性和可變性（芯片A、B和C跨越3個ECU），這增加了管理半導體總數所需付出的努力。此外，它增加了汽車的整體復雜性，使得汽車OEM無法對多個ECU共享的關鍵半導體產生捆綁效應。，以半導體組合和批量捆綁為目標的復雜性管理是強制性的，以便在技術和采購方面有更多的控制

29、未來的復雜性管理方法為了在未來奠定有效復雜性管理的基礎，OEM必須首先對多個組件制造商的重要ECU和半導體進行深入分析（如ABC分析、成本分解）。然后，OEM可以對各種半導體及其生產商的數量和重要性進行分類和優先排序。最后，OEM必須選擇重要的芯片，并將其分布在幾個ECU上，從而提高顯著數量效應的可能性（芯片A跨越2個ECU）。特別是在半導體行業，擁有大批量采購的OEM和組件制造商被優先考慮。沒有這一點，就不可能有直接的客戶互動和機會，包括直接采購或與半導體制造商的聯合開發活動。以未來的角度，OEM為最具戰略意義的半導體創造了新的復雜性管理視角。很明顯，如果OEM想保持其競爭力水平并對當前的供

30、應鏈施加更多控制，就必須迅速調整他們對半導體復雜性管理的態度積極采取行動。，Strategic Semiconductor Management1703半導體 生態系統 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢半導體生態系統基本的交互模型在過去十年中，半導體領域經歷了很多發展，變得更加復雜。商業模式之間的界限越來越模糊。晶圓生產商執行制造工藝，制造原始晶圓，并將其提供給半導體供應商，以進一步創造價值。此外，芯片設計者，也被稱為無晶圓廠公司，開發并持有知識產權(IP)，同時將其硬件的制造工作外包。代工廠執行微加工工藝，如離子植入、蝕刻、各種材料的薄膜沉積和光刻圖案。集成電路則是在雇用其公司的品牌下建造的。

31、集成設備制造商(IDM)結合大多數生產步驟，包括自主設計、制造和銷售集成電路。分銷商充當OEM、元件供應商和半導體制造商之間的接口，他們進行數量捆綁，為OEM提供與半導體相關的物流服務。芯片代理則作為短期需求的合作伙伴，提供來自不同制造商的芯片?；旧?，領先的企業專注于三個合作層面。通過在芯片的價值鏈上建立跨行業的創新委員會，促進知識交流，并確保透明度。接下來，進一步的合作和聯合開發使高度個性化的解決方案能夠創造其競爭優勢。最后，合同協議或激勵措施使新的商業機會和潛在的利潤增長成為可能。行業內領先的企業在其組織中建立了一個半導體生態系統，以實現合作并直接接觸利益相關者，做出適當的決定。19 低

32、長期短期高時間范圍體積成本密集型方法代理商分銷商使用成本密集型方法，但可以實現規模經濟聯合開發規模經濟可以降低成本并提高可行性 直接采購規模經濟可以降低成本并提高盈利能力 分銷商或直接采購 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢 保時捷管理咨詢公司版權所有協作目標和采購方法的決策指南圖 7:OEM通過加強芯片供應商的ECU覆蓋率，產生商業和供應效益芯片組合和組件覆蓋是關鍵驅動因素基于芯片組合，企業必須發掘哪種合作方式最適合他們的需要，見圖7。領先的企業將直接采購付諸實踐，并向半導體制造商提供大批量長期訂單。有長期需求但中小批量的企業應該與分銷商合作，以確保供應和實現第一效率。有短期需求但量大的企業可以

33、與分銷商合作，但在他們的方法中包括代理商的報價。有短期需求和小到中等規模的組織需要使用半導體代理商提供的服務。對于領先的公司來說，用數量捆綁以實現最佳的采購定位是至關重要的。此外，在直接采購方法中，從技術和商業的角度來看，與半導體供應商從系統的角度討論覆蓋范圍是有益的。重點是共同確定技術改進和加強組件覆蓋，以激勵和產生商業潛力。下文將介紹兩類頂級組織的具體合作活動，分享對直接采購方法的見解，并通過對聯合開發的指導，深入探討其合作活動。Strategic Semiconductor Management2004半導體 采購策略21 20%30%50%ABCC40,000 20%30%50%AB短

