沒那么容易，芯片荒為什么無解？

芯片制造商絞盡腦汁想出了一系列的辦法來緩解“芯”荒問題，包括改變制造流程來增加供應(yīng)、向競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手開放剩余產(chǎn)能、審核客戶訂單以防止囤積和調(diào)換生產(chǎn)線等。即便如此，傳來的消息依舊令人沮喪，據(jù)行業(yè)高管稱，沒有快速的解決辦法，短缺很可能會(huì)持續(xù)到2022年。

芯片短缺問題似乎陷入了一個(gè)僵局：一時(shí)半會(huì)兒不會(huì)有行之有效的解決方案，所有人都只能等。

芯片制造商的高管們表示，他們只能從現(xiàn)有工廠增加增量提升產(chǎn)能。由于制造半導(dǎo)體所需設(shè)備和空間的規(guī)模和復(fù)雜性，建設(shè)一個(gè)新的制造工廠可能需要數(shù)年時(shí)間。

對(duì)于某些使用芯片的行業(yè)來說，這可能會(huì)影響到它們疫情后的復(fù)蘇，這些行業(yè)本來還指望能夠利用起疫后的消費(fèi)反彈。同時(shí)，這也會(huì)引發(fā)了通貨膨脹的隱憂，因?yàn)樾酒杀揪痈邥?huì)刺激整個(gè)市場(chǎng)的價(jià)格。

芯片商顧此失彼

由于芯片巨頭追求高利潤的尖端芯片而早已被戰(zhàn)略性忽視的基礎(chǔ)芯片也出現(xiàn)在此次缺口中。

大型芯片制造商都在5G和服務(wù)器所需的芯片上做了戰(zhàn)略押注，因?yàn)檫@些尖端芯片利潤更高。當(dāng)新冠疫情使全球經(jīng)濟(jì)陷入最嚴(yán)重的衰退時(shí)，這種方法出現(xiàn)了bug，沖擊了供應(yīng)鏈和消費(fèi)者的消費(fèi)模式。

這使得芯片制造商沒有能力應(yīng)對(duì)汽車、計(jì)算機(jī)顯示器、揚(yáng)聲器和家電等產(chǎn)品中廣泛使用的老式、不那么復(fù)雜的半導(dǎo)體的高需求，這些產(chǎn)品在疫情期間被囤積起來。

半導(dǎo)體是許多行業(yè)的命脈，按進(jìn)出口額計(jì)算，半導(dǎo)體是世界上第四大貿(mào)易產(chǎn)品，僅次于原油、成品油和汽車。

多年來，世界上最大的芯片制造商為滿足下一代半導(dǎo)體需求投入產(chǎn)能，并將重點(diǎn)從生產(chǎn)基礎(chǔ)芯片上移開。

但是，汽車和家用電子產(chǎn)品中都有很多比較初級(jí)的元件。其中包括電源管理芯片（一種調(diào)節(jié)設(shè)備中電力流動(dòng)的基本芯片）和微控制器（運(yùn)行一系列功能的主力）。

“沒有哪個(gè)電子設(shè)備不需要微控制器。”格羅方德的嘉菲爾德（Thomas Caulfield）說，“這一部分是普遍都缺的。”

即使是高端的電子產(chǎn)品也需要一些基礎(chǔ)芯片來操作，事實(shí)上，越是復(fù)雜的技術(shù)需要的基礎(chǔ)芯片量越大。據(jù)研究公司Omdia的分析師何慧（Hui He）稱，一款5G智能手機(jī)可以容納多達(dá)8個(gè)電源管理芯片，而4G手機(jī)只有2到3個(gè)。

根據(jù)研究公司Gartner的數(shù)據(jù)，2020年，27%的芯片制造設(shè)備支出用在行業(yè)最尖端芯片的制造生產(chǎn)設(shè)備，這些芯片通常用于智能手機(jī)、高端PC和數(shù)據(jù)中心。而用在生產(chǎn)基礎(chǔ)芯片的設(shè)備還不到前者一半，約為11%。

