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美國“芯荒”

2021-03-04
來源:是說芯語
關鍵詞: 美國 芯片

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  這是不久前,發(fā)生在白宮的一幕。

  美國總統(tǒng)拜登向在場的媒體舉起了一枚芯片,并介紹說:

  “近期我們出現(xiàn)了芯片短缺的情況,像我手里拿著的這個東西,叫做半導體。”

  隨后,拜登在白宮簽署了一份行政令,對半導體芯片等四種關鍵產(chǎn)品進行為期100天的審查,以評估漏洞和需要改進的地方。

  相比之下,參議院多數(shù)黨領袖查爾斯·舒默的話更為直接,他說:

  “目前美國的半導體制造能力不足已變成國家安全和經(jīng)濟薄弱且危險的一環(huán)。”

  按理說,美國是芯片大國,最不該焦慮。

  根據(jù)美國半導體工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù),在全球前十大的半導體公司榜單上,美國公司占了六家。

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  ▲2020年全球十大半導體公司榜單

  結(jié)果,在這場缺芯危機面前,美國卻成了“芯荒”的代表。

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      讓我們再來看看拜登手里拿的這枚芯片。

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  譚主和一位專業(yè)人士聊了聊,他叫曹韻,曾在中芯國際、意法半導體等芯片巨頭任職10多年。

  他告訴譚主,這是一塊集成了80億個晶體管的汽車芯片。

  在講話中,拜登也明確說到:

  “就是這樣一枚小小的芯片阻斷了主要汽車工廠的生產(chǎn)。”

  美國這次“芯荒”還要追溯到去年下半年,當時的汽車行業(yè)率先出現(xiàn)芯片產(chǎn)能吃緊的問題。

  作為汽車制造大國,美國車企首當其沖。

  福特因為缺芯,已經(jīng)關了兩家工廠,通用汽車已經(jīng)關了三家。

  據(jù)美國伯恩斯坦咨詢公司預計,2021年全球范圍內(nèi)的汽車芯片短缺將造成200萬至450萬輛汽車產(chǎn)量的損失,相當于近十年以來全球汽車年產(chǎn)量的近5%。

  為什么都是汽車芯片?

  曹韻先給譚主發(fā)來了一張圖。

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  這是芯片制造行業(yè)12英寸(300mm)芯片生產(chǎn)線和8英寸(200mm)芯片生產(chǎn)線的產(chǎn)能變化趨勢。

  可以看到,前者在2008年前后實現(xiàn)產(chǎn)能超越,兩種芯片分別用于汽車和移動端。

  曹韻告訴譚主:

  “車載芯片對于功耗性能的要求,顯著低于移動智能端的芯片要求,一般而言8英寸生產(chǎn)線即可滿足,而12英寸的芯片更多地用于手機。”

  因為需求的旺盛以及更高的毛利率,全球主要芯片大廠英特爾、臺積電、三星等,都紛紛加入到12英寸的產(chǎn)能擴充大潮中去。

  相比之下,8英寸生產(chǎn)線開始萎縮。從2008到2016年,全球至少超過30座8英寸晶圓廠關閉,同時有超過10座廠從8英寸轉(zhuǎn)換為12英寸。

  8英寸芯片全球的出貨一路下跌。

  到了2020年,芯片市場卻發(fā)生了一場顛覆性變化,一面是智能手機需求進入瓶頸,另一方面,汽車電子領域卻迎來需求大爆發(fā)。

  以往,傳統(tǒng)燃油車的芯片使用數(shù)量不足百枚。

  而新能源車則將這一數(shù)量刷新至千枚以上。

  需求端的結(jié)構轉(zhuǎn)換,全球芯片制造商完全沒有做好準備。

  芯片供需的結(jié)構性錯配,被成倍放大。

  “芯荒”面前,芯片大國美國顯得尤為手足無措。

  2月11日,包括英特爾、高通、美光和AMD等在內(nèi)的科技公司與汽車企業(yè)代表聯(lián)合致函白宮,要求提供資金、資助半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

  他們在信中寫到:

  “為了維持競爭力并強化關鍵供應鏈韌性,我們深信美國應鼓勵興建并更新半導體設施,同時投資于研究領域。此需求相當迫切,應該立刻行動。”

