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芯片短缺現(xiàn)象依然沒有緩解,汽車工業(yè)供應(yīng)鏈面臨新的課題

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2021年芯片短缺對汽車行業(yè)的打擊巨大。根據(jù)AutoForecast Solutions(AFS全球汽車生產(chǎn)預(yù)測)最新數(shù)據(jù),截至12月19日,由于汽車芯片供應(yīng)短缺,已造成全球汽車減產(chǎn)1027.2萬輛,預(yù)計全球2021年全年減產(chǎn)汽車1131萬輛。北美洲已減產(chǎn)汽車317.8萬輛,預(yù)計全年減產(chǎn)341.2萬輛;歐洲市場已減產(chǎn)295.4萬輛,預(yù)計全年減產(chǎn)334.9萬輛。除中國外的亞洲其他地區(qū)中,目前已減產(chǎn)174萬輛,預(yù)計全年減產(chǎn)195.2萬輛。

2月7日AFS表示,由于芯片短缺,全球范圍內(nèi)減產(chǎn)的汽車數(shù)量較一周前激增61%,至37.05萬輛汽車。據(jù)AFS最新預(yù)計,汽車制造商今年或減產(chǎn)超過100萬輛汽車。

與汽車產(chǎn)業(yè)的凄風苦雨相比,芯片產(chǎn)業(yè)是艷陽高照!度A爾街日報》1月30日報道,受全球半導體短缺和需求增長影響,芯片行業(yè)剛剛度過了有史以來銷售狀況最好的一年。高德納咨詢公司發(fā)布的信息,2021年全球芯片銷售額同比增長約25%,首次突破5000億美元,達到創(chuàng)紀錄的5835億美元。工廠晝夜不停生產(chǎn)仍無法滿足需求。預(yù)計供應(yīng)長期短缺將使半導體行業(yè)今年的收入增長9%,增速超過歷史平均水平。高德納咨詢公司估計,芯片業(yè)的樂觀情緒導致2021年資本支出達到創(chuàng)紀錄水平,至少有1460億美元,為5年前的兩倍多。

美國格芯公司首席執(zhí)行官湯姆·考爾菲爾德在接受記者采訪時說:“芯片行業(yè)用了50年時間才發(fā)展成一個規(guī)模達5000億美元的產(chǎn)業(yè)。我認為這個數(shù)字只需8到10年就能達到1萬億美元。”

英特爾公司首席執(zhí)行官帕特·格爾辛格說:該公司去年創(chuàng)下銷售紀錄,“2022年只會更好。”

然而,芯片短缺現(xiàn)象依然沒有緩解。

1月25日,美國商務(wù)部發(fā)布《半導體供應(yīng)鏈信息征詢風險報告》,汽車制造商、醫(yī)療設(shè)備制造商等芯片買家持有的庫存中值已從2019年的40天降至2021年的不到5天,關(guān)鍵行業(yè)的庫存甚至更少,全球半導體短缺將至少持續(xù)到今年下半年。

報告指出:瓶頸主要集中在幾種特定類型的半導體輸入和應(yīng)用中,包括傳統(tǒng)邏輯芯片(用于汽車、醫(yī)療設(shè)備和其他產(chǎn)品)、模擬芯片(用于電源管理、圖像傳感器和射頻)和光電子芯片(用于傳感器和開關(guān))。

芯片產(chǎn)能主要瓶頸是晶圓、材料、組裝、測試和封裝能力等視為瓶頸。美國商務(wù)部的報告幾乎承認美國政府在解決瓶頸方面無能為力,沒有措施能立即緩解短缺。

美國商務(wù)部副部長唐·格雷夫斯承認,當前美國半導體行業(yè)面臨兩大危機,一是半導體供應(yīng)短缺擾亂了汽車、消費電子等多個關(guān)鍵行業(yè),造成企業(yè)裁員和經(jīng)濟復蘇放緩;二是美國在半導體供應(yīng)鏈的“長期領(lǐng)導力”面臨威脅,過去20年美國占全球半導體生產(chǎn)的比重大幅下滑。

美國商務(wù)部長吉娜·雷蒙多還提到某些芯片價格“異常高”的情況。美國海納金融集團說,目前全球半導體買家等待產(chǎn)品交付的時間平均超過25周,遠高于10至14周的公認“健康范圍”。但是,芯片行業(yè)已經(jīng)開足馬力,從2020年下半年到2021年三季度,產(chǎn)能利用率都在95%以上。

半導體行業(yè)的資本支出在2021年接近1500億美元,2022年將超過1500億美元。相比之下,在2021年之前,油氣行業(yè)每年的資本支出從未超過1150億美元。據(jù)華爾街日報報道,Gartner稱,全球芯片制造商預(yù)計今年將投入約1460億美元的資本支出,較上年增長約三分之一,比2019年新冠大流行前高出50%。這項投資是五年前行業(yè)支出的兩倍多。

