汽車產(chǎn)業(yè)的缺芯焦慮,似乎并沒有隨著時(shí)間減弱,。
有業(yè)內(nèi)人士估計(jì),缺芯困局將從2021年上半年繼續(xù)延續(xù)到下半年,,不僅如此,缺芯行業(yè)的波及面正擴(kuò)散得越來越廣,。
今年1月,,本田、大眾,、福特等車企紛紛宣布由于芯片供應(yīng)不足而減產(chǎn)或關(guān)停部分工廠,,隨后,手機(jī),、面板等消費(fèi)電子行業(yè)也面臨缺芯的情況,,整個(gè)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的上中下游都受到影響。
全球缺芯情況究竟如何,?問題卡在哪,?何以解憂?
受到芯片供應(yīng)不足影響,,根據(jù)第三方信息服務(wù)提供商IHS Markit預(yù)測,,2021年第一季度,汽車產(chǎn)量將會比最初預(yù)期少67.2萬輛,。在一位通用汽車中國區(qū)高管的記憶里,,這一輪全球性缺芯的情況前所未有。
車企缺芯傳導(dǎo)給芯片代工廠,,全球芯片代工廠都在滿產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn),,在半導(dǎo)體行業(yè)追趕摩爾定律的將近半個(gè)世紀(jì)中,周期性產(chǎn)能緊張是該行業(yè)長期發(fā)生的情況,。以往,,都能依靠例如代工廠的提前布局,或反周期建設(shè)等措施降低矛盾,,但這一次這個(gè)產(chǎn)業(yè)中的每個(gè)環(huán)節(jié)似乎都“失算”了,。代工廠的滿產(chǎn)轉(zhuǎn)移給再上游的設(shè)備廠商,再由設(shè)備廠商傳導(dǎo)給其上游的零部件廠商,,一些零部件的交期甚至從原來的1-2個(gè)月延長至半年,。上游的供應(yīng)不足,又反過來傳遞給下游,,加劇了消費(fèi)電子行業(yè)缺貨的狀況,。
2月4日,,在高通公司(QCOM:NASDAQ )2021年一季度財(cái)報(bào)會上,總裁克里斯蒂亞諾·安蒙(Cristiano Amon)表示,,產(chǎn)能緊缺是全面的,,預(yù)計(jì)供不應(yīng)求的局面會在下半年恢復(fù)正常。2月24日,,小米副總裁盧偉冰在個(gè)人微博中說,,“今年芯片太缺了,不是缺,,是極缺,。”
運(yùn)轉(zhuǎn)半個(gè)世紀(jì)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈為何如此不堪一擊,?波及全球的缺芯是如何發(fā)生并傳導(dǎo)至各環(huán)節(jié),?缺芯的情況什么時(shí)候能夠緩解?
01
車企缺芯如何發(fā)生
受到去年年初開始在全球發(fā)酵的新冠疫情的影響,,汽車廠商去年調(diào)整了銷售預(yù)測,,向代工廠提出減產(chǎn)要求。代工廠不可能坐以待斃,,一個(gè)好的辦法是去找到其他生意,。
代工廠確實(shí)也有新的機(jī)會。疫情催化了居家辦公的需求,,所有與其相關(guān)的信息產(chǎn)品生意都很好,,例如云計(jì)算、攝像頭,、PC等,,這些廠商成為了代工廠的新客戶,承接了汽車廠砍單多出來的產(chǎn)能,。
但大家沒有想到的是,,疫情得到一定程度的控制后,尤其到了去年下半年,,中國汽車銷量出現(xiàn)反彈,。根據(jù)乘用車市場信息聯(lián)席會統(tǒng)計(jì),2020年全年中國市場汽車銷量約為2012.37萬輛,,中國成為世界汽車第一大市場,。這種變化讓車企、代工廠都始料未及,。在雷克薩斯公布的2020年全球銷量上,,中國成為唯一一個(gè)銷量正增長的地區(qū)。
以往,,芯片代工廠的常規(guī)做法是統(tǒng)籌管理客戶需求,。例如優(yōu)先保證長期客戶生產(chǎn),,按照2018年和2019年兩年的生產(chǎn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)來優(yōu)先排期。他們也會通過反周期建設(shè)提前布局,,以確保剛建好的工廠能夠趕上產(chǎn)能緊張的時(shí)機(jī),。
這種變化傳導(dǎo)到芯片代工廠的壓力是:原本已經(jīng)排好的消費(fèi)電子訂單顯然無法取消,生產(chǎn)汽車芯片又顯得很著急很必要,。
