沒(méi)那么容易，芯片荒為什么無(wú)解？

芯片制造商絞盡腦汁想出了一系列的辦法來(lái)緩解“芯”荒問(wèn)題，包括改變制造流程來(lái)增加供應、向競爭對手開(kāi)放剩余產(chǎn)能、審核客戶(hù)訂單以防止囤積和調換生產(chǎn)線(xiàn)等。即便如此，傳來(lái)的消息依舊令人沮喪，據行業(yè)高管稱(chēng)，沒(méi)有快速的解決辦法，短缺很可能會(huì )持續到2022年。

芯片短缺問(wèn)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，他們只能從現有工廠(chǎng)增加增量提升產(chǎn)能。由于制造半導體所需設備和空間的規模和復雜性，建設一個(gè)新的制造工廠(chǎng)可能需要數年時(shí)間。

對于某些使用芯片的行業(yè)來(lái)說(shuō)，這可能會(huì )影響到它們疫情后的復蘇，這些行業(yè)本來(lái)還指望能夠利用起疫后的消費反彈。同時(shí)，這也會(huì )引發(fā)了通貨膨脹的隱憂(yōu)，因為芯片成本居高會(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略性忽視的基礎芯片也出現在此次缺口中。

大型芯片制造商都在5G和服務(wù)器所需的芯片上做了戰略押注，因為這些尖端芯片利潤更高。當新冠疫情使全球經(jīng)濟陷入最嚴重的衰退時(shí)，這種方法出現了bug，沖擊了供應鏈和消費者的消費模式。

這使得芯片制造商沒(méi)有能力應對汽車(chē)、計算機顯示器、揚聲器和家電等產(chǎn)品中廣泛使用的老式、不那么復雜的半導體的高需求，這些產(chǎn)品在疫情期間被囤積起來(lái)。

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

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

但是，汽車(chē)和家用電子產(chǎn)品中都有很多比較初級的元件。其中包括電源管理芯片（一種調節設備中電力流動(dòng)的基本芯片）和微控制器（運行一系列功能的主力）。

“沒(méi)有哪個(gè)電子設備不需要微控制器?！备窳_方德的嘉菲爾德（Thomas Caulfield）說(shuō)，“這一部分是普遍都缺的?！?/p>

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

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

全球最大的代工芯片制造商臺積電（Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.）在1月份告訴投資者，公司正在與客戶(hù)合作，對他們正在使用中的一些芯片進(jìn)行了升級，以便可以在更先進(jìn)的生產(chǎn)線(xiàn)上制造，因為這些生產(chǎn)線(xiàn)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，客戶(hù)一直在囤積較高的庫存。將現有的生產(chǎn)線(xiàn)從制造一種類(lèi)型的芯片切換到另一種類(lèi)型的芯片并不容易，因為不同類(lèi)型的芯片需要不同的設備來(lái)制造，盡管可以有部分重疊。

天災人禍，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，這些事件導致供應中斷。中美政治摩擦不斷，以及對長(cháng)期短缺的擔憂(yōu)，也促使一些生產(chǎn)商囤積芯片。

美中貿易緊張局勢加劇了供應緊張，特別是在過(guò)去一年，華盛頓的政策逐漸限制向一些中國買(mǎi)家出售美國設計或制造的芯片。華為技術(shù)有限公司副董事長(cháng)徐直軍表示，對制裁的擔憂(yōu)促使中國的科技公司儲備芯片，并為最壞的情況做好準備。

“現在中國企業(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?！毙熘避娬f(shuō)。中國海關(guān)數據顯示，2020年中國的半導體進(jìn)口量飆升了15%，2021年3月份達到創(chuàng )紀錄的359億美元。

芯片生產(chǎn)受到日本工廠(chǎng)火災和美國南部極寒天氣等事件的干擾，導致生產(chǎn)線(xiàn)關(guān)閉。主要芯片制造中心臺灣的干旱有可能進(jìn)一步降低該行業(yè)的產(chǎn)量，因為在芯片制造過(guò)程中，對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)濟復蘇。芯片需求的激增推高了價(jià)格，并延長(cháng)了本來(lái)就已經(jīng)很漫長(cháng)的等待時(shí)間。包括豐田和通用在內的汽車(chē)制造商已被迫閑置或減少部分工廠(chǎng)的產(chǎn)量。

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

該公司正在加強應急計劃，以使它的供應鏈永不過(guò)時(shí)。原本只專(zhuān)注于制造新產(chǎn)品的工程師們現在也會(huì )分配大量時(shí)間來(lái)重新設計現有產(chǎn)品，以便在不同的芯片上運行，避免出現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備1年的庫存。

解決方案杯水車(chē)薪

半導體生產(chǎn)商正在努力提高產(chǎn)量，但小幅增長(cháng)不太可能解決目前從汽車(chē)、家電到PC等各種產(chǎn)品生產(chǎn)的短缺問(wèn)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，該公司正在調動(dòng)所有工程師想方設法從它美國、新加坡和德國的工廠(chǎng)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工作，并稍微加快一下晶圓在生產(chǎn)線(xiàn)上的“移動(dòng)”速度。該公司首席執行官湯姆?嘉菲爾德（Thomas Caulfield）說(shuō)， “我們正在努力研究如何做得更多、造得更多?！?/p>

4月13日，美國總統喬·拜登（Joe Biden）在與汽車(chē)和科技高管會(huì )面時(shí)呼吁兩黨推動(dòng)加強美國半導體產(chǎn)業(yè)。他已撥出500億美元，作為2.3萬(wàn)億美元基礎設施計劃的一部分，以促進(jìn)美國的半導體生產(chǎn)。

