芯片荒今年難以緩解，缺芯給汽車(chē)工業(yè)供應(yīng)鏈提出新的課題

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2021年芯片短缺對(duì)汽車(chē)行業(yè)的打擊巨大。根據(jù)AutoForecast Solutions（AFS全球汽車(chē)生產(chǎn)預(yù)測(cè)）最新數(shù)據(jù)，截至12月19日，由于汽車(chē)芯片供應(yīng)短缺，已造成全球汽車(chē)減產(chǎn)1027．2萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)全球2021年全年減產(chǎn)汽車(chē)1131萬(wàn)輛。北美洲已減產(chǎn)汽車(chē)317．8萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)全年減產(chǎn)341．2萬(wàn)輛；歐洲市場(chǎng)已減產(chǎn)295．4萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)全年減產(chǎn)334．9萬(wàn)輛。除中國(guó)外的亞洲其他地區(qū)中，目前已減產(chǎn)174萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)全年減產(chǎn)195．2萬(wàn)輛。

2月7日AFS表示，由于芯片短缺，全球范圍內(nèi)減產(chǎn)的汽車(chē)數(shù)量較一周前激增61％，至37．05萬(wàn)輛汽車(chē)。據(jù)AFS最新預(yù)計(jì)，汽車(chē)制造商今年或減產(chǎn)超過(guò)100萬(wàn)輛汽車(chē)。

與汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的凄風(fēng)苦雨相比，芯片產(chǎn)業(yè)是艷陽(yáng)高照?！度A爾街日?qǐng)?bào)》1月30日?qǐng)?bào)道，受全球半導(dǎo)體短缺和需求增長(zhǎng)影響，芯片行業(yè)剛剛度過(guò)了有史以來(lái)銷(xiāo)售狀況最好的一年。高德納咨詢(xún)公司發(fā)布的信息，2021年全球芯片銷(xiāo)售額同比增長(zhǎng)約25％，首次突破5000億美元，達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的5835億美元。工廠(chǎng)晝夜不停生產(chǎn)仍無(wú)法滿(mǎn)足需求。預(yù)計(jì)供應(yīng)長(zhǎng)期短缺將使半導(dǎo)體行業(yè)今年的收入增長(zhǎng)9％，增速超過(guò)歷史平均水平。高德納咨詢(xún)公司估計(jì)，芯片業(yè)的樂(lè)觀(guān)情緒導(dǎo)致2021年資本支出達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄水平，至少有1460億美元，為5年前的兩倍多。

美國(guó)格芯公司首席執(zhí)行官湯姆·考爾菲爾德在接受記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)：“芯片行業(yè)用了50年時(shí)間才發(fā)展成一個(gè)規(guī)模達(dá)5000億美元的產(chǎn)業(yè)。我認(rèn)為這個(gè)數(shù)字只需8到10年就能達(dá)到1萬(wàn)億美元?！?/p>

英特爾公司首席執(zhí)行官帕特·格爾辛格說(shuō)：該公司去年創(chuàng)下銷(xiāo)售紀(jì)錄，“2022年只會(huì)更好。”

然而，芯片短缺現(xiàn)象依然沒(méi)有緩解。

1月25日，美國(guó)商務(wù)部發(fā)布《半導(dǎo)體供應(yīng)鏈信息征詢(xún)風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告》，汽車(chē)制造商、醫(yī)療設(shè)備制造商等芯片買(mǎi)家持有的庫(kù)存中值已從2019年的40天降至2021年的不到5天，關(guān)鍵行業(yè)的庫(kù)存甚至更少，全球半導(dǎo)體短缺將至少持續(xù)到今年下半年。

報(bào)告指出：瓶頸主要集中在幾種特定類(lèi)型的半導(dǎo)體輸入和應(yīng)用中，包括傳統(tǒng)邏輯芯片（用于汽車(chē)、醫(yī)療設(shè)備和其他產(chǎn)品）、模擬芯片（用于電源管理、圖像傳感器和射頻）和光電子芯片（用于傳感器和開(kāi)關(guān)）。