34、缺 20,000 半導體20,000 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢公平配額分配|在短缺的情況下，半導體供應商必須遵循公平份額分配，以符合競爭法的要求。這種分配方法是指：每個客戶(A、B、C)在所有訂單的累計總量中都有其公平份額（配額），任何客戶都不會受到不同的待遇。直接購買OEM直接從半導體制造商那里購買芯片，并將其提供給元件制造商。供應商將半導體安裝在印制電路板(PCB)上，并將元件交付給OEM。定向采購|OEM必須向元件供應商指定從哪些次級供應商處采購半導體。元件供應商和半導體供應商之間存在常規的合同關系。元器件的付款是由OEM簽發的。大量的芯片使得直接采購的方法成為可能，從而確保長期的

35、供應安全批量捆綁提供了新的采購策略 使采購戰略與運營模式保持一致全球的需求大大超過了供應。此外，Covid-19和自然災害擾亂了半導體供應鏈，特別是汽車行業正面臨著供應鏈上的短缺問題?？捎玫膸齑姹仨氃趦r值鏈的每個環節通過公平分享的方式進行分配。汽車行業有一個很長的供應鏈，有許多參與者和各自的分配階段。此外，內置半導體的高差異性阻礙了汽車OEM直接購買芯片，而汽車市場在全球半導體市場的份額小于13%。以上幾點都加劇了汽車制造商的緊張處境。行業領導者進行復雜性管理，以數量捆綁作為基礎，并簡化技術架構。這種合并的芯片組合使新的采購機會成為可能，供應商數量的大大減少，使得企業通過少數供應商就可以采購大

36、量的產品。為了建立直接采購方案，半導體制造商必須要提供高數量的承諾，因為直接采購會阻礙生產能力。領先企業直接從制造商那里采購其戰略半導體組合，以確保長期的供應安全。對半導體進行直接采購是在半導體供應鏈中發揮積極作用的基礎。為了將與半導體制造商的直接關系付諸實踐OEM必須首先決定實施何種采購戰略。OEM必須在內部評估進行和維持采購活動需要哪些資源和能力。與直接采購一樣，OEM將承擔更多的責任，因此，關鍵是要對目標運營模式有清晰的認識。此外，在更新的程序基礎上，與整個價值鏈上的供應商在角色和責任上保持一致也很重要。這里對直接購買和定向購買進行了區分。，22 組件費用減去半導體支出半導體的綁定批量采

37、購和零件價格談判半導體供應商原始設備制造商(OEM)組件制造商提供帶有OEM規格半導體的電子控制單元提供OEM規格的半導體提供OEM規格的半導體OEM規格的特定半導體費用三到六個月的機動車輛所有權轉讓零件價格電子控制單元OEM規格半導體合同供給支付 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢 保時捷管理咨詢公司版權所有從半導體供應商處直接采購半導體的示意圖圖 8:/01 芯片是OEM的財產，不受公平份額分配的影響材料流程可以由OEM把控/02可以建立三到六個月的安全庫存/03規模經濟將減少管理費并提高利潤率/04組織在半導體價值鏈中將確立積極的定位/05需要考慮的內部和外部成功因素通過將直接購買戰略付諸實

38、踐，組織獲得了強大的地位，如圖8所示。OEM的出發點是為半導體談判有約束力的長期批量訂單和價格。同時，他們需要建立一個合同框架，要求ECU制造商承諾將公司特定的芯片制造成OEM組件，而半導體制造商被直接支付。芯片制造商將電子部件賣給OEM，并進行所有權轉讓，然后芯片被提供給組件制造商。根據協議，半導體將被包含在部件中并被運輸。之后，OEM向ECU制造商支付每個部件的費用，并扣除芯片的費用和管理費，由此產生了五個核心優勢。為了成功地長期實施新的采購戰略，需要考慮關鍵的內部成功因素。首先，必須有意識地建立內部能力，一方面規劃行政活動，另一方面控制額外的采購流量。其次在新的供應商關系框架內需要對人物

