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是什么打乱了运转半世纪的半导体产业链?

文章来源: admin     时间: 2021-03-18

  

轿车工业的缺芯焦虑,好像并没有跟着时刻削弱。


有业界人士估量,缺芯困局将从2021年上半年持续延续到下半年,不仅如此,缺芯职业的涉及面正分散得越来越广。

本年1月,本田、群众、福特等车企纷繁宣告由于芯片供给缺乏而减产或关停部分工厂,随后,手机、面板等消费电子职业也面对缺芯的状况,整个半导体供给链的上中下流都遭到影响。

全球缺芯状况终究怎么?问题卡在哪?何故解忧?

遭到芯片供给缺乏影响,依据第三方信息服务提供商IHS Markit猜测,2021年榜首季度,轿车产量将会比开端预期少67.2万辆。在一位通用轿车我国区高管的记忆里,这一轮全球性缺芯的状况史无前例。

车企缺芯传导给芯片代工厂,全球芯片代工厂都在满产作业,在半导体职业追逐摩尔定律的将近半个世纪中,周期性产能严峻是该职业长时刻产生的状况。以往,都能依托例如代工厂的提早布局,或反周期建造等方法下降对立,但这一次这个工业中的每个环节好像都“失算”了。代工厂的满产搬运给再上游的设备厂商,再由设备厂商传导给其上游的零部件厂商,一些零部件的交期乃至从本来的1-2个月延伸至半年。上游的供给缺乏,又反过来传递给下流,加重了消费电子职业缺货的状况。

2月4日,在高通公司2021年一季度财报会上,总裁克里斯蒂亚诺·安蒙养尊处优,产能紧缺是全面的,估计求过于供的局势会在下半年康复正常。2月24日,小米副总裁卢伟冰在个人微博中说,“本年芯片太缺了,不是缺,是极缺。”

作业半个世纪的半导体工业链为何如此一触即溃?涉及全球的缺芯是怎么产生并传导至各环节?缺芯的状况什么时分可以缓解?

01

车企缺芯怎么产生

遭到上一年年头开端在全球发酵的新冠疫情的影响,轿车厂商上一年调整了出售猜测,向代工厂提出减产要求。代工厂不或许束手待毙,一个好的方法是去找到其他生意。

代工厂的确也有新的机遇。疫情催化了居家作业的需求,一切与其相关的信息产品生意都很好,例如云核算、摄像头、PC等,这些厂商成为了代工厂的新客户,承接了轿车厂砍单多出来的产能。

但咱们没有想到的是,疫情得到必定程度的操控后,特别到了上一年下半年,我国轿车销量呈现反弹。依据乘用车商场信息联席会核算,2020年全年我国商场轿车销量约为2012.37万辆,我国成为世界轿车榜首大商场。这种改变让车企、代工厂都始料未及。在雷克萨斯发布的2020年全球销量上,我国成为仅有一个销量正添加的区域。

以往,芯片代工厂的惯例做法是统筹办理客户需求。例如优先确保长时刻客户出产,依照2018年和2019年两年的出产数量核算来优先排期。他们也会经过反周期建造提早布局,以确保刚建好的工厂可以赶上产能严峻的机遇。

这种改变传导到芯片代工厂的压力是:本来现已排好的消费电子订单明显无法撤销,出产轿车芯片又显得很着急很必要。

“两相对立之下,芯片代工厂的反应时刻存在推迟。”前述设备企业从业人士告知《财经》记者,从建厂到构成产能的周期是以年计的,老练工艺改造少则一年,先进工艺要两年时刻以上,当现有产能被云核算和消费电子抢占之后,要把现已签好的订单砍掉,再回来出产车用芯片,简直是不或许的作业。

寻觅空出的产线进行转产,是否或许?关于轿车芯片来说,随意替换恣意一个出产环节都会带来很大的技能和财力上的不确定性。

轿车芯片自身的性质也决议了其很难进行转产。与消费电子不同,轿车芯片对其外部作业环境,如温度、湿度、粉尘、寿数、安稳度等接受度极高。轿车电子元件的规范规范,业界称车规级,车规级的电子元件售价高,要求也高。这添加了轿车芯片的制作难度。

以寿数举例,车规级芯片的寿数要求至少15年,与此比较的消费电子芯片寿数为1年-3年。在温度上,车规级芯片需求接受最低约零下40摄氏度到最高约155摄氏度的温差。但消费电子一般在零摄氏度到零上40摄氏度即可。

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而且,轿车芯片需求花很长时刻进行研制和验证,关于许多轿车芯片来说,研制的时刻或许超越一年。假如要从开端研制到推向商场,至少三年。还有一些车规芯片,需求在经过了车规认证的产线才干出产。

