劃重點(diǎn)：
1、疫情促進(jìn)了居家辦公、居家娛樂、電子商務(wù)的發(fā)展，導(dǎo)致科技產(chǎn)品需求猛增，但新建芯片廠耗時長，趕不上需求的增速；
2、康奈爾大學(xué)教授表示：“如果大家都想生產(chǎn)芯片，那就會搶購?fù)瑯拥脑O(shè)備”；因為要處理有毒化學(xué)物質(zhì)，只有受過培訓(xùn)的專業(yè)人士才能“造芯”，這導(dǎo)致勞動力也處于短缺狀態(tài)；
3、在各方面都緊缺的情況下，現(xiàn)有資源都向需求更高的尖端芯片傾斜，而老式芯片則被放在一個相對次要的位置。
從新冠疫情暴發(fā)到現(xiàn)在，芯片短缺始終困擾著電子產(chǎn)品供應(yīng)鏈。疫情引發(fā)行業(yè)動蕩已近兩年，作為多種科技產(chǎn)品的心臟，芯片依然嚴(yán)重短缺；游戲機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、醫(yī)療器械、汽車等行業(yè)的制造商們?nèi)燥柺苋毙镜拇輾垺?/P>
人們最初認(rèn)為這個問題會自行解決——要么是廠商加大力度滿足需求，要么是需求自然降溫，但現(xiàn)在“缺芯”問題依然十分嚴(yán)重。
芯片問題非但沒有得到緩解，反而越發(fā)難以控制。封城、全民居家隔離都已經(jīng)成為過去時，芯片短缺卻還是擺在眼前的大問題。
由于造不出足夠多的汽車，一些汽車廠商銷量驟減、被迫停產(chǎn)。11月17日，大眾汽車就因供應(yīng)鏈問題暫停在德國生產(chǎn)電動汽車。美聯(lián)社9月報道，受缺芯影響，通用、福特多家北美裝配廠一度停產(chǎn)；特斯拉CEO埃隆•馬斯克曾在員工內(nèi)部郵件中提醒，特斯拉交付數(shù)量取決于全球芯片短缺狀況，而短缺仍然很嚴(yán)重。
今年10月，蘋果將財務(wù)業(yè)績不佳的原因歸咎于芯片短缺，還有報道稱iPhone 13因芯片短缺而將減產(chǎn)1000萬部；英特爾也警告稱，供不應(yīng)求的局面可能持續(xù)到2023年。
游戲硬件行業(yè)同樣也不好過，任天堂本月也宣布，受芯片緊缺等因素影響，不得不下調(diào)銷售預(yù)期。任天堂預(yù)計當(dāng)前財年的總銷量為2400萬臺，這與此前設(shè)定的2550萬臺的銷售目標(biāo)相比低了約6%。
簡而言之，半導(dǎo)體供應(yīng)鏈已經(jīng)以根深蒂固、難以解決的新方式延伸開來。需求的增長速度超過了芯片企業(yè)的能力范圍，尤其是使用廣泛的基礎(chǔ)元件，更是會因為巨大的需求波動帶來幾大的投資風(fēng)險。
半導(dǎo)體行業(yè)分析公司IC Insights市場研究副總裁布萊恩•馬塔斯（Brian Matas）表示：“全球經(jīng)濟(jì)因為疫情陷入停滯如此之久，供應(yīng)鏈居然還沒恢復(fù)。”
芯片行業(yè)明明就處在技術(shù)進(jìn)步的最前沿，可為什么還總是短缺，連買一臺PS5都會秒沒呢？
芯片短缺之所以持續(xù)不斷，主要就是因為供不應(yīng)求——芯片需求依然在激增，但要建設(shè)新的工廠并非一直一夕之事。此外，歷史上的那些暴漲暴跌的周期變化也令一些投資者望而卻步。
需求漲得快 建新廠沒那么快
2020年，當(dāng)新冠疫情的經(jīng)濟(jì)影響逐步顯現(xiàn)時，芯片行業(yè)已經(jīng)開始預(yù)計需求的增長。根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，全球芯片銷售額在2019年下滑12%。但在2019年12月，該組織預(yù)計全球芯片行業(yè)將在2020和2021年分別增長5.9%和6.3%。
最新數(shù)據(jù)顯示，2020年8月至2021年8月間的全球芯片銷售額增長了29.7%。需求受益于云計算和5G等技術(shù)的推動，而汽車和家電等各類產(chǎn)品也都在加大芯片的使用量。
哈佛商學(xué)院教授、前英特爾董事大衛(wèi)•約菲（David Yoffie）表示，居家辦公、居家娛樂和電子商務(wù)使得許多高科技產(chǎn)品的需求暴漲，這出乎許多人的意料。
