過去一年里,全球缺芯焦慮,從汽車、電子消費(fèi)等重點(diǎn)行業(yè),演變成為一場覆蓋上下游產(chǎn)業(yè)鏈、波及全球消費(fèi)者的“特大洪水”。
對(duì)強(qiáng)芯片依賴的領(lǐng)域來說,2021年是斷供情況幾乎“沒頂”的一年。汽車行業(yè)出現(xiàn)了減產(chǎn)、關(guān)停部分工廠,減配出貨等情況;智能手機(jī)廠商同樣困于芯片緊缺,產(chǎn)品研發(fā)與出貨速度都受到了影響。
而隨著代工廠產(chǎn)能向高價(jià)值、先進(jìn)制程芯片側(cè)重,缺芯的壓力進(jìn)一步傳導(dǎo)到其他行業(yè)。
高盛的研究報(bào)告顯示,全球有多達(dá)169個(gè)行業(yè)在一定程度上受到了芯片短缺的打擊,包括從鋼鐵產(chǎn)品、混凝土生產(chǎn)到空調(diào)制造、啤酒生產(chǎn)等所有行業(yè)。深圳、東莞的一些中小型科創(chuàng)企業(yè),如TWS耳機(jī)廠商、藍(lán)牙互聯(lián)廠商等,承受不了芯片短缺或價(jià)格暴漲的壓力,倒閉不在少數(shù)。
2021年,全球缺芯已經(jīng)成為滔天洪水,并以可見的速度襲來,影響著整個(gè)社會(huì)和每個(gè)人的生活。
于國家而言,缺芯引發(fā)的亂象需要規(guī)范。
物以稀為貴的芯片開始引起犯罪分子的注意。在美國,2021年10月29日,英偉達(dá)合作伙伴EVGA聲稱一批EVGAGeForceRTX30系列顯卡在舊金山開往南加利福尼亞州配送中心的途中被盜。而早在2021年8月,中國國家市場監(jiān)管總局就發(fā)布消息,對(duì)涉嫌哄抬價(jià)格的汽車芯片經(jīng)銷商企業(yè)立案調(diào)查,查處囤積居奇、哄抬價(jià)格、串通漲價(jià)等違法行為。
與此同時(shí),因缺芯而延長的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇、局勢(shì)變化,也亟待國家力量的參與和變革。比如曾因美國扶持而崛起的韓國半導(dǎo)體行業(yè),也出現(xiàn)了利益分歧。《韓國時(shí)報(bào)》認(rèn)為,韓國芯片公司實(shí)際上正面臨美國《國防生產(chǎn)法》的“脅迫”;中國的芯片“國產(chǎn)化替代”,伴隨著2021年新基建、數(shù)字經(jīng)濟(jì)的加速而緩慢起步。
于個(gè)人而言,芯片也不再只是“斷供”“實(shí)體清單”之類的政治話題與談資,作為成本的最終承擔(dān)者與芯片的最終使用者,2021年全球缺芯的影響開始真正影響我們的日常生活。
有消費(fèi)者因?yàn)槠噺S商無法生產(chǎn),而遲遲提不到車,有的則不得不接受減配的操作;手機(jī)新品的出貨速度與營銷優(yōu)惠的幅度都小了很多,降低了手機(jī)消費(fèi)者的換機(jī)欲望;而MCU、電源管理芯片、Wi-Fi芯片等產(chǎn)能被擠占,也讓更多電子功能產(chǎn)品出現(xiàn)了漲價(jià)的情況,芯片產(chǎn)業(yè)鏈的成本上漲已經(jīng)傳導(dǎo)到終端消費(fèi)者身上。
你可能會(huì)問,既然缺芯已經(jīng)持續(xù)了一年多,直到現(xiàn)在全球都還沒有找到解決方法嗎?