久好电子创始人刘卫东告知《财经》记者,他现已很长一段时刻“吃欠好,睡欠好。”这是一家专心于传感器用的信号调度芯片开发的集成电路创业规划企业。芯片规划公司将订单交给芯片代工厂出产芯片,再供给给下流的零部件供给商,然后再交给车企。久好电子的产品中,有几款轿车传感器芯片,前有需求巨大的客户,后边芯片代工厂满产工作,下单需求排队,仅有能做的,是等候。刘卫东并没有转产的方案,一是由于转产需求本钱,二是轿车芯片的特殊性使得其不能随意替换恣意出产环节,他需求为客户担任,确保产品的质量。

此前,世界领先的轿车配套产品供给商大陆集团就官方回应《财经》记者称,虽然昼夜不断展开各项作业,但仍无法满意客户需求,使部分客户需求调整其出产方案或产品组合。大陆集团首要产品为轮胎,制动体系,车身安稳操控体系,发动机喷发体系,转速表,以及其他轿车和运送职业零部件。芯片代工厂是他们的上游。

通用轿车我国区的一位高管告知《财经》记者,缺货带来的最大感触是出售目标或许无法完结。为确保最盈余的车型顺畅出产,他们会将销量不高的车型出产往后排。

产能严峻从下流向上游传导,世界最大半导体设备供给商之一运用资料发布的2021年一季度财报显现,当季营收创下新高,同比添加24%。净利润为11.3亿美元,同比添加了27%。

亮眼的财报之下,设备企业的压力也不小。近半年来,世界物流运力下降,集装箱船运价格暴升,零部件船运不过来,前述设备企业从业者告知《财经》记者,一些零部件的交期从本来的1-2个月延伸到了半年乃至更久。这也反过来加重了缺货的状况。

现在看来,下流的需求还在不断增大,只能经过供给链的调理和等候芯片代工厂扩产来处理。不少芯片代工厂,如台积电、三星、联电、中芯世界等都在经过扩产以应对旺盛的需求。

02

更深层次的原因

除了疫情所导致的供需失衡,史无前例的全球缺芯是多重要素叠加的成果。

此刻回忆,车企的大规模缺芯音讯一再爆出是在上一年下半年,职业界其实在更早半年就感知到严峻状况。《财经》记者多方调查成果显现,芯片规划企业、车企,消费电子职业以及上游制作以及设备企业,发现芯片产能紧缺加重,在2020年年头就有预兆。

一位设备企业资深从业人士告知《财经》记者,2020年年头,在美国疫情严峻时,他们乃至要自己招聘工人来进行设备的拼装,以此来确保出产,而这些作业本来是由外包工厂的工人来做的。

产能严峻时,一些下流规划厂商以及运用厂商乃至直接和设备厂商触摸。

上一年11月,芯片规划公司联发科宣告斥资3.72亿人民币向泛林半导体、佳能株式会社以及东京威力科创等设备厂商购买芯片制作设备,租给代工厂力积电运用。这是芯片职业中稀有的做法,一般来说,都是芯片规划公司将订单交给代工厂,由代工厂进行芯片制作。

更深层次的原因是近年来8寸晶圆厂的连续封闭。而大部分轿车芯片、物联网信息设备所运用的芯片,都是选用8寸晶圆制作的。例如5G射频芯片、PC端、指纹识别芯片、轿车操控芯片、传感器芯片等,而且,这些需求在未来几年会持续添加。


但8寸晶圆的产能却远跟不上需求添加的速度,乃至8寸晶圆厂在逐年封闭。在我国大陆来说,芯片项目在技能先进性上的导向以及盈余,许多项目在落地时就瞄准了12寸产线,还有一些8寸产线转成12寸产线。依据第三方数据组织IC Insights核算,三星电子2020年末月产能为306.0万片8寸晶圆,位居榜首大厂,其次为台积电。

依据世界半导体工业协会的数据,全球8寸晶圆产线数量在2007年到达200条,随后开端下降,到2016年下降到188条。

假如8寸的晶圆缺乏,为何不转而运用12寸晶圆出产?这是由于经济效益。8寸晶圆产线固定本钱低、技能老练,因而仍是许多信息设备的首选。

久好电子的轿车传感器芯片由台积电和中芯世界代工,前两年,虽然8寸产能吃紧,等一等仍是可以排上队,到了2020年3月,芯片代工厂的产能就变得十分严峻,只要抗击疫情相关的产品才干排到产能,到2020年9月,简直一切产品都很难排上了。

与之相对应的是,8寸晶圆产线所需的设备相同面对缺货的状况,《财经》记者了解到,现在8寸产线的二手设备都在提价。依据第三方数据组织Surplus Global测算,现在商场约有700台二手8英寸晶圆制作设备出售,可是8英寸晶圆制作设备需求至少在1000台以上。设备缺少约束了相关厂商短期的扩产发展。设备企业的从业人士告知《财经》记者,他们也收到了许多8寸产线设备的需求。

既然如此,当生意来时,8寸晶圆厂是否会在未来许多添加?多位业界人士都向《财经》记者养尊处优,会,但扩张有限。“半导体职业的中心便是一个字,‘量’。”上述设备企业从业人员说。对设备公司和代工厂来说,除非量足够大,提价到设备企业也能持之以恒,这时分,设备企业才乐意出产8寸产线所需的设备。