芯片廠商大約到一年前才意識到這種需求的持續(xù)力度，但轉(zhuǎn)向并非一朝一夕之事。新建芯片工廠需要耗費(fèi)數(shù)十億美元，還要花費(fèi)好幾年時間。約菲指出：“大約需要兩年時間才能建起一座新工廠。而且工廠規(guī)模越來越大，成本越來越高，也越來越復(fù)雜。”
索尼和臺積電近日宣布，將投資70億美元在日本建設(shè)一座能夠生產(chǎn)舊元件的芯片工廠，但要到2024年底才能投產(chǎn)。英特爾也在投資建設(shè)幾座技術(shù)先進(jìn)的新工廠，但也得2024年才會上線。
約菲指出，只有荷蘭ASML公司（全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備制造商之一）能夠供應(yīng)生產(chǎn)尖端芯片所需的極紫外光刻機(jī)，售價高達(dá)1.2億美元。但ASML無法加快供應(yīng)速度，滿足暴增的需求。
設(shè)備和材料短缺
生產(chǎn)半導(dǎo)體所需的許多物品也很短缺。制作印刷電路板的基片，也就是固定芯片的表面，一直以來都很難采購。
這些電流板是芯片之間相互通訊的關(guān)鍵。康奈爾大學(xué)納米科學(xué)與技術(shù)研究中心運(yùn)營總監(jiān)羅恩•奧爾森（Ron Olson）還指出，與制造過程相關(guān)的某些復(fù)雜物品，例如個人防護(hù)用品和天然氣管，現(xiàn)在也出現(xiàn)延遲交貨。
建設(shè)新工廠和擴(kuò)大現(xiàn)有工廠的產(chǎn)能，也對半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)鏈構(gòu)成壓力。“我們往往會關(guān)注芯片工廠，但芯片工廠需要一整套東西才能成為芯片工廠，這些東西現(xiàn)在也出問題了。”康奈爾大學(xué)材料工程教授克里斯•奧博（Chris Ober）說，“如果大家都想生產(chǎn)芯片，那就會搶購?fù)瑯拥脑O(shè)備。”
高度專業(yè)化的半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)商數(shù)量有限，交貨周期很長。此外，在工廠安裝和測試這些設(shè)備的可靠性同樣要耗費(fèi)很多時間。
“買設(shè)備要花半年到一年，然后還要進(jìn)行各種工藝開發(fā)和設(shè)備鑒定。”奧爾森說，“這都要花時間。”
勞動力短缺
要滿足日益增長的芯片需求，除了得建更多芯片廠之外，還得招更多的人。半導(dǎo)體貿(mào)易組織IPC 9月末發(fā)布報告稱，將近4/5的制造商難以招到合適的工人，歐洲和北美的問題尤其嚴(yán)峻。
要處理芯片生產(chǎn)過程中使用的有毒化學(xué)物質(zhì)，員工得接受專門的培訓(xùn)，這就給增加用工量帶來了又一個瓶頸。企業(yè)現(xiàn)在都在靠更高的薪資、更靈活的工作時間還有培訓(xùn)和教育機(jī)會來吸引新員工。
美國《俄勒岡人報》報道稱，英特爾甚至在在電視和廣播上投放了“求助”（help wanted）廣告，專門招募勤工儉學(xué)的大學(xué)生。
資源向尖端芯片傾斜 老式芯片“難產(chǎn)”
資源不足的進(jìn)一步影響在這時就體現(xiàn)出來了——并非所有芯片都“生而平等”。
電源控制芯片、微控芯片和傳感器等簡單半導(dǎo)體元件成為主要的短缺來源。這些設(shè)備的復(fù)雜度遠(yuǎn)不及智能手機(jī)和游戲機(jī)使用的CPU和GPU，使用的制造工藝也不算復(fù)雜。但它們的應(yīng)用范圍極其廣泛，從微波爐到醫(yī)療設(shè)備，再到玩具，幾乎所有產(chǎn)品都會用到這種電子元件。
電子元件平臺Sourceability副總裁約什•普希（Josh Pucci）表示，許多產(chǎn)品中使用的電源控制芯片曾經(jīng)只要1美元，但如今卻暴漲到150美元。IC Insights表示，這類元件的交付周期已經(jīng)從4-8周延長到24-52周。老式芯片生產(chǎn)設(shè)備如今難以找到，而這些產(chǎn)品的短缺推升此類設(shè)備需求。
市場研究公司Gartner預(yù)計，2021年第二季度的全球芯片工廠產(chǎn)能利用率達(dá)到95.6%，而2019年第二季度僅為76.5%。Gartner分析師高拉夫•古普塔（Gaurav Gupta）表示，這表明工廠已經(jīng)滿負(fù)荷運(yùn)行，因為有些生產(chǎn)線需要停機(jī)維護(hù)。
