美國英特爾公司首席執(zhí)行官帕特·格爾辛格說,芯片短缺時間比預期更長,將持續(xù)至2024年。美國《華爾街日報》28日援引格爾辛格的話報道:“我們現(xiàn)在認為(芯片)短缺將持續(xù)至2024年……因為設備短缺確實在拖累全行業(yè)的供貨速度?,F(xiàn)在的速度慢于我們早些時候的預期?!?
他原先預期芯片短缺會持續(xù)至2023年。格爾辛格說,芯片制造商難以買到足夠生產設備,因此無法提升產量以滿足需求。不過,格爾辛格說,這些挑戰(zhàn)不會改變他正在推進的擴大生產計劃,包括今后數(shù)年間在美國和歐洲新建工廠。英特爾3月宣布,計劃今后10年投資多達890億美元,在歐洲構建完整芯片供應鏈。
英特爾當時說,計劃先期斥資大約190億美元,在德國新建兩座芯片工廠。工廠選址在德國東北部城市馬格德堡,預計明年開始施工,2027年開始運營。新建工廠將利用英特爾最先進的晶體管技術,為自己和代工客戶供貨。與此同時,英特爾正在籌備子公司“移動之眼”的首次公開募股(IPO)。英特爾幾年前收購了這家開發(fā)自動駕駛系統(tǒng)的以色列企業(yè)。報道援引多名行業(yè)高管的預測說,全球芯片年銷售額到2030年將翻一番,超過1萬億美元。
“我們相信整體半導體短缺現(xiàn)在將延續(xù)到2024 年,與我們之前對 2023 年的估計相比,因為設備短缺確實在拖累全行業(yè)的供貨速度,現(xiàn)在的速度慢于我們早些時候的預期,其中一些工廠的產能將面臨更大的挑戰(zhàn)。”
“芯片短缺”是一種復雜的、不斷演變的情況,不會每次都影響到每一種芯片。隨著事情的發(fā)展,一些行業(yè)和某些類型的零件受到的打擊比其他行業(yè)更嚴重。事實上,英特爾自己的芯片做得相當不錯。Gelsinger在公司2022 年第一季度財報電話會議上表示,“多年來,英特爾晶圓廠和基板供應首次接近滿足客戶的需求?!?
Digitimes最近報道稱,芯片制造設備供應商的支持時間已超過 18 個月,而去年僅為 6 個月。CPU、GPU和游戲設備是最受關注的受到芯片短缺影響的項目,但供需似乎已經(jīng)開始趨于平衡。不過網(wǎng)絡芯片供應商仍處于嚴重的芯片短缺之中,Gelsinger認為它已經(jīng)減緩了 PC的出貨量。
不錯值得一提的是,英特爾將客戶計算部門(主要負責處理消費者處理器等)本季度下降 13% 的原因歸因于“蘋果CPU和調制解調器業(yè)務的下滑”和“OEM 庫存消耗”以及“消費者和教育需求下降”——也就是學校購買的 Chromebook 減少了,而蘋果幾乎完全脫離了英特爾轉而采用自研M1系列處理器,這讓英特爾筆記本電腦面臨前所未有的尷尬局面。
為了應對芯片短缺,英特爾大力投資新生產線,在俄亥俄州、亞利桑那州和德國建立了新的晶圓廠,盡管目前的時間表表明,在芯片短缺結束之前,這些新晶圓廠都不會上線。位于亞利桑那州的第一批新晶圓廠計劃要到2024年才能開始運轉。盡管在2021年下半年,便有車企指出2022年的芯片短缺問題將得到改善,不過整車廠加大采購及彼此之間的博弈心態(tài),再加上擁有成熟車規(guī)級芯片生產能力的供應商仍處于擴充產能階段,目前全球市場受到缺芯影響的態(tài)勢依舊嚴重。
如今回頭去看2020年底開始的缺芯潮,疫情爆發(fā)無疑是影響汽車芯片供需不平衡的主因。雖然粗略分析全球MCU(微控制器)芯片的應用結構,從2019年到2020年,MCU在汽車電子應用的分配都占據(jù)著下游應用市場33%的分配,但相較于可以遠程線上辦公的上游芯片設計人員而言,芯片的代工廠與封測企業(yè)卻受到了疫情停工等問題的嚴重影響。
隸屬于勞動密集型產業(yè)的芯片制造廠在2020年呈現(xiàn)出嚴重的人手不足、資金周轉不力狀況,上游芯片設計在轉化車企需求后,遲遲無法全面排產,致使了芯片最終難以交付至整車廠手中,進而導致整車產能不足的狀況出現(xiàn)。
去年8月,意法半導體馬來西亞麻坡Muar工廠受新冠疫情影響,被迫關停部分工廠,而停工直接導致了博世ESP/IPB、VCU、TCU等系統(tǒng)的芯片供應處于較長時間斷供狀態(tài)。
