“芯片荒”又升級，“中國芯”何時成事？

“芯片荒”的聲音一直不絕于耳。

進入2021年后，狀況尤甚：它甚至不再是單個企業(yè)面臨的問題，而是在以行業(yè)化的爆發(fā)力席卷全球產(chǎn)業(yè)。

1月，汽車行業(yè)的“芯片荒”開始大規(guī)模爆發(fā)：美國汽車制造商福特宣布，由于芯片短缺、需求疲軟，暫時關(guān)閉位于美國肯塔基州的 SUV 工廠，位于德國薩爾路易市的工廠則執(zhí)行一個月的停工停產(chǎn)。

緊隨其后，豐田、本田、FCA和日產(chǎn)等眾多汽車廠商也紛紛發(fā)布類似消息。據(jù)了解，芯片短缺正在致使汽車制造商們承受高達610億美元的損失。

同時，“芯片荒”還存在于游戲機、安防……正如高通所警告的那樣，半導體行業(yè)芯片短缺的現(xiàn)象將會波及更廣范圍。

可以說，一場關(guān)于半導體制造產(chǎn)業(yè)的革命正在進行中。

首先來復盤一下汽車領(lǐng)域的“芯片荒”始末。

以時間線為依據(jù)，源頭可以追溯至中美貿(mào)易戰(zhàn)。

2020年8月，華為消費者業(yè)務 CEO 余承東公開確認由于美國的制裁，華為自研的麒麟系列芯片自9月15日之后無法制造，或?qū)⒊蔀榻^唱，5nm先進制程的麒麟9000芯片量產(chǎn)面世也撲朔迷離。

一時間，“芯片荒”開始具象了起來。

根據(jù)IHS Markit數(shù)據(jù)，中國將是2021年第一季度打擊最大方，汽車生產(chǎn)減產(chǎn)將達近250,000臺。由于前特朗普政府針對中國芯片工廠的制裁行動，使我國每年進口超過3000億美元的半導體的產(chǎn)業(yè)受阻，這一制裁行動不僅加劇了我國的半導體短缺情況，同時還給全球半導體經(jīng)濟埋下了隱患。

之后，疫情黑天鵝則是重要推手。

早前受新冠疫情影響，汽車制造行業(yè)銷售劇烈下滑，制造商們縮減了半導體芯片的訂單，北美、歐洲、拉丁美洲、亞洲的汽車制造廠商都出現(xiàn)了不同程度的停工情況。同樣地，為了應對需求下降，芯片制造商也縮減了汽車類芯片的生產(chǎn)規(guī)模。而正當汽車制造廠們好不容易咬緊牙關(guān)挨到了復工復產(chǎn)，加足馬力準備擴大產(chǎn)量時，芯片供應商們卻“力不從心”了。

三星汽車半導體解決方案架構(gòu) 來源于三星官網(wǎng)

在縮減汽車訂單生產(chǎn)的情況下，鑄造廠和晶圓廠轉(zhuǎn)而投入到更多的電腦、手機等移動終端生產(chǎn)中。受疫情影響個人電腦、手機等電子消費產(chǎn)品需求激增。從臺積電公布的財報數(shù)據(jù)中可見，僅第四季度臺積電晶圓16納米及以上更先進的芯片技術(shù)收入就占晶圓總收入的62%，與此同時，作為承包了全球70%MCU產(chǎn)量的臺積電，汽車芯片僅占其銷售額的5%。

而就在近日，日本車載芯片制造商瑞薩電子因地震而停工；位于美國德州奧斯汀的三星、恩智浦等芯片制造商的工廠則因受到罕見暴風雪摧殘不得不因為停電而停工，讓本就短缺的芯片行業(yè)雪上加霜。

有分析人士認為，汽車制造的瓶頸預計將持續(xù)數(shù)月?！靶酒摹贝偈蛊囍圃焐虃儾坏貌皇钩鰷喩斫鈹?shù)，來證明自身有配給芯片的價值，目的是試圖爭取到政府力量，從而從其它暴增的芯片生產(chǎn)需求中“虎口奪食”。

在這場全球“芯片爭奪戰(zhàn)”中，全球最大的半導體代工廠臺積電被推上了風口浪尖。全球目光聚焦在臺積電身上，使其一躍成為引領(lǐng)芯片市場走向的重要力量。

來源于臺積電官網(wǎng)

據(jù)全球市場調(diào)研機構(gòu)TrendForce的《2021年全球芯片代工市場份額預測報告》數(shù)據(jù)顯示，2020年臺積電穩(wěn)坐全球最大芯片代工廠的位置，芯片代工市場份額占比高達 54%。

而半導體市場的年復合增長率達6%，要占領(lǐng)市場穩(wěn)坐龍頭的位置，又要滿足源源不斷的訂單需求，這對于臺積電來說將會是極大的考驗。

首先，如何處理汽車制造業(yè)的芯片需求，是擺在臺積電面前的一大棘手問題。

知情人士稱，隨著汽車制造商爭相要求臺積電確保供應，臺積電預計將引入所謂的汽車芯片 “超級熱運行”，將生產(chǎn)周期縮短超50%。

數(shù)據(jù)顯示，大多數(shù)汽車芯片通常的生產(chǎn)周期至少需要40-50天，臺積電的“超級熱運行”或?qū)r間縮減到20-25天，甚至更短。