  “迫切”“立刻行動”,這樣的詞匯,很難和芯片大國美國勾連。

  實際上,“大”指的并不是生產(chǎn),而是消費。

  美國的芯片消費量巨大,但是與此不匹配的,是其芯片制造僅占全球的12%。

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  ▲根據(jù)半導體工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù),美國半導體公司占全球芯片銷售額的47%,但全球芯片制造只有12%發(fā)生在美國。

  美國全球排名前十的芯片公司中,博通、高通以及英偉達,都是純粹的芯片設計公司,其制造基本依賴于國外的芯片代工廠完成。

  而英特爾,美光,德州儀器雖然保留了一部分芯片制造產(chǎn)能,但是其外包代工的業(yè)務也呈逐年上升的趨勢。

  然而在疫情影響下,許多代工廠都紛紛停工,供應鏈被切斷,對美國的影響不容小覷。

  要知道,在1990年,美國的全球芯片制造份額,還占到37%。

  美國芯片產(chǎn)能的萎縮,只是美國制造業(yè)長期萎縮的一個縮影而已。

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  美國制造業(yè)的外移,和其資本追求更高效率全球配置的長期策略有關,也是美國的主動作為。

  美國一大批科技公司,均受益于此,迅速爬升到產(chǎn)業(yè)鏈上游,成為全球的龍頭。

  現(xiàn)如今,一場全球災難極度放大了制造業(yè)產(chǎn)能不足的負面影響,美國試圖自救。

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  就在拜登簽署行政令,尋求立法撥款370億美元支持半導體產(chǎn)業(yè)的前一天,美國參議院軍事委員會舉行了一場主題為“新興技術及其對國家安全影響”的聽證會。

  谷歌前首席執(zhí)行官施密特在一段關于美國“硬件漏洞”的討論上,說了這么幾句話:

  “領先微電子產(chǎn)業(yè)幾十年后,美國現(xiàn)在幾乎完全依賴外國來生產(chǎn)尖端半導體。”

  “對進口半導體的依賴,造成了戰(zhàn)略上的脆弱性……正如我們最近在汽車工業(yè)中看到的那樣。”

  聽完這番話,作為參議院軍事委員會一員的科頓也揚言:

  “我只想指出,我們對臺積電的依賴很大。”

  美國上下,心慌的不只是芯片短缺,更有芯片制造依賴。

  這也就有了去年5月,美國促成的臺積電在美國亞利桑那州的投資計劃:興建一座5納米12英寸晶圓廠,總投資金額高達120億美元。

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  興建工廠就能解決制造業(yè)的問題嗎?

  最近,一場暴風雪也許能揭開這個問題的答案。

  美國并非沒有芯片制造商,他們大多聚集在美國得克薩斯州。

  2月,這里剛剛發(fā)生了殃及400萬人的大停電,奧斯汀能源公司只得通知恩智浦、英飛凌這些半導體工廠,即將限電。很快,限制措施就加碼,當?shù)卣箨P閉晶圓廠。

  德國半導體企業(yè)英飛凌,最主要的汽車芯片產(chǎn)線就在得州。恩智浦也被迫關閉了得州工廠,相當于其三分之一的產(chǎn)能。

  要知道,恩智浦、英飛凌,在2019年全球汽車芯片市場中的份額,分別是14%、12%,一場暴風雪,對美國的芯片產(chǎn)業(yè)造成了“精準打擊”。

  如果說,這場暴風雪將美國制造業(yè)衰落的“冰山”推到了全球聚光燈下,那么這也僅僅是冰山一角,更深層的問題在水面之下。

  同樣是在拜登許下重振美國芯片制造業(yè)承諾的前一天,日媒《日刊工業(yè)新聞》披露了臺積電在美國工廠的建設進度。

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  根據(jù)報道,臺積電目前還處于向建筑商取得報價的階段,很多事情難以預料,最終建設成本會比原先的預期要高得多。

  美國的建設成本是臺灣的6倍之多,人力成本也超過3倍。最令人擔憂的是即便付出了高昂的成本,也難以達到理想的生產(chǎn)水平。

  這并不是美國政府對于制造業(yè)回流的第一次努力和嘗試。

  前任美國總統(tǒng)特朗普上任伊始,就把制造業(yè)回流作為其最重要的政策目標之一。而被特朗普稱為“世界第八大奇跡”的富士康液晶面板廠,也在當時名噪一時。

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  ▲盡管耗資巨大,特朗普仍稱富士康為“世界第八大奇跡”。