治芯如治水。
具有強(qiáng)周期性的芯片半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),也如同治理水患一樣充滿了各種糾結(jié)與權(quán)衡。
水多了會(huì)澇,水少了會(huì)旱,芯片領(lǐng)域中,產(chǎn)能往往也需要代工廠提前布局,反周期建設(shè)意味著不確定因素很多,投產(chǎn)多了會(huì)殺價(jià),投產(chǎn)少了不夠用。
2021年,世界各地的晶圓廠幾乎都在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。但正如臺(tái)積電董事長劉德音所言,其中存在大量重復(fù)訂單,“28納米現(xiàn)在看似供不應(yīng)求,但其實(shí)全球產(chǎn)能仍大于需求”。如果盲目建立新工廠擴(kuò)大產(chǎn)能,未來又會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)線不飽和的情況。
國際數(shù)據(jù)公司(IDC)就認(rèn)為:芯片供應(yīng)將于2022年中期實(shí)現(xiàn)供給平衡,到2023年,又可能會(huì)出現(xiàn)芯片產(chǎn)能過剩,即供過于求。
艱難險(xiǎn)阻,坎之事象也。全球缺芯的命題,正如“坎”(kǎn)卦一樣,充斥著低洼的困局、隱藏的危險(xiǎn)、層層疊加的險(xiǎn)上加險(xiǎn)。
僅2021一年的時(shí)間,或許不足以令世界半導(dǎo)體格局發(fā)生天翻地覆的變化,但中國需要使用怎樣的方法和思路來架橋修路,化解芯片危局,2021其實(shí)給了我們足夠多的啟示。
洪水之年:缺芯影響究竟有多大?
《圣經(jīng)》中有洪水滅世,古代中國有大禹治水,洪水之患是人類長久以來憂懼的大型災(zāi)害之一。而2021,發(fā)生在數(shù)字世界的“全球缺芯”,則如同洪水般吞沒了一個(gè)又一個(gè)行業(yè),讓整個(gè)世界變成了大型焦慮現(xiàn)場,曾經(jīng)光鮮的企業(yè)們都在芯片短缺和漲價(jià)的威脅下進(jìn)入了慘烈的廝殺。
時(shí)至今日,芯片短缺這一問題已影響了數(shù)個(gè)行業(yè)。其中,芯片成本占據(jù)全行業(yè)GDP4.7%的汽車行業(yè),首當(dāng)其沖。
現(xiàn)代汽車的生產(chǎn)制造涉及到數(shù)十個(gè)微控制器,整車的電子元器件和芯片數(shù)量非常高。博世中國總裁蔣健曾分享過,當(dāng)前傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛約用100至200片半導(dǎo)體芯片,新能源車所用的芯片與傳統(tǒng)燃油車相比呈5倍遞增。而只要有一顆芯片斷供,車輛就無法制造。
今年以來,大眾、豐田、福特、本田等多家跨國車企巨頭,以及蔚來、理想等造車新勢(shì)力,都受到了芯片短缺的影響,出現(xiàn)停產(chǎn)、減配、提車難的情況。有汽車高管在微博發(fā)聲:“展廳的展車都幾乎賣光了,只能擺車模?!?/p>
歐洲汽車制造商協(xié)會(huì)(ACEA)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,今年7月和8月,歐洲新車注冊(cè)量同比分別下降24%和18%,這是自2013年歐元區(qū)經(jīng)濟(jì)危機(jī)結(jié)束以來,跌幅最大的兩個(gè)月。中國2021年的汽車銷量也因?yàn)楫a(chǎn)量減少而出現(xiàn)負(fù)增長。
另一個(gè)尤為緊張的,則是消費(fèi)電子行業(yè)。
