關於全球晶片荒,你需要了解這幾件事

2021-12-24 腳本之家

受全球晶片供不應求的影響,全球消費者正面臨電視、手機、汽車和遊戲機等產品價格上漲或缺貨的問題。

 

自去年以來,晶片短缺的情況就一直不斷惡化。

 

一開始只是新冠病毒大爆發,工廠停產帶來的供應暫時延遲。

 

隨著新冠疫情的持續,人們的生活、工作習慣有了新的變化。人們居家時間更長,筆記本電腦、平板電腦、電視機、手機、遊戲機、汽車等需求暴增,對晶片的需求也隨之猛增。因此,儘管工廠恢復了生產,但產能依舊不足。

 

臺積電的代工廠過去一年一直滿負荷運轉,但晶片仍供不應求,其產能先是被個人電子產品需求大幅飆升所消耗,最近又受到汽車行業需求復甦速度快於預期的影響。

 

博通的CEO Hock Tan今年3月表示,公司今年90%的晶片已經被預定。通常,晶片製造商有一季的產量會出現這樣的情況。博通的業務橫跨智慧手機零組件、網路設備關鍵元件、讓家用Wi-Fi和機上盒能運作的半導體,因而是整個晶片行業的晴雨表。

 

自從11月份曝出蘋果最新iPhone面臨晶片短缺的問題以來,有關「警報」越來越多。從東京到底特律的汽車製造商都在削減產量。商店裡越來越難找到索尼的PS遊戲機。甚至是鋁生產商未來的產量可能會下降。晶片短缺還延伸到網絡領域,網絡晶片的交付周期已經延長到50周,運營商的路由器訂單被延後了60周(是以前的兩倍多)。

 

這一切都表明,「晶片荒」正在全球範圍內爆發,且影響到各行各業。

 

相關數據顯示,今年2月份,從下訂單到晶片交貨的周期首次延長至平均15周。博通的交貨周期延長至22.2周,高於2020年2月的12.2周。

 

1

 

首先受到晶片短缺影響的是智慧型手機、消費電子產品。

 

蘋果CEO庫克在1月27日的財報電話會議上已宣布,Mac、iPad和iPhone 12 Pro都遭遇「供應受限」問題。

 

索尼上個月表示,由於晶片供應瓶頸,今年可能無法達成新款遊戲機的銷售目標。微軟Xbox 表示,預計晶片供應問題至少持續到今年下半年。

 

造晶片的三星也缺晶片。三星的消費類產品線也受到了影響,原本打算今年下半年發布的新一代Galaxy Note,可能延遲到明年再發布,這是該公司最暢銷的高端智慧型手機型號之一。

 

小米警告稱,零部件短缺,可能會減緩未來幾個季度的業績增長。

 

去年因汽銷量下降而削減晶片訂單的汽車製造商,在今年春季市場反彈時試圖重新下訂單,卻發現自己排在了求晶片隊伍的尾部。

 

汽車生產商受到衝擊的部分原因在於,庫存計劃不周全。汽車行業低估了消費需求,進而低估了疫情爆發時他們所需的晶片數量。

 

還有部分原因是,整個汽車行業購買晶片的花銷是約370億美元,豐田和大眾等汽車巨頭各自購買了逾40億美元的晶片。但在蘋果這些競爭對手面前,這點訂單量顯得微不足道。如果蘋果每年花560億美元來購買晶片,並且這個數字不斷增長,晶片製造商會優先供應誰,這個問題的答案應該是顯而易見的。

 

「晶片荒」使全球汽車製造商要麼放緩了生產速度,要麼臨時關廠停產。受到牽連的汽車廠商包括本田、福特、大眾、沃爾沃、豐田、日產、三菱、蔚來。

 

美國惡劣的天氣、日本的火災、臺灣的乾旱/缺水等一系列「天災」,也接連侵襲了晶片行業。

 

 

日本最大的汽車晶片製造商之一瑞薩電子則遭遇地震和火災兩重衝擊。2月份的一場地震導致瑞薩電子Hitachinaka工廠停產數日,庫存減少。3月19日的火災,致使其十幾萬臺設備受影響。根據估算,由此造成的損失可能會超過每月1億美元。預計需要三到四個月才能恢復全部生產。事故發生後,通用、豐田股價紛紛下跌6%以上。

 

為了幫助薩德電子恢復生產,日本經濟產業省IT產業部門主管Kazumi Nishikawa表示,計劃要求設備製造商支持瑞薩電子,並確保對該公司的訂單給予優先考慮。

 

臺灣雖然是個海島,降水豐沛,但留不住水,來得多去得多,加上人口多等,水資源匱乏。2020年,是臺灣56年來首次沒有颱風通過的一年,許多地區降雨為近年最低。水庫蓄水量也創新低。2021年春季,由於降雨量偏低,臺灣正遭遇嚴重的旱情。

 

對於半導體製造廠商來說,每天的用水量巨大,在晶片製造的過程當中,包括清洗化學物這樣的步驟都需要大量用水。如果供水出現問題,恐影響生產。

 

臺積電已向媒體證實,為了確保生產所需的供水,包括新竹、臺中、臺南各科學園區已開始部分啟動水車供水。

 

近幾周,其他零部件和材料的突然短缺也衝擊了全球供應鏈。2月份,美國德克薩斯州遭遇寒流和大規模停電導致化工廠停產,中斷了塑料生產,導致座椅泡沫和其他材料的短缺。

 

全球晶片短缺可能使汽車製造商今年損失610億美元的銷售額,可謂損失慘重。分析師估計,晶片供應可能要到第四季度才會穩定下來。

 

 