39、和角色進行內部分配，這一點至關重要。對于材料處理，現有的物流流程必須增加檢查入庫和出庫的新任務，以及提高關于貨物處理的技術要求。此外，外部成功因素也同樣適用，例如與供應商建立對采購模式的共同理解，需要考慮的關鍵內容包括供應流程和標準，數據驅動的KPI管理和C級報告，以及雙方的溝通流程。報告的KPI需要反映出所有客戶供應商的基本指標，這些指標可以為每個半導體的需求和供應的（長期）狀況創造透明度。同時，企業可以構建一個共同的供應鏈儀表板，使得價值鏈上的所有參與者都能對交貨狀態和能力有最好的概述。OEM在實施其未來的采購戰略時應考慮到這些成功因素。直接采購可以降低管理成本，并實現靈活的零件分配。成為

40、半導體生態系統中的積極合作伙伴，對于OEM來說是一個游戲規則的改變一方面，OEM必須大力加深對這個已經存在幾十年的電子部門的了解；另一方面，半導體供應商必須熟悉OEM所面臨的嚴格要求和挑戰，建立對彼此的了解并開始聯合開發活動，提高雙方的學習曲線。，Strategic Semiconductor Management2305具有競爭優勢 的發展戰略24標準半導體性能&能源效率OEM應用的可拓展性OEM開發標準的兼容性OEM安全性標準的兼容性成本&凈空優化需求差距聯合開發的半導體外部設備5x PSI56x SENT20 x SPI8x 1.33GHz4x 48K L212x RAM5x PSI56

41、x SENT20 x SPIeMMC 5.1LPDDR5x中央處理器網路記憶存儲外部設備3x PSI54x SENT16x SPI6x 1,2GHz4x 48K L28x RAM4xFlexRay24x CANFD2x PCiE中央處理器網路eMMC 5.1LPDDR5x記憶存儲2x 2.0GHz2x1.4GHzDSP聯合開發使得OEM能夠匹配半導體的規格，以滿足其獨特的技術需求overperformance of requirement 不滿足需求符合需求超額滿足需求 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢 保時捷管理咨詢公司版權所有標準和OEM特定的芯片上系統(SoC)之間的技術要求差距圖 9:O

42、EM的下一層次能力將聚焦于定制自己的半導體需求與性能之間的差距在汽車市場上，近年來領先的汽車企業和半導體制造商之間已經優先開展了一些聯合開發活動（如多芯片模塊、電力電子）。汽車OEM注意到，由于新的車輛功能以及車輛中不斷增加的系統復雜性，半導體制造商的傳統產品不能滿足他們擴大的技術需求。圖9說明了標準半導體和聯合開發的半導體之間在需求和后續性能方面的差異（例如：SoC，片上系統）。除了采購策略外，企業還有更多極具競爭力的選擇，以確保和積極塑造未來的半導體供應。領先企業通過與半導體制造商和設計者建立聯合開發協議，提升他們的產品差異化和性能，從而獲得競爭優勢。25/01/02/03機會通過聯合開發

43、，OEM標準可以得到完美解決，從而獲得最佳的性能與能耗。半導體的標準化帶來了更高的產量和跨OEM產品的杠桿協同效應。挑戰透明度和供應安全由于OEM的特定開發和生產，供應得到了保證。對OEM的長期承諾性能和能源效率之間的權衡成本效益和可擴展性匹配的硬件和軟件要求可以實現更高的性能和效率。硬件和軟件之間的同步性聯合開發意味著伙伴雙方的長期技術和商業承諾。技術依賴性未來的技術方向只能專注于一個企業。如果這一點落后了，就會對OEM產生負面影響。供應依賴性與標準產品相比，定制的半導體具有較少的技術選擇。責任概念明確OEM將概念責任下放到半導體層面，需要與組件制造商明確責任和保證。戰略性半導體管理保時捷管

44、理咨詢 保時捷管理咨詢公司版權所有OEM在聯合開發活動中面臨的機遇和挑戰圖 10:戰略相關性經濟可行性技術可擴展性聯合開發的機會和挑戰兩種SoC都由幾個構建模塊組成，這些模塊在框圖中被映射在一起，形成了半導體的原理布局。為了處理數字信號，與標準產品相比，一個數字信號處理器(DSP)擴展了聯合開發的SoC。當將兩種芯片的技術規格進行比較時，很明顯，標準半導體的性能超過了聯合開發的芯片。對OEM來說，這意味著很大一部分可用的性能無法被利用，因此，標準產品的價格對于OEM的性能需求來說是過高的。此外，標準產品的規格也有可能無法滿足技術要求，在這種情況下，如果OEM想使用標準產品，必須接受功能上的妥協

