投稿|工控产品不出货是谁的“锅” 投稿

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图片来源@视觉中国

文 | 半导体产业纵横

汽车缺芯的现象已经成为全世界都在关注的问题，为了解决汽车缺芯的问题各国政府、汽车厂商和半导体厂商都在协调产能。不主攻汽车半导体的台积电在汽车半导体产品的关键组件MCU产量比去年提高了60%，同时更是有多家国内外汽车大厂宣布要研发芯片以缓解缺芯问题。在各方的努力之下，我们看到一些停工的车企，如丰田、通用下半年的产量开始呈恢复状态。大众汽车的首席财务官表示已经看到芯片的供应趋于稳定。
然而，在各界目光集中在距离生活较近的汽车行业时，那些距离日常生活较远的行业也正在承受着缺芯之痛，而工控行业就是其中之一。11月23日，施耐德电气发布通知函，称由于缺少以太网芯片的供应将在全球范围内暂停相关产品的销售且不接受订单，可见，缺芯已经影响到了工业控制领域的头部企业。如果这一问题不解决，缺芯对工业的影响将更加严重。

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起源于德国的工业4.0，是指用数据驱动人工智能来完成工业的转型，其关键包括：物联网、数字化转型、数字孪生、运用AI和大数据规划生产等。这一概念的实现有助于打造具有国际竞争力的制造业，从而为提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国铺平道路。而在工业4.0中，由于工控自动化可以实现制造业降本增效，因此工控自动化被视作工业4.0的必然趋势。

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来源：头豹研究院
工控自动化中涉及的环节有很多，整体概括来说主要分为控制层、驱动层、执行层，而无论在哪一层面半导体都是其中不可缺少的关键器件。单就一个以太网通讯模块来说，其中包含MCU、IC chip、SDRAM芯片等。如果是更复杂的控制层，还会需要CPU、显卡、BIOS芯片等控制芯片。
变频器缺货背后的工控行业缺芯之痛或许是因为没有如特斯拉那般的明星企业，又或许是离大众太远，工控领域的“芯病”似乎并未引起重视。但实际上，工控产品的缺芯已经反映在多个层面，包括PLC、DCS、变频器等产品的缺货。其中变频器的交货期已经从4-6周延长到16-24周。
变频器在工控中的作用是通过改变交流电机供电的频率和幅值,从而改变其运动磁场的周期，以平滑控制电动机转速。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。变频器中的IGBT、电流传感器都需要MCU进行控制。但相对于汽车行业，一台车就需要几十上百的MCU需求，一台变频器一颗MCU的需求显得微不足道。
除了单台机器需求量级的差距，就汽车市场和变频器市场的规模也存在巨大的差距。数据显示，2020年中国汽车制造业营业收入达到8.16万亿元，而中国变频器行业的2019年的市场规模则为495亿元。在这样的规模差距之下，变频器厂商的议价能力、订单优先级都无法与汽车制造商相提并论。