智能手機(jī)使用的芯片銷售額占比26%,排在芯片應(yīng)用領(lǐng)域的首位。而隨著5G的普及、手機(jī)性能對(duì)先進(jìn)制程的依賴、SoC芯片的發(fā)展趨勢(shì),所需要的芯片數(shù)量和工藝精度增高,都對(duì)有限的產(chǎn)能提出了挑戰(zhàn),直接影響到智能手機(jī)廠商。
據(jù)《電子時(shí)報(bào)》報(bào)道,蘋果計(jì)劃向高通和三星采購5G基帶芯片,但卻遭兩者拒絕,三星回應(yīng)的理由是供應(yīng)量不足。
沒有高制程5G芯片,就意味著智能手機(jī)新品無法供貨,市場面前只有對(duì)手。加上華為受限于5G芯片采購,相當(dāng)于讓出了一個(gè)巨大的高端手機(jī)市場份額,2021年大量手機(jī)廠商都開始未雨綢繆,出現(xiàn)了囤積芯片的現(xiàn)象。根據(jù)《日經(jīng)亞洲》報(bào)道,小米2021年對(duì)供應(yīng)商提出了采購高達(dá)2.4億臺(tái)手機(jī)對(duì)應(yīng)配件的計(jì)劃,而小米2020年全球出貨量是1.46億臺(tái),其他廠商也如法炮制,核心芯片的需求,擠占了代工廠的產(chǎn)能。
為了優(yōu)先保證手機(jī)芯片的供應(yīng),又進(jìn)一步影響了其他芯片,如電源管理芯片、驅(qū)動(dòng)芯片、射頻芯片等的生產(chǎn),進(jìn)而使得大量網(wǎng)通產(chǎn)品漲價(jià)或告急。高盛的研究報(bào)告認(rèn)為,在芯片上的花費(fèi)超過行業(yè)GDP1%的產(chǎn)業(yè),都將受到芯片短缺的影響。
比如,因?yàn)楦咄▽⑿酒a(chǎn)能分配給手機(jī)芯片,進(jìn)而影響了一款Wi-Fi芯片的生產(chǎn),導(dǎo)致許多國內(nèi)無人機(jī)廠商開始缺芯;而被認(rèn)為是低附加值的MCU微控制器,小到智能家電,大到智能制造設(shè)備、汽車保障系統(tǒng),幾乎都有MCU的身影,也“物以稀為貴”,價(jià)格增長了幾十倍,從幾毛錢炒到近10元,汽車MCU芯片則高達(dá)5美元左右,最終成本都將層層傳遞到終端消費(fèi)市場,你我都是買單人。
禍?zhǔn)轮颍赫l制造了全球缺芯?
如果說“實(shí)體清單”還是出于情懷的義憤填膺,那么2021年全球缺芯導(dǎo)致的漲價(jià)傷錢就是每個(gè)人的切身之痛了。而前者還可以將美國政客作為罪魁禍?zhǔn)?,但到?021年,局面就變得非常復(fù)雜了。
全球缺芯,猶如大禹治水,要面對(duì)的是一個(gè)復(fù)雜的、充滿了變數(shù)和不可控因素的龐大系統(tǒng)。
首先是天災(zāi)。
2021年,持續(xù)發(fā)生的自然災(zāi)害與***反復(fù),都在延遲這芯片半導(dǎo)體的產(chǎn)能恢復(fù)。2021年年初,美國得克薩斯州遭遇冬季風(fēng)暴襲擊,三星電子、恩智浦和英飛凌等多家半導(dǎo)體在奧斯汀附近的工廠一度被迫停工;2月,日本發(fā)生7.3級(jí)地震,影響了兩大硅晶圓Wafer廠信越和SUMCO廠房;3月,日本汽車芯片主力供應(yīng)商瑞薩電子發(fā)生火災(zāi),不得不停產(chǎn)一個(gè)月;5月富士康、立訊精密、三星電子等企業(yè)都關(guān)閉了位于越南的工廠;6月,全球50多家企業(yè)在馬來西亞的分廠因***全部停工,當(dāng)?shù)胤鉁y(cè)產(chǎn)能占據(jù)全球封測(cè)產(chǎn)能的13%;8月,馬來西亞新冠***反復(fù),部分芯片工廠停工,給博世多個(gè)系統(tǒng)的芯片都造成了大量影響,特斯拉的車輛交付時(shí)間也因此延長……
2021年,這些發(fā)生在產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)與區(qū)域的天災(zāi),直接加劇了全球缺芯的緊張狀態(tài)。
其次是***。
