缺“芯”難解

文 / 黃耀鵬

2021年已經(jīng)過去了2/3，如果逆著時(shí)間線追溯到2020年初，可能發(fā)現(xiàn)汽車芯片供應(yīng)鏈持續(xù)近一年的動(dòng)蕩，仿佛受到詛咒一樣，戲劇性地持續(xù)倒霉。

缺芯的偶然性和必然性

先是疫情原因造成Tier1（一級(jí)供應(yīng)商）砍單，汽車行業(yè)對(duì)芯片需求即將出現(xiàn)大萎縮的信號(hào)，一路傳導(dǎo)至代工廠，導(dǎo)致后者實(shí)施產(chǎn)能“季節(jié)性”轉(zhuǎn)移。只隔了幾個(gè)月，全行業(yè)就會(huì)發(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)完全反了。“加單”的說法是不存在的，產(chǎn)能已經(jīng)轉(zhuǎn)移到獲利更高的消費(fèi)電子芯片，合約則是“年度性”的。認(rèn)清需求大幅上漲之后，整個(gè)行業(yè)的恐慌史無前例地加重了。

此后發(fā)生的事情很詭異。每當(dāng)緩解供應(yīng)的努力將要奏效的時(shí)候，必出“黑天鵝”。ST（意法半導(dǎo)體）旗下三家工廠大罷工，瑞薩Naka工廠大火，德克薩斯奧斯汀的世紀(jì)寒潮，馬來西亞“封國(guó)”措施導(dǎo)致封測(cè)工廠停擺。它們發(fā)生在地球各個(gè)角落，無法用陰謀論解釋。只能說明供應(yīng)鏈很脆弱，一直滿載而且沒有替代產(chǎn)能，以至于整個(gè)鏈條抗風(fēng)險(xiǎn)能力很差。

如果再往前追溯一點(diǎn)，譬如到達(dá)2019年早些時(shí)候，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，那時(shí)汽車芯片供應(yīng)就已經(jīng)山雨欲來。其背后的決定性力量，卻是市場(chǎng)上最為常見的價(jià)值規(guī)律。人人趨利避害，最終導(dǎo)致?lián)p害幾乎所有人利益的大事件。

2019年晶圓價(jià)格開始下跌，致使許多晶圓供應(yīng)商停止大規(guī)模投資建廠，而晶圓此前投資已經(jīng)連續(xù)增長(zhǎng)了20年。供應(yīng)商將資金集中于12英寸晶圓（主要用于高端消費(fèi)電子）產(chǎn)能上，8英寸和6英寸產(chǎn)能沒有任何增長(zhǎng)。而后兩者是汽車芯片的主要基礎(chǔ)。

2018年，臺(tái)積電宣布在南科六廠旁新建一座8英寸廠，這是其15年來第一次新建8英寸廠。此前臺(tái)積電一直將8英寸產(chǎn)能，轉(zhuǎn)交給“世界先進(jìn)”代工。

晶圓廠商沒有為接下來的汽車芯片市場(chǎng)繁榮做好準(zhǔn)備。

盡管預(yù)測(cè)對(duì)了消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)的大幅增長(zhǎng)，但12英寸晶圓產(chǎn)能已經(jīng)拉滿，2021年到2022年產(chǎn)能利用率超過99%。這僅限于長(zhǎng)期合約，供應(yīng)商顯然沒有能力應(yīng)對(duì)臨時(shí)需求。

今年上半年，主要代工廠在今年已經(jīng)提價(jià)若干次。8月25日，臺(tái)積電把2022年的長(zhǎng)約價(jià)格再次提升，幅度則是幾年來最高：20%。預(yù)計(jì)聯(lián)電、格羅方德、聯(lián)華電子、中芯國(guó)際、力晶半導(dǎo)體都將跟進(jìn)。

產(chǎn)能集中，價(jià)值分配失衡

如今汽車芯片供應(yīng)的窘境，并不對(duì)芯片代工廠有利，他們最舒服的局面，是市場(chǎng)預(yù)期穩(wěn)定，價(jià)格在小范圍內(nèi)波動(dòng)。而不是像目前這樣各方搶芯片急紅了眼。大起必有大落。芯片供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的產(chǎn)能建設(shè)，周期2-3年，成本回收4、5年。加在一起超越了芯片景氣周期，這其中蘊(yùn)育著巨大風(fēng)險(xiǎn)。光是臺(tái)積電在亞利桑那正在建設(shè)的工廠，投資就達(dá)120億美元。

所以，用單方面漲價(jià)“壓平”需求，就成為主要手段。可惜芯片行業(yè)沒有歐佩克。

如今汽車業(yè)缺芯，仍集中于MCU（域控制器）、IGBT（功率器件）和ADAS（自動(dòng)駕駛）輔助芯片、感光器件、AI處理器，以及幾乎所有的SoC（系統(tǒng)級(jí)芯片）。

