芯片供應(yīng)鏈，變了

在新冠疫情期間遭受芯片短缺打擊的公司正在將供應(yīng)鏈規(guī)劃、二次采購和數(shù)字化轉(zhuǎn)型結(jié)合起來，以防未來出現(xiàn)問題。

芯片短缺曾給汽車制造商造成了2000億美元的損失，而且影響范圍更廣，在許多情況下持續(xù)數(shù)年之久。各行各業(yè)的公司都被迫加強(qiáng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提高與供應(yīng)商和客戶的可見度，并簽訂更多長期協(xié)議。

Emerson 旗下公司 NI 的S&OP 與供應(yīng)鏈客戶體驗(yàn)副總裁 Scott Studer 說：“毫無疑問，半導(dǎo)體原始設(shè)備制造商一直在改進(jìn)彈性、計劃和管理流程方面進(jìn)行投資。就在最近，Gartner指出，供應(yīng)鏈規(guī)劃軟件的支出將在未來幾年內(nèi)翻一番，而這正是我們所處的趨勢。”

去年，SEMI啟動了供應(yīng)鏈計劃，以匯集和分享旨在提高供應(yīng)鏈敏捷性和彈性的最佳實(shí)踐?！安⒎敲總€人都在發(fā)生短缺時制定了風(fēng)險管理計劃，這無疑是一個痛苦的警鐘?！?/p>

SEMI的參謀長兼企業(yè)戰(zhàn)略總監(jiān)Bettina Weiss說，“因此，實(shí)施最基本的風(fēng)險監(jiān)控計劃非常有幫助，通過多層映射，可以了解您的供應(yīng)基礎(chǔ)以及供應(yīng)商的供應(yīng)商，以便更快地做出更好的決策。同樣重要的是，要真正監(jiān)控關(guān)鍵指標(biāo)，如領(lǐng)先指標(biāo)和滯后指標(biāo)、產(chǎn)能監(jiān)控和交貨時間。我們正在與我們的供應(yīng)鏈咨詢委員會合作開發(fā)一個儀表板，以捕捉最重要的指標(biāo)?！?/p>

短缺也證明了簽訂長期協(xié)議的價值，這在行業(yè)中是一把雙刃劍。SEMI和麥肯錫的一項研究顯示，半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中四分之三的公司與其供應(yīng)商沒有長期協(xié)議（LTA），而確實(shí)存在的LTA通常不能滿足公司的大部分需求。

這種缺乏保證的原因在于芯片行業(yè)典型的繁榮和蕭條周期，其中晶圓廠似乎要么以高平均售價 （ASP） 滿負(fù)荷運(yùn)行，要么需求滯后，平均銷售價格暴跌，這在內(nèi)存設(shè)備上表現(xiàn)得更為顯著。

在新冠疫情期間，加劇供應(yīng)鏈中斷的一個因素是由于及時生產(chǎn)方式造成的庫存不足?！坝泻芏嚓P(guān)于轉(zhuǎn)向'以防萬一'庫存管理而不是'及時'庫存管理的討論?！?/p>

“人們愿意承擔(dān)更多的庫存作為緩沖。“Techcet 總裁、首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人 Lita Shon-Roy 說。但芯片庫存的優(yōu)勢是有限的?！叭绻患夜緭碛懈嗟膸齑?，這是否會讓你無法轉(zhuǎn)向下一代芯片？”

半導(dǎo)體是全球第四大交易產(chǎn)品，雖然供應(yīng)鏈中斷對行業(yè)來說并不新鮮，但在 2020 年至 2021 年期間，其同比增長了 88%。造成供應(yīng)鏈中斷的原因多種多樣，從新冠疫情（這是造成近期短缺的主要原因之一）到工廠火災(zāi)、港口中斷、勞資和貿(mào)易糾紛、戰(zhàn)爭、網(wǎng)絡(luò)攻擊、化學(xué)品泄漏、颶風(fēng)、地震、洪水、停電等。

嚴(yán)重影響半導(dǎo)體生產(chǎn)水平和定價的一些最值得注意的事件包括：

● 1993年：住友環(huán)氧樹脂工廠發(fā)生爆炸，該工廠占全球環(huán)氧樹脂供應(yīng)量的60%。● 1999 年：中國臺灣嘉義發(fā)生 7.7 級地震，導(dǎo)致新竹工廠停工 6 天?！?2011 年：日本本州發(fā)生地震和海嘯，影響了硅晶圓和過氧化氫的供應(yīng)?！?2020-2021 年：中國臺灣一家封裝基板工廠發(fā)生火災(zāi)，造成更多中斷?！?持續(xù)：俄烏沖突使全球超過50%的霓虹燈產(chǎn)量岌岌可危。

