撰文 / 馬曉蕾

編輯 / 劉寶華
設計 / 趙昊然

來源 / Wall Street Journal，作者：Eun-Young Jeong, Dan Strumpf

芯片制造商絞盡腦汁想出了一系列的辦法來緩解“芯”荒問題，包括改變制造流程來增加供應、向競爭對手開放剩余產(chǎn)能、審核客戶訂單以防止囤積和調換生產(chǎn)線等。即便如此，傳來的消息依舊令人沮喪，據(jù)行業(yè)高管稱，沒有快速的解決辦法，短缺很可能會持續(xù)到2022年。

芯片短缺問題似乎陷入了一個僵局：一時半會兒不會有行之有效的解決方案，所有人都只能等。

芯片制造商的高管們表示，他們只能從現(xiàn)有工廠增加增量提升產(chǎn)能。由于制造半導體所需設備和空間的規(guī)模和復雜性，建設一個新的制造工廠可能需要數(shù)年時間。

對于某些使用芯片的行業(yè)來說，這可能會影響到它們疫情后的復蘇，這些行業(yè)本來還指望能夠利用起疫后的消費反彈。同時，這也會引發(fā)了通貨膨脹的隱憂，因為芯片成本居高會刺激整個市場的價格。

芯片商顧此失彼

格羅方德公司位于紐約州馬耳他的工廠的半導體晶圓 ▼

由于芯片巨頭追求高利潤的尖端芯片而早已被戰(zhàn)略性忽視的基礎芯片也出現(xiàn)在此次缺口中。

大型芯片制造商都在5G和服務器所需的芯片上做了戰(zhàn)略押注，因為這些尖端芯片利潤更高。當新冠疫情使全球經(jīng)濟陷入最嚴重的衰退時，這種方法出現(xiàn)了bug，沖擊了供應鏈和消費者的消費模式。

這使得芯片制造商沒有能力應對汽車、計算機顯示器、揚聲器和家電等產(chǎn)品中廣泛使用的老式、不那么復雜的半導體的高需求，這些產(chǎn)品在疫情期間被囤積起來。

半導體是許多行業(yè)的命脈，按進出口額計算，半導體是世界上第四大貿(mào)易產(chǎn)品，僅次于原油、成品油和汽車。

多年來，世界上最大的芯片制造商為滿足下一代半導體需求投入產(chǎn)能，并將重點從生產(chǎn)基礎芯片上移開。

但是，汽車和家用電子產(chǎn)品中都有很多比較初級的元件。其中包括電源管理芯片（一種調節(jié)設備中電力流動的基本芯片）和微控制器（運行一系列功能的主力）。

“沒有哪個電子設備不需要微控制器。”格羅方德的嘉菲爾德（Thomas Caulfield）說，“這一部分是普遍都缺的?！?/span>

即使是高端的電子產(chǎn)品也需要一些基礎芯片來操作，事實上，越是復雜的技術需要的基礎芯片量越大。據(jù)研究公司Omdia的分析師何慧（Hui He）稱，一款5G智能手機可以容納多達8個電源管理芯片，而4G手機只有2到3個。

根據(jù)研究公司Gartner的數(shù)據(jù)，2020年，27%的芯片制造設備支出用在行業(yè)最尖端芯片的制造生產(chǎn)設備，這些芯片通常用于智能手機、高端PC和數(shù)據(jù)中心。而用在生產(chǎn)基礎芯片的設備還不到前者一半，約為11%。

全球最大的代工芯片制造商臺積電（Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.）在1月份告訴投資者，公司正在與客戶合作，對他們正在使用中的一些芯片進行了升級，以便可以在更先進的生產(chǎn)線上制造，因為這些生產(chǎn)線的產(chǎn)能更大。

4月15日，該公司高管告訴投資者，由于疫情和地緣政治緊張局勢，客戶一直在囤積較高的庫存。將現(xiàn)有的生產(chǎn)線從制造一種類型的芯片切換到另一種類型的芯片并不容易，因為不同類型的芯片需要不同的設備來制造，盡管可以有部分重疊。

天災人禍，雪上加霜

大火在這家隸屬于瑞薩的子公司的工廠里留下了大量燒焦的設備 ▼

除了需求激增之外，生產(chǎn)商還受到了一系列社會事件的阻礙，這些事件導致供應中斷。中美政治摩擦不斷，以及對長期短缺的擔憂，也促使一些生產(chǎn)商囤積芯片。

美中貿(mào)易緊張局勢加劇了供應緊張，特別是在過去一年，華盛頓的政策逐漸限制向一些中國買家出售美國設計或制造的芯片。華為技術有限公司副董事長徐直軍表示，對制裁的擔憂促使中國的科技公司儲備芯片，并為最壞的情況做好準備。

