根據(jù)第三方咨詢機(jī)構(gòu)高盛的報(bào)告,始發(fā)于汽車行業(yè)的全球芯片短缺,已影響了從鋼鐵和預(yù)拌混凝土到空調(diào)、啤酒廠、肥皂制造業(yè)等169個(gè)行業(yè)。
沿“缺芯潮”溯源,最初是全球發(fā)酵的新冠肺炎疫情,導(dǎo)致汽車廠商調(diào)整銷售預(yù)測(cè),向芯片代工廠提出減產(chǎn)要求。于是,芯片代工廠將原本給汽車廠商的訂單留給云計(jì)算、消費(fèi)電子等信息產(chǎn)品。
疫情得到一定控制后,汽車銷量出現(xiàn)反彈,而芯片代工廠原本排好的消費(fèi)電子訂單卻無(wú)法取消。如此循環(huán),汽車行業(yè)成為了此次缺芯潮下首當(dāng)其沖的行業(yè)。
另一大因素來(lái)自美國(guó)對(duì)華為的制裁,這成為扇動(dòng)缺芯的“蝴蝶翅膀”。一來(lái),華為體量大,對(duì)各類芯片都有需求,二來(lái),華為之外的廠商同樣擔(dān)憂供應(yīng)鏈安全,紛紛囤貨自保。囤貨之風(fēng)在整個(gè)行業(yè)蔓延,甚至出現(xiàn)了很多偽需求,進(jìn)一步加劇了芯片的供不應(yīng)求。無(wú)法預(yù)料的自然災(zāi)害,讓原本就供需緊張的芯片產(chǎn)業(yè)鏈雪上加霜。
業(yè)界預(yù)測(cè)缺芯持續(xù)的時(shí)間一再延長(zhǎng),從此前預(yù)估的持續(xù)至2021年下半年,到現(xiàn)在已經(jīng)延長(zhǎng)到2年-3年。
主要國(guó)家、地區(qū)和企業(yè)做了不少舉措和布局,以應(yīng)對(duì)不確定環(huán)境下的變化,增強(qiáng)自身供應(yīng)鏈抗風(fēng)險(xiǎn)的能力。
對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō),此次芯片荒讓中國(guó)成為最大的半導(dǎo)體需求市場(chǎng)以及產(chǎn)能的中心,機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)并存。
一、全球產(chǎn)業(yè)鏈重塑
“缺芯潮”下最大的改變,是加速全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的重塑。
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芯片制造廠成為各國(guó)各地區(qū)爭(zhēng)搶的核心,爭(zhēng)奪甚至超越了經(jīng)濟(jì)因素,增加了政治色彩。一如全球最大芯片代工廠臺(tái)積電董事長(zhǎng)劉德音在《時(shí)代周刊》采訪中所說(shuō),赴美建廠是由“對(duì)其客戶的政治推動(dòng)”促成。
一直以來(lái),半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)都被認(rèn)為是全球化最徹底的領(lǐng)域。沒(méi)有一個(gè)國(guó)家和地區(qū)能夠憑借一己之力建立一條完全自主的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈。一份來(lái)自第三方分析咨詢機(jī)構(gòu)波士頓咨詢公司(BCG)和美國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)(SIA)聯(lián)合發(fā)布的數(shù)據(jù)直觀反映了這點(diǎn)。這份數(shù)據(jù)顯示了2019年全球各國(guó)家和地區(qū)在半導(dǎo)體上的增加值。美國(guó)、韓國(guó)、日本、歐洲、東亞分別在產(chǎn)業(yè)鏈中扮演不同角色。
美國(guó)在芯片設(shè)計(jì)上占據(jù)優(yōu)勢(shì),而晶圓制造主要集中在中國(guó)臺(tái)灣和韓國(guó),中國(guó)大陸在封裝測(cè)試上占據(jù)優(yōu)勢(shì)。韓國(guó)優(yōu)勢(shì)則在存儲(chǔ)。美國(guó)、日本和歐洲,在半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)的增加值最高。
但這一次,這種明確的角色分工將各國(guó)的供應(yīng)鏈暴露在風(fēng)險(xiǎn)下——一旦某個(gè)地區(qū)的局勢(shì)發(fā)生變化,使得其所承擔(dān)的供應(yīng)鏈角色受到?jīng)_擊,影響將擴(kuò)散全球。