45、。與標準半導體相比，聯合開發的半導體能確保技術要求與技術規格相符。在特別關鍵的技術規格的情況下，超性能的設計元素可以被建立，以便計算出潛在的開銷，并相應地擴展未來的功能。因此，OEM可以根據需要啟用新的功能（例如通過無線更新）而不必修改現有硬件。標準半導體性能過剩趨勢的原因在于需要滿足各種不同的產品要求和規格，例如，一個傳統的SoC可以被集成到一個汽車的ECU中，并且通過軟件進行微調，但也可以被集成到一個標準計算機中。這表明，標準產品的設計幾乎適用于任何地方，而并不考慮產品的具體要求。聯合開發的半導體被設計為適合特定的使用情況，因此可以節省未使用的開支。然而，開發OEM專用芯片的初始成本顯然比

46、從半導體制造商那優先考慮屬于戰略半導體組合的半導體，因為它們對企業最有價值。用強有力的商業案例來支持每項聯合開發活動，以避免浪費公司資源，因為這是一項長期承諾和投資。保證半導體的技術可擴展性，例如，兼容許多產品（汽車中央控制單元）或考慮到創建額外功能的足夠空間。同時，企業應當充分分析機會和挑戰，如圖10所述。從長遠來看，聯合開發與合作的好處超越了潛在的風險，這是因為許多挑戰已經有了解決方案。挑戰一和二可以通過與半導體制造商的直接討論來預防，而對于第三個挑戰，OEM可以持有或實施三到六個月的滾動資金，以確保他們的半導體供應。里購買標準產品要高得多。要達成聯合開發的合作協議公司應關注三個基本因素：

47、，26下一步 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢由于汽車應用分布在多個技術節點上，在現有的標準產品范圍內實現汽車的特定需求正變得越來越困難。因此，領先的車企需要通過聯合開發和伙伴關系承擔更大的責任，進一步滿足對半導體的技術要求。此外，OEM不僅需要考慮半導體層面，更需要考慮整個系統層面的合作。這使得半導體制造商不僅能夠了解某個特定元素的要求，而且可以深入研究系統本身，從而能為客戶提供更具體的產品。只有這樣，OEM才能確保技術領先，降低復雜性并且為未來的發展提供更多空間，最終創造競爭優勢。許多現有的聯合開發伙伴關系證明了它們的成功，如蘋果公司和臺積電在M1/M2芯片的開發和生產上的合作。不僅僅是消費

48、電子產品關注戰略合作開發活動，CARIAD和意法半導體最近宣布為其未來的汽車E/E架構聯合開發下一代芯片。這表明，OEM如今應當承擔更多責任，以提高他們的產品差異化和性能，在未來產生更多的競爭優勢。在為其產品挑選合適的半導體時，OEM自然會被青睞。特別是消費電子行業必須比汽車行業更快地引入新技術，因此它們需要更廣泛的標準半導體產品組合，以便理想地選擇最符合自身技術需求的產品?？偨Y27 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢本文介紹的框架可以幫助采購、技術開發和戰略方面的管理人員以結構化的方式應對半導體管理的挑戰。保時捷管理咨詢成功的半導體管理戰略在其八個行動領域中得到了展示，并通過半導體生態系統中的實

49、際案例進行了詳細闡述。為了介入半導體業務，OEM需要詳細了解其內置半導體和產品供應鏈，而透明度和風險管理是有效管理風險的第一步。研究發現，汽車OEM廠商應該與半導體行業進行更密切的合作，而不是讓第三方接手，這樣更有利于減少生產損失。從現在起，他們需要做出可靠的需求預測，并與半導體行業直接溝通。由于OEM負責半導體的產量，而組件制造商則賺取利潤，為了改變這一局面，以半導體組合和數量捆綁為目標的復雜性管理必須成為OEM的必修課，以便在技術和采購方面獲得更多控制權。長期供應安全和利潤的關鍵是直接采購半導體-目前很少有人能做到這一點。OEM能力的下一個層次涉及公司自己的半導體的定制：與半導體供應商的聯

