即将迎来更多半导体商源,但还需要时间
我们知道,尤其对电子产业而言,供应链中脆弱的一环明显在于半导体行业。因此,在半导体厂商应对需求激增以及一系列妨碍生产和交付的意外事件时,很难袖手旁边。此外,心有余悸的 OEM 已囤积芯片。最显而易见的是,半导体对于当今全球经济的健康发展至关重要——因此无法忽视其短缺问题。
半导体环境
目前,低端芯片明显短缺困扰着电子行业——并且我无法预见这种情况在短期内会有所好转。而且,不是只有我这样认为。J.P. Morgan 分析师 Harlan Sur 在一份给客户的信件中表示:“我们认为,半导体公司的发货量比当前需求水平低 10% - 30%,并且至少需要三到四个季度供应才能赶上需求,还需要另外一到两个季度客户/分销渠道的存货才能补足至正常水平。”1
在几十年的从业生涯中我看到过许多报告,其中报道电子行业期望芯片厂商多关注高利润的前沿芯片,从而导致更普通、不太复杂的芯片短缺。同时,消费者需求的变化也导致对低端产品的需求大于供应。半导体制造商正在努力重新分配生产并提高产能——这一举措需要花费数年时间。
此外,根据多个资料来源,我了解到需求正在激增——这种明显的变化与疫情相关。SIA 总裁兼 CEO John Neuffer 表示:“今年前两个月,全球半导体销售额已超过 2020 年初疫情刚开始在全球部分地区传播之时。中国市场销售额逐年增长最多,主要是因为其销售额在去年年初出现大幅下降。”
这里是一些数据:2021 年 2 月全球半导体行业销售额为 396 亿美元,相比 2020 年 2 月总额 345 亿美元增长 14.7%,但比 2021 年 1 月总额 400 亿美元低 1.0%。月销售额由世界半导体贸易统计组织 (WSTS) 编制,代表了三个月移动平均值。
图 1:2021 年 2 月全球半导体行业销售额为 396 亿美元,相比 2020 年 2 月总额 345 亿美元增长 14.7%,但比 2021 年 1 月总额 400 亿美元低 1.0%。月销售额表示三个月移动平均值。(图片来源:WSTS)
同时,半导体产能集中在中国和东亚地区。众所周知,全球这些地区受到从政治动荡到自然灾害等各种风险的影响。根据半导体行业协会 (SIA) 的数据,目前约 75% 的半导体产能和关键材料供应商都位于该地区。2 所有 10 纳米 (nm) 以下逻辑半导体产能来自台湾 (92%) 和韩国 (8%)。
历史经验表明,受限的商源(无论受限于特定制造商或地理区域)有内在风险。我们看到,2011 年日本遭遇地震时,推高了 DRAM 的价格。这就是一个例子。当今的半导体环境也存在风险。SIA 补充到:“整个价值链中有超过 50 个单点,其中一个地区就占有全球市场份额 65% 以上。在价值链的这些单点中,其中一些会受到自然灾害、基础设施关闭或地缘政治冲突的影响,进而导致基础芯片供应的大规模中断。”问题在于,这并不仅仅影响最新款电视机或洗衣机的发货与收货。
更广泛的影响
全球疫情已造成显著经济收缩,在这种情况下,芯片短缺可能会给全球经济带来更广泛的破坏性影响。根据世界银行最近发布的《2020 年和 2021 年全球经济展望》,2020 年各国国内生产总值 (GDP) 均下降。3
图 2:今年人均 GDP 紧缩的国家/地区数量将达到 1970 年以来最高水平。(图片来源:世界银行《2021 年全球经济展望》
遗憾的是,短缺问题发生的时间点正是半导体技术前所未有地需要进一步发展,以掀起一轮变革型技术的新浪潮。这些技术包括人工智能 (AI)、5G、自动驾驶和电动汽车,以及采用无数智能互连设备大规模部署的物联网 (IoT) 解决方案。在我看来,这是雪上加霜:需求最旺盛时出现短缺。
我很高兴,政府(最终)注意到,元器件短缺可能减缓某些行业的后疫情时代复苏,导致无法满足需求,因此尽管预计未来数月消费开支会增加,这些行业也不能从中获益。例如,通用汽车宣布,由于半导体供货短缺,工厂因此关停。同时,经济学家担心,更高的芯片成本将转嫁到整个经济的更高价格中,从而引发通货膨胀。但是,如果只是关注而不迅速采取行动,并不能真正解决问题。截止目前,短缺仍然存在。
美国和欧盟寻求技术独立性
为半导体制造商提供良好发展环境的国家一直都在大力为该行业提供激励措施和其他政府支持。过去几十年,我一直在观察,制造商在全球各地轮转,以获取更低的工资、更好的税收利益,以及其他激励措施和市场准入等好处。
此外,美国 (US) 和欧盟 (EU) 也在想方设法将产能吸引到本土,以解决持续存在的产能问题,这也很鼓舞人心。美国和欧盟都描绘了要更加独立的宏伟计划,尤其是先进技术方面。
在美国,1 月 1 日生效的《2021 财年国防授权法 (NDAA)》承诺联邦政府将为美国半导体行业新投入数十亿美元,其中最值得注意的是税收抵免和拨款,用于建设新的国内生产设施。美国国会于 12 月颁布了相关的《为芯片生产创造有益的激励措施法案 (CHIPS)》。这之所以引人注意,是因为此时仅有约 12.5% 的半导体产自美国。4 我之前提到的其他地区的大量补贴和税收减免已对美国造成影响。
最近,拜登总统推出了一项基础设施计划,其中包括加强半导体供应链的举措。该计划包括:
- 500 亿美元用于半导体研究和生产。
- 500 亿美元用于在商务部设立关于美国行业产能的办公室,并为关键产品的生产提供支持。
- 500 亿美元用于美国国家科学基金会设立技术局,专注于半导体等关键领域。
这些举措可能帮助美国取得进步,但经验告诉我,这需要时间,很长的时间。同时,2020 年 5 月,TSMC 宣布将在亚利桑那州成立一家新的高端晶圆厂,但最快要 2024 年才能上线。该厂将采用公司的 5 纳米 (nm) 工艺,并承诺每个月产量高达 20,000 片晶圆。TSMC 认为,该厂建设将耗资 120 亿美元,使其成为美国历史上最昂贵的晶圆厂。
上个月(3 月),欧盟提出数字罗盘计划,包括未来数年内投入约 1660 亿美元新冠病毒经济复苏基金到数字行业中。作为举措的一部分,欧盟希望在 2023 年以前,生产出至少 20% 用于全球的先进半导体(即 5 nm 以下)。
总结
半导体芯片对于全球数字经济至关重要,显然需要多个半导体来源。但是,转变生产需要方方面面的升级换代,从人员培训到工厂迁移,因此并非易事。我们需要开始全面思考,如何确保这一行业在国际和国内持续发展,确保我们需要的芯片不仅能被制造出来,还能安全发货。
由于在半导体制造方面过度依赖单一商源或地理区域,我们需要付出巨大努力,以应对因此带来的芯片安全性和供应中断风险。设计人员自然会为元器件尽力寻求多个商源,我们也应当在全球范围内为他们提供帮助。对我们所有人而言,这场供需较量造成的困境需要有积极的力量带领并推动我们朝着新的方向前进。
参考资料:
3 – https://openknowledge.worldbank.org/bitstream/handle/10986/33748/211553-Ch01.pdf
4 – https://www.semiconductors.org/wp-content/uploads/2020/06/2020-SIA-State-of-the-Industry-Report.pdf
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