美國(guó)、歐洲都出臺(tái)了相應(yīng)的計(jì)劃,試圖建立本土芯片制造產(chǎn)業(yè)。畢竟,缺芯之下,產(chǎn)能為王。誰(shuí)能拿到產(chǎn)能,就能在這場(chǎng)缺貨浪潮中突出重圍。
2021年3月31日,美國(guó)總統(tǒng)拜登公布了一項(xiàng)規(guī)模2.3萬(wàn)億美元的基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)劃,其中,提議國(guó)會(huì)撥出500億美元補(bǔ)貼美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的制造和芯片研發(fā)。BCG和SIA的聯(lián)合報(bào)告中指出,這項(xiàng)500億美元的激勵(lì)計(jì)劃將使美國(guó)在未來(lái)10年內(nèi)建成19座晶圓廠,將使美國(guó)保持“最低可行產(chǎn)能”。
9月27日,英特爾在亞利桑那州的兩座工廠正式開(kāi)始建設(shè)。與此同時(shí),臺(tái)積電在美國(guó)亞利桑那州的晶圓廠也在建設(shè)中。
歐盟領(lǐng)導(dǎo)人則在最近宣布了《歐洲芯片法案》,旨在支持提高研究、設(shè)計(jì)和測(cè)試能力,并確保國(guó)家投資與更廣泛的聯(lián)盟的投資相協(xié)調(diào)。歐盟委員會(huì)主席表示,最終目標(biāo)是2030年,將歐洲半導(dǎo)體生產(chǎn)的全球份額提到20%。
今年初,臺(tái)積電宣布將在日本開(kāi)設(shè)子公司,擴(kuò)展3D IC的研究,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省宣布將投資370億日元(約21.4億元人民幣)支持臺(tái)積電在日本設(shè)立研發(fā)中心。日本的半導(dǎo)體企業(yè)也將和臺(tái)積電展開(kāi)合作。
韓國(guó)政府則計(jì)劃,截至2030年,在韓國(guó)構(gòu)建全球最大規(guī)模的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈——“K—半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶”,集半導(dǎo)體生產(chǎn)、原材料、零部件、設(shè)備和尖端設(shè)備、設(shè)計(jì)等為一體,同時(shí)給予相關(guān)企業(yè)一系列政策支持。
另一面,企業(yè)為了緩解供應(yīng)鏈壓力,也加快了供應(yīng)鏈的全球布局,以免“把雞蛋都放在一個(gè)籃子里”。例如一家頭部美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè),就加速了其在亞洲擴(kuò)建產(chǎn)能的計(jì)劃,并在下游,通過(guò)投資、并購(gòu)的方式,保證供應(yīng)鏈安全。除了亞洲的疫情相對(duì)緩和,它們更看重的是位于亞洲的全球最大的半導(dǎo)體市場(chǎng),以及亞洲的制造、封測(cè)產(chǎn)業(yè)鏈集中,這能給它們帶來(lái)諸多便利。
在芯片荒下,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的格局將重塑,一波“建廠潮”正在全球范圍發(fā)生。
根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SEMI)預(yù)測(cè),全球半導(dǎo)體制造商將于2021年底之前啟動(dòng)建設(shè)19座新的高產(chǎn)能晶圓廠,2022年開(kāi)工建設(shè)另外10座晶圓廠,以滿足通訊等市場(chǎng)對(duì)于芯片不斷增加的需求。未來(lái)這29座晶圓廠的設(shè)備支出預(yù)計(jì)將超過(guò)1400億美元。
但建立本土產(chǎn)業(yè)鏈仍需很長(zhǎng)時(shí)間,建廠潮下,多少投入能夠最終轉(zhuǎn)化為真正的產(chǎn)能還未可知。且不論建設(shè)晶圓廠的連續(xù)、巨額投資,還有適合晶圓制造廠的環(huán)境、人才配置、交通、產(chǎn)業(yè)鏈資源、政策等因素。短時(shí)間內(nèi),缺芯的情況仍然無(wú)法緩解。
