全球缺芯真相：乜嘢打乱，运转半世纪嘅半导体产业链？

编者按：本文嚟自微信公众号“财经十一人”（ID:caijingEleven），作者：陈伊凡 顾翎羽，编辑：谢丽容 周源，转载经授权发布。

今年下半年，全球缺芯嘅问题才能睇到缓解嘅曙光。

汽车产业嘅缺芯焦虑，似乎并没有随住时间减弱。

有业内人士估计，缺芯困局将从2021年上半年继续延续到下半年，唔仅咁，缺芯行业嘅波及面正扩散得越嚟越广。

今年1月，本田、大众、福特等车企纷纷宣布由于芯片供应不足而减产或关停部分工厂，随后，手机、面板等消费电子行业都面临缺芯嘅情况，成个半导体供应链嘅上中下游都受到影响。

全球缺芯情况究竟点样？问题卡喺边？何以解忧？

受到芯片供应不足影响，根据第三方信息服务提供商IHS Markit预测，2021年第一季度，汽车产量将会比最初预期少67.2万辆。喺一位通用汽车中国区高管嘅记忆入面，呢一轮全球性缺芯嘅情况前所未有。

车企缺芯传导畀芯片代工厂，全球芯片代工厂都喺满产运转，喺半导体行业追赶摩尔定律嘅将近半个世纪中，周期性产能紧张系该行业长期发生嘅情况。以往，都可以依靠例如代工厂嘅提前布局，或反周期建设等措施降低矛盾，但呢一次呢个产业中嘅每个环节似乎都“失算”嘎啦。代工厂嘅满产转移畀再上游嘅设备厂商，再由设备厂商传导畀其上游嘅零部件厂商，一啲零部件嘅交期甚至从原嚟嘅1-2个月延长至半年。上游嘅供应不足，又反过嚟传递畀下游，加剧，消费电子行业缺货嘅状况。

2月4日，喺高通公司（QCOM：NASDAQ ）2021年一季度财报会上，总裁克入面斯蒂亚诺·安蒙（Cristiano Amon）表示，产能紧缺系全面嘅，预计供唔应求嘅局面会喺下半年恢复正常。2月24日，小米副总裁卢伟冰喺个人微博中讲，“今年芯片太缺嘎啦，唔系缺，系极缺。”

运转半个世纪嘅半导体产业链为何咁唔堪一击？波及全球嘅缺芯系点样发生并传导至各环节？缺芯嘅情况乜嘢时候能够缓解？

01

车企缺芯点样发生

受到上年年初开始喺全球发酵嘅新冠疫情嘅影响，汽车厂商上年调整，销售预测，向代工厂提出减产要求。代工厂唔可能坐以待毙，一个好嘅办法系去揾到其佢生意。

代工厂确实都有新嘅机会。疫情催化，居家办公嘅需求，所有同其相关嘅信息产品生意都好好，例如云计算、摄像头、PC等，呢啲厂商成为，代工厂嘅新客户，承接，汽车厂砍单多出嚟嘅产能。

但大家没有谂到嘅系，疫情得到一定程度嘅控制后，尤其到，上年下半年，中国汽车销量出现反弹。根据乘用车市场信息联席会统计，2020年全年中国市场汽车销量约为2012.37万辆，中国成为世界汽车第一大市场。呢种变化等车企、代工厂都始料未及。喺雷克萨斯公布嘅2020年全球销量上，中国成为唯一一个销量正增长嘅地区。

以往，芯片代工厂嘅常规做法系统筹管理客户需求。例如优先保证长期客户生产，按照2018年同2019年两年嘅生产数量统计嚟优先排期。佢哋都会通过反周期建设提前布局，以确保刚建好嘅工厂能够赶上产能紧张嘅时机。

呢种变化传导到芯片代工厂嘅压力系：原本已经排好嘅消费电子订单显然无办法取消，生产汽车芯片又显得好住急好必要。

“两相矛盾之下，芯片代工厂嘅反应时间存喺延迟。”前述设备企业从业人士讲畀《财经》记者，从建厂到形成产能嘅周期系以年计嘅，成熟工艺改造少则一年，先进工艺要两年时间以上，当现有产能被云计算同消费电子迫占之后，要将已经签好嘅订单砍掉，再回嚟生产车用芯片，几乎系唔可能嘅事。