芯片產(chǎn)能主要瓶頸是晶圓、材料、組裝、測(cè)試和封裝能力等視為瓶頸。美國(guó)商務(wù)部的報(bào)告幾乎承認(rèn)美國(guó)政府在解決瓶頸方面無(wú)能為力，沒(méi)有措施能立即緩解短缺。

美國(guó)商務(wù)部副部長(zhǎng)唐·格雷夫斯承認(rèn)，當(dāng)前美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)面臨兩大危機(jī)，一是半導(dǎo)體供應(yīng)短缺擾亂了汽車(chē)、消費(fèi)電子等多個(gè)關(guān)鍵行業(yè)，造成企業(yè)裁員和經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇放緩；二是美國(guó)在半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的“長(zhǎng)期領(lǐng)導(dǎo)力”面臨威脅，過(guò)去20年美國(guó)占全球半導(dǎo)體生產(chǎn)的比重大幅下滑。

美國(guó)商務(wù)部長(zhǎng)吉娜·雷蒙多還提到某些芯片價(jià)格“異常高”的情況。美國(guó)海納金融集團(tuán)說(shuō)，目前全球半導(dǎo)體買(mǎi)家等待產(chǎn)品交付的時(shí)間平均超過(guò)25周，遠(yuǎn)高于10至14周的公認(rèn)“健康范圍”。但是，芯片行業(yè)已經(jīng)開(kāi)足馬力，從2020年下半年到2021年三季度，產(chǎn)能利用率都在95％以上。

半導(dǎo)體行業(yè)的資本支出在2021年接近1500億美元，2022年將超過(guò)1500億美元。相比之下，在2021年之前，油氣行業(yè)每年的資本支出從未超過(guò)1150億美元。據(jù)華爾街日?qǐng)?bào)報(bào)道，Gartner稱(chēng)，全球芯片制造商預(yù)計(jì)今年將投入約1460億美元的資本支出，較上年增長(zhǎng)約三分之一，比2019年新冠大流行前高出50％。這項(xiàng)投資是五年前行業(yè)支出的兩倍多。

芯片制造商正在建設(shè)新半導(dǎo)體工廠(chǎng)，但這些投資需要時(shí)間才能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)量的增加。此前宣布的一些投資預(yù)計(jì)最早將于2022年下半年上線(xiàn)。

還有報(bào)道稱(chēng)，芯片制造商為提高產(chǎn)能而進(jìn)行的投資不會(huì)很快落實(shí)，這也使供應(yīng)持續(xù)受限。但據(jù)貝恩公司預(yù)測(cè)，隨著新的芯片工廠(chǎng)投產(chǎn)，該行業(yè)到2025年可能面臨生產(chǎn)過(guò)剩的風(fēng)險(xiǎn)。

并非所有芯片在價(jià)值4640億美元的半導(dǎo)體行業(yè)中都享有平等的地位。

美國(guó)商務(wù)部確定的存在嚴(yán)重半導(dǎo)體供需不匹配的特定類(lèi)型產(chǎn)品，包括醫(yī)療設(shè)備、寬帶和汽車(chē)。具體包括：主要由傳統(tǒng)邏輯芯片制成的微控制器，例如40、90、150、180和250 nm節(jié)點(diǎn)；模擬芯片，包括例如40、130、160、180和800 nm節(jié)點(diǎn)；以及包括例如65、110和180 nm節(jié)點(diǎn)的光電芯片。

據(jù)Gartner估計(jì)，臺(tái)積電、三星和英特爾三家公司，大約占到了2021年芯片行業(yè)投資的五分之三。幾乎所有這些投資都被用于尖端技術(shù)，這一領(lǐng)域依然有豐富的拓展空間。目前每6美元投資中只有不到1美元被指定用于訂單積壓時(shí)間最長(zhǎng)的成熟工藝芯片。所謂成熟工藝芯片（使用28納米或以上工藝制造的芯片）是最稀缺的芯片，許多只賣(mài)幾美元一個(gè)，采用舊技術(shù)和舊設(shè)備生產(chǎn)。用于先進(jìn)芯片的5納米晶圓，售價(jià)約為17000美元。相比之下，一塊28納米晶圓的價(jià)格約為3000美元。由于利潤(rùn)微薄和需求下降的風(fēng)險(xiǎn)，許多半導(dǎo)體制造商對(duì)這些芯片上進(jìn)行數(shù)十億美元的投資持謹(jǐn)慎態(tài)度。

