剖析 | 芯片短缺問題仍需數(shù)年時間才能解決

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

思科首席執(zhí)行官查克·羅賓斯本周表示，該公司正在經(jīng)歷近十年來最強勁的需求增長，但在芯片短缺的影響下，來自供應(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。本月早些時候，Arista 網(wǎng)絡(luò)公司將產(chǎn)品交付周期延長了一年，原因也是由于芯片短缺。

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

對于這個問題的簡短答案是芯片短缺將持續(xù)數(shù)年，但仔細觀察就會發(fā)現(xiàn)，這個問題并沒有想象中那么簡單。

供需問題

咨詢公司 Capgemini 的執(zhí)行副總裁 Darshan Naik 解釋說，半導(dǎo)體短缺何時結(jié)束取決于幾個因素：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有足夠的能力來滿足不斷增長的需求。

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

臺積電計劃在未來幾年投資超過1000億美元來建設(shè)其代工產(chǎn)能。今年早些時候，英特爾開放了自己的晶圓廠開展代工業(yè)務(wù)，它同時承諾為亞利桑那州的兩個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，在未來一段時間內(nèi)，產(chǎn)能依然無法迅速增加。 “這不像你打開一個開關(guān)就燈亮了一樣，建立一個新工廠并開始制造芯片需要相當(dāng)長的一段時間?！盢aik說。

臺積電于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。更重要的是，臺積電、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，對于制造服務(wù)器、智能手機或筆記本電腦等高科技電子產(chǎn)品的公司來說，這是一個好消息，因為這些產(chǎn)品中使用的正是先進工藝的芯片，但對于許多依賴較舊、更便宜的工藝節(jié)點芯片的公司來說，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)體短缺問題變得更加復(fù)雜的地方，因為它不僅與代工產(chǎn)能有關(guān)，還關(guān)乎合適的代工能力。

成熟節(jié)點問題

Naik 說，并非所有東西都需要先進工藝。他補充說，在很大程度上，“挑戰(zhàn)在于低利潤率的低端工藝，這正是汽車行業(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)，這有助于抵消利潤微薄的影響，但較舊的工藝節(jié)點并非如此，這就是為什么在汽車制造商被迫關(guān)閉工廠的同時，您仍然可以購買到iPhone或電腦的原因。

根據(jù) Supplyframe 首席營銷官 Richard Barnett 的說法，這在過去并不是問題，因為雖然汽車制造商不一定會大量訂購這些芯片，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，許多汽車制造商開始減少乘用車的生產(chǎn)。他在早些時候的一次采訪中說：“汽車制造商預(yù)計購買需求會下降 50%，他們認為這種局面可能會至少延續(xù)到今年的第二季度或第三季度?！?/p>

但是當(dāng)經(jīng)濟開始復(fù)蘇并且汽車制造商開始再次提高產(chǎn)量時，他們遇到了問題。汽車制造商所依賴的半導(dǎo)體產(chǎn)能已不復(fù)存在，這些產(chǎn)能已經(jīng)被其它競爭行業(yè)所吞噬了。

“在 20 納米以下的工藝 [范圍] 中，需求遠遠超過了供應(yīng)。”Naik 奈克說。

他補充說，對汽車制造商來說更糟糕的是，隨著汽車和卡車越來越多地集成信息娛樂或自動駕駛功能，所需的硅片數(shù)量也在增加?！皬某杀镜慕嵌葋砜?，這相當(dāng)于汽車中的電子產(chǎn)品從12到15美元上升至500到600美元。這簡直是巨大的產(chǎn)能增長。”

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

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

“中國的主要代工廠-中芯國際和華虹半導(dǎo)體-預(yù)計今年將在28納米工藝技術(shù)上實現(xiàn)自給自足，”她寫道?！斑@些工作現(xiàn)在已經(jīng)在大規(guī)模實施，而且，中國準(zhǔn)備在今年啟用其第一臺國產(chǎn) 28納米光刻機?！?

不幸的是，對于希望利用中國不斷增長的半導(dǎo)體產(chǎn)能的美國公司來說，兩國之間的貿(mào)易戰(zhàn)和日益嚴(yán)重的國家安全問題可能會限制它們在中國半導(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，汽車制造商對及時制造的依賴，即采購足夠的零部件來制造汽車，也加劇了短缺。他補充說，這使得汽車制造商更難確保代工產(chǎn)能，特別是對于發(fā)動機控制單元等使用的低利潤、小批量芯片來說，產(chǎn)能更加難以保證了。?

他說，像蘋果這樣依賴較長交貨時間，且多年以來一直給出購買承諾的公司并未受到短缺的影響。 “[汽車制造商]不習(xí)慣這種預(yù)先購買產(chǎn)能的想法。”

Naik 表示，雖然代工廠運營商多年來一直無法實時提供額外的增加產(chǎn)能，但是，汽車制造商可以通過預(yù)先做出更大的承諾來緩解一些供應(yīng)挑戰(zhàn)。他說，這是近期內(nèi)唯一的選擇，如果汽車制造商增加承諾，代工廠可能會提供必要的產(chǎn)能。

作者：Tobias Mann?

編譯：與非網(wǎng)
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