寻找空出嘅产线进行转产，系咪可能？对于汽车芯片嚟说，随意更换任意一个生产环节都会带嚟好大嘅技术同财力上嘅唔确定性。

汽车芯片本身嘅性质都决定，其好难进行转产。同消费电子唔同，汽车芯片对其外部工作环境，如温度、湿度、粉尘、寿命、稳定度等承受度极高。汽车电子元件嘅规格标准，业内称车规级，车规级嘅电子元件售价高，要求都高。这增加，汽车芯片嘅制造难度。

以寿命举例，车规级芯片嘅寿命要求至少15年，同此相比嘅消费电子芯片寿命为1年-3年。喺温度上，车规级芯片需要承受最低约零下40摄氏度到最高约155摄氏度嘅温差。但消费电子一般喺零摄氏度到零上40摄氏度即可。

而且，汽车芯片需要花好长时间进行研发同验证，对于好多汽车芯片嚟说，研发嘅时间可能超过一年。如果要从开始研发到推向市场，至少三年。仲有一啲车规芯片，需要喺通过，车规认证嘅产线才能生产。

久好电子创始人刘卫东讲畀《财经》记者，佢已经好长一段时间“食唔好，睡唔好。”这系一家专注于传感器用嘅信号调理芯片开发嘅集成电路创业设计企业。芯片设计公司将订单交畀芯片代工厂生产芯片，再供应畀下游嘅零部件供应商，然后再交畀车企。久好电子嘅产品中，有几款汽车传感器芯片，前有需求巨大嘅客户，后面芯片代工厂满产运行，下单需要排队，唯一能做嘅，系等待。刘卫东并没有转产嘅计划，一系因为转产需要成本，二系汽车芯片嘅特殊性使得其唔可以随意更换任意生产环节，佢需要为客户负责，保证产品嘅质量。

之前，世界领先嘅汽车配套产品供应商大陆集团就官方回应《财经》记者话，虽然昼夜唔停开展各项工作，但仍无办法满足客户需求，使部分客户需要调整其生产计划或产品组合。大陆集团主要产品为轮胎，制动系统，车身稳定控制系统，发动机喷射系统，转速表，以及其佢汽车同运输行业零部件。芯片代工厂系佢哋嘅上游。

通用汽车中国区嘅一位高管讲畀《财经》记者，缺货带嚟嘅最大感受系销售指标可能无办法完成。为保证最盈利嘅车型顺利生产，佢哋会将销量唔高嘅车型生产往后排。

产能紧张从下游向上游传导，世界最大半导体设备供应商之一应用材料（NASDAQ:AMAT）公布嘅2021年一季度财报显示，当季营收创下新高，同比增长24%。净利润为11.3亿美元，同比增长，27%。

亮眼嘅财报之下，设备企业嘅压力都唔小。近半年嚟，国际物流运力下降，集装箱船运价格暴涨，零部件船运唔过嚟，前述设备企业从业者讲畀《财经》记者，一啲零部件嘅交期从原嚟嘅1-2个月延长到，半年甚至更耐。这都反过嚟加剧，缺货嘅情况。

目前睇嚟，下游嘅需求仲喺唔断增大，只能通过供应链嘅调节同等待芯片代工厂扩产嚟解决。唔少芯片代工厂，如台积电、三星、联电、中芯国际等都喺通过扩产以应对旺盛嘅需求。

02

更深层次嘅原因

除咗疫情所导致嘅供需失衡，前所未有嘅全球缺芯系多重因素叠加嘅结果。

此时回顾，车企嘅大规模缺芯消息频频爆出系喺上年下半年，行业内其实喺更早半年就感知到紧张情况。《财经》记者多方调查结果显示，芯片设计企业、车企，消费电子行业以及上游制造以及设备企业，发现芯片产能紧缺加剧，喺2020年年初就有苗头。

