“芯片荒”又升級，“中國芯”何時(shí)成事？

“芯片荒”的聲音一直不絕于耳。

進(jìn)入2021年后，狀況尤甚：它甚至不再是單個(gè)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(shí)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(gè)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(dá)610億美元的損失。

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

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

首先來復(fù)盤一下汽車領(lǐng)域的“芯片荒”始末。

以時(shí)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(fèi)者業(yè)務(wù) CEO 余承東公開確認(rèn)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(jìn)制程的麒麟9000芯片量產(chǎn)面世也撲朔迷離。

一時(shí)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(dá)近250,000臺(tái)。由于前特朗普政府針對中國芯片工廠的制裁行動(dòng)，使我國每年進(jìn)口超過3000億美元的半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)受阻，這一制裁行動(dòng)不僅加劇了我國的半導(dǎo)體短缺情況，同時(shí)還給全球半導(dǎo)體經(jīng)濟(jì)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(dǎo)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(yīng)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(dāng)汽車制造廠們好不容易咬緊牙關(guān)挨到了復(fù)工復(fù)產(chǎn)，加足馬力準(zhǔn)備擴(kuò)大產(chǎn)量時(shí)，芯片供應(yīng)商們卻“力不從心”了。

三星汽車半導(dǎo)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(jī)等移動(dòng)終端生產(chǎn)中。受疫情影響個(gè)人電腦、手機(jī)等電子消費(fèi)產(chǎn)品需求激增。從臺(tái)積電公布的財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)中可見，僅第四季度臺(tái)積電晶圓16納米及以上更先進(jìn)的芯片技術(shù)收入就占晶圓總收入的62%，與此同時(shí)，作為承包了全球70%MCU產(chǎn)量的臺(tái)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(fēng)雪摧殘不得不因?yàn)橥ｋ姸９?，讓本就短缺的芯片行業(yè)雪上加霜。

有分析人士認(rèn)為，汽車制造的瓶頸預(yù)計(jì)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(jià)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(dǎo)體代工廠臺(tái)積電被推上了風(fēng)口浪尖。全球目光聚焦在臺(tái)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(tái)積電官網(wǎng)

據(jù)全球市場調(diào)研機(jī)構(gòu)TrendForce的《2021年全球芯片代工市場份額預(yù)測報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，2020年臺(tái)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(dá) 54%。

而半導(dǎo)體市場的年復(fù)合增長率達(dá)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(tái)積電來說將會(huì)是極大的考驗(yàn)。

首先，如何處理汽車制造業(yè)的芯片需求，是擺在臺(tái)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(tái)積電確保供應(yīng)，臺(tái)積電預(yù)計(jì)將引入所謂的汽車芯片 “超級熱運(yùn)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(tái)積電的“超級熱運(yùn)行”或?qū)r(shí)間縮減到20-25天，甚至更短。

但，臺(tái)積電的“下血本”可能并不會(huì)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(huì)輕易同意啟動(dòng)如此激進(jìn)的方式，因?yàn)楦邚?qiáng)度負(fù)荷會(huì)降低生產(chǎn)設(shè)備的性能，進(jìn)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(fèi)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(tái)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(shí)，擴(kuò)大產(chǎn)能，對于臺(tái)積電來講，可能不太容易。

一是，受臺(tái)積電在美國建立新工廠影響。按照臺(tái)積電原本的計(jì)劃，應(yīng)當(dāng)是在本地進(jìn)行擴(kuò)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(tái)積電還在積極投入下一代先進(jìn)封裝技術(shù)。這意味著，短期內(nèi)，臺(tái)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(jiān)5nm等先進(jìn)制程量產(chǎn)，可見，解決“芯片荒”僅靠臺(tái)積電顯然是不行的。

臺(tái)積電一家獨(dú)大造成的強(qiáng)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(dǎo)體投入，在公開信中陳述了這一問題的嚴(yán)重性：僅三十多年，在全球半導(dǎo)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(tái)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(shí)，歐盟19個(gè)成員國簽署聯(lián)合聲明，將在歐洲建立2nm晶圓代工廠，以強(qiáng)化歐洲處理器和半導(dǎo)體開發(fā)能力……

毫無疑問，在先進(jìn)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(dǎo)體市場競爭的關(guān)鍵點(diǎn)，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(fù)雜的半導(dǎo)體制造鏈依托包括原始晶片、特種化學(xué)品、散裝氣體等多達(dá)300多種材料輸入，同時(shí)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(dǎo)體制造鏈，才能真正實(shí)現(xiàn)芯片制造“自給自足”，但顯然沒有來自全球的支持，要實(shí)現(xiàn)這一愿景屬實(shí)步履艱難。

在過去的五年中，我國花了30多年的時(shí)間和數(shù)百億美元建立起的國內(nèi)半導(dǎo)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(shè)計(jì)師（設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)師服務(wù)的外包制造商）；不到1%的全球集成設(shè)備制造能力 (設(shè)計(jì)和制造自己芯片的公司）；不到1%的電子設(shè)計(jì)軟件、半導(dǎo)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(yīng)商的高級內(nèi)存芯片等。

與此同時(shí)，不可避免地仍要談到，未來我國與全球半導(dǎo)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(jìn)程也在被極大的縮短。

有趣的是，隨著時(shí)間推進(jìn)，匱乏也會(huì)變成過剩。TrendForce還預(yù)測，2021年全球芯片代工市場的需求量增長將會(huì)放緩。由此設(shè)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(shí)代的到來或許并不是個(gè)遙不可及的預(yù)言。正如近日任正非在回答芯片問題時(shí)所講的，“就像房地產(chǎn)一樣，世界將來會(huì)是芯片過剩的時(shí)代。將來全世界芯片過剩時(shí)，我想會(huì)有人求著我們買芯片的?！?/p>