除了8寸晶圆厂的数量削减,动乱的政治环境也是形成供需严峻的原因,一些大型公司加大囤芯力度,备货量大幅添加。这使得芯片需求商场愈加严峻。手机厂商在2020年芯片收购开销上的金额上涨,依据第三方商场调研组织Gartner的数据,2020年全球芯片收购开销达4498亿美元,较2019年添加7.3%。开销金额排名前五的厂商分别是苹果、三星电子、华为、联想、戴尔科技。华为公司在2020年的芯片收购开销下降了23.5%。

2019、2020年全球芯片收购金额公司排名

除了这些非长时刻要素,科技工业的快速开展也是一个重要要素。近两年,我国芯片工业大力度倍增,特别是我国芯片规划企业大幅增多、需求芯片的产品也越来越多,气势迅猛,这也是致使工业链供需失衡的一个重要要素。

03

提价、等候、重塑供给链

产能严峻之后,提价看起来水到渠成。

新一轮提价敞开了半导体职业的2021年。年头,封测厂、芯片代工厂、芯片规划企业等纷繁宣告提价。

对中小型芯片规划公司来说,这是被逼之举。在产能严峻的状况下,他们并没有与芯片代工厂议价的才能,只能是求着工厂组织出产。

刘卫东了解到,大型芯片规划公司也相同面对产能严峻的状况,不过,大型规划公司有转产到其他芯片代工厂的才能,例如人力、财力和在其他芯片代工厂的认可度。

他采纳的方法是,与芯片代工厂坦白沟通,获得他们的认可和了解,耐性等候。假如代工厂认可一家规划企业的可持续开展才能和未来的竞争力,即使对方是创业公司,也会给予出产才能。这反过来,对规划企业来说,也是一个大浪淘沙的进程。

提价看起来是一个成果,重塑供给链,确保供给链安全则是愈加久远的需求。“假如没有新冠疫情,动乱的世界政治环境影响下,重塑供给链这件事也相同会产生,仅仅被疫情加快了。”多位芯片工业从业人士告知《财经》记者。

为了缓解供给链压力,一些企业加快了全球布局。一位外资设备企业高层人士向《财经》记者泄漏,他地点的公司在亚洲扩建产能的进程在上一年被大大加快。一来考虑到亚洲疫情相对平缓,二来则是接近首要的芯片代工厂客户。除此之外,他们在下流经过出资、并购的方法,确保供给链安全,刻画一个更灵敏的工业链。

为了可以及时在技能生命周期开展进程中使产品跟得上需求,设备厂商需求比其下流企业更超前地判别或许产生的技能趋势和商场改变,以此为依据进行布局,这对设备厂商来说是一个很大的应战。另一个应战则是,许多要害的环节很难找到第二家、第三家可代替的厂商,怎么浪里淘金,是极大检测。

上一年12月7日,欧洲17国宣布联合声明,提出将从两个方面加强欧洲的电子和嵌入式体系价值链。一是强化处理器和半导体生态体系,二是在整个供给链中扩展工业影响力,以此应对来自要害技能、安全和社会方面的应战。

本年2月24日,美国总统拜登也签署行政令,要求联邦组织对半导体芯片、电动轿车大容量电池、稀土矿物质、药品这四种要害产品的供给链进行为期100天的检查,添加国内产能,剖析指,此举或为脱节对海外供给商特别是我国供给商的依靠。

在我国,本乡供给链将会越来越得到注重,进口代替将加快。此前一位出资人就告知《财经》记者,他和许多企业聊的时分,咱们都会考虑在国内的备份,或许把订单搬运到国内。

这场缺芯潮什么时分可以完毕?业界人士的判别是,2021年下半年或许会有所缓解。

3月初,我国最大的芯片制作公司中芯世界拿到美国政府的批文,可以进口老练制程的设备。3月3日,中芯世界发布告称,该公司与荷兰半导体设备供给商阿斯麦签订了一份高达约12亿美元的购买单,购买深紫外光刻机。依据经修订和重述的批量收购协议,期限延伸一年,至2021年12月31日。这有利于中芯世界在老练制程上的扩产,可以处理一部分产能严峻的问题。

别的,中芯世界创始人张汝京在青岛芯恩的项目,已有发展,8寸芯片厂的动力厂房、研制、规划、作业楼六栋单体完结主体施工,行将投产。当有限新增的8寸产线作业起来,产能严峻也可以有很大的缓解。

现在,在这条半导体工业链的每一个企业都在从头考虑自己抗击危险的才能。“新冠疫情和地缘政治这两件事叠加在一起,可以说是咱们所想到的最坏的一种状况。”多位从业者对《财经》记者养尊处优,重塑一个愈加皮实的供给链,将是未来很长一段时刻一项重要的事。

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