360行,行行都缺芯?芯片荒為何這麼嚴重

放眼半年前,估計沒人想得到這次半導體市場迎來的沖擊有多大。
首先倒霉的是車企,自2020年12月起,汽車行業缺乏芯片面臨停產的問題就開始困擾無數車企,最先放出口風的是奧迪、大眾、福特、戴姆勒、豐田、菲亞特克萊斯勒等知名汽車廠商,先是減產、推遲部分產品線,部分工廠甚至出現了停工的狀況。

結果到了今年,遊戲玩家也驚奇的發現:PS5和XSX的產能也受限了,雖然AMD方面表示已經把生產重心大部分向主機芯片靠攏,盡量保證主機產能,但很顯然也只是杯水車薪,點進亞馬遜還是清一色的無貨。

360行,行行都缺芯?芯片荒為何這麼嚴重

「買不到」的PS5

更加恐怖的是,全球芯片短缺不僅令汽車公司的生產線緊張,同時也擠壓了電子產品製造商的庫存,現在家電製造商也無法滿足需求。全球最大手機芯片供應商高通CEO也表示高通芯片恐怕不能滿足行業需求,PC、汽車等聯網芯片訂單井噴,半導體行業芯片短缺已成為常態。

到底為什麼會變成這樣?芯片短缺到底缺在哪兒?

首先是晶圓產能,目前國際通用的8寸和12寸高純硅晶圓是生產芯片和半導體的主要材料,前者多用於做電源管理、邏輯芯片,而且十分便宜,但事實上是,做8英寸的晶圓並不怎麼賺錢,需求多也沒用,台積電等廠商更願意把精力更多地放在面向7nm、5nm先進製程的12英寸圓晶的生產上,客觀上造成了消費電子、工業市場和汽車廠商需要的8英寸圓晶產能減少,模擬IC、存儲IC、PMIC、驅動IC、MOSFET等元器件的生產也隨之受到影響。這樣的矛盾造成了雖然疫情導致需求猛增,但晶圓廠和加工廠不願意幹活的尷尬場景。

另一方面,雖然疫情導致了全球對電子產品需求激增,但廠商們對疫情後續需求預測保守,美國對部分國產企業的制裁引發大量備貨,對整個芯片產業鏈而言,延續時間不短,其他廠商填補空缺也同樣需要大量備貨。每一家在產品中使用芯片的公司都在恐慌購買以支撐其庫存,多種因素交織下,造成芯片行業需求激增和滿負荷運轉,且沒有備用產能。最終造成了「缺芯」的局面。

芯片荒的影響還在擴大

而最先受到波及的車企,最近又因為一些客觀因素變得更慘了:芯片製造商瑞薩電子向外界表示,不久前在該公司芯片工廠發生的火災,造成的損失可能比預期更嚴重。據統計,共有17台芯片生產設備受到影響,而不是原先預計的11台,大量300毫米半導體芯片生產線受損。這有可能進一步加劇芯片的全球短缺狀況。在用於汽車等產品的微型計算機方面,瑞薩占據了近20%的全球市場份額,現在的這場火災,則是在全球汽車芯片短缺的背景下發生,可謂是雪上加霜。

國產芯的機會?

對於這次波及到全球大部分企業的芯片荒,很多企業都有了自主造芯的想法,但造芯何其容易,且不用說光刻機這種卡脖子設備,事實上即使光刻機能國產也遠遠不夠,部分中國設備廠商不得不屈從美國禁令的一個重要原因就是在關鍵零部件上依賴美國,零部件相比設備整機而言市場規模不大,但卻是一個典型的以小制大的卡脖子環節。

另一方面,是國產技術相對落後,整個芯片生產過程分為芯片設計、芯片製造、芯片封測三大環節,芯片設計的工具,用的是國外的EDA軟件;大陸最好的芯片製造公司中芯國際,剛剛完成14納米的量產;只有在封測環節,大陸方面的表現還算尚可,但這個環節利潤很小,而且也沒有太多技術難度。

當然,最重要的還是缺乏人才,雖然國家政策大力扶持半導體產業,但人才不是說變就能變出來的,2021年前後,我國集成電路行業人才需求規模約為72.2萬人,人才缺口達26.1萬,人才供需矛盾突出。《中國集成電路產業人才白皮書(2019—2020年版)》統計,截至2019年年底,我國直接從事集成電路產業的人員規模約為51.19萬人,較去年增加5.09萬人,其中設計業、製造業和封裝測試業的從業人員規模分別為18.12萬人、17.19萬人和15.88萬人。產業鏈上,芯片設計業的人才短缺狀況略好於芯片製造和芯片封測。但總體而言,芯片人才匱乏形勢仍然嚴峻,人才結構明顯失衡。

芯片雖小,但其內部復雜不亞於一座城。1950年美國啟動芯片研發戰略,世界人才、跨國公司都為其服務。天時地利人和之下,美國芯片登頂世界首位寶座都耗費了30年之久。雖然國產芯現在還是起步階段,但至少我們已經在路上了。2020年5月6日,權威半導體第三方調研機構發布全球十大半導體銷售排名,華為海思創造了歷史,首次擠進榜單,排名第10位。2020年5月15日,國家集成電路基金及上海集成電路基金宣布向中芯國際注資160億元。中芯國際也在「N+1」「N+2」技術上取得突破,性能大致等於台積電7nm芯片的性能。2020年國內芯片設計企業達到2218家,相比2019年增長了24.6%。其中武漢、廈門等二線城市的芯片設計企業超過100家。

360行,行行都缺芯?芯片荒為何這麼嚴重

國產芯迎來歷史性窗口期

在這個生活中處處離不開半導體和芯片的時代,可以預見的是今年的芯片荒可能影響的是兩三年內半導體產品的價格,電子產品的漲價基本已是板上釘釘,另一方面,雖然美國政府已經完成政治接替,但中美關系仍舊充滿着不確定性,這也讓讓國產化替代迎來一個歷史性的窗口期。

不過,仰望星空的同時還需腳踏實地,當下更為嚴峻的問題是:半導體是精細化的系統,設計、生產、代工必須要全球合作的產業鏈,任何一個國家都無法實現這個產業鏈的完全國產化。一個簡單的例子就是國產半導體設備里面的配件絕大部分都是國外采購的,更不要說半導體材料領域。

十年飲冰,難涼熱血,希望在未來,國產芯能帶給我們驚喜。

來源:cnBeta