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全球缺芯的原因是什么?

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发表于 2021-7-26 10:57:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
芯片是电子行业的重要原材料之一,按功能主要分为存储芯片、处理器芯片和特定功能芯片等:存储芯片主要应用在电脑硬盘、手机存储等领域;处理器芯片是电脑、手机的“大脑”,其中车规级MCU芯片的需求更是与日俱增;特定功能芯片则包括通信芯片、电源管理芯片等品类。

但受新冠疫情影响,导致全球各地生产厂家的压力倍增。其中芯片的紧缺还形成了全球性缺芯的情况。比如芯片厂商恩智浦就曾透露,他们2020年1月就制定了扩大产能的计划,但因为疫情搁置了。直到6、7月份看到需求的强劲,才重启了这个扩大产能的计划,但到现在还没有投产。

另外,美国2021年2 月 16 日的一场大雪也让本已吃紧的全球芯片产业雪上加霜。受冬季暴风雪影响,美国得克萨斯州遭遇大面积电力故障,导致大规模的停电、供电瘫痪,数百万家庭面临停电。为最大程度上减少电力需求,得克萨斯州政府已要求当地公司、企业减少运营。得克萨斯州首府奥斯汀能源供应商要求大型制造企业在气候恶劣的情况下关闭运营,以优先保障居民和医疗行业用电。受此影响,位于得克萨斯州的数个半导体制造商,也纷纷暂停运营。

三星暂时关闭了奥斯汀的两家半导体制造工厂,且没有进一步恢复生产的时间表。据花旗银行数据显示,奥斯汀工厂占三星总产能约 28%,是三星半导体的制造中心。因当地人才和低税收政策,三星还正考虑一项 170 亿美元的计划,以扩大其在得克萨斯州的半导体制造业务。

不只是三星,汽车芯片主要供应商恩智浦和英飞凌,也于2021年 2 月 16 日、17 日先后关闭或缩减了位于奥斯汀工厂的业务。2020 年 Q4 汽车销售业务占恩智浦总营收约一半比例,截至 2019 年,恩智浦奥斯汀工厂占公司总产能 30%。英飞凌则生产存储芯片,对汽车和工业行业至关重要,2019 年该业务占总营收 5%。

此外,得克萨斯州还有芯片代工上游公司应用材料、射频巨头 Qorvo、德州仪器、Flex 等半导体巨头。由于规模和复杂性,并且芯片制造企业通常要 24 小时不间断运营,所以即便是短时间内的暂停也将造成数百万美元的损失。尽管美国芯片制造规模逊于亚洲国家,但在芯片短缺的行业关键时期下,只能加速恶化全球芯片的供应状况。

同时,疫情的限制也让人们的活动范围大幅受限,直接刺激了线上工作、学习和娱乐的需求,如云计算、摄像头、PC电脑等销量激增,加剧了下游对芯片的需求。

芯片产能的不足也造成了下游产业链的缺芯困局,有业内人士估计,缺芯困局将从2021年上半年继续延续到下半年,不仅如此,缺芯行业的波及面正扩散得越来越广。

此次缺芯浪潮最先受到影响的是汽车产业。而车企的大规模缺芯消息频频爆出则是在2020年下半年,但是,有消息透露芯片设计企业、车企,消费电子行业以及上游制造以及设备企业,在2020年年初就发现了芯片产能紧缺加剧的苗头。
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2021年1月份,本田、大众、福特等车企就纷纷宣布由于芯片供应不足而减产或关停部分工厂,3月16日,大众集团CEO赫伯特·迪斯声称,由于全球芯片短缺,公司今年前两个月已损失了10万辆汽车的产量。同一天,本田汽车也宣布,因一系列供应链问题,将暂停美国和加拿大工厂的部分生产。

福特汽车也因为这个问题,导致其北美畅销车型F-150皮卡和锐界SUV的组装被延迟,同时被迫暂停美国和德国两家组装厂的生产。预计芯片短缺对福特造成的损失达到10-25亿美元。日本半导体厂商瑞萨电子曾警告,全球汽车芯片供应短缺局面可能会持续到2021年下半年。
根据第三方信息服务提供商IHS Markit(艾信华迈)预测,2021年第一季度,汽车产量将会比最初预期少67.2万辆,其中近70%是由芯片短缺导致。随后,手机、面板等消费电子行业也面临缺芯的情况,整个半导体供应链的上中下游都受到影响。

2021年2月4日,在高通公司2021年一季度财报会上,总裁克里斯蒂亚诺·安蒙表示,产能紧缺是全面的,预计供不应求的局面会在下半年恢复正常。2月24日,小米副总裁卢伟冰在个人微博中说,“今年芯片太缺了,不是缺,是极缺。”

与消费电子不同的是,汽车芯片对其外部工作环境,如温度、湿度、粉尘、寿命、稳定度等承受度极高。汽车电子元件的规格标准,业内称车规级,车规级芯片的寿命要求至少15年,与此相比的消费电子芯片寿命为1年-3年,在温度上,车规级芯片需要承受最低约零下40摄氏度到最高约155摄氏度的温差,但消费电子一般在零摄氏度到零上40摄氏度即可。也因此,车规级的电子元件售价高,要求也高,这增加了汽车芯片的制造难度。

而且,汽车芯片需要花很长时间进行研发和验证,对于很多汽车芯片来说,研发的时间可能超过一年。如果要从开始研发到推向市场,至少三年。还有一些车规芯片,需要在通过了车规认证的产线才能生产。