“兩相矛盾之下,,芯片代工廠的反應(yīng)時(shí)間存在延遲?!鼻笆鲈O(shè)備企業(yè)從業(yè)人士告訴《財(cái)經(jīng)》記者,,從建廠到形成產(chǎn)能的周期是以年計(jì)的,成熟工藝改造少則一年,,先進(jìn)工藝要兩年時(shí)間以上,,當(dāng)現(xiàn)有產(chǎn)能被云計(jì)算和消費(fèi)電子擠占之后,,要把已經(jīng)簽好的訂單砍掉,,再回來生產(chǎn)車用芯片,幾乎是不可能的事情,。
尋找空出的產(chǎn)線進(jìn)行轉(zhuǎn)產(chǎn),,是否可能?對于汽車芯片來說,,隨意更換任意一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都會帶來很大的技術(shù)和財(cái)力上的不確定性,。
汽車芯片本身的性質(zhì)也決定了其很難進(jìn)行轉(zhuǎn)產(chǎn)。與消費(fèi)電子不同,,汽車芯片對其外部工作環(huán)境,,如溫度、濕度,、粉塵,、壽命、穩(wěn)定度等承受度極高,。汽車電子元件的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn),,業(yè)內(nèi)稱車規(guī)級,車規(guī)級的電子元件售價(jià)高,,要求也高,。這增加了汽車芯片的制造難度。
以壽命舉例,,車規(guī)級芯片的壽命要求至少15年,,與此相比的消費(fèi)電子芯片壽命為1年-3年。在溫度上,,車規(guī)級芯片需要承受最低約零下40攝氏度到最高約155攝氏度的溫差,。但消費(fèi)電子一般在零攝氏度到零上40攝氏度即可,。
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而且,汽車芯片需要花很長時(shí)間進(jìn)行研發(fā)和驗(yàn)證,,對于很多汽車芯片來說,,研發(fā)的時(shí)間可能超過一年。如果要從開始研發(fā)到推向市場,,至少三年,。還有一些車規(guī)芯片,需要在通過了車規(guī)認(rèn)證的產(chǎn)線才能生產(chǎn),。
久好電子創(chuàng)始人劉衛(wèi)東告訴《財(cái)經(jīng)》記者,,他已經(jīng)很長一段時(shí)間“吃不好,睡不好,?!边@是一家專注于傳感器用的信號調(diào)理芯片開發(fā)的集成電路創(chuàng)業(yè)設(shè)計(jì)企業(yè)。芯片設(shè)計(jì)公司將訂單交給芯片代工廠生產(chǎn)芯片,,再供應(yīng)給下游的零部件供應(yīng)商,,然后再交給車企。久好電子的產(chǎn)品中,,有幾款汽車傳感器芯片,,前有需求巨大的客戶,后面芯片代工廠滿產(chǎn)運(yùn)行,,下單需要排隊(duì),,唯一能做的,是等待,。劉衛(wèi)東并沒有轉(zhuǎn)產(chǎn)的計(jì)劃,,一是因?yàn)檗D(zhuǎn)產(chǎn)需要成本,二是汽車芯片的特殊性使得其不能隨意更換任意生產(chǎn)環(huán)節(jié),,他需要為客戶負(fù)責(zé),,保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
此前,,世界領(lǐng)先的汽車配套產(chǎn)品供應(yīng)商大陸集團(tuán)就官方回應(yīng)《財(cái)經(jīng)》記者稱,,盡管晝夜不停開展各項(xiàng)工作,但仍無法滿足客戶需求,,使部分客戶需要調(diào)整其生產(chǎn)計(jì)劃或產(chǎn)品組合,。大陸集團(tuán)主要產(chǎn)品為輪胎,制動系統(tǒng),,車身穩(wěn)定控制系統(tǒng),,發(fā)動機(jī)噴射系統(tǒng),轉(zhuǎn)速表,以及其他汽車和運(yùn)輸行業(yè)零部件,。芯片代工廠是他們的上游,。
通用汽車中國區(qū)的一位高管告訴《財(cái)經(jīng)》記者,缺貨帶來的最大感受是銷售指標(biāo)可能無法完成,。為保證最盈利的車型順利生產(chǎn),,他們會將銷量不高的車型生產(chǎn)往后排。
產(chǎn)能緊張從下游向上游傳導(dǎo),,世界最大半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商之一應(yīng)用材料(NASDAQ:AMAT)公布的2021年一季度財(cái)報(bào)顯示,,當(dāng)季營收創(chuàng)下新高,同比增長24%,。凈利潤為11.3億美元,,同比增長了27%。