面對各種不確定性，企業(yè)必須做好共同解決問題的準(zhǔn)備。

“整個供應(yīng)鏈的協(xié)作正變得至關(guān)重要。在整個供應(yīng)鏈中共享數(shù)據(jù)使公司能夠更快地解決問題、預(yù)測潛在故障、做出數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策并推動創(chuàng)新?！癇rewer Science 質(zhì)量工程總監(jiān) Meredith Green 說?！肮蚕硖囟ㄈ毕蓊愋偷臄?shù)據(jù)可以快速消除缺陷，并提高產(chǎn)量。高級分析和人工智能的引入只會進(jìn)一步支持這一趨勢。

然而，即使取得了進(jìn)步，也存在對標(biāo)準(zhǔn)化的擔(dān)憂。利益相關(guān)者使用不同的格式和系統(tǒng)，并制定不同的專有規(guī)則。確保供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性對于數(shù)字線程的成功至關(guān)重要?！?/p>

”關(guān)于數(shù)據(jù)共享，我們看到設(shè)備和材料供應(yīng)商與其直接供應(yīng)商和供應(yīng)商的供應(yīng)商共享數(shù)據(jù)，但沒有跨供應(yīng)商共享數(shù)據(jù)?！盨EMI 的 Weiss 解釋說："因此，這實(shí)際上是對整個努力的次優(yōu)化。單個公司得到了更好的強(qiáng)化，但如果他們不進(jìn)行更多的共享，就真的失去了好處。"

迄今為止，芯片行業(yè)一直拒絕廣泛的數(shù)據(jù)共享。"Green 說："總的來說，數(shù)據(jù)共享需要文化的轉(zhuǎn)變。"原材料供應(yīng)商對共享數(shù)據(jù)猶豫不決，因?yàn)檫@往往會導(dǎo)致他們被迫接受更苛刻的要求。這不僅成本高昂，而且會導(dǎo)致一些小型供應(yīng)商在行業(yè)中失去競爭力。隨著行業(yè)向這一方向發(fā)展，必須對目標(biāo)和期望保持公開透明，使這一過程對參與各方都有利。”

但整個行業(yè)的公司都在分享數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，這進(jìn)一步加快了先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。"受供應(yīng)鏈危機(jī)的影響，NI 公司迅速用一流的云 MRP 取代了我們使用了二十年的內(nèi)部 MRP 軟件。我們改變了需求計劃、統(tǒng)計預(yù)測、供應(yīng)計劃，甚至生產(chǎn)計劃等等，"Studer 說?！睋?jù)說，我們每個月都會被要求作為一流軟件供應(yīng)商的參考，這充分說明了市場對轉(zhuǎn)型的需求?！?/p>

聯(lián)華電子將企業(yè)風(fēng)險管理政策作為其全面可持續(xù)發(fā)展計劃的一部分（見圖2）。該公司表示：“聯(lián)華電子積極開展企業(yè)風(fēng)險管理、危機(jī)前預(yù)防和實(shí)踐演練，以促進(jìn)對任何可能發(fā)生的危機(jī)的及時和適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)能力。其風(fēng)險管理程序已納入其所有設(shè)施和晶圓廠的日常運(yùn)營中。企業(yè)風(fēng)險管理委員會整合戰(zhàn)略、運(yùn)營、財務(wù)和危害領(lǐng)域的風(fēng)險，評估其發(fā)生的可能性和嚴(yán)重性，確定風(fēng)險項目的優(yōu)先順序和風(fēng)險級別，并確定適當(dāng)?shù)膽?yīng)對行動。

圖：企業(yè)風(fēng)險管理策略將風(fēng)險與公司目標(biāo)聯(lián)系起來，包括操作程序、風(fēng)險意識以及風(fēng)險等級和潛在中斷補(bǔ)救措施的溝通。來源：聯(lián)電

相互依賴性、定價壓力和市場集中在幾個供應(yīng)商手中，甚至是特定零件或材料的唯一供應(yīng)商手中，導(dǎo)致供應(yīng)鏈在發(fā)生中斷時出現(xiàn)瓶頸。與此同時，正在加速建設(shè)的不成熟技術(shù)也可能供不應(yīng)求?！坝腥烁嬖V我，先進(jìn)封裝能力非常有限”，Techcet 的 Shon-Roy 說。