二、修正供應(yīng)鏈問(wèn)題
“缺芯潮”帶來(lái)的另一個(gè)特征,就是供應(yīng)鏈的囤貨現(xiàn)象和漲價(jià)。
全球半導(dǎo)體市場(chǎng)半個(gè)世紀(jì)以來(lái),一直在“硅周期”里起起伏伏,在景氣和低迷間來(lái)回打轉(zhuǎn),通常以四年為一個(gè)周期。
半導(dǎo)體行業(yè)專家莫大康在一篇文章中解釋了造成這種起伏漲跌的原因,主要?dú)w于全球宏觀經(jīng)濟(jì)形勢(shì)、部分電子產(chǎn)品的創(chuàng)新或是需求飽和,還有半導(dǎo)體廠商的產(chǎn)能擴(kuò)充。
一份SEMI的數(shù)據(jù)直觀解釋了這個(gè)周期:全球半導(dǎo)體硅片出貨量在2009年出現(xiàn)低谷,全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模急劇萎縮;2010年之后的四年時(shí)間,市場(chǎng)規(guī)模開(kāi)始復(fù)蘇,2012年出現(xiàn)小幅下降,2014年到2018年進(jìn)入上升態(tài)勢(shì),到2019年,出現(xiàn)小幅回落。
按照以往的習(xí)慣,芯片代工廠會(huì)統(tǒng)籌管理客戶需求,通過(guò)反周期建設(shè)提前布局,以確保剛建好的產(chǎn)線能夠趕上產(chǎn)能緊張的時(shí)機(jī)。但這一次,新冠疫情引發(fā)的連鎖效應(yīng)和不確定的政治局勢(shì),打得芯片代工廠措手不及。
囤貨,是這一輪硅周期中最突出的特征之一。囤貨行為并非此次才有,在過(guò)去,一些芯片代理商通過(guò)對(duì)需求的提前了解,提前囤貨,在一次次的硅周期中賺得盆滿缽滿。只是這一次,囤貨的規(guī)模大、影響深,對(duì)供應(yīng)鏈的健康帶來(lái)極大的負(fù)面影響。
臺(tái)積電三季度財(cái)報(bào)顯示了供應(yīng)鏈的囤貨行為,其庫(kù)存較2020年同期上漲了66%,存貨天數(shù)高達(dá)85天。
以消費(fèi)電子為例,正常的庫(kù)存周期是一個(gè)月,但這次很多企業(yè)都以年為單位進(jìn)行囤貨。不妨算一筆賬,根據(jù)第三方數(shù)據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)Counterpoint統(tǒng)計(jì),2019年華為手機(jī)占全球手機(jī)的出貨量為16%,如果華為擴(kuò)大10倍庫(kù)存,那么全球手機(jī)廠的供應(yīng)就跟不上了。
另外,代理商的囤貨也是一個(gè)難以預(yù)估的變量。像英飛凌、ST這樣的大廠,在中國(guó)都是通過(guò)代理銷售。代理商的項(xiàng)目經(jīng)理能夠知道明年需求計(jì)劃和產(chǎn)能計(jì)劃,如果他們發(fā)現(xiàn)需求大于產(chǎn)能計(jì)劃的時(shí)候,就會(huì)進(jìn)行囤貨,再適時(shí)放貨。價(jià)格就在這個(gè)過(guò)程中發(fā)生了變化。
囤貨給供應(yīng)鏈帶來(lái)的負(fù)面影響,甚至到了企業(yè)和政府不得不出手的地步。這是以往沒(méi)有發(fā)生的事情。
例如臺(tái)積電就開(kāi)始對(duì)不同數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,破譯哪些是客戶真正需求,哪些訂單是囤貨,推遲一些被認(rèn)為沒(méi)那么迫切需要的訂單。劉德音在接受《時(shí)代周刊》采訪時(shí)指出,臺(tái)積電以前并不需要那么做。
核心企業(yè)的一些措施也被用來(lái)修正囤貨現(xiàn)象。9月,臺(tái)積電迎來(lái)歷史上最大漲幅,這并不是臺(tái)積電一貫的作風(fēng),一直以來(lái),臺(tái)積電的價(jià)格管理以穩(wěn)健著稱。臺(tái)積電內(nèi)部決議確定2022年一季度起開(kāi)始調(diào)漲晶圓代工報(bào)價(jià),最高端的7納米以下(7納米、5納米)制程將調(diào)漲10%,16納米以上的成熟制程將調(diào)漲10%-20%。
盡管這讓許多芯片設(shè)計(jì)廠商措手不及,但這樣的漲價(jià)在另一方面也有利于行業(yè)的優(yōu)勝劣汰,修正其中的囤貨行為,讓客戶更加審慎下單。