芯片制造商正在建設(shè)新半導體工廠,但這些投資需要時間才能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)量的增加。此前宣布的一些投資預(yù)計最早將于2022年下半年上線。

還有報道稱,芯片制造商為提高產(chǎn)能而進行的投資不會很快落實,這也使供應(yīng)持續(xù)受限。但據(jù)貝恩公司預(yù)測,隨著新的芯片工廠投產(chǎn),該行業(yè)到2025年可能面臨生產(chǎn)過剩的風險。

并非所有芯片在價值4640億美元的半導體行業(yè)中都享有平等的地位。

美國商務(wù)部確定的存在嚴重半導體供需不匹配的特定類型產(chǎn)品,包括醫(yī)療設(shè)備、寬帶和汽車。具體包括:主要由傳統(tǒng)邏輯芯片制成的微控制器,例如40、90、150、180和250 nm節(jié)點;模擬芯片,包括例如40、130、160、180和800 nm節(jié)點;以及包括例如65、110和180 nm節(jié)點的光電芯片。

據(jù)Gartner估計,臺積電、三星和英特爾三家公司,大約占到了2021年芯片行業(yè)投資的五分之三。幾乎所有這些投資都被用于尖端技術(shù),這一領(lǐng)域依然有豐富的拓展空間。目前每6美元投資中只有不到1美元被指定用于訂單積壓時間最長的成熟工藝芯片。所謂成熟工藝芯片(使用28納米或以上工藝制造的芯片)是最稀缺的芯片,許多只賣幾美元一個,采用舊技術(shù)和舊設(shè)備生產(chǎn)。用于先進芯片的5納米晶圓,售價約為17000美元。相比之下,一塊28納米晶圓的價格約為3000美元。由于利潤微薄和需求下降的風險,許多半導體制造商對這些芯片上進行數(shù)十億美元的投資持謹慎態(tài)度。

臺積電和索尼表示將在日本建立一個70億美元的芯片工廠來生產(chǎn)成熟工藝半導體,努力填補這方面的空白。該工廠要到2024年底才能開始大規(guī)模生產(chǎn),因此它無助于解決當下影響汽車和電子產(chǎn)品生產(chǎn)的問題。這意味著汽車、家用電器和小配件中使用的普通芯片供應(yīng)將持續(xù)緊張,等待訂單交貨的時間依然會很長。

汽車行業(yè)習慣低價采購,導致半導體供應(yīng)商沒有動力擴大產(chǎn)能。整車廠大多采用準時化管理模式,要求芯片供應(yīng)商被動的配合,半導體廠商花幾年時間,幾億到數(shù)十億美元建立的芯片產(chǎn)能,可能在生產(chǎn)前30天時間被整車廠取消訂單。因此,半導體廠商對產(chǎn)能的擴充慎之又慎。

Counterpoint Research的一位技術(shù)市場研究員估計,對受打擊最嚴重的半導體類型的投資受限,意味著傳統(tǒng)芯片供應(yīng)趕不上預(yù)計需求的狀況將持續(xù)到2024年。

許多傳統(tǒng)芯片制造商都不愿對新產(chǎn)能進行大規(guī)模投資,因為到幾年后新工廠開始生產(chǎn)時,可能已經(jīng)沒有像現(xiàn)在一樣的需求,導致設(shè)備使用不足和損失。

一家新工廠生產(chǎn)成熟工藝芯片,如28納米的產(chǎn)能,會因為前期成本和開始生產(chǎn)時產(chǎn)量較低而產(chǎn)生虧損,而在舊工廠里運行著舊設(shè)備擁有高效的成本結(jié)構(gòu),這是業(yè)內(nèi)競爭者們很不愿面對的局面。生產(chǎn)汽車芯片的產(chǎn)線大多為8寸線(甚至6寸線),產(chǎn)線建立時間較早,折舊基本完成,因此晶圓生產(chǎn)成本較低,再投入建設(shè)新的8寸晶圓廠并無成本優(yōu)勢,因此8英寸晶圓的產(chǎn)能5年來平均年增長率僅為3%。

雖然有的半導體IDM將汽車芯片的生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到老舊的12寸產(chǎn)線上,意圖提高產(chǎn)能并獲得規(guī)模效應(yīng),但是產(chǎn)線調(diào)試、產(chǎn)品驗證(半導體供應(yīng)商處和汽車客戶處)和產(chǎn)能爬坡都需要較長的時間,緩不濟急。

一些存量8寸線和6寸線也在轉(zhuǎn)型生產(chǎn)化合物半導體如碳化硅或者氮化鎵,進一步減少了硅芯片的產(chǎn)能,這也直接或間接影響了汽車芯片的生產(chǎn)。

因此,所謂今年下半年汽車芯片荒會緩解的說法,不過是心理安慰。

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