業(yè)務(wù)流程的數(shù)字化程度越來越高，這意味著要構(gòu)建公司信任的系統(tǒng)?！霸谛鹿谝咔橹?，人們已經(jīng)做了很多數(shù)字化工作，以便他們能夠了解庫存水平。下一步是真正的數(shù)據(jù)共享，但很少有公司愿意在安全平臺上進(jìn)行大數(shù)據(jù)共享和可視化“，Shon-Roy說。"要讓人們相信這一點(diǎn)還需要一些時間，但目前在產(chǎn)品質(zhì)量方面，這種做法正在以有限的方式進(jìn)行。

事實(shí)上，對全面供應(yīng)鏈映射和全天候供應(yīng)鏈中斷檢測的需求，促使 Resilinc 等第三方供應(yīng)商提供安全、受保護(hù)的數(shù)據(jù)環(huán)境，專門用于多層次的供應(yīng)鏈監(jiān)控，并發(fā)出警報，以加快對中斷的反應(yīng)和恢復(fù)。

SEMI/麥肯錫供應(yīng)鏈分析的主要發(fā)現(xiàn)之一是，80% 的供應(yīng)鏈中斷發(fā)生在 Tier 2 級和 Tier 3 。與芯片制造商本身（Tier 1）的距離越遠(yuǎn)，可視性通常就越差，因此，隨著對上游和原材料供應(yīng)商的深入，風(fēng)險水平也會急劇增加，這是有道理的。

對于大型設(shè)備制造商來說，在晶圓廠附近擁有支持設(shè)施可以實(shí)現(xiàn)更緊密的合作?！拔覀兊墓?yīng)鏈植根于'貼近客戶'的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略，”泛林集團(tuán)供應(yīng)鏈公司副總裁Peter Holland說?！巴ㄟ^與客戶運(yùn)營所在地區(qū)的供應(yīng)商合作，我們可以建立抵御可能影響供應(yīng)和運(yùn)輸?shù)膯栴}的彈性。通過投資有彈性的供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)和庫存來確保備件和易損件的安全，從而進(jìn)一步確?？蛻舻倪B續(xù)性。

01、更好地繪制供應(yīng)鏈地圖

最近的供應(yīng)鏈危機(jī)爆發(fā)后，企業(yè)重新評估了供應(yīng)鏈風(fēng)險和做法。有一項積極主動的措施可以讓公司更好地應(yīng)對下一次危機(jī)，那就是繪制供應(yīng)鏈地圖。繪制供應(yīng)商、生產(chǎn)基地、零部件網(wǎng)絡(luò)圖，并提前確定面臨風(fēng)險的產(chǎn)品或材料，可以使公司在發(fā)生變化時處于更有利的位置。

供應(yīng)鏈地圖繪制涉及構(gòu)成組織業(yè)務(wù)流程的關(guān)系和程序。這些地圖非常詳細(xì)，通常是與供應(yīng)商合作繪制的。它們概述了供應(yīng)商的地理位置、供應(yīng)商的供應(yīng)商，一直到原材料。通過繪制倉庫、配送中心、生產(chǎn)地點(diǎn)和運(yùn)輸路線，公司可以更好地掌握交付周期。該地圖通常包含每個地點(diǎn)所執(zhí)行的活動、可執(zhí)行相同操作的替代地點(diǎn)、裝運(yùn)頻率、產(chǎn)品組合和數(shù)量、交付周期和供應(yīng)商交付表現(xiàn)。

“作為一個數(shù)據(jù)驅(qū)動的組織，在一個系統(tǒng)下?lián)碛杏糜诠芾砉?yīng)鏈的所有數(shù)據(jù)，這是我們供應(yīng)鏈所依賴的優(yōu)勢之一?？蛻粜枨蟆v史趨勢、需求計劃引擎、庫存管理和供應(yīng)商需求都在一個系統(tǒng)中，“Brewer Science 財務(wù)系統(tǒng)和采購總監(jiān) Kamal Malhotra 說。

“此外，數(shù)據(jù)完整性也同樣重要?？缏毮軋F(tuán)隊不斷監(jiān)控趨勢，并根據(jù)未來預(yù)測調(diào)整系統(tǒng)，使數(shù)據(jù)具有相關(guān)性和準(zhǔn)確性。任何物料需求計劃（MRP）系統(tǒng)要想成功，都需要98%以上的庫存準(zhǔn)確率，我們通過定期的周期盤點(diǎn)和實(shí)物盤點(diǎn)計劃不斷努力實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。"