而以上芯片，也分消費(fèi)電子需求方向、工業(yè)需求和汽車需求。后者的車規(guī)級(jí)工況要求，意味著嚴(yán)格的生產(chǎn)許可和認(rèn)證。這使車用芯片供應(yīng)能力，逐漸集中到少數(shù)晶圓代工廠?！凹汹厔?shì)”本身也對(duì)供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)擴(kuò)大推波助瀾。

今年二季度，全球半導(dǎo)體銷售創(chuàng)下新紀(jì)錄。在這個(gè)季度，只有達(dá)到43億美金銷售額的制造商，方有資格進(jìn)行全球前十的排位。總體來看，這Top 10供應(yīng)商在2021年第二季度的銷售額增長(zhǎng)都在10%以上，總銷售額高達(dá)955億美元。而整個(gè)行業(yè)的平均增長(zhǎng)也只有8%。這意味著芯片行業(yè)的價(jià)值分配，也在向頭部集中。

根據(jù)8月份更新的2021年麥克林報(bào)告（McCleanReport），前10位制造商中間，包括4家無晶圓廠公司（高通、英偉達(dá)、博通和聯(lián)發(fā)科），同時(shí)只有一家純粹的代工廠（臺(tái)積電）。這表明芯片行業(yè)價(jià)值分配，并不傾向于代工廠。這給產(chǎn)能持續(xù)緊張，埋下了長(zhǎng)期隱患。

暫時(shí)緩解和徹底平衡

IHS Market 的預(yù)測(cè)相對(duì)悲觀。根據(jù)8月份更新的分析，全年汽車總產(chǎn)量將為8078萬輛。因芯片供應(yīng)鏈的中斷，Q1產(chǎn)量損失144萬輛，Q2為260萬輛，Q3前兩個(gè)月減產(chǎn)200萬輛左右。今年總的減產(chǎn)在630-710萬輛之間。IHS預(yù)測(cè)，芯片短缺將持續(xù)到2022年Q1。而芯片供應(yīng)趨穩(wěn)則在2022年Q2。也就是說，2022年下半年，汽車銷量將重回增長(zhǎng)軌道。IHS沒有給出理由。

A F S（Auto Forecast Solutions）、LMC等第三方機(jī)構(gòu)，做出了稍微樂觀一點(diǎn)的預(yù)測(cè)，他們預(yù)計(jì)的減產(chǎn)分別為620萬輛和596萬輛。

7月15日，臺(tái)積電CEO魏哲家表示，和去年相比，該公司今年有望將用于汽車的微控制器產(chǎn)量提高約60%。汽車芯片短缺問題，預(yù)計(jì)將從本季度開始逐步緩解。魏哲家同時(shí)表示，更廣泛的半導(dǎo)體短缺可能會(huì)持續(xù)到2022年。

魏氏的表態(tài)看似矛盾，但其實(shí)潛臺(tái)詞很明確。極端的短缺很快就能趨緩，但廣義上的短缺，既無法滿足所有汽車廠家需求的局面，將長(zhǎng)期存在。

未來兩年，12英寸晶圓產(chǎn)能年增6%。直到2024年，產(chǎn)能才會(huì)大規(guī)模增長(zhǎng)。消費(fèi)電子擠占的8英寸產(chǎn)能才會(huì)釋放出來。粗略地看，即便8英寸和6英寸產(chǎn)能不增加，2024年汽車芯片供應(yīng)也應(yīng)該得到根本性緩解。汽車因缺芯造成的產(chǎn)量下滑，屆時(shí)也會(huì)被遏制。

但這么一概而論，未免太過粗糙了。

12英寸晶圓產(chǎn)能門檻高、設(shè)計(jì)精密度要求高、后期持續(xù)投入巨大，百億美元方有足夠競(jìng)爭(zhēng)力，導(dǎo)致成本大幅上升。代工汽車芯片為代表的成熟制程芯片，成本高于8英寸產(chǎn)能。因此，汽車芯片產(chǎn)能擴(kuò)張，仍需要指望8英寸產(chǎn)能（6英寸設(shè)備過于老舊，都是玩二手，已經(jīng)很少有廠家愿意投資）。

除了臺(tái)積電，三星正在“考慮”擴(kuò)建8英寸晶圓產(chǎn)能。聯(lián)電、世界先進(jìn)、中芯國(guó)際和華虹半導(dǎo)體，都有新建8英寸產(chǎn)能的打算。與此同時(shí)，更先進(jìn)的18英寸產(chǎn)能，將被擱置。

中國(guó)產(chǎn)能何時(shí)影響全球供需

當(dāng)前，芯片行業(yè)和汽車行業(yè)，都很難預(yù)測(cè)，中國(guó)大規(guī)模的芯片投資，能否趕得上在2022年對(duì)芯片供應(yīng)產(chǎn)生積極影響。

去年，中芯國(guó)際已經(jīng)于天津、上海、深圳三個(gè)8英寸晶圓生產(chǎn)基地增加3萬片/月的產(chǎn)能。在12寸晶圓方面，中芯國(guó)際預(yù)計(jì)增加2萬片/月產(chǎn)能。