芯片代工企業(yè)GlobalFoundries的CEO湯姆•考菲爾德（Tom Caulfield）今年10月表示，他的公司產(chǎn)能已經(jīng)預(yù)訂到2023年。Analog Devices的部分產(chǎn)品面臨極高的需求，該公司CFO今年8月對投資者表示，訂單已經(jīng)排到本月開始的下一財年。
芯片廠商面臨的部分挑戰(zhàn)在于，有些客戶可能出現(xiàn)“加倍預(yù)訂”的情況，即為了防止供應(yīng)不足故意超量采購，從而導(dǎo)致未來的需求趨勢難以預(yù)測。“加倍預(yù)訂導(dǎo)致的現(xiàn)貨短缺令情況更加糟糕。”哈佛商學(xué)院教授威利•施（Willy Shih）說。
今年6月，馬斯克也曾在推特中戲稱“由于擔(dān)心不夠用，每家公司都超量訂購，這種情況就像廁紙短缺一樣，只是規(guī)模巨大。”
分析師認(rèn)為，能夠生產(chǎn)這些芯片的企業(yè)可能不愿投資建新廠，因為這類芯片利潤微薄，半導(dǎo)體行業(yè)的周期屬性又很強(qiáng)，經(jīng)常出現(xiàn)需求暴漲暴跌的情況。他們擔(dān)心未來的芯片供過于求會壓低產(chǎn)品價格。
“回顧一下半導(dǎo)體行業(yè)的歷史，會發(fā)現(xiàn)利潤和價格暴漲之后，都會出現(xiàn)一個嚴(yán)重的下滑周期。”哈佛商學(xué)院的約菲說，“我們根本不知道當(dāng)前的需求增長能否延續(xù)。”
雖然有許多新的芯片產(chǎn)能，但多數(shù)都會用來滿足尖端產(chǎn)品。Gartner今年1月發(fā)布的報告預(yù)計，芯片制造商今年將投資1460億新建產(chǎn)能，較2019年增長50%，但其中只有很少一部分用于較常見的老式芯片。
從理論上講，增加尖端芯片產(chǎn)能可以讓更多工廠有空閑來生產(chǎn)老式芯片，但在供不應(yīng)求時不會出現(xiàn)這種情況。Sourceability的普希表示，雖然企業(yè)最近開始針對老式芯片投資建設(shè)產(chǎn)能，但必須讓客戶承諾兩年的訂單，才考慮動工。
從中國臺灣缺水和美國得州極端天氣對生產(chǎn)的影響來看，這些元件及其供應(yīng)鏈面臨的壓力顯而易見。“幾周的庫存，可以說是沒有任何空間來消化這些影響。”普希說。
“疫情似乎已經(jīng)過去了‘肆虐’的階段。”賓夕法尼亞大學(xué)沃頓商學(xué)院教授蓋德•艾倫（Gad Allon）說，“但受到疫情影響的芯片行業(yè)，仍在水深火熱之中。”
芯片要缺到什么時候？
ASML首席執(zhí)行官彼得•溫尼克（Peter Wennink）最近解釋道：“去年因為疫情，客戶們都很謹(jǐn)慎。但回過頭來看，他們似乎謹(jǐn)慎過度，把需求壓得太小。現(xiàn)在需求猛增，我們肯定要花費(fèi)一段時間才能實現(xiàn)產(chǎn)能爬坡。”在他看來，需要等到2022年才能滿足如今的產(chǎn)出需求。
英特爾CEO帕特•基辛格（Pat Gelsinger）表示，新冠疫情期間的在線活動激增引發(fā)了“半導(dǎo)體的爆發(fā)式增長周期”。他補(bǔ)充道：“雖然行業(yè)已經(jīng)采取一些措施解決近期的緊張局面，但整個生態(tài)系統(tǒng)還需要兩年時間才能解決芯片、基片和元件短缺問題。”
臺積電董事長劉德音對其滿足需求的能力持樂觀態(tài)度。去年他曾表示：“我們目前認(rèn)為……我們可以在（2020年）6月底之前滿足客戶的最低要求。”但如他所說，這并不意味著短缺會很快消失。“會有延遲。尤其是汽車芯片，這個行業(yè)的供應(yīng)鏈又長又復(fù)雜。供應(yīng)時間需要七八個月。”他補(bǔ)充道。
半導(dǎo)體需求顯然會繼續(xù)增長，溫尼克說：“我們堅信目前的產(chǎn)能無法支撐增長。因此，我們需要通過縮短生產(chǎn)周期、增加人手、機(jī)器和建筑面積來加快生產(chǎn)速度，從而擴(kuò)大產(chǎn)能。”
“根本趨勢在于數(shù)字化轉(zhuǎn)型，” 溫尼克總結(jié)道，“這還需要許多年才能實現(xiàn)。”
