剖析 | 芯片短缺問(wèn)題仍需數(shù)年時(shí)間才能解決

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在短短幾個(gè)月內(nèi)，全球半導(dǎo)體器件的短缺狂潮席卷全球，它不僅阻礙了汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，并威脅到了硅谷的營(yíng)收。

思科首席執(zhí)行官查克·羅賓斯本周表示，該公司正在經(jīng)歷近十年來(lái)最強(qiáng)勁的需求增長(zhǎng)，但在芯片短缺的影響下，來(lái)自供應(yīng)鏈的挑戰(zhàn)正在破壞本應(yīng)該出色的季度表現(xiàn)。思科現(xiàn)在預(yù)計(jì)供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)將持續(xù)到2021年年底。

受到影響的絕不只是思科一家公司。本月早些時(shí)候，Arista 網(wǎng)絡(luò)公司將產(chǎn)品交付周期延長(zhǎng)了一年，原因也是由于芯片短缺。

主要的代工廠商紛紛做出回應(yīng)，迅速擴(kuò)大芯片制造能力，同時(shí)，一群美國(guó)參議員提議提供 520 億美元的資金來(lái)幫助提振美國(guó)本土的芯片生產(chǎn)，但是，有一個(gè)需要回答的問(wèn)題是：這種短缺的局面將會(huì)持續(xù)多久？

對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的簡(jiǎn)短答案是芯片短缺將持續(xù)數(shù)年，但仔細(xì)觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)問(wèn)題并沒(méi)有想象中那么簡(jiǎn)單。

供需問(wèn)題

咨詢(xún)公司 Capgemini 的執(zhí)行副總裁 Darshan Naik 解釋說(shuō)，半導(dǎo)體短缺何時(shí)結(jié)束取決于幾個(gè)因素：供應(yīng)、需求以及您想要制造的產(chǎn)品。

從表面上看，芯片短缺似乎是典型的供需不匹配。但在這種情況下，真正制造芯片的代工廠沒(méi)有足夠的能力來(lái)滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的需求。

因此，三大半導(dǎo)體制造商臺(tái)積電 、三星電子和英特爾都宣布了新的代工業(yè)務(wù)擴(kuò)張計(jì)劃。

臺(tái)積電計(jì)劃在未來(lái)幾年投資超過(guò)1000億美元來(lái)建設(shè)其代工產(chǎn)能。今年早些時(shí)候，英特爾開(kāi)放了自己的晶圓廠開(kāi)展代工業(yè)務(wù)，它同時(shí)承諾為亞利桑那州的兩個(gè)芯片工廠和新墨西哥州的新晶圓廠投入235億美元。

這些投資最終將提高整體的半導(dǎo)體產(chǎn)能，但是，在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)能依然無(wú)法迅速增加。 “這不像你打開(kāi)一個(gè)開(kāi)關(guān)就燈亮了一樣，建立一個(gè)新工廠并開(kāi)始制造芯片需要相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間?！盢aik說(shuō)。

臺(tái)積電于2020年春季宣布的耗資120億美元的亞利桑那芯片工廠最早要到2024年才能上線(xiàn)。更重要的是，臺(tái)積電、三星和英特爾宣布的所有芯片工廠似乎都將是面向先進(jìn)工藝的代工廠，生產(chǎn)從7納米到3納米不等的芯片。

Naik 解釋道，對(duì)于制造服務(wù)器、智能手機(jī)或筆記本電腦等高科技電子產(chǎn)品的公司來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)好消息，因?yàn)檫@些產(chǎn)品中使用的正是先進(jìn)工藝的芯片，但對(duì)于許多依賴(lài)較舊、更便宜的工藝節(jié)點(diǎn)芯片的公司來(lái)說(shuō)，新晶圓廠并不能起到什么作用。

這就是使得現(xiàn)下的半導(dǎo)體短缺問(wèn)題變得更加復(fù)雜的地方，因?yàn)樗粌H與代工產(chǎn)能有關(guān)，還關(guān)乎合適的代工能力。

成熟節(jié)點(diǎn)問(wèn)題

Naik 說(shuō)，并非所有東西都需要先進(jìn)工藝。他補(bǔ)充說(shuō)，在很大程度上，“挑戰(zhàn)在于低利潤(rùn)率的低端工藝，這正是汽車(chē)行業(yè)和其他一些行業(yè)領(lǐng)域所使用的工藝?！?/p>

根據(jù)梅森分析公司最近的一份報(bào)告，世界上使用的大多數(shù)芯片都是使用28納米或40納米工藝制造的。

代工業(yè)務(wù)本質(zhì)上也是資本密集型和低利潤(rùn)率。 Naik 表示，雖然領(lǐng)先的芯片往往是需求量大、產(chǎn)量高的業(yè)務(wù)，這有助于抵消利潤(rùn)微薄的影響，但較舊的工藝節(jié)點(diǎn)并非如此，這就是為什么在汽車(chē)制造商被迫關(guān)閉工廠的同時(shí)，您仍然可以購(gòu)買(mǎi)到iPhone或電腦的原因。