一位设备企业资深从业人士讲畀《财经》记者，2020年年初，喺美国疫情严重时，佢哋甚至要自己招聘工人嚟进行设备嘅组装，以此嚟保证生产，而呢啲工作原本系由外包工厂嘅工人嚟做嘅。

产能紧张时，一啲下游设计厂商以及应用厂商甚至直接同设备厂商接触。

上年11月，芯片设计公司联发科（2454.TW）宣布斥资3.72亿人民币向泛林半导体（LRCX：NASDAQ）、佳能株式会社以及东京威力科创等设备厂商购买芯片制造设备，租畀代工厂力积电（台湾力晶积成电子制造股份有限公司）使用。这系芯片行业中罕见嘅做法，一般嚟说，都系芯片设计公司将订单交畀代工厂，由代工厂进行芯片制造。

更深层次嘅原因系近年嚟8寸晶圆厂嘅陆续关闭。而大部分汽车芯片、物联网信息设备所使用嘅芯片，都系采用8寸晶圆制造嘅。例如5G射频芯片、PC端、指纹识别芯片、汽车控制芯片、传感器芯片等，并且，呢啲需求喺未嚟几年会继续增加。

但8寸晶圆嘅产能却远跟唔上需求增长嘅速度，甚至8寸晶圆厂喺逐年关闭。喺中国大陆嚟说，芯片项目喺技术先进性上嘅导向以及盈利，好多项目喺落地时就瞄准，12寸产线，仲有一啲8寸产线转成12寸产线。根据第三方数据机构IC Insights统计，三星电子2020年底月产能为306.0万片8寸晶圆，位居第一大厂，其次为台积电。

世界半导体8寸产能公司排名

数据来源：IC Insights

根据国际半导体产业协会嘅数据，全球8寸晶圆产线数量喺2007年达到200条，随后开始下降，到2016年下降到188条。

如果8寸嘅晶圆不足，为何唔转而使用12寸晶圆生产？这系因为经济效益。8寸晶圆产线固定成本低、技术成熟，因此仍系好多信息设备嘅首选。

久好电子嘅汽车传感器芯片由台积电同中芯国际代工，前两年，虽然8寸产能食紧，等一等定系可以排上队，到，2020年3月，芯片代工厂嘅产能就变得非常紧张，只有抗击疫情相关嘅产品才能排到产能，到2020年9月，几乎所有产品都好难排上嘎啦。

同之相对应嘅系，8寸晶圆产线所需嘅设备同样面临缺货嘅情况，《财经》记者认识到，而家8寸产线嘅二手设备都喺涨价。根据第三方数据机构Surplus Global测算，目前市场约有700台二手8英寸晶圆制造设备出售，但系8英寸晶圆制造设备需求至少喺1000台以上。设备短缺限制，相关厂商短期嘅扩产进度。设备企业嘅从业人士讲畀《财经》记者，佢哋都收到，好多8寸产线设备嘅需求。

既然咁，当生意嚟时，8寸晶圆厂系咪会喺未嚟大量增加？多位业内人士都向《财经》记者表示，会，但扩张有限。“半导体行业嘅核心就系一个字，‘量’。”上述设备企业从业人员说。对设备公司同代工厂嚟说，除非量足够大，涨价到设备企业都可以挣钱，这时候，设备企业才愿意生产8寸产线所需嘅设备。

除咗8寸晶圆厂嘅数量减少，动荡嘅政治环境都系造成供需紧张嘅原因，一啲大型公司加大囤芯力度，备货量大幅增加。这使得芯片需求市场更加紧张。手机厂商喺2020年芯片采购支出上嘅金额上涨，根据第三方市场调研机构Gartner嘅数据，2020年全球芯片采购支出达4498亿美元，较2019年增长7.3%。支出金额排名前五嘅厂商分别系苹果、三星电子、华为、联谂、戴尔科技。华为公司喺2020年嘅芯片采购支出下降，23.5%。

2019、2020年全球芯片采购金额公司排名

数据来源：Gartner

除咗呢啲非长期因素，科技产业嘅快速发展都系一个重要因素。近两年，中国芯片产业大力度倍增，尤其系中国芯片设计企业大幅增多、需要芯片嘅产品都越嚟越多，势头迅猛，这都系致使产业链供需失衡嘅一个重要因素。