如果說天災(zāi)是意外,那么動(dòng)蕩的政治局面和企業(yè)的哄搶行為,則是形勢(shì)進(jìn)一步嚴(yán)峻的推手。
一方面,受美國制裁的影響,手機(jī)廠商不得不加大囤芯力度,導(dǎo)致需求量大幅上升。此外,有些企業(yè)為了確保不斷供,向兩個(gè)或兩個(gè)以上的工廠下相同的訂單,又在一個(gè)工廠交付之后,取消另一家工廠的訂單,也就是臺(tái)積電所說的“重復(fù)訂單”,直接影響了代工廠的排產(chǎn)計(jì)劃,很難計(jì)算出訂單積壓總量,工廠于是優(yōu)先將產(chǎn)能分配給高批量訂單和利潤更高的訂單,比如高通在2021投資者大會(huì)宣布,全方位發(fā)力汽車領(lǐng)域。
半導(dǎo)體頭部廠商紛紛發(fā)力汽車領(lǐng)域,又導(dǎo)致了小眾芯片的缺貨和漲價(jià)。
2021年8月,中國市場監(jiān)管總局依法對(duì)上海鍥特電子有限公司、上海誠勝實(shí)業(yè)有限公司、深圳市譽(yù)暢科技有限公司三家汽車芯片經(jīng)銷企業(yè)哄抬汽車芯片價(jià)格行為共處250萬元罰款,就是因?yàn)檫@三家企業(yè)大幅加價(jià)銷售部分汽車芯片,將進(jìn)價(jià)不到10元的芯片,以400多元的高價(jià)銷售,擾亂市場價(jià)格的同時(shí),又進(jìn)一步制造了緊張情緒,加劇恐慌性備貨。
當(dāng)然,除了罵老天爺、罵無良政客、罵市場掮客,我們還必須接受一個(gè)事實(shí),那就是半導(dǎo)體的行業(yè)規(guī)律和市場供需規(guī)律,決定了芯片就是會(huì)漲價(jià)的。
數(shù)字經(jīng)濟(jì)以及線上生活,筆記本電腦、家用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等電子產(chǎn)品的銷量大幅增長,智能家居、IOT、智能指紋門、農(nóng)業(yè)無人機(jī)、電子圍欄等傳統(tǒng)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)化、智能化需求,元宇宙帶動(dòng)VR/AR等設(shè)備的流行,這些電子產(chǎn)品的規(guī)模擴(kuò)大,會(huì)導(dǎo)致芯片需求成倍增長,產(chǎn)能有限的前提下價(jià)格自然會(huì)上漲。比如2021年,應(yīng)用在中低端手機(jī)的500萬像素和800萬像素的CIS芯片,就出現(xiàn)了嚴(yán)重短缺。
與無限擴(kuò)大的終端需求相比,半導(dǎo)體產(chǎn)能本身就靈活性較低。
無論是IDM(
IntegratedDeviceManufacture)還是Foundry(代工廠),其產(chǎn)能利用率的彈性都是相對(duì)有限的,一般會(huì)維持在80%以上,目前都已經(jīng)達(dá)到100%。而擴(kuò)大產(chǎn)能需要新建廠,投資動(dòng)輒高達(dá)百億,還需要1-2年的成熟運(yùn)營期,做出擴(kuò)張的決策并不容易,直接導(dǎo)致短期內(nèi)無法跟上市場需求。
比如大部分汽車控制芯片、5G射頻芯片、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備芯片,都是采用8英寸晶圓制造的,但全球8英寸晶圓產(chǎn)線數(shù)量不斷減少,新建晶圓廠往往會(huì)選擇能生產(chǎn)先進(jìn)制程的12英寸晶圓,這就導(dǎo)致成熟制程芯片產(chǎn)能本身就不足。因此,IDC認(rèn)為由于成熟工藝技術(shù)的材料成本和機(jī)會(huì)成本,芯片價(jià)格還會(huì)繼續(xù)上升。
(臺(tái)積電2021年二季度各制程所占營收比例)