臺(tái)積電和索尼表示將在日本建立一個(gè)70億美元的芯片工廠(chǎng)來(lái)生產(chǎn)成熟工藝半導(dǎo)體，努力填補(bǔ)這方面的空白。該工廠(chǎng)要到2024年底才能開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)，因此它無(wú)助于解決當(dāng)下影響汽車(chē)和電子產(chǎn)品生產(chǎn)的問(wèn)題。這意味著汽車(chē)、家用電器和小配件中使用的普通芯片供應(yīng)將持續(xù)緊張，等待訂單交貨的時(shí)間依然會(huì)很長(zhǎng)。

汽車(chē)行業(yè)習(xí)慣低價(jià)采購(gòu)，導(dǎo)致半導(dǎo)體供應(yīng)商沒(méi)有動(dòng)力擴(kuò)大產(chǎn)能。整車(chē)廠(chǎng)大多采用準(zhǔn)時(shí)化管理模式，要求芯片供應(yīng)商被動(dòng)的配合，半導(dǎo)體廠(chǎng)商花幾年時(shí)間，幾億到數(shù)十億美元建立的芯片產(chǎn)能，可能在生產(chǎn)前30天時(shí)間被整車(chē)廠(chǎng)取消訂單。因此，半導(dǎo)體廠(chǎng)商對(duì)產(chǎn)能的擴(kuò)充慎之又慎。

Counterpoint Research的一位技術(shù)市場(chǎng)研究員估計(jì)，對(duì)受打擊最嚴(yán)重的半導(dǎo)體類(lèi)型的投資受限，意味著傳統(tǒng)芯片供應(yīng)趕不上預(yù)計(jì)需求的狀況將持續(xù)到2024年。

許多傳統(tǒng)芯片制造商都不愿對(duì)新產(chǎn)能進(jìn)行大規(guī)模投資，因?yàn)榈綆啄旰笮鹿S(chǎng)開(kāi)始生產(chǎn)時(shí)，可能已經(jīng)沒(méi)有像現(xiàn)在一樣的需求，導(dǎo)致設(shè)備使用不足和損失。

一家新工廠(chǎng)生產(chǎn)成熟工藝芯片，如28納米的產(chǎn)能，會(huì)因?yàn)榍捌诔杀竞烷_(kāi)始生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)量較低而產(chǎn)生虧損，而在舊工廠(chǎng)里運(yùn)行著舊設(shè)備擁有高效的成本結(jié)構(gòu)，這是業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)者們很不愿面對(duì)的局面。生產(chǎn)汽車(chē)芯片的產(chǎn)線(xiàn)大多為8寸線(xiàn)（甚至6寸線(xiàn)），產(chǎn)線(xiàn)建立時(shí)間較早，折舊基本完成，因此晶圓生產(chǎn)成本較低，再投入建設(shè)新的8寸晶圓廠(chǎng)并無(wú)成本優(yōu)勢(shì)，因此8英寸晶圓的產(chǎn)能5年來(lái)平均年增長(zhǎng)率僅為3％。

雖然有的半導(dǎo)體IDM將汽車(chē)芯片的生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到老舊的12寸產(chǎn)線(xiàn)上，意圖提高產(chǎn)能并獲得規(guī)模效應(yīng)，但是產(chǎn)線(xiàn)調(diào)試、產(chǎn)品驗(yàn)證（半導(dǎo)體供應(yīng)商處和汽車(chē)客戶(hù)處）和產(chǎn)能爬坡都需要較長(zhǎng)的時(shí)間，緩不濟(jì)急。

一些存量8寸線(xiàn)和6寸線(xiàn)也在轉(zhuǎn)型生產(chǎn)化合物半導(dǎo)體如碳化硅或者氮化鎵，進(jìn)一步減少了硅芯片的產(chǎn)能，這也直接或間接影響了汽車(chē)芯片的生產(chǎn)。

因此，所謂今年下半年汽車(chē)芯片荒會(huì)緩解的說(shuō)法，不過(guò)是心理安慰。