亮眼的財(cái)報(bào)之下,,設(shè)備企業(yè)的壓力也不小,。近半年來,國際物流運(yùn)力下降,,集裝箱船運(yùn)價(jià)格暴漲,,零部件船運(yùn)不過來,前述設(shè)備企業(yè)從業(yè)者告訴《財(cái)經(jīng)》記者,,一些零部件的交期從原來的1-2個(gè)月延長到了半年甚至更久,。這也反過來加劇了缺貨的情況,。
目前看來,,下游的需求還在不斷增大,只能通過供應(yīng)鏈的調(diào)節(jié)和等待芯片代工廠擴(kuò)產(chǎn)來解決,。不少芯片代工廠,,如臺積電、三星,、聯(lián)電,、中芯國際等都在通過擴(kuò)產(chǎn)以應(yīng)對旺盛的需求。
02
更深層次的原因
除了疫情所導(dǎo)致的供需失衡,,前所未有的全球缺芯是多重因素疊加的結(jié)果,。
此時(shí)回顧,車企的大規(guī)模缺芯消息頻頻爆出是在去年下半年,,行業(yè)內(nèi)其實(shí)在更早半年就感知到緊張情況,。《財(cái)經(jīng)》記者多方調(diào)查結(jié)果顯示,,芯片設(shè)計(jì)企業(yè),、車企,消費(fèi)電子行業(yè)以及上游制造以及設(shè)備企業(yè),,發(fā)現(xiàn)芯片產(chǎn)能緊缺加劇,,在2020年年初就有苗頭,。
一位設(shè)備企業(yè)資深從業(yè)人士告訴《財(cái)經(jīng)》記者,2020年年初,,在美國疫情嚴(yán)重時(shí),,他們甚至要自己招聘工人來進(jìn)行設(shè)備的組裝,以此來保證生產(chǎn),,而這些工作原本是由外包工廠的工人來做的,。
產(chǎn)能緊張時(shí),一些下游設(shè)計(jì)廠商以及應(yīng)用廠商甚至直接和設(shè)備廠商接觸,。
去年11月,,芯片設(shè)計(jì)公司聯(lián)發(fā)科(2454.TW)宣布斥資3.72億人民幣向泛林半導(dǎo)體(LRCX:NASDAQ)、佳能株式會社以及東京威力科創(chuàng)等設(shè)備廠商購買芯片制造設(shè)備,,租給代工廠力積電(臺灣力晶積成電子制造股份有限公司)使用,。這是芯片行業(yè)中罕見的做法,一般來說,,都是芯片設(shè)計(jì)公司將訂單交給代工廠,,由代工廠進(jìn)行芯片制造。
更深層次的原因是近年來8寸晶圓廠的陸續(xù)關(guān)閉,。而大部分汽車芯片,、物聯(lián)網(wǎng)信息設(shè)備所使用的芯片,都是采用8寸晶圓制造的,。例如5G射頻芯片,、PC端、指紋識別芯片,、汽車控制芯片,、傳感器芯片等,并且,,這些需求在未來幾年會繼續(xù)增加,。
但8寸晶圓的產(chǎn)能卻遠(yuǎn)跟不上需求增長的速度,甚至8寸晶圓廠在逐年關(guān)閉,。在中國大陸來說,,芯片項(xiàng)目在技術(shù)先進(jìn)性上的導(dǎo)向以及盈利,很多項(xiàng)目在落地時(shí)就瞄準(zhǔn)了12寸產(chǎn)線,,還有一些8寸產(chǎn)線轉(zhuǎn)成12寸產(chǎn)線,。根據(jù)第三方數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)IC Insights統(tǒng)計(jì),三星電子2020年底月產(chǎn)能為306.0萬片8寸晶圓,,位居第一大廠,,其次為臺積電。
根據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù),全球8寸晶圓產(chǎn)線數(shù)量在2007年達(dá)到200條,,隨后開始下降,,到2016年下降到188條。
如果8寸的晶圓不足,,為何不轉(zhuǎn)而使用12寸晶圓生產(chǎn),?這是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)效益。8寸晶圓產(chǎn)線固定成本低,、技術(shù)成熟,,因此仍是許多信息設(shè)備的首選。
久好電子的汽車傳感器芯片由臺積電和中芯國際代工,,前兩年,,盡管8寸產(chǎn)能吃緊,等一等還是可以排上隊(duì),,到了2020年3月,,芯片代工廠的產(chǎn)能就變得非常緊張,只有抗擊疫情相關(guān)的產(chǎn)品才能排到產(chǎn)能,,到2020年9月,,幾乎所有產(chǎn)品都很難排上了。