全球最大的代工芯片制造商臺(tái)積電（Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.）在1月份告訴投資者，公司正在與客戶合作，對(duì)他們正在使用中的一些芯片進(jìn)行了升級(jí)，以便可以在更先進(jìn)的生產(chǎn)線上制造，因?yàn)檫@些生產(chǎn)線的產(chǎn)能更大。

4月15日，該公司高管告訴投資者，由于疫情和地緣政治緊張局勢(shì)，客戶一直在囤積較高的庫存。將現(xiàn)有的生產(chǎn)線從制造一種類型的芯片切換到另一種類型的芯片并不容易，因?yàn)椴煌愋偷男酒枰煌脑O(shè)備來制造，盡管可以有部分重疊。

天災(zāi)人禍，雪上加霜

除了需求激增之外，生產(chǎn)商還受到了一系列社會(huì)事件的阻礙，這些事件導(dǎo)致供應(yīng)中斷。中美政治摩擦不斷，以及對(duì)長期短缺的擔(dān)憂，也促使一些生產(chǎn)商囤積芯片。

美中貿(mào)易緊張局勢(shì)加劇了供應(yīng)緊張，特別是在過去一年，華盛頓的政策逐漸限制向一些中國買家出售美國設(shè)計(jì)或制造的芯片。華為技術(shù)有限公司副董事長徐直軍表示，對(duì)制裁的擔(dān)憂促使中國的科技公司儲(chǔ)備芯片，并為最壞的情況做好準(zhǔn)備。

“現(xiàn)在中國企業(yè)囤積了1個(gè)月、3個(gè)月，甚至6個(gè)月，他們已經(jīng)打亂了整個(gè)系統(tǒng)。”徐直軍說。中國海關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2020年中國的半導(dǎo)體進(jìn)口量飆升了15%，2021年3月份達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的359億美元。

芯片生產(chǎn)受到日本工廠火災(zāi)和美國南部極寒天氣等事件的干擾，導(dǎo)致生產(chǎn)線關(guān)閉。主要芯片制造中心臺(tái)灣的干旱有可能進(jìn)一步降低該行業(yè)的產(chǎn)量，因?yàn)樵谛酒圃爝^程中，對(duì)水的需求量是很大的。

使用芯片的產(chǎn)品制造商正在加緊生產(chǎn)，以期待疫情后的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇。芯片需求的激增推高了價(jià)格，并延長了本來就已經(jīng)很漫長的等待時(shí)間。包括豐田和通用在內(nèi)的汽車制造商已被迫閑置或減少部分工廠的產(chǎn)量。

不少買家表示，他們面臨半年或更長時(shí)間的延誤?！澳阒芤蝗?，他們告訴你交貨期是12周。然后你周三再問，就成了27周了?！笨偛课挥谌鹗康目諝赓|(zhì)量跟蹤設(shè)備制造商Kaiterra的首席執(zhí)行官利亞姆·貝茨（Liam Bates）說。

該公司正在加強(qiáng)應(yīng)急計(jì)劃，以使它的供應(yīng)鏈永不過時(shí)。原本只專注于制造新產(chǎn)品的工程師們現(xiàn)在也會(huì)分配大量時(shí)間來重新設(shè)計(jì)現(xiàn)有產(chǎn)品，以便在不同的芯片上運(yùn)行，避免出現(xiàn)某一種芯片始終供不上貨的情況。最近，該公司決定為一些零部件儲(chǔ)備1年的庫存。

解決方案杯水車薪

半導(dǎo)體生產(chǎn)商正在努力提高產(chǎn)量，但小幅增長不太可能解決目前從汽車、家電到PC等各種產(chǎn)品生產(chǎn)的短缺問題。

總部位于加州圣克拉拉（Santa Clara）的格羅方德公司（GlobalFoundries）是全球最大的代工芯片制造商之一。為了完成大量的訂單，該公司正在調(diào)動(dòng)所有工程師想方設(shè)法從它美國、新加坡和德國的工廠擠出一點(diǎn)額外產(chǎn)量，哪怕是微不足道的。