缺芯,掀起了一波晶片製造工廠的建設熱潮。

 

英特爾已計劃斥資200 億美元在亞利桑那州新建兩座晶圓代工廠,加快重振。

 

 

臺積電計劃在未來三年投資1000億美元來增加產能,並且支持高端製程技術的研發。這些產能是5G和高性能計算需求所需要的。臺積電未來的新廠房會在全球選址。同時,臺積電會在現有的晶圓廠中擴充高端製程和成熟製程兩種技術的產能。由於業務擴張,人才不足,臺積電計劃在2021年招聘9000人。

 

三星計劃到2030年投資約1160億美元,進一步實現晶片生產的多元化。

 

格芯計劃今年增加一倍的資本支出,擴大為汽車製造商的產品範圍。

 

但遠水救不了近火。新的晶片工廠建成後投入使用大概需要兩年的時間,仍難以緩解晶片的供應短缺。英特爾的新工廠預計2024年投產。

 

因此,晶片製造商們正準備進行一年之中的第二次大提價,希望通過漲價來抵消上漲的成本。

 

4月1日,臺積電宣布,將從2021年12月31日起,暫停晶圓價格的年度降價,時間將維持四個季度。以往,從蘋果、高通等主力客戶手中接到智慧型手機和個人電腦的晶片訂單時,臺積電會給予數個百分點的優惠。

 

同日,國產晶片代工龍頭中芯國際發郵件告知客戶,自4月1日起將全線漲價,已上線的訂單維持原價格,已下單而未上線的訂單,不論下單時間和付款比例,都將按新價格執行。

 

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過去十多年來,晶片製造商緊跟技術進步的成本(為追求先進位程所支出的成本)也呈指數級增長,使得先進的晶片生產工藝集中在了少數幾個晶片生產商手中。

 

目前,大概三到四個晶圓廠/晶片代工廠——臺積電、三星、格芯、聯華電子承包了全球大多數晶片生產任務,其中約91%的晶片代工訂單在亞洲完成,因為臺積電、三星在這裡。

 

 

無論從規模還是成熟度、覆蓋範圍方面而言,臺積電都是無可爭議的領導者,它每年幾乎為所有你能想到的行業大客戶生產數以百萬計的晶圓。2020年,臺積電12英寸晶圓的總出貨量為1240萬片,高於2019年的1010萬片。這家來自臺灣的公司,花了30多年時間來完善自己的晶片製造工藝,並在過去幾年花費了數十億美元來確保自己始終處於技術的最前沿。

 

臺積電正在生產7nm的晶片,不久將能夠交付5nm的晶片,他們還在研究3nm晶片。英特爾只能使用10nm工藝製造晶片,目前尚不清楚它們能多快升級到7nm工藝。三星的10nm晶片和8nm晶片則遇到了一些障礙。

 

這一事實也加劇了全球晶片短缺的問題。臺積電在整個半導體供應鏈中扮演著關鍵角色。

 

根據彭博社供應鏈的估計,臺積電25%的業務來自蘋果,它還為其他晶片製造商或無晶圓廠的晶片設計公司製造晶片,例如博通、高通、英偉達、AMD、德州儀器,這些公司又為世界上最大的消費電子公司、通訊設備公司和汽車零部件公司供應產品。

 

「晶片荒」發生後,世界各國領導人都把晶片供應作為本國政府的頭等大事。美國和歐洲的官員已經請求臺灣官員伸出援手,懇求更多的晶片供應,以避免經濟災難。同時,加大自己國內的晶片製造產能,確保國家安全。

 

目前的晶片短缺已經影響到新冠疫情下的美國經濟復甦,這一情況在部分汽車製造業佔主導地位的州尤其嚴重。如果不努力促進位造業恢復,美國就會面臨嚴重的供應鏈漏洞和安全問題,也將在全球競爭中處於下風。

 

半導體行業協會(SIA)的數據顯示,雖然美國在晶片設計方面仍處於世界領先地位,但美國佔全球半導體產能的份額已經從1990年的37%下降至2020年的12%。

 

3 月31 日,拜登於匹茲堡(拜登兩年前開始競選時去的第一個城市)演說時披露了一項2.25 萬億美元基礎建設計劃,包括提議國會撥出500 億美元補貼美國半導體產業,加強本國的晶片製造和研發能力,以減輕對海外供應商的依賴。

 

拜登希望通過提高公司稅的方式為美國版的新基建計劃籌集資金,包括將企業稅率從原本的21% 調高至28%,對企業留在海外的盈餘加徵稅負。但據稱共和黨和民主黨並未對資金來源達成一致。

 

近日,拜登政府還接待了十多家公司的CEO,探討包括全球半導體短缺在內的問題。

 

中國的十四五規劃將晶片納入發展重點。

 

印度將向每家來該國設立製造部門的公司提供逾10億美元現金,並謀求建立自己的智慧型手機組裝行業,並加強電子供應鏈。印度向企業保證,政府會購買,也會命令民間市場企業購買本地生產的晶片。

 

但不論是晶圓廠還是晶片廠,從廠房擴建、設備採購、工藝調試,到真正生產晶圓、晶片,都需要漫長的時間。畢竟晶片對集成度和精度的要求極高,就算是同一批生產的設備,不同生產線造出的晶片都無法完全一樣,做不到「只要買了設備、把設備裝好,按下按鈕,就能生產晶片。」

 

晶片短缺還將持續一段時間。而且目前沒有跡象表明供應量正在增加或者需求量在減少。這最終會影響到廣大消費者。汽車、手機的價格可能會提高,今年的iPhone不見得會比去年便宜。

 

參考:Bloomberg、WSJ。

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