而今年，中芯國(guó)際8英寸擴(kuò)產(chǎn)原計(jì)劃為7萬片/月，整體月產(chǎn)能將達(dá)到25萬片。全球市占率將從4.2%上升到6%。

華虹半導(dǎo)體擁有3座8英寸晶圓廠，當(dāng)前產(chǎn)能利用率100%。不過華虹表示，汽車芯片的代工收入不支持?jǐn)U產(chǎn)。英飛凌管理層也抱怨稱，正是由于汽車廠家習(xí)慣用較低價(jià)格來采購(gòu)汽車芯片，才摧毀了汽車芯片企業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)能力的意愿。

經(jīng)過臺(tái)積電帶動(dòng)的幾次大漲價(jià)，可能會(huì)促使廠家重燃擴(kuò)產(chǎn)愿望。而中國(guó)廠商的8英寸成本競(jìng)爭(zhēng)力，顯著高于12英寸。

數(shù)據(jù)顯示，僅在今年上半年，我國(guó)芯片半導(dǎo)體行業(yè)投融資事件達(dá)到205起，總金額達(dá)2944億元，遠(yuǎn)超2020年全年的1097.69億元。不過，芯片制造設(shè)備進(jìn)口，因?yàn)橐恍﹪?guó)家的限制，仍然限制了國(guó)內(nèi)芯片代工產(chǎn)能的擴(kuò)張。

就成熟制程而言，國(guó)內(nèi)產(chǎn)能建設(shè)正處于史無前例的擴(kuò)張中。中國(guó)半導(dǎo)體生產(chǎn)商（包括3D NAND、DRAM和邏輯組件制造商）在 7 月份出貨316 億顆芯片，也就是說每天中國(guó)可以生產(chǎn)超過10 億顆 IC。這個(gè)數(shù)字與2020 年 7 月相比，增長(zhǎng)了41.3%，而 6月的出貨為 308 億顆，5 月則為 299億顆。

盡管受到美國(guó)制裁，中國(guó)最大的芯片代工企業(yè)中芯國(guó)際，今年提高了產(chǎn)能和產(chǎn)量，很大程度上是因?yàn)楦黝愋酒男枨蠹ぴ觥?/p>

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)，今年7月份之前，中國(guó)半導(dǎo)體制造商已經(jīng)生產(chǎn)了2036 億顆芯片。同比增長(zhǎng)47.3%。

與此同時(shí)，由于政府大力補(bǔ)貼半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)有數(shù)以萬計(jì)的本土芯片設(shè)計(jì)商涌現(xiàn)。但他們不能不能制造芯片本身。所以目前中國(guó)采取專注幾家芯片制造商，而淘汰或兼并較小的玩家。近期容芯以16.66億人民幣拍下德淮半導(dǎo)體，就是產(chǎn)能集中的體現(xiàn)。

但今年任何新產(chǎn)能的部署，最快也得到2023年才會(huì)落地。

芯片不僅困于晶圓產(chǎn)能。今年上半年的芯片供應(yīng)鏈的短板，在于晶圓和前端產(chǎn)能。而下半年則集中于封測(cè)環(huán)節(jié)。封測(cè)產(chǎn)能分布于東亞和東南亞，包括中國(guó)、韓國(guó)、日本、新加坡、菲律賓、印度尼西亞、泰國(guó)、越南和馬來西亞。

封測(cè)產(chǎn)能需要擴(kuò)大，而且需要分散部署。類似馬來西亞的封國(guó)防疫措施，才不會(huì)造成全球震動(dòng)。同時(shí)，在價(jià)值分配鏈上，封測(cè)得到的利潤(rùn)過低。而且目前封測(cè)設(shè)備也陷入缺貨中，交貨周期長(zhǎng)達(dá)40周。設(shè)備供應(yīng)問題，也源自芯片短缺本身。

事實(shí)上，中國(guó)的封測(cè)能力正在快速增長(zhǎng)。2019年，國(guó)內(nèi)封裝產(chǎn)業(yè)營(yíng)收2067億元，全球占比超過20%。根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)國(guó)際團(tuán)體SEMI發(fā)布的數(shù)據(jù)，Q1中國(guó)半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備營(yíng)收59億美元，次于韓國(guó)的73億美元，居全球第2位。

中國(guó)的半導(dǎo)體進(jìn)入市場(chǎng)比其他競(jìng)爭(zhēng)者晚了20年，但自那以后一直在追趕。目前中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)每天生產(chǎn)超過 10 億個(gè)集成電路，但要讓中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)量超過進(jìn)口，仍需要很長(zhǎng)時(shí)間。

十年生聚，十年教訓(xùn)。指望中國(guó)產(chǎn)能在兩年內(nèi)就能擴(kuò)張到位，恢復(fù)國(guó)內(nèi)及全球汽車芯片供應(yīng)平衡，是不現(xiàn)實(shí)的。但從長(zhǎng)期看，是早晚的事。到2026年甚至更早一點(diǎn)，中國(guó)芯片產(chǎn)能，將成為影響全球芯片供需的“關(guān)鍵先生”。