此外,2021年,地震、火災等自然災害的伴發(fā)也導致部分廠商在短期內無法進行生產。去年2月,地震導致全球主要芯片供應商之一日本瑞薩電子造成重創(chuàng),而在3月,剛剛復工的Naka工廠又因為火災停工超過一個月之久。
車企對于車載芯片需求的判斷失誤,再加上上游晶圓廠為了保證材料的成本消費保障將車載芯片產能轉換成了消費類芯片,導致車用芯片與主流電子產品重合度最高的MCU與CIS (CMOS圖像傳感器)出現(xiàn)嚴重緊缺。
從技術角度看,傳統(tǒng)汽車半導體器件至少有40種以上,單車使用總量在500-600個,其中主要包含MCU、功率半導體(IGBT、MOSFET等)、傳感器和各類模擬器件,自動駕駛汽車還會用到如ADAS輔助類芯片、CIS、AI處理器、激光雷達、毫米波雷達和MEMS等一系列產品。
根據(jù)整車需求數(shù)量劃分,本次缺芯危機中受到影響最大的,便是一輛傳統(tǒng)汽車需要用到70顆以上的MCU芯片,而車用MCU正是ESP(電子穩(wěn)定程序系統(tǒng))與ECU(車用主控芯片)的主要元件。以去年開始長城多次給出的哈弗H6下滑主因為例,長城表示H6多個月份的嚴重銷量下滑正是因為其采用的博世ESP供貨不足。此前熱銷的歐拉黑貓和白貓也同樣因為ESP斷供、芯片漲價影響等問題,于今年3月宣布暫時停產。
芯片短缺是產業(yè)界密切關注的大事,倘若芯片制造企業(yè)沒有產能,那么即使設計公司有再好的設計和再多的訂單,恐怕也只是無米之炊。采購不到芯片,電子產品自然無法付諸生產。新冠肺炎疫情期間,汽車產業(yè)由于缺少芯片,2021年產量大幅減少。本文作者基于理性的觀察,分析了芯片短缺問題的根源,并對汽車與集成電路產業(yè)未來的發(fā)展趨勢給出了自己的見解。
2020年的冬天,新冠病毒對全球造成了很大的沖擊,但是,消費電子行業(yè)的反應和汽車行業(yè)有很大的差別。汽車行業(yè)大幅削減了芯片訂單,消費電子行業(yè)則保持樂觀,期待著從遠程辦公的增長中分一杯羹。汽車制造商預計需求會降低,但卻沒有預測到這一低潮只是暫時的:由于新冠病毒的肆虐,人們希望能夠在不接觸他人的情況下從A地旅行到B地。錯誤估計的結果是汽車行業(yè)大范圍呈現(xiàn)半導體芯片短缺的局面。
所謂的“芯片短缺”,不是指低端芯片,世界上有很多國家可以自行制造低端芯片,我國也不例外,而真正短缺的是高端芯片,比如14nm、7nm、5nm等等,就連大名鼎鼎的華為麒麟芯片,空有5nm設計能力,卻無法生產這類芯片,而國內缺少制造5nm芯片的設備和技術,擁有設備和技術的外國企業(yè)受限于制裁規(guī)則, 也無法為華為提供服務。
所以,導致全球芯片短缺最重要的一個原因是制造能力不足,華為雖然是特例,但藉此可以斷定,芯片制造業(yè)有非常高的門檻,制造能力不足、供應不足是導致芯片短缺的主要原因。
說到需求,不得不提一下“新冠病毒”,全世界所有國家中,只有中國算是遏制住了病毒的傳播,但好巧不巧的是,中國并沒有芯片制造能力,而疫情導致全世界大多數(shù)人們不能像往常一樣外出、工作,只能蝸居家中,躲避病毒,而這加重了人們對信息化設備、載體的需求,生產這類設備最需要的就是芯片,在供應量不變的情況,芯片需求量增加,自然就會出現(xiàn)芯片短缺的現(xiàn)象。
提到芯片設計能力,這還不算太難,但要說的芯片制造,就不得不提到光刻機,尤其是荷蘭的ASML光刻機,每一臺光刻機都需要多個國家的頂尖技術才能制造出來,而現(xiàn)有的每一臺光刻機的產生都是有限的,全世界需求芯片的企業(yè)和廠商有很多,現(xiàn)有的光刻機生產份額幾乎被這些廠商所瓜分,而這意味著被制造出來的芯片已經(jīng)被預訂了,但需求芯片的國家和廠商還有很多,最終就導致供應量不足的情況,這才出現(xiàn)了短缺。
此外,制造芯片需要晶圓,它是制作硅半導體電路所用的硅晶片。除了需求量增大、供應量減少,以及產能限制之外,受限于疫情影響,晶圓的產能也大不如從前,而晶圓是制造芯片的主要材料,也會直接影響芯片的產量。疫情來臨之后,導致芯片的供需關系失衡、產業(yè)鏈也受到了波及,自然就會出現(xiàn)短缺的現(xiàn)象。