解決方案包括推遲某些維護(hù)工作，并稍微加快一下晶圓在生產(chǎn)線上的“移動(dòng)”速度。該公司首席執(zhí)行官湯姆?嘉菲爾德（Thomas Caulfield）說， “我們正在努力研究如何做得更多、造得更多?！?/p>

4月13日，美國總統(tǒng)喬·拜登（Joe Biden）在與汽車和科技高管會(huì)面時(shí)呼吁兩黨推動(dòng)加強(qiáng)美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。他已撥出500億美元，作為2.3萬億美元基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)劃的一部分，以促進(jìn)美國的半導(dǎo)體生產(chǎn)。

預(yù)計(jì)這筆支出不會(huì)推動(dòng)得很遠(yuǎn)。根據(jù)行業(yè)組織半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，要想讓美國的芯片達(dá)到自給自足的水平，需要在十年內(nèi)投入超過1.4萬億美元的投資和政府激勵(lì)措施。

Fusion Worldwide亞太區(qū)銷售副總裁馬庫斯·陳（Marcus Chen）表示，從來沒有哪一次芯片短缺會(huì)同時(shí)影響到這么多類型和品牌的芯片。Fusion Worldwide是全球眾多分銷商之一，他們作為中間商向買家供應(yīng)電子元件。

通常，建造和裝備一個(gè)晶圓廠至少需要2年時(shí)間，其成本可能高達(dá)數(shù)十億美元。工廠里最先進(jìn)的機(jī)器造價(jià)可以高達(dá)1億美元，而且規(guī)模很大，需要3架747飛機(jī)才能運(yùn)送。

一旦晶圓廠建成，一塊芯片通常需要3個(gè)月的時(shí)間來制造，最尖端的芯片則需要更長的時(shí)間。

所以，如果要新建工廠，對(duì)于半導(dǎo)體制造商來說，就相當(dāng)于一場(chǎng)押注數(shù)十億美元的豪賭，賭這種激增是否會(huì)持續(xù)下去，也可能在新工廠投產(chǎn)時(shí)需求開始逐漸減少了。許多人不愿意改變長期的支出計(jì)劃，因?yàn)檠矍暗男枨蠹ぴ隹赡苤皇菚一ㄒ滑F(xiàn)。

不過，全球最大的半導(dǎo)體公司仍在撥出巨額資金來提升整體產(chǎn)能。臺(tái)積電4月份公布了業(yè)界有史以來最大的投資，在未來3年內(nèi)撥出1000億美元來提升產(chǎn)能。不過，該公司近期的大部分支出將用于打造最尖端的芯片。

在美國，英特爾公司3月份承諾為亞利桑那州（Arizona）的2個(gè)廠區(qū)投資200億美元，并表示2021年還有進(jìn)一步的投資承諾。韓國三星電子公司已指定在2030年前投資1160億美元，以實(shí)現(xiàn)芯片生產(chǎn)的多元化。

生產(chǎn)芯片的設(shè)備也短缺

3月份，中國最大的芯片制造商中芯國際獲深圳政府資助23.5億美元，建設(shè)一家專注于基礎(chǔ)芯片制造工藝的新工廠。該公司預(yù)計(jì)新工廠將于2022年開始投入生產(chǎn)。但該公司CEO趙海軍在2月份對(duì)投資者說，遲遲未能獲得新的芯片制造設(shè)備是提高產(chǎn)量的一個(gè)障礙。

銷售二手芯片制造設(shè)備的SurplusGlobal首席執(zhí)行官布魯斯·金（Bruce Kim）表示，制造半導(dǎo)體所需機(jī)械設(shè)備的交貨時(shí)間增加了1倍甚至4倍。

在格羅方德，嘉菲爾德說，該公司計(jì)劃2021年投資14億美元擴(kuò)大現(xiàn)有設(shè)施的產(chǎn)能，2022年可能會(huì)將這一數(shù)字提高一倍。他說，一些客戶已經(jīng)承諾投資資金以確保未來的產(chǎn)能，占公司今年資本支出的30%。在疫情之前，這個(gè)數(shù)字是零。

