全球缺芯真相：什麼打亂了運轉半世紀的半導體產業鏈？

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2021年3月12日 下午1:30·14 分鐘 (閱讀時間)


編者按：本文來自微信公眾號「財經十一人」（ID:caijingEleven），作者：陳伊凡 顧翎羽，編輯：謝麗容 周源，36氪經授權發佈。
今年下半年，全球缺芯的問題才能看到緩解的曙光。
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汽車產業的缺芯焦慮，似乎並沒有隨著時間減弱。
有業內人士估計，缺芯困局將從2021年上半年繼續延續到下半年，不僅如此，缺芯行業的波及面正擴散得越來越廣。
今年1月，本田、大眾、福特等車企紛紛宣佈由於芯片供應不足而減產或關停部分工廠，隨後，手機、面板等消費電子行業也面臨缺芯的情況，整個半導體供應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？
受到芯片供應不足影響，根據第三方信息服務提供商IHS Markit預測，2021年第一季度，汽車產量將會比最初預期少67.2萬輛。在一位通用汽車中國區高管的記憶裡，這一輪全球性缺芯的情況前所未有。
車企缺芯傳導給芯片代工廠，全球芯片代工廠都在滿產運轉，在半導體行業追趕摩爾定律的將近半個世紀中，週期性產能緊張是該行業長期發生的情況。以往，都能依靠例如代工廠的提前佈局，或反週期建設等措施降低矛盾，但這一次這個產業中的每個環節似乎都「失算」了。代工廠的滿產轉移給再上游的設備廠商，再由設備廠商傳導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個月延長至半年。上游的供應不足，又反過來傳遞給下游，加劇了消費電子行業缺貨的狀況。
2月4日，在高通公司（QCOM：NASDAQ ）2021年一季度財報會上，總裁克里斯蒂亞諾‧安蒙（Cristiano Amon）表示，產能緊缺是全面的，預計供不應求的局面會在下半年恢復正常。2月24日，小米副總裁盧偉冰在個人微博中說，「今年芯片太缺了，不是缺，是極缺。」
運轉半個世紀的半導體產業鏈為何如此不堪一擊？波及全球的缺芯是如何發生並傳導至各環節？缺芯的情況什麼時候能夠緩解？
01
車企缺芯如何發生
受到去年年初開始在全球發酵的新冠疫情的影響，汽車廠商去年調整了銷售預測，向代工廠提出減產要求。代工廠不可能坐以待斃，一個好的辦法是去找到其他生意。
代工廠確實也有新的機會。疫情催化了居家辦公的需求，所有與其相關的信息產品生意都很好，例如雲計算、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能。
但大家沒有想到的是，疫情得到一定程度的控制後，尤其到了去年下半年，中國汽車銷量出現反彈。根據乘用車市場信息聯席會統計，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。在雷克薩斯公佈的2020年全球銷量上，中國成為唯一一個銷量正增長的地區。
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以往，芯片代工廠的常規做法是統籌管理客戶需求。例如優先保證長期客戶生產，按照2018年和2019年兩年的生產數量統計來優先排期。他們也會通過反週期建設提前佈局，以確保剛建好的工廠能夠趕上產能緊張的時機。
這種變化傳導到芯片代工廠的壓力是：原本已經排好的消費電子訂單顯然無法取消，生產汽車芯片又顯得很著急很必要。
「兩相矛盾之下，芯片代工廠的反應時間存在延遲。」前述設備企業從業人士告訴《財經》記者，從建廠到形成產能的週期是以年計的，成熟工藝改造少則一年，先進工藝要兩年時間以上，當現有產能被雲計算和消費電子擠佔之後，要把已經簽好的訂單砍掉，再回來生產車用芯片，幾乎是不可能的事情。
尋找空出的產線進行轉產，是否可能？對於汽車芯片來說，隨意更換任意一個生產環節都會帶來很大的技術和財力上的不確定性。
汽車芯片本身的性質也決定了其很難進行轉產。與消費電子不同，汽車芯片對其外部工作環境，如溫度、濕度、粉塵、壽命、穩定度等承受度極高。汽車電子元件的規格標準，業內稱車規級，車規級的電子元件售價高，要求也高。這增加了汽車芯片的製造難度。
以壽命舉例，車規級芯片的壽命要求至少15年，與此相比的消費電子芯片壽命為1年-3年。在溫度上，車規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間進行研發和驗證，對於很多汽車芯片來說，研發的時間可能超過一年。如果要從開始研發到推向市場，至少三年。還有一些車規芯片，需要在通過了車規認證的產線才能生產。
久好電子創始人劉衛東告訴《財經》記者，他已經很長一段時間「吃不好，睡不好。」這是一家專注於傳感器用的信號調理芯片開發的集成電路創業設計企業。芯片設計公司將訂單交給芯片代工廠生產芯片，再供應給下游的零部件供應商，然後再交給車企。久好電子的產品中，有幾款汽車傳感器芯片，前有需求巨大的客戶，後面芯片代工廠滿產運行，下單需要排隊，唯一能做的，是等待。劉衛東並沒有轉產的計畫，一是因為轉產需要成本，二是汽車芯片的特殊性使得其不能隨意更換任意生產環節，他需要為客戶負責，保證產品的質量。
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