03

涨价、等待、重塑供应链

产能紧张之后，涨价睇起嚟顺理成章。

新一轮涨价开启，半导体行业嘅2021年。年初，封测厂、芯片代工厂、芯片设计企业等纷纷宣布涨价。

对中小型芯片设计公司嚟说，这系被迫之举。喺产能紧张嘅情况下，佢哋并没有同芯片代工厂议价嘅能力，只能系求住工厂安排生产。

刘卫东认识到，大型芯片设计公司都同样面临产能紧张嘅情况，唔过，大型设计公司有转产到其佢芯片代工厂嘅能力，例如人力、财力同喺其佢芯片代工厂嘅认可度。

佢采取嘅办法系，同芯片代工厂坦诚交流，取得佢哋嘅认可同认识，耐心等待。如果代工厂认可一家设计企业嘅可持续发展能力同未嚟嘅竞争力，即便对方系创业公司，都会畀予生产能力。这反过嚟，对设计企业嚟说，都系一个大浪淘沙嘅过程。

涨价睇起嚟系一个结果，重塑供应链，保证供应链安全则系更加长远嘅需求。“如果没有新冠疫情，动荡嘅国际政治环境影响下，重塑供应链这件事都同样会发生，只系被疫情加速嘎啦。”多位芯片产业从业人士讲畀《财经》记者。

为，缓解供应链压力，一啲企业加快，全球布局。一位外资设备企业高层人士向《财经》记者透露，佢所喺嘅公司喺亚洲扩建产能嘅进程喺上年被大大加速。一嚟考虑到亚洲疫情相对缓同，二嚟则系靠近主要嘅芯片代工厂客户。除此之外，佢哋喺下游通过投资、并购嘅方式，保证供应链安全，塑造一个更灵活嘅产业链。

为，能够及时喺技术生命周期发展过程中使产品跟得上需求，设备厂商需要比其下游企业更超前地判断可能发生嘅技术趋势同市场变化，以此为依据进行布局，这对设备厂商嚟说系一个好大嘅挑战。另一个挑战则系，好多关键嘅环节好难揾到第二家、第三家可替代嘅厂商，点样浪入面淘金，系极大考验。

上年12月7日，欧洲17国发表联合声明，提出将从两个方面加强欧洲嘅电子同嵌入式系统价值链。一系强化处理器同半导体生态系统，二系喺成个供应链中扩大工业影响力，以此应对嚟自关键技术、安全同社会方面嘅挑战。

今年2月24日，美国总统拜登都签署行政令，要求联邦机构对半导体芯片、电动汽车大容量电池、稀土矿物质、药品这四种关键产品嘅供应链进行为期100日嘅审查，增加国内产能，分析指，此举或为摆脱对海外供应商特别系中国供应商嘅依赖。

喺中国，本土供应链将会越嚟越得到重视，进口替代将加速。之前一位投资人就讲畀《财经》记者，佢同好多企业聊嘅时候，大家都会考虑喺国内嘅备份，或者将订单转移到国内。

呢场缺芯潮乜嘢时候可以结束？业内人士嘅判断系，2021年下半年或者会有所缓解。

3月3日，中芯国际发公告话，该公司同荷兰半导体设备供应商阿斯麦（ASML）签订，一份高达约12亿美元嘅购买单，购买深紫外光刻机（DUV）。根据经修订同重述嘅批量采购协议，期限延长一年，至2021年12月31日。这有利于中芯国际喺成熟制程上嘅扩产，能够解决一部分产能紧张嘅问题。

另外，中芯国际创始人张汝京喺青岛芯恩嘅项目，已有进展，8寸芯片厂嘅动力厂房、研发、设计、办公楼六栋单体完成主体施工，即将投产。当有限新增嘅8寸产线运转起嚟，产能紧张都可以够有好大嘅缓解。

而家，喺这条半导体产业链嘅每一个企业都喺重新思考自己抗击风险嘅能力。多位从业者对《财经》记者表示，重塑一个更加皮实嘅供应链，将系未嚟好长一段时间一项重要嘅事。