“現(xiàn)在中國企業(yè)囤積了1個月、3個月，甚至6個月，他們已經(jīng)打亂了整個系統(tǒng)?！毙熘避娬f。中國海關數(shù)據(jù)顯示，2020年中國的半導體進口量飆升了15%，2021年3月份達到創(chuàng)紀錄的359億美元。

芯片生產(chǎn)受到日本工廠火災和美國南部極寒天氣等事件的干擾，導致生產(chǎn)線關閉。主要芯片制造中心臺灣的干旱有可能進一步降低該行業(yè)的產(chǎn)量，因為在芯片制造過程中，對水的需求量是很大的。

使用芯片的產(chǎn)品制造商正在加緊生產(chǎn)，以期待疫情后的經(jīng)濟復蘇。芯片需求的激增推高了價格，并延長了本來就已經(jīng)很漫長的等待時間。包括豐田和通用在內的汽車制造商已被迫閑置或減少部分工廠的產(chǎn)量。

不少買家表示，他們面臨半年或更長時間的延誤?！澳阒芤蝗枺麄兏嬖V你交貨期是12周。然后你周三再問，就成了27周了?！笨偛课挥谌鹗康目諝赓|量跟蹤設備制造商Kaiterra的首席執(zhí)行官利亞姆·貝茨（Liam Bates）說。

該公司正在加強應急計劃，以使它的供應鏈永不過時。原本只專注于制造新產(chǎn)品的工程師們現(xiàn)在也會分配大量時間來重新設計現(xiàn)有產(chǎn)品，以便在不同的芯片上運行，避免出現(xiàn)某一種芯片始終供不上貨的情況。最近，該公司決定為一些零部件儲備1年的庫存。

解決方案杯水車薪

全球芯片分銷商之一Fusion Worldwide ▼

半導體生產(chǎn)商正在努力提高產(chǎn)量，但小幅增長不太可能解決目前從汽車、家電到PC等各種產(chǎn)品生產(chǎn)的短缺問題。

總部位于加州圣克拉拉（Santa Clara）的格羅方德公司（GlobalFoundries）是全球最大的代工芯片制造商之一。為了完成大量的訂單，該公司正在調動所有工程師想方設法從它美國、新加坡和德國的工廠擠出一點額外產(chǎn)量，哪怕是微不足道的。

解決方案包括推遲某些維護工作，并稍微加快一下晶圓在生產(chǎn)線上的“移動”速度。該公司首席執(zhí)行官湯姆?嘉菲爾德（Thomas Caulfield）說， “我們正在努力研究如何做得更多、造得更多?！?/span>

4月13日，美國總統(tǒng)喬·拜登（Joe Biden）在與汽車和科技高管會面時呼吁兩黨推動加強美國半導體產(chǎn)業(yè)。他已撥出500億美元，作為2.3萬億美元基礎設施計劃的一部分，以促進美國的半導體生產(chǎn)。

預計這筆支出不會推動得很遠。根據(jù)行業(yè)組織半導體工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，要想讓美國的芯片達到自給自足的水平，需要在十年內投入超過1.4萬億美元的投資和政府激勵措施。

Fusion Worldwide亞太區(qū)銷售副總裁馬庫斯·陳（Marcus Chen）表示，從來沒有哪一次芯片短缺會同時影響到這么多類型和品牌的芯片。Fusion Worldwide是全球眾多分銷商之一，他們作為中間商向買家供應電子元件。

通常，建造和裝備一個晶圓廠至少需要2年時間，其成本可能高達數(shù)十億美元。工廠里最先進的機器造價可以高達1億美元，而且規(guī)模很大，需要3架747飛機才能運送。

一旦晶圓廠建成，一塊芯片通常需要3個月的時間來制造，最尖端的芯片則需要更長的時間。

所以，如果要新建工廠，對于半導體制造商來說，就相當于一場押注數(shù)十億美元的豪賭，賭這種激增是否會持續(xù)下去，也可能在新工廠投產(chǎn)時需求開始逐漸減少了。許多人不愿意改變長期的支出計劃，因為眼前的需求激增可能只是曇花一現(xiàn)。

不過，全球最大的半導體公司仍在撥出巨額資金來提升整體產(chǎn)能。臺積電4月份公布了業(yè)界有史以來最大的投資，在未來3年內撥出1000億美元來提升產(chǎn)能。不過，該公司近期的大部分支出將用于打造最尖端的芯片。