根據(jù) Supplyframe 首席營(yíng)銷(xiāo)官 Richard Barnett 的說(shuō)法，這在過(guò)去并不是問(wèn)題，因?yàn)殡m然汽車(chē)制造商不一定會(huì)大量訂購(gòu)這些芯片，但這些訂單的連續(xù)性一致性相當(dāng)高。

但是，新冠大流行改變了這種局面。在大流行期間，許多汽車(chē)制造商開(kāi)始減少乘用車(chē)的生產(chǎn)。他在早些時(shí)候的一次采訪中說(shuō)：“汽車(chē)制造商預(yù)計(jì)購(gòu)買(mǎi)需求會(huì)下降 50%，他們認(rèn)為這種局面可能會(huì)至少延續(xù)到今年的第二季度或第三季度。”

但是當(dāng)經(jīng)濟(jì)開(kāi)始復(fù)蘇并且汽車(chē)制造商開(kāi)始再次提高產(chǎn)量時(shí)，他們遇到了問(wèn)題。汽車(chē)制造商所依賴(lài)的半導(dǎo)體產(chǎn)能已不復(fù)存在，這些產(chǎn)能已經(jīng)被其它競(jìng)爭(zhēng)行業(yè)所吞噬了。

“在 20 納米以下的工藝 [范圍] 中，需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了供應(yīng)?！盢aik 奈克說(shuō)。

他補(bǔ)充說(shuō)，對(duì)汽車(chē)制造商來(lái)說(shuō)更糟糕的是，隨著汽車(chē)和卡車(chē)越來(lái)越多地集成信息娛樂(lè)或自動(dòng)駕駛功能，所需的硅片數(shù)量也在增加。“從成本的角度來(lái)看，這相當(dāng)于汽車(chē)中的電子產(chǎn)品從12到15美元上升至500到600美元。這簡(jiǎn)直是巨大的產(chǎn)能增長(zhǎng)?！?/p>

梅森分析公司研究主管Caroline Gabriel表示，中國(guó)蓬勃發(fā)展的半導(dǎo)體行業(yè)可能有助于滿(mǎn)足部分需求。

中國(guó)代工廠中芯國(guó)際 (SMIC) 目前正在增加 28 納米產(chǎn)品的產(chǎn)能。

“中國(guó)的主要代工廠-中芯國(guó)際和華虹半導(dǎo)體-預(yù)計(jì)今年將在28納米工藝技術(shù)上實(shí)現(xiàn)自給自足，”她寫(xiě)道。“這些工作現(xiàn)在已經(jīng)在大規(guī)模實(shí)施，而且，中國(guó)準(zhǔn)備在今年啟用其第一臺(tái)國(guó)產(chǎn) 28納米光刻機(jī)?！?

不幸的是，對(duì)于希望利用中國(guó)不斷增長(zhǎng)的半導(dǎo)體產(chǎn)能的美國(guó)公司來(lái)說(shuō)，兩國(guó)之間的貿(mào)易戰(zhàn)和日益嚴(yán)重的國(guó)家安全問(wèn)題可能會(huì)限制它們?cè)谥袊?guó)半導(dǎo)體產(chǎn)能上的準(zhǔn)入。

需求方需要做出更大的承諾

Naik 解釋說(shuō)，汽車(chē)制造商對(duì)及時(shí)制造的依賴(lài)，即采購(gòu)足夠的零部件來(lái)制造汽車(chē)，也加劇了短缺。他補(bǔ)充說(shuō)，這使得汽車(chē)制造商更難確保代工產(chǎn)能，特別是對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元等使用的低利潤(rùn)、小批量芯片來(lái)說(shuō)，產(chǎn)能更加難以保證了。?

他說(shuō)，像蘋(píng)果這樣依賴(lài)較長(zhǎng)交貨時(shí)間，且多年以來(lái)一直給出購(gòu)買(mǎi)承諾的公司并未受到短缺的影響。 “[汽車(chē)制造商]不習(xí)慣這種預(yù)先購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)能的想法?！?/p>

Naik 表示，雖然代工廠運(yùn)營(yíng)商多年來(lái)一直無(wú)法實(shí)時(shí)提供額外的增加產(chǎn)能，但是，汽車(chē)制造商可以通過(guò)預(yù)先做出更大的承諾來(lái)緩解一些供應(yīng)挑戰(zhàn)。他說(shuō)，這是近期內(nèi)唯一的選擇，如果汽車(chē)制造商增加承諾，代工廠可能會(huì)提供必要的產(chǎn)能。

作者：Tobias Mann?

編譯：與非網(wǎng)
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