與之相對應(yīng)的是,,8寸晶圓產(chǎn)線所需的設(shè)備同樣面臨缺貨的情況,,《財(cái)經(jīng)》記者了解到,現(xiàn)在8寸產(chǎn)線的二手設(shè)備都在漲價(jià),。根據(jù)第三方數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)Surplus Global測算,,目前市場約有700臺二手8英寸晶圓制造設(shè)備出售,但是8英寸晶圓制造設(shè)備需求至少在1000臺以上,。設(shè)備短缺限制了相關(guān)廠商短期的擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度,。設(shè)備企業(yè)的從業(yè)人士告訴《財(cái)經(jīng)》記者,,他們也收到了很多8寸產(chǎn)線設(shè)備的需求,。
既然如此,當(dāng)生意來時(shí),,8寸晶圓廠是否會在未來大量增加,?多位業(yè)內(nèi)人士都向《財(cái)經(jīng)》記者表示,會,,但擴(kuò)張有限,。“半導(dǎo)體行業(yè)的核心就是一個(gè)字,,‘量’,。”上述設(shè)備企業(yè)從業(yè)人員說。對設(shè)備公司和代工廠來說,,除非量足夠大,,漲價(jià)到設(shè)備企業(yè)也能掙錢,這時(shí)候,,設(shè)備企業(yè)才愿意生產(chǎn)8寸產(chǎn)線所需的設(shè)備,。
除了8寸晶圓廠的數(shù)量減少,動蕩的政治環(huán)境也是造成供需緊張的原因,,一些大型公司加大囤芯力度,,備貨量大幅增加。這使得芯片需求市場更加緊張,。手機(jī)廠商在2020年芯片采購支出上的金額上漲,,根據(jù)第三方市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Gartner的數(shù)據(jù),2020年全球芯片采購支出達(dá)4498億美元,,較2019年增長7.3%,。支出金額排名前五的廠商分別是蘋果、三星電子,、華為,、聯(lián)想、戴爾科技,。華為公司在2020年的芯片采購支出下降了23.5%,。
2019、2020年全球芯片采購金額公司排名
除了這些非長期因素,,科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展也是一個(gè)重要因素,。近兩年,中國芯片產(chǎn)業(yè)大力度倍增,,尤其是中國芯片設(shè)計(jì)企業(yè)大幅增多,、需要芯片的產(chǎn)品也越來越多,勢頭迅猛,,這也是致使產(chǎn)業(yè)鏈供需失衡的一個(gè)重要因素,。
03
漲價(jià)、等待,、重塑供應(yīng)鏈
產(chǎn)能緊張之后,,漲價(jià)看起來順理成章。
新一輪漲價(jià)開啟了半導(dǎo)體行業(yè)的2021年,。年初,,封測廠、芯片代工廠,、芯片設(shè)計(jì)企業(yè)等紛紛宣布漲價(jià),。
對中小型芯片設(shè)計(jì)公司來說,,這是被迫之舉。在產(chǎn)能緊張的情況下,,他們并沒有與芯片代工廠議價(jià)的能力,,只能是求著工廠安排生產(chǎn)。
劉衛(wèi)東了解到,,大型芯片設(shè)計(jì)公司也同樣面臨產(chǎn)能緊張的情況,,不過,大型設(shè)計(jì)公司有轉(zhuǎn)產(chǎn)到其他芯片代工廠的能力,,例如人力,、財(cái)力和在其他芯片代工廠的認(rèn)可度。
他采取的辦法是,,與芯片代工廠坦誠交流,,取得他們的認(rèn)可和了解,耐心等待,。如果代工廠認(rèn)可一家設(shè)計(jì)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力和未來的競爭力,,即便對方是創(chuàng)業(yè)公司,也會給予生產(chǎn)能力,。這反過來,,對設(shè)計(jì)企業(yè)來說,也是一個(gè)大浪淘沙的過程,。