總的來說,前所未有的全球缺芯是多重因素疊加的結(jié)果,既有不可預(yù)測(cè)的天災(zāi)***,也是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈周期性、協(xié)作性導(dǎo)致的必然。
方舟之路:中國芯片的堤壩與橋梁
在浩浩湯湯的缺芯洪水面前,幾乎所有半導(dǎo)體區(qū)位都在嘗試筑起堤壩。
2021年6月,美國參議院通過《美國芯片法案》,要求美國政府提供數(shù)百億美元支持半導(dǎo)體行業(yè)在美國的發(fā)展。9月末,美國又召開了全球芯片業(yè)峰會(huì),英特爾、臺(tái)積電、蘋果、微軟、三星電子和福特等企業(yè)代表參與了此次會(huì)議,尋求化解芯片短缺局面的方法。歐盟則在《數(shù)字羅盤計(jì)劃》后,推出歐洲芯片法案,提高該區(qū)域芯片的自給自足能力。
中國在2021的十四五開局之年,提出了2025年產(chǎn)業(yè)規(guī)模目標(biāo),各地都制定了相關(guān)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,國家大基金二期向晶圓制造企業(yè)投入資金超過400億。在這么多動(dòng)作面前,中國缺芯問題能緩解嗎?
如果將缺芯看作是大禹治水,那么疏通河道的方向主要有三個(gè)。
1.自研。
要從根本上解決缺芯問題,只能走上芯片自研自立之路。
以特斯拉為例,之所以能夠在2021年全球缺芯的大背景下,依然能夠取得不錯(cuò)的市場成績,沒有被芯片耽誤,正是因?yàn)槠渚邆渥匝行酒哪芰?,從而快速響?yīng)市場變化,而不是被動(dòng)等待供應(yīng)商的配合。
2021年,我們可以看到許多車企和手機(jī)廠商都開始選擇自研。上汽與英飛凌聯(lián)手成立上汽英飛凌,主攻車規(guī)級(jí)IGBT芯片;理想和蔚來也搭建了自動(dòng)駕駛團(tuán)隊(duì),開始自動(dòng)駕駛芯片自研進(jìn)程。手機(jī)廠商中,小米、OPPO、vivo等也相繼公布了自研芯片。百度昆侖2宣布量產(chǎn),字節(jié)跳動(dòng)入股多家半導(dǎo)體公司。與行業(yè)需求和特質(zhì)相結(jié)合的中國造芯之路,已經(jīng)邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。
2.合作。
中國半導(dǎo)體終要走上獨(dú)自行走的道路,但必須承認(rèn)的是,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)在事實(shí)上全球同呼吸、共命運(yùn),很多關(guān)鍵環(huán)節(jié)在短時(shí)間內(nèi)無法替代。法國半導(dǎo)體材料大廠Soitec的首席執(zhí)行官保羅·布爾德就認(rèn)為,即使歐洲有能力建立一個(gè)重要的、具有自主權(quán)的芯片供應(yīng)系統(tǒng),但它不一定能運(yùn)作起來,需要在世界其他地區(qū)同樣得到支持才行。
目前,中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在整體設(shè)計(jì)、高制程制造等方面還與頭部有著相當(dāng)?shù)牟罹?,比?納米制程的SoC芯片、存儲(chǔ)芯片的規(guī)?;慨a(chǎn),必須通過頭部代工廠完成,光刻機(jī)等重要設(shè)備、材料的攻克也非一朝一夕。就算有一天解決了本土的產(chǎn)能危機(jī),芯片作為強(qiáng)周期產(chǎn)品,未來如果本地市場無法消化多余產(chǎn)能,同樣會(huì)讓本土半導(dǎo)體企業(yè)面臨風(fēng)險(xiǎn),所以中國半導(dǎo)體不可能、也不應(yīng)該閉門造車,需要聯(lián)合全球上下游產(chǎn)業(yè)一起緩解缺芯問題。