預計這筆支出不會(huì )推動(dòng)得很遠。根據行業(yè)組織半導體工業(yè)協(xié)會(huì )的數據，要想讓美國的芯片達到自給自足的水平，需要在十年內投入超過(guò)1.4萬(wàn)億美元的投資和政府激勵措施。

Fusion Worldwide亞太區銷(xiāo)售副總裁馬庫斯·陳（Marcus Chen）表示，從來(lái)沒(méi)有哪一次芯片短缺會(huì )同時(shí)影響到這么多類(lèi)型和品牌的芯片。Fusion Worldwide是全球眾多分銷(xiāo)商之一，他們作為中間商向買(mǎi)家供應電子元件。

通常，建造和裝備一個(gè)晶圓廠(chǎng)至少需要2年時(shí)間，其成本可能高達數十億美元。工廠(chǎng)里最先進(jìn)的機器造價(jià)可以高達1億美元，而且規模很大，需要3架747飛機才能運送。

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

所以，如果要新建工廠(chǎng)，對于半導體制造商來(lái)說(shuō)，就相當于一場(chǎng)押注數十億美元的豪賭，賭這種激增是否會(huì )持續下去，也可能在新工廠(chǎng)投產(chǎn)時(shí)需求開(kāi)始逐漸減少了。許多人不愿意改變長(cháng)期的支出計劃，因為眼前的需求激增可能只是曇花一現。

不過(guò)，全球最大的半導體公司仍在撥出巨額資金來(lái)提升整體產(chǎn)能。臺積電4月份公布了業(yè)界有史以來(lái)最大的投資，在未來(lái)3年內撥出1000億美元來(lái)提升產(chǎn)能。不過(guò)，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(chǎng)區投資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)現芯片生產(chǎn)的多元化。

生產(chǎn)芯片的設備也短缺

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，建設一家專(zhuān)注于基礎芯片制造工藝的新工廠(chǎng)。該公司預計新工廠(chǎng)將于2022年開(kāi)始投入生產(chǎn)。但該公司CEO趙海軍在2月份對投資者說(shuō)，遲遲未能獲得新的芯片制造設備是提高產(chǎn)量的一個(gè)障礙。

銷(xiāo)售二手芯片制造設備的SurplusGlobal首席執行官布魯斯·金（Bruce Kim）表示，制造半導體所需機械設備的交貨時(shí)間增加了1倍甚至4倍。

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

“你看到很多客戶(hù)說(shuō)，‘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(shuō)。

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

總部設在以色列的晶圓代工企業(yè)Tower Semiconductor的首席戰略官蓋伊·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(guò)對生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行分類(lèi)，使高優(yōu)先級芯片快速生產(chǎn)。在極少數情況下，芯片生產(chǎn)可以加快到通常速度的3.5倍。

埃里斯托夫說(shuō)，總的來(lái)說(shuō)，這些措施意味著(zhù)個(gè)別芯片可以在30到40天內生產(chǎn)出來(lái)，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。這些調整最多只能使一個(gè)晶圓廠(chǎng)的產(chǎn)能提高5%，而且最多只能維持6個(gè)月。

“小辦法很多?！卑＠锼雇蟹蛘f(shuō)，“但如果不購買(mǎi)更多的設備，你不可能以持續的方式比現在的產(chǎn)量多出那么多?！?/p>

訂單激增可能只是假繁榮

供應商對突然激增的訂單量警惕性還是很高的，他們認為需求的激增可能不會(huì )持續，驚慌失措的買(mǎi)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(hù)取消芯片訂單，阻止一些買(mǎi)家因擔心短缺而慌忙下單。

“客戶(hù)加速預訂提前交貨，造成供需不平衡?！笔紫瘓绦泄訇惛ｊ?yáng)（Hock Tan）告訴投資者。該公司今年的預訂量快達到飽和狀態(tài)了，已接近90%。

汽車(chē)制造商是受到短缺打擊最大的買(mǎi)家之一，因為汽車(chē)需要比以往更多的半導體。根據咨詢(xún)公司德勤的數據，2017年電子產(chǎn)品占汽車(chē)總成本的40%以上，比2007年翻了一番。

它們的使用量預計將隨著(zhù)成本的增加而增長(cháng)。德國汽車(chē)芯片制造商英飛凌科技公司（Infineon Technologies AG）表示，預計到2030年，自動(dòng)駕駛汽車(chē)中的芯片成本將從目前“2級”汽車(chē)或部分自動(dòng)駕駛汽車(chē)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Nanoleaf的主要生產(chǎn)基地在中國東莞，該公司表示，過(guò)去該公司從下單到收貨的周期為2到4個(gè)月?，F在，對于計劃在2022年1月或5月收貨的訂單，供應商要求Nanoleaf現在就下單。

“現在錢(qián)幾乎都不是問(wèn)題。關(guān)鍵是你能得到什么?！盢anoleaf的首席運營(yíng)官閆思成（Christian Yan）說(shuō)，他不知道公司在2021年下半年能拿到多少芯片。

對于以色列Tower Semiconductor來(lái)說(shuō)，滿(mǎn)足客戶(hù)的需求已經(jīng)成了一種微妙的平衡關(guān)系，需要考慮客戶(hù)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?！卑＠锼雇蟹蛘f(shuō)，“有些人的生意可能會(huì )受到傷害?！?/p>