但，臺積電的“下血本”可能并不會讓受益方們“領(lǐng)情”。一方面，對于同行競對們來講，大多數(shù)芯片制造商不會輕易同意啟動如此激進的方式，因為高強度負荷會降低生產(chǎn)設備的性能，進而降低產(chǎn)量并增加成本；另一方面，客戶們可能必須為這種快速生產(chǎn)支付約10%-30%的額外費用，這對于本就艱難盈利的汽車制造商們來說，也多少有些不好接受。

來源于臺積電官網(wǎng)

據(jù)中國軟件網(wǎng)觀察，在不影響其它生產(chǎn)線的同時，擴大產(chǎn)能，對于臺積電來講，可能不太容易。

一是，受臺積電在美國建立新工廠影響。按照臺積電原本的計劃，應當是在本地進行擴建增加產(chǎn)能，但面對全球洶涌的芯片增長需求，新工廠將在2024年才能投入量產(chǎn)。

另外，臺積電還在積極投入下一代先進封裝技術(shù)。這意味著，短期內(nèi)，臺積電產(chǎn)能大幅增長困難重重。

要均衡各種芯片生產(chǎn)量分配，又要攻堅5nm等先進制程量產(chǎn)，可見，解決“芯片荒”僅靠臺積電顯然是不行的。

臺積電一家獨大造成的強烈反響引發(fā)了各國的反思。

2月12日，包括英特爾、高通、美光、AMD等在內(nèi)的一批美國企業(yè)首席執(zhí)行官聯(lián)名致信美國總統(tǒng)拜登要求加大半導體投入，在公開信中陳述了這一問題的嚴重性：僅三十多年，在全球半導體市場中，美國芯片制造的占比已經(jīng)從37%下降到12%。

據(jù)中國軟件網(wǎng)觀察，美國已經(jīng)開始在“招兵買馬”改變現(xiàn)狀。例如，繼2020年臺積電宣布在美建廠后，韓國三星也緊隨其后宣布在美建廠。同時，歐盟19個成員國簽署聯(lián)合聲明，將在歐洲建立2nm晶圓代工廠，以強化歐洲處理器和半導體開發(fā)能力……

毫無疑問，在先進制程研發(fā)之外，芯片制造量產(chǎn)正在成為新一輪全球半導體市場競爭的關(guān)鍵點，而歐美再次崛起又具有先天優(yōu)勢。

回望國內(nèi)，芯片制造在中短期內(nèi)可能不太樂觀。復雜的半導體制造鏈依托包括原始晶片、特種化學品、散裝氣體等多達300多種材料輸入，同時還需要來自世界各地的超50種加工和測試工具完成處理分析……

而國內(nèi)只有建立完全自主的全半導體制造鏈，才能真正實現(xiàn)芯片制造“自給自足”，但顯然沒有來自全球的支持，要實現(xiàn)這一愿景屬實步履艱難。

在過去的五年中，我國花了30多年的時間和數(shù)百億美元建立起的國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)成效漸顯，為國內(nèi)提供了與西方公司競爭的資源。

但從IHS的數(shù)據(jù)中可以看到，國內(nèi)在全球產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)的份額仍舊寥寥無幾：

大約20%的無晶圓廠芯片設計師（設計芯片然后外包物理生產(chǎn)的公司）；全球鑄造廠產(chǎn)能的10%（為無晶圓廠芯片設計師服務的外包制造商）；不到1%的全球集成設備制造能力 (設計和制造自己芯片的公司）；不到1%的電子設計軟件、半導體工具和材料；在最重要的終端產(chǎn)品類別中所占份額不到1%，例如作為互聯(lián)網(wǎng)大腦的邏輯芯片、主要云供應商的高級內(nèi)存芯片等。

與此同時，不可避免地仍要談到，未來我國與全球半導體產(chǎn)業(yè)一起如何開啟新征程，在很大程度上，既取決于國內(nèi)公司的戰(zhàn)略舉措和工程執(zhí)行，也取決于拜登政府的政策。

不過樂觀的是， 美國及其公司正在失去對我國企業(yè)的影響力以及市場份額，我國芯片制造的十年進程也在被極大的縮短。

有趣的是，隨著時間推進，匱乏也會變成過剩。TrendForce還預測，2021年全球芯片代工市場的需求量增長將會放緩。由此設想，隨著這波芯片代工廠們的產(chǎn)能得到不斷的提升，需求在不斷下降中，芯片過剩時代的到來或許并不是個遙不可及的預言。正如近日任正非在回答芯片問題時所講的，“就像房地產(chǎn)一樣，世界將來會是芯片過剩的時代。將來全世界芯片過剩時，我想會有人求著我們買芯片的。”