所有這些都與滿足日益嚴(yán)格的質(zhì)量水平齊頭并進(jìn)。“隨著器件特征尺寸越來越小，一次故障的成本呈指數(shù)級增長，這就是為什么零缺陷思維在供應(yīng)鏈中如此重要的原因，”Brewer Science 的 Green 說?！按送猓冗M(jìn)封裝正變得越來越普遍。這意味著整個供應(yīng)鏈中的公司必須致力于質(zhì)量，因?yàn)樵诿恳徊街校毕莸某杀径紩环糯?。?/p>

供應(yīng)鏈管理包括提供特定的產(chǎn)品和流程解決方案，以滿足各種需求?！拔覀兊墓?yīng)鏈橫跨六大洲和二十多個國家，”Lam's Holland說，“這是一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，需要強(qiáng)有力的監(jiān)督和治理來管理。我們在供應(yīng)商生命周期的每一步都與供應(yīng)商密切合作，在供應(yīng)商生命周期的每個階段，從預(yù)選到入職及其他，我們都與供應(yīng)商保持密切聯(lián)系。我們的模式是任人唯賢，供應(yīng)商根據(jù)業(yè)績進(jìn)行公平競爭，以確?？蛻舻男枨蟮玫綕M足?！?/p>

02、二次采購，協(xié)調(diào)性更好

其次，半導(dǎo)體設(shè)備和材料的采購提供了更高水平的供應(yīng)鏈彈性。然而，芯片制造商需要時間來鑒定新材料或工具，而當(dāng)晶圓廠接近滿負(fù)荷運(yùn)行時，這段時間可能會很昂貴。

Techcet 的 Shon-Roy 說："對于業(yè)務(wù)連續(xù)性規(guī)劃來說，擁有第二家供應(yīng)商一直是一條很好的經(jīng)驗(yàn)法則，但當(dāng)產(chǎn)量非常小時，就很難證明這一點(diǎn)，而且你可能在其他任何地方都找不到這種供應(yīng)商。"當(dāng)需求爆發(fā)時，晶圓廠不愿意開始嘗試新的訂單，因?yàn)闀袛嗖糠止に嚵鞒?。這樣一來，你就有可能向客戶提供關(guān)鍵批量產(chǎn)品?！?/p>

第二家供應(yīng)商必須滿足第一家的所有嚴(yán)格資格要求，同時還要從第一家獲得一定的貨量。這反過來又會影響定價。"她說："在新冠疫情期間，大家以有限的方式對那些他們認(rèn)為出現(xiàn)此類問題的風(fēng)險較低的材料進(jìn)行了一些緊急認(rèn)證?！?/p>

一些最難獲得第二來源的材料包括光刻膠、CMP 漿料和專門的清潔化學(xué)品，這些材料可能由材料供應(yīng)商工程師與晶圓廠工藝工程師在幾個月或幾年的時間內(nèi)共同開發(fā)。

除了尋找替代品外，有時公司還會擴(kuò)展自己的能力?！俺说诙偷谌细竦膩碓赐猓覀冞€在最有意義的垂直整合方面投入了更多資金。隨著質(zhì)量要求的不斷提高，可能需要通過將供應(yīng)鏈引入內(nèi)部來控制自己的命運(yùn)“，Brewer Science 制造和物流執(zhí)行董事 Mike Mathews 說。

NI的Studer強(qiáng)調(diào)了芯片制造商采用的三種策略。"首先，他們正在加快產(chǎn)品生命周期管理的速度和廣度，淘汰在最近危機(jī)期間對他們特別具有挑戰(zhàn)性的舊技術(shù)，轉(zhuǎn)而采用性能更高、外形更小的技術(shù)。

其次，他們要求客戶提供更長期限的預(yù)測。危機(jī)前，60 到 90 天的預(yù)測就足夠了，但現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)客戶希望提前一年進(jìn)行預(yù)測，盡管所要求的信心和承諾程度各不相同。

最后，特別是在最大的原始設(shè)備制造商那里，我們看到了主動與供應(yīng)商建立關(guān)系的愿望。所不同的是，這種參與是由供應(yīng)商而不是客戶啟動的?！?/p>

Studer指出，這種參與可能會也可能不會采取長期協(xié)議的形式。“長期協(xié)議肯定會改變游戲規(guī)則。然而，目前宏觀經(jīng)濟(jì)基本面過于不穩(wěn)定，因此長期協(xié)議對任何一方來說都不是雙贏的。

事實(shí)上，SEMI和麥肯錫對半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中多個層級公司的調(diào)查顯示，大多數(shù)晶圓廠客戶提供四分之一到四分之三的需求可見性（見圖3），而代工廠和集成設(shè)備制造商為其客戶提供的供應(yīng)可見性水平大致相同。