50、合開發伙伴關系將為OEM帶來更多的技術和經濟優勢，這將成功地把現狀從供應安全，轉移到競爭優勢的產生。28對內置半導體的透明化是有效風險管理的第一步。根據當前供應鏈數據驅動的信息，形成強有力的風險管理模式。透明度和風險管理供應安全與利潤競爭優勢長期供應安全和利潤的關鍵是直接采購半導體，與半導體供應商的聯合開發伙伴關系帶來了更多的技術和經濟優勢。OEM需要做出可靠的需求預測，并與半導體行業直接溝通。管理復雜的捆綁量能夠實現更高的利潤。01020328要點梳理 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢讓我們協助審查您的半導體籌備情況 我們邀請您通過填寫我們的快速檢查表來評估您半導體戰略的成熟度。保時捷管理咨詢

51、將對結果進行評估，并在事后與您進行專門的溝通。29010203點擊此處鏈接或掃描下方二維碼填寫表格通過電子郵件查收您的結果從保時捷管理咨詢專家處獲得專業建議 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢(1)基于保時捷管理咨詢的研究(2)基于保時捷管理咨詢的拆解分析(3)基于保時捷管理咨詢的拆解分析(4)Ron Milo et al.(2020):Science Forum:SARS-CoV-2(COVID-19)by the numbers,https:/doi.org/10.7554/eLife.57309(5)數據庫來自IHS Markit,Bloomberg和保時捷管理咨詢的分析(6)數據基于Omd

52、ia制造業、鑄造業市場數據追蹤及其對2022年第一季度需求的預測，并參考了半導體市場的特定專家訪談 (7)VLSI Research 對2025年CAPEX分配的預測 (8)美國半導體產業協會(2022):SIA Factbook,https:/www.semiconductors.org/the-2022-sia-factbook-your-source-for-semiconductor-industry-data/(9)基于日經亞洲的分析，https:/ (10)供應鏈中斷情況于2021年增長了88%，https:/ (12)美國半導體產業協會(2022):SIA資料手冊，https:/

53、www.semiconductors.org/the-2022-sia-factbook-your-source-for-semiconductor-industry-data/(13)(14)https:/cariad.technology/de/en/news/stories/cariad-stmicroelectronics-chip.html 參考文獻附錄 30 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢 CAGR復合年增長率 DSP數字信號處理器 E/E電氣或電子設備 ECU電子控制設備 EV電動汽車 IC集成電路 KPI關鍵績效指標 LED發光二極管金氧半場效晶體管MOSFET OEM原始設備

54、制造商 PCB印制電路板 PDP產品開發流程SoC 系統級芯片縮寫列表31附錄 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢作者共同作者Andreas Mede 合伙人Dr.HagenRadowski高級合伙人Frank Seuster 合伙人Dr.SohilHashemi高級經理Alexander Pott高級專家保時捷管理咨詢保時捷管理咨詢有限公司是德國領先的戰略和業務咨詢公司，在全球擁有超800名員工，同時也是跑車制造商保時捷公司的子公司，總部位于斯圖加特。保時捷管理咨詢在斯圖加特、漢堡、慕尼黑、柏林、法蘭克福、米蘭、巴黎、圣保羅、上海、北京、亞特蘭大和帕洛阿爾托設有辦事處。遵循“謀于思，踐于行”的原

55、則，公司管理咨詢顧問針對戰略、創新、績效改善和可持續性等領域向行業領軍企業提供咨詢服務。保時捷管理咨詢有限公司在全球共設有12個辦事處，其辦事處網絡竭誠為移動出行、工業產品、生命科學、消費品和金融服務行業的客戶提供服務。謀于思，踐于行。作為一家擅長將戰略付諸實踐的全球領先咨詢公司，我們有一個明確的使命：在可衡量的結果基礎上創造競爭優勢。我們具有戰略性思考，并始終采取務實的行動。我們始終以人為本，堅持原則。這是因為，只有依靠與客戶及其員工的良好合作才能帶來成功。只有當我們激發每個人的熱情，讓他們做出必要的改變，我們的目標才能實現。聯系方式Andreas Mede +49 170 911 3847 andreas.medeporsche-32 戰略性半導體管理保時捷管理咨詢保時捷管理咨詢微信公眾號保時捷管理咨詢官方網站保時捷管理咨詢領英主頁保時捷管理咨詢www.porsche-|2022 年保時捷管理咨詢版權所有中國上海市浦東新區世紀大道 826 號 13 樓斯圖加特|漢堡|慕尼黑|柏林|法蘭克福|米蘭|巴黎|圣保羅|亞特蘭大|硅谷|上海|北京