  富士康在2017年宣布將在威斯康星建一座大型液晶面板工廠,最終將雇傭13000名員工,威斯康星州在2017年批準了對該工廠30億美元的激勵計劃。

  然而,到現(xiàn)在,該項目承諾的所有諾言,幾乎無一兌現(xiàn)。

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  ▲2020年4月10日,位于威斯康星州歐克萊爾市空曠的富士康 “創(chuàng)新中心”。

  最初設定的十代半面板廠降格到六代,而工廠規(guī)模更是一再縮水,從當初承諾的13000人,到3000人,直到2020年的1500人。

  富士康美國戰(zhàn)略主管楊兆倫表示:

  “富士康從北卡羅萊納州,伊利諾伊州,密歇根州,俄亥俄州到肯塔基州,走遍全國,都找不到足夠的工人。”

  因為雇傭工人遠遠不及預期,威斯康星州州長在去年取消了富士康稅收減免的資格。而特朗普讓制造業(yè)回流的政策目標,也隨著第八大奇跡的消失而化為泡影。

  要知道,面板廠的技術要求和高端芯片制造相比,尚有著巨大的差距,面板廠尚且找不到合適的工人,希望芯片制造回流,實在是困難重重。

  信息消費聯(lián)盟理事長項立剛給譚主做了個形象的類比:

  “美國的很多技術在當時都很先進。但是電網(wǎng)50年就應該更新調(diào)整,美國現(xiàn)在電網(wǎng)已經(jīng)干了60年。美國制造業(yè)也是一樣,很多基礎建設、基礎能力建設始終沒有更新、缺乏投入。”

  項立剛所說的更新,不僅僅是370億投資基金就可以解決的,配套的產(chǎn)業(yè)鏈、數(shù)量充沛、素質(zhì)合格的產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員才是關鍵。

  這些,恰恰是當下,美國政府最難以解決的問題。

  美國“芯荒”的困局該怎么破?

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  這樣的局面,美國并不是第一次遇到。

  歷史經(jīng)驗也許能給予一定啟示。

  早在2011年,就發(fā)生過跟今天相似的故事。當時出現(xiàn)問題的,主要也是汽車行業(yè)。因為日本大地震,汽車零部件供應鏈破壞嚴重。

  為了應對,時任總統(tǒng)奧巴馬第二年便把供應鏈安全上升到國家戰(zhàn)略層面。

  當時他提出的辦法是:建立一個基于全球合作伙伴關系的“穩(wěn)定、安全、高效和有彈性的全球供應鏈”。

  關鍵詞是合作。

  3年之后,美國汽車銷量創(chuàng)歷史新高。

  他的繼任者特朗普一樣重視供應鏈安全,但他的辦法,是切斷、封閉、制裁。

  不久之后,美國便陷入了深重的芯片危機。

  去年,譚主專門寫過兩篇文章,《美國“芯”焦的背后》《糾結(jié)的制裁:揭秘美國科技制裁“狙擊手”》,詳細分析過美國針對中國一系列科技企業(yè)的制裁背后,復雜的心態(tài)。

  其中有“芯焦”。

  隨著摩爾定律的失靈,美國的芯片性能提升已經(jīng)進入瓶頸。

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  ▲摩爾定律:微芯片上的晶體管數(shù)量每兩年翻一番

  其中更有“芯結(jié)”。中國是美國最大的芯片消費市場,而芯片行業(yè)的設計、生產(chǎn)工藝完善又特別依賴市場需求驅(qū)動。

  現(xiàn)如今,美國的“芯荒”又豈止是缺少芯片?

  CNN公開了一份數(shù)據(jù),當美國在全球半導體制造業(yè)份額下降的同時,中國大陸的份額正在增長,如今兩國份額已大致相當,均在12%左右。

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  ▲“我們的全球半導體生產(chǎn)份額從1990年的37%持續(xù)下降到現(xiàn)在的12%,”CEO們在周四給拜登的信中這樣說。專家們表示,在美國的全球芯片市場份額萎縮時,中國的份額增長到了現(xiàn)在的12%左右。

  是作繭自縛,還是開放合作,共渡難關?

  歷史已經(jīng)給出過答案。

  拜登簽署行政令第二天,中國外交部發(fā)言人也作了回應:

  在全球化時代,各國利益深度交融,你中有我、我中有你。全球產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈的形成和發(fā)展,是市場規(guī)律和企業(yè)選擇共同作用的結(jié)果。

  依然在四處求助,緩解“芯荒”的美國,對此,想必已經(jīng)深有體會了吧。

  

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