調(diào)查顯示，半導(dǎo)體設(shè)備和材料供應(yīng)商與他們的供應(yīng)商之間的供需狀況同樣側(cè)重于較短期的通知。約有 67% 的設(shè)備和材料供應(yīng)商提供 3 至 9 個月的需求保證，但在供應(yīng)通知方面，只有不到三分之一的供應(yīng)商提供 3 至 9 個月的通知，另有大約三分之一的供應(yīng)商只提供 1 至 3 個月的通知。

該調(diào)查談到了所謂的牛鞭效應(yīng)，即電子產(chǎn)品層面需求的微小波動會導(dǎo)致分銷商、半導(dǎo)體晶圓廠、設(shè)備和材料的波動越來越大，最后是制造工藝工具的芯片、子組件和材料。

事實(shí)上，正是這種不斷升級的影響催生了SEMI的供應(yīng)鏈計劃，該計劃是在設(shè)備制造商無法獲得制造晶圓加工設(shè)備所需的芯片時產(chǎn)生的。“在芯片短缺期間，動力確實(shí)來自設(shè)備供應(yīng)商。他們無法獲得制造工具所需的少量物聯(lián)網(wǎng)芯片，“SEMI的Weiss說。谷歌、英特爾、默克、英飛凌和KLA這五家公司很早就聯(lián)合起來，打破了半導(dǎo)體供應(yīng)鏈問題，這一核心基礎(chǔ)后來擴(kuò)大到14家公司。

“該計劃為競爭對手和同行、客戶和最終客戶提供了一個安全的空間，讓他們聚集在一起，分享他們在自己的公司中實(shí)施的似乎有效的項目的最佳實(shí)踐。我們正在共同構(gòu)建一個最佳的工具包“，Weiss說。

該倡議正在解決該行業(yè)最棘手的問題，如網(wǎng)絡(luò)安全。"Weiss說："我們有自己的防護(hù)欄。"這一切都受到反壟斷指南的保護(hù)，并支持相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因此個人可以自由發(fā)言，我們絕不會將任何事情歸咎于某家公司。

我們有收集和匯總數(shù)據(jù)的安全方法，SEMI 不會看到這些數(shù)據(jù)，但公司可以報告調(diào)查結(jié)果[注：該報告由提供 SEMI 的《世界晶圓廠預(yù)測》和其他市場研究報告的同一家機(jī)構(gòu)執(zhí)行]。因此，他們喜歡這樣的想法：不把客戶拱手讓人，而是為他們都需要的更廣泛的全行業(yè)解決方案做出貢獻(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)安全是這種需求的一個很好的例子，因?yàn)殡m然大型芯片制造商和設(shè)備制造商已經(jīng)采取了強(qiáng)有力的網(wǎng)絡(luò)安全措施，但中小型公司可能缺乏保護(hù)水平。供應(yīng)鏈小組進(jìn)一步與SEMI的網(wǎng)絡(luò)安全和標(biāo)準(zhǔn)小組合作，以防止重復(fù)工作。

SEMI/麥肯錫 白皮書指出了數(shù)字化轉(zhuǎn)型、機(jī)器學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、協(xié)作決策系統(tǒng)和自主流程等解決方案可能對半導(dǎo)體價值鏈產(chǎn)生的影響（見圖 4）。"僅從減輕行政負(fù)擔(dān)的角度來看，數(shù)字化轉(zhuǎn)型，尤其是在供應(yīng)鏈管理中應(yīng)用 genAI，肯定會有所幫助。但同時，其他一些能力還包括內(nèi)部文件創(chuàng)建和外部利益相關(guān)者協(xié)調(diào)，這實(shí)際上又回到了層級映射和可視性，以及真正對供應(yīng)基地的嚴(yán)密控制、促進(jìn)客戶互動、報告和稅務(wù)狀態(tài)更新，因此任何可以自動化的東西都可以通過人工智能得到改善和加速，"Weiss 說。

03、結(jié)論

大規(guī)模的半導(dǎo)體短缺導(dǎo)致整個半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中的公司加強(qiáng)了其風(fēng)險管理計劃?！氨镜鼗?、地緣政治趨勢、貿(mào)易戰(zhàn)、行業(yè)內(nèi)整合、勞動力短缺和獨(dú)立競賽正在改變半導(dǎo)體行業(yè)的格局”，Brewer Science 的 Malhotra 說?！按怪闭弦约巴ㄟ^對多個供應(yīng)商進(jìn)行資格認(rèn)證來靈活地更換供應(yīng)商將是未來的關(guān)鍵。風(fēng)險緩解計劃是另一個關(guān)鍵?！?/p>