如何確保中國企業(yè)能夠快速了解供應(yīng)鏈變化,這就要求提升談判能力,確保優(yōu)先供應(yīng)與價(jià)格穩(wěn)定。有業(yè)內(nèi)人士曾告訴我們,這一方面要求中國半導(dǎo)體行業(yè)集中精力辦大事,在某些關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)上也能做到“卡別人脖子”,培育出擁有談判權(quán)的頭部公司;此外,中國龐大的市場規(guī)模也能吸引海外相關(guān)企業(yè)作為同盟,共同創(chuàng)新、合作共贏。
3.另辟蹊徑。
之所以中國芯片并不悲觀,正是因?yàn)樾酒a(chǎn)業(yè)鏈的全球性與規(guī)模效應(yīng),只要有足夠大的市場和良性的商業(yè)循環(huán),總有一天能夠追平甚至引領(lǐng)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
而具體到商業(yè)機(jī)遇上,資金投入必須有的放矢,盡快形成中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心優(yōu)勢(shì)與“拳頭產(chǎn)品”,躋身世界半導(dǎo)體格局的重要一席。那么,哪些市場會(huì)是中國的機(jī)遇呢?
1.AI計(jì)算。目前,與AI計(jì)算相關(guān)的芯片產(chǎn)品極度短缺,比如被犯罪分子盯上的GPU就適用于AI訓(xùn)練和推理。此外,中國產(chǎn)業(yè)智能化的轉(zhuǎn)型升級(jí)也帶來了大量AI芯片的需求,清華大學(xué)的魏少軍教授曾提出,未來AI芯片需要一個(gè)通用的、高效能的深度學(xué)習(xí)引擎來驅(qū)動(dòng),芯片架構(gòu)的創(chuàng)新在于軟件定義芯片,或者稱粗粒度可重構(gòu)架構(gòu)(CGRA),要同時(shí)兼顧硬件可編程性和軟件可編程性。這恰好可以充分發(fā)揮中國在AI領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),彌補(bǔ)硬件基礎(chǔ)層的短板。
2.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。中國千行百業(yè)的數(shù)智化轉(zhuǎn)型,其中工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是核心場景之一,存在大量的芯片需求,尤其是一些低成本、成熟制程的工業(yè)芯片。比如德州儀器的模擬芯片就有十幾萬的SKU,其中一些長尾類的小眾芯片,經(jīng)過中國市場的規(guī)模放大,足以支撐起可觀利潤,中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的能力完全可以做到,也更熟悉本土企業(yè)的個(gè)性化、差異化需求,從而持續(xù)打開市場空間與商業(yè)價(jià)值,形成良性循環(huán)。
中國人認(rèn)為《坎卦》的解決之道,是“維心亨,行有尚”,意思是內(nèi)心不畏艱險(xiǎn),用堅(jiān)定剛毅的行為突破重重險(xiǎn)難。在缺芯這場“洪水”中,每一個(gè)人、每一個(gè)企業(yè)、每一個(gè)國家都無法獨(dú)善其身,也都能夠參與到“自救”當(dāng)中。
中國半導(dǎo)體的2021,是在為未來造橋修路;而你我的每一次選擇,也是在為中國芯片的堤壩添磚加瓦?;蛟S在不遠(yuǎn)的將來,我們就能夠突破重重險(xiǎn)阻,看到芯片供需的水旱從人,數(shù)字經(jīng)濟(jì)的沃野千里。
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