漲價(jià)看起來是一個(gè)結(jié)果,,重塑供應(yīng)鏈,保證供應(yīng)鏈安全則是更加長遠(yuǎn)的需求,?!叭绻麤]有新冠疫情,動蕩的國際政治環(huán)境影響下,,重塑供應(yīng)鏈這件事也同樣會發(fā)生,,只是被疫情加速了?!倍辔恍酒a(chǎn)業(yè)從業(yè)人士告訴《財(cái)經(jīng)》記者,。
為了緩解供應(yīng)鏈壓力,一些企業(yè)加快了全球布局,。一位外資設(shè)備企業(yè)高層人士向《財(cái)經(jīng)》記者透露,,他所在的公司在亞洲擴(kuò)建產(chǎn)能的進(jìn)程在去年被大大加速。一來考慮到亞洲疫情相對緩和,,二來則是靠近主要的芯片代工廠客戶。除此之外,,他們在下游通過投資,、并購的方式,,保證供應(yīng)鏈安全,塑造一個(gè)更靈活的產(chǎn)業(yè)鏈,。
為了能夠及時(shí)在技術(shù)生命周期發(fā)展過程中使產(chǎn)品跟得上需求,,設(shè)備廠商需要比其下游企業(yè)更超前地判斷可能發(fā)生的技術(shù)趨勢和市場變化,以此為依據(jù)進(jìn)行布局,,這對設(shè)備廠商來說是一個(gè)很大的挑戰(zhàn),。另一個(gè)挑戰(zhàn)則是,很多關(guān)鍵的環(huán)節(jié)很難找到第二家,、第三家可替代的廠商,,如何浪里淘金,是極大考驗(yàn),。
去年12月7日,,歐洲17國發(fā)表聯(lián)合聲明,提出將從兩個(gè)方面加強(qiáng)歐洲的電子和嵌入式系統(tǒng)價(jià)值鏈,。一是強(qiáng)化處理器和半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng),,二是在整個(gè)供應(yīng)鏈中擴(kuò)大工業(yè)影響力,以此應(yīng)對來自關(guān)鍵技術(shù),、安全和社會方面的挑戰(zhàn),。
今年2月24日,美國總統(tǒng)拜登也簽署行政令,,要求聯(lián)邦機(jī)構(gòu)對半導(dǎo)體芯片,、電動汽車大容量電池、稀土礦物質(zhì),、藥品這四種關(guān)鍵產(chǎn)品的供應(yīng)鏈進(jìn)行為期100天的審查,,增加國內(nèi)產(chǎn)能,分析指,,此舉或?yàn)閿[脫對海外供應(yīng)商特別是中國供應(yīng)商的依賴,。
在中國,本土供應(yīng)鏈將會越來越得到重視,,進(jìn)口替代將加速,。此前一位投資人就告訴《財(cái)經(jīng)》記者,他和很多企業(yè)聊的時(shí)候,,大家都會考慮在國內(nèi)的備份,,或者把訂單轉(zhuǎn)移到國內(nèi)。
這場缺芯潮什么時(shí)候可以結(jié)束,?業(yè)內(nèi)人士的判斷是,,2021年下半年或許會有所緩解。
3月初,,中國最大的芯片制造公司中芯國際(00981.HK/688981.SH)拿到美國政府的批文,,可以進(jìn)口成熟制程的設(shè)備,。3月3日,中芯國際發(fā)公告稱,,該公司與荷蘭半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商阿斯麥(ASML)簽訂了一份高達(dá)約12億美元的購買單,,購買深紫外光刻機(jī)(DUV)。根據(jù)經(jīng)修訂和重述的批量采購協(xié)議,,期限延長一年,,至2021年12月31日。這有利于中芯國際在成熟制程上的擴(kuò)產(chǎn),,能夠解決一部分產(chǎn)能緊張的問題,。
另外,中芯國際創(chuàng)始人張汝京在青島芯恩的項(xiàng)目,,已有進(jìn)展,,8寸芯片廠的動力廠房、研發(fā),、設(shè)計(jì),、辦公樓六棟單體完成主體施工,即將投產(chǎn),。當(dāng)有限新增的8寸產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)起來,,產(chǎn)能緊張也能夠有很大的緩解。
現(xiàn)在,,在這條半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的每一個(gè)企業(yè)都在重新思考自己抗擊風(fēng)險(xiǎn)的能力,。“新冠疫情和地緣政治這兩件事疊加在一起,,可以說是我們所想到的最壞的一種情況,。”多位從業(yè)者對《財(cái)經(jīng)》記者表示,,重塑一個(gè)更加皮實(shí)的供應(yīng)鏈,,將是未來很長一段時(shí)間一項(xiàng)重要的事。