在美國，英特爾公司3月份承諾為亞利桑那州（Arizona）的2個廠區(qū)投資200億美元，并表示2021年還有進一步的投資承諾。韓國三星電子公司已指定在2030年前投資1160億美元，以實現(xiàn)芯片生產(chǎn)的多元化。

生產(chǎn)芯片的設備也短缺

3月份，中國最大的芯片制造商中芯國際獲深圳政府資助23.5億美元，建設一家專注于基礎芯片制造工藝的新工廠。該公司預計新工廠將于2022年開始投入生產(chǎn)。但該公司CEO趙海軍在2月份對投資者說，遲遲未能獲得新的芯片制造設備是提高產(chǎn)量的一個障礙。

銷售二手芯片制造設備的SurplusGlobal首席執(zhí)行官布魯斯·金（Bruce Kim）表示，制造半導體所需機械設備的交貨時間增加了1倍甚至4倍。

在格羅方德，嘉菲爾德說，該公司計劃2021年投資14億美元擴大現(xiàn)有設施的產(chǎn)能，2022年可能會將這一數(shù)字提高一倍。他說，一些客戶已經(jīng)承諾投資資金以確保未來的產(chǎn)能，占公司今年資本支出的30%。在疫情之前，這個數(shù)字是零。

“你看到很多客戶說，‘我不會讓這種情況再次發(fā)生，我的業(yè)務太重要了。”嘉菲爾德說。

在英特爾，首席執(zhí)行官帕特·基辛格（Pat Gelsinger）表示，該公司將把部分產(chǎn)能用于生產(chǎn)汽車零部件制造商所需的特別短缺的芯片?；粮裨诮邮懿稍L時表示，供應可能在6到9個月內開始改善。

總部設在以色列的晶圓代工企業(yè)Tower Semiconductor的首席戰(zhàn)略官蓋伊·埃里斯托夫（Guy Eristoff）表示，芯片生產(chǎn)可以加速。埃里斯托夫表示，通過對生產(chǎn)線進行分類，使高優(yōu)先級芯片快速生產(chǎn)。在極少數(shù)情況下，芯片生產(chǎn)可以加快到通常速度的3.5倍。

埃里斯托夫說，總的來說，這些措施意味著個別芯片可以在30到40天內生產(chǎn)出來，而不是通常的120天。但這樣做會增加其他芯片的整體生產(chǎn)時間。這些調整最多只能使一個晶圓廠的產(chǎn)能提高5%，而且最多只能維持6個月。

“小辦法很多。”埃里斯托夫說，“但如果不購買更多的設備，你不可能以持續(xù)的方式比現(xiàn)在的產(chǎn)量多出那么多。”

訂單激增可能只是假繁榮

供應商對突然激增的訂單量警惕性還是很高的，他們認為需求的激增可能不會持續(xù)，驚慌失措的買家會盲目加單或向多家公司下訂單。

加州圣何塞（San Jose）的博通公司（Broadcom）是全球領先的芯片公司之一，該公司要求所有的訂單就是實際的需求量。它最近提醒投資者，它不允許客戶取消芯片訂單，阻止一些買家因擔心短缺而慌忙下單。

“客戶加速預訂提前交貨，造成供需不平衡?！笔紫瘓?zhí)行官陳福陽（Hock Tan）告訴投資者。該公司今年的預訂量快達到飽和狀態(tài)了，已接近90%。

汽車制造商是受到短缺打擊最大的買家之一，因為汽車需要比以往更多的半導體。根據(jù)咨詢公司德勤的數(shù)據(jù)，2017年電子產(chǎn)品占汽車總成本的40%以上，比2007年翻了一番。

它們的使用量預計將隨著成本的增加而增長。德國汽車芯片制造商英飛凌科技公司（Infineon Technologies AG）表示，預計到2030年，自動駕駛汽車中的芯片成本將從目前“2級”汽車或部分自動駕駛汽車所需的約170美元躍升至約1200美元。

加拿大的智能照明制造商Nanoleaf的主要生產(chǎn)基地在中國東莞，該公司表示，過去該公司從下單到收貨的周期為2到4個月。現(xiàn)在，對于計劃在2022年1月或5月收貨的訂單，供應商要求Nanoleaf現(xiàn)在就下單。

“現(xiàn)在錢幾乎都不是問題。關鍵是你能得到什么。”Nanoleaf的首席運營官閆思成（Christian Yan）說，他不知道公司在2021年下半年能拿到多少芯片。

對于以色列Tower Semiconductor來說，滿足客戶的需求已經(jīng)成了一種微妙的平衡關系，需要考慮客戶的利潤率、訂單量、忠誠度和業(yè)務潛力等因素。

“這是一個非常困難的決定。”埃里斯托夫說，“有些人的生意可能會受到傷害。”