也正因为此,目前,中国汽车产业对于芯片进口高度依赖。数据显示,中国汽车产销量约占全球33%,但在全球近500亿美元的汽车芯片市场规模中,中国仅占4.5%,车规级MCU芯片国产化率不足5%。并且芯片产业从建厂到形成产能的周期是以年计的,成熟工艺改造少则一年,先进工艺要两年时间以上,当现有产能被云计算和消费电子挤占之后,要把已经签好的订单砍掉,再回来生产车用芯片,几乎是不可能的事情。而随意更换任意一个生产环节都会带来很大的技术和财力上的不确定性。

并且,近两年,中国芯片产业大力度倍增,尤其是中国芯片设计企业大幅增多、需要芯片的产品也越来越多,势头迅猛,这也是致使产业链供需失衡的一个重要因素。

在这次缺芯浪潮中,丰田和宝马安然无恙。比起其他企业,他们有着更为成熟的供应链风险管理模式:宝马公司绕过一级供应商直接向晶圆厂下单,而丰田对汽车芯片厂商的严密把控更是令人惊叹,它们的经验也值得其他企业学习。

因新冠疫情影响,越南政府也已下令于2021年7月9日起,胡志明市进入为期两周的封城,包括三星电子、英特尔、日本电产在内的许多工厂暂停营运。并且要求这些企业为员工建立留守厂房宿舍,以及隔离计划。7月8日,因马来西亚确诊数仍高居不下,当地政府宣布,士乃工业区所有企业取消6成员工可进厂作业,全面停止营运,停工时间自7月9日凌晨00:00到7月22日晚间23:59,为期两周。被动元件大厂凯美发布公告称,已收到政府命令,凯美旗下旺诠大马厂等数十家厂商也受到此次停工波及,将影响整个7月电阻产出降低30%。

据介绍,马来西亚是全球重要的生产基地之一,有超过50家半导体公司在当地设厂。全球封测市占率约一成,日月光、英飞凌、意法半导体、英特尔、华天科技、通富微电等都在马来西亚设有封测厂。马来西亚还是日厂和台厂被动元件的重要生产据点,华新科、旺诠,以及国巨等都在马来西亚设厂。在电阻领域,2020年数据显示,凯美旗下的旺诠电阻产能位居全球第三,月产能约420亿颗。在MLCC领域,国巨电子MLCC产能占全球MLCC市场份额的12.2%,华新科技则为9.8%,两者占全球市场份额超20%。


随着疫情持续发酵,预计全球供应链将持续受到影响。





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 楼主| 发表于 2021-7-29 11:11:36 | 显示全部楼层
在全球各大行业都缺芯的背景下,整个芯片行业的需求也在稳步上涨,大多数半导体行业的企业也纷纷迎来了自己的业绩高光。来自调研公司TrendForce的数据显示,一季度全球10大芯片制造公司的合计营收达到了227.5亿美元,营收创下历史新高。全球第一大晶圆代工方台积电第一季度的收入达到了129亿美元(约合820亿人民币),较上年同期增长2%。一季度,全球芯片代工收入的57%左右来自台积电。随着晶圆价格的持续上涨和需求的持续,预计第二季度前10大代工厂的季度总收入将再次达到新高。


此外,来自中国大陆的中芯国际第一季度营收达到11亿美元,同比增长12%,另一家芯片代工厂商华虹半导体第一季度营收达到3亿美元,同比增长9%。

目前的半导体市场正处于一个快速扩张的时期,随着智能化、数字化的普及,几乎所有产业都很难离开半导体,对于半导体产业而言,接下来的数十年仍然是一个很好的机会。


半导体行业是典型的资本密集型与技术密集型行业,尤其在制造领域,建厂需要大量的资本开支,且面临投入高、回收慢、风险高的特征,这是民营企业难以承受之重。因此,过去中国的电子行业发展更多依靠民营企业家的敢闯敢干,而半导体行业则需要国家资本的大力支持。

2014年,国务院颁布《国家集成电路产业发展推进纲要》,明确提出到2020年,集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小,16/14nm制造工艺实现规模量产,封装测试技术达到国际领先水平,关键装备和材料进入国际采购体系,基本建成技术先进、安全可靠的集成电路产业体系。同年9月,国家集成电路产业投资基金正式设立,首期募资1387亿元。投资项目覆盖集成电路设计、制造、封装测试、装备、材料等各环节。与此同时,各地方政府的投资基金陆续成立,总计规模超3000亿元。2019 年 10 月,国家集成电路产业基金二期成立,预计五年投资规模再达 2000 亿人民币。集成电路产业基金累计支持资金超过 7000 亿元。2015年发布的十年战略规划《中国制造2025》则提出,2020年中国芯片自给率要达到40%,2025年要达到70%。

随着智能化、数字化的普及,几乎所有产业都很难离开半导体。中国市场作为全球最大的消费市场,而中国又引领了全球5G的发展,按照机构的说法,未来全球一半的5G连接会来自于中国,这需要大量的半导体器件,这正是中国厂商们最好的机会。

而日益紧张的外部形势,比如2018年中兴事件,再到后来的华为事件,也让国产替代成为趋势。在此背景下,有人认为如果说过去十年是消费电子的黄金十年,那么接下来则将是半导体的黄金十年。

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