“你看到很多客戶說，‘我不會(huì)讓這種情況再次發(fā)生，我的業(yè)務(wù)太重要了?！奔畏茽柕抡f。

在英特爾，首席執(zhí)行官帕特·基辛格（Pat Gelsinger）表示，該公司將把部分產(chǎn)能用于生產(chǎn)汽車零部件制造商所需的特別短缺的芯片?；粮裨诮邮懿稍L時(shí)表示，供應(yīng)可能在6到9個(gè)月內(nèi)開始改善。

總部設(shè)在以色列的晶圓代工企業(yè)Tower Semiconductor的首席戰(zhàn)略官蓋伊·埃里斯托夫（Guy Eristoff）表示，芯片生產(chǎn)可以加速。埃里斯托夫表示，通過對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行分類，使高優(yōu)先級(jí)芯片快速生產(chǎn)。在極少數(shù)情況下，芯片生產(chǎn)可以加快到通常速度的3.5倍。

埃里斯托夫說，總的來說，這些措施意味著個(gè)別芯片可以在30到40天內(nèi)生產(chǎn)出來，而不是通常的120天。但這樣做會(huì)增加其他芯片的整體生產(chǎn)時(shí)間。這些調(diào)整最多只能使一個(gè)晶圓廠的產(chǎn)能提高5%，而且最多只能維持6個(gè)月。

“小辦法很多。”埃里斯托夫說，“但如果不購買更多的設(shè)備，你不可能以持續(xù)的方式比現(xiàn)在的產(chǎn)量多出那么多?！?/p>

訂單激增可能只是假繁榮

供應(yīng)商對(duì)突然激增的訂單量警惕性還是很高的，他們認(rèn)為需求的激增可能不會(huì)持續(xù)，驚慌失措的買家會(huì)盲目加單或向多家公司下訂單。

加州圣何塞（San Jose）的博通公司（Broadcom）是全球領(lǐng)先的芯片公司之一，該公司要求所有的訂單就是實(shí)際的需求量。它最近提醒投資者，它不允許客戶取消芯片訂單，阻止一些買家因擔(dān)心短缺而慌忙下單。

“客戶加速預(yù)訂提前交貨，造成供需不平衡?！笔紫瘓?zhí)行官陳福陽（Hock Tan）告訴投資者。該公司今年的預(yù)訂量快達(dá)到飽和狀態(tài)了，已接近90%。

汽車制造商是受到短缺打擊最大的買家之一，因?yàn)槠囆枰纫酝嗟陌雽?dǎo)體。根據(jù)咨詢公司德勤的數(shù)據(jù)，2017年電子產(chǎn)品占汽車總成本的40%以上，比2007年翻了一番。

它們的使用量預(yù)計(jì)將隨著成本的增加而增長。德國汽車芯片制造商英飛凌科技公司（Infineon Technologies AG）表示，預(yù)計(jì)到2030年，自動(dòng)駕駛汽車中的芯片成本將從目前“2級(jí)”汽車或部分自動(dòng)駕駛汽車所需的約170美元躍升至約1200美元。

加拿大的智能照明制造商N(yùn)anoleaf的主要生產(chǎn)基地在中國東莞，該公司表示，過去該公司從下單到收貨的周期為2到4個(gè)月。現(xiàn)在，對(duì)于計(jì)劃在2022年1月或5月收貨的訂單，供應(yīng)商要求Nanoleaf現(xiàn)在就下單。

“現(xiàn)在錢幾乎都不是問題。關(guān)鍵是你能得到什么。”Nanoleaf的首席運(yùn)營官閆思成（Christian Yan）說，他不知道公司在2021年下半年能拿到多少芯片。

對(duì)于以色列Tower Semiconductor來說，滿足客戶的需求已經(jīng)成了一種微妙的平衡關(guān)系，需要考慮客戶的利潤率、訂單量、忠誠度和業(yè)務(wù)潛力等因素。

“這是一個(gè)非常困難的決定。”埃里斯托夫說，“有些人的生意可能會(huì)受到傷害?！?/p>