與此同時(shí),美國(guó)政府已經(jīng)召開(kāi)了多次半導(dǎo)體供應(yīng)鏈會(huì)議,試圖發(fā)現(xiàn)供應(yīng)鏈中存在的問(wèn)題。9月24日,美國(guó)商務(wù)部工業(yè)安全局和技術(shù)評(píng)估辦公室下發(fā)了一則《半導(dǎo)體供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)公開(kāi)征求意見(jiàn)》的通知(下稱“通知”),該通知提出,為促進(jìn)供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)信息流通,其向半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中對(duì)此有興趣的企業(yè)征集相關(guān)數(shù)據(jù)和信息。這份問(wèn)題清單,事無(wú)巨細(xì),核心指向了解目前供應(yīng)鏈真實(shí)需求、產(chǎn)能分布情況以及是否存在囤貨行為。
這一舉措對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)顯然不合理,但另一方面也反映了美國(guó)政府所面臨的供應(yīng)鏈問(wèn)題已經(jīng)相當(dāng)緊迫,它們需要將供應(yīng)鏈面臨的問(wèn)題掰開(kāi)揉碎,了解哪些是真實(shí)需求,哪些是偽需求,囤貨在哪些環(huán)節(jié)里發(fā)生,問(wèn)題出現(xiàn)在哪里。
目前,囤貨現(xiàn)象正在逐漸緩解,當(dāng)一些偽需求暴露出來(lái),產(chǎn)能亦能夠放松,缺芯問(wèn)題方能有所緩解。
三、危中有機(jī)的國(guó)產(chǎn)化
與過(guò)去幾輪硅周期不同,這一次,中國(guó)成為半導(dǎo)體市場(chǎng)需求的核心。
根據(jù)第三方數(shù)據(jù)咨詢BCG和SIA的數(shù)據(jù),中國(guó)市場(chǎng)的最終消費(fèi)占了全球芯片產(chǎn)品的24%,與最大需求方美國(guó)市場(chǎng)相當(dāng)。如果再加上中國(guó)購(gòu)買的芯片制造成產(chǎn)品,然后再出口到全球,這部分的市場(chǎng)規(guī)模則是35%。
中國(guó)對(duì)芯片需求的增速也是全球之首。最大的市場(chǎng)、最高的需求增速,必然要求與之相適應(yīng)的話語(yǔ)權(quán):全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈的秩序,必然要有與之相適應(yīng)的治理安排。這也是全球半導(dǎo)體企業(yè)不愿意放棄中國(guó)市場(chǎng),甚至加碼中國(guó)市場(chǎng)的原因。
由于美國(guó)的制裁,中國(guó)先進(jìn)制程上突破艱難,但28納米及以上工藝制程,才是這一次需求的核心。這一輪芯片短缺以成熟制程(指28納米及以上制程)為主,很多需求甚至采用65納米、90納米、130納米的工藝制程就可以了。8寸晶圓廠所對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)工藝制程為90納米及以上,基本滿足需要。目前,全球的8寸廠主要集中在中國(guó)大陸。根據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì),2021年8寸晶圓產(chǎn)能中國(guó)大陸占大多數(shù),為18%。并且,中國(guó)大陸在28納米半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上可以做到可控。
由于疫情因素,海外代工廠開(kāi)工率不高,一些海外訂單也轉(zhuǎn)移到中國(guó)。這也是以往極少發(fā)生的,因?yàn)閱渭儚氖袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的角度考慮,中國(guó)大陸的代工廠很難能夠從臺(tái)積電這樣的大廠搶下成熟工藝的訂單。
有訂單和客戶,意味著擁有迭代和技術(shù)進(jìn)步的機(jī)會(huì)。一直以來(lái),代工廠都是在與設(shè)計(jì)公司的配合中成長(zhǎng)起來(lái)。
國(guó)外產(chǎn)品在利用率和產(chǎn)品質(zhì)量上要求更高,中國(guó)大陸只有少數(shù)幾家芯片代工廠能夠承接。因此,當(dāng)一線大廠承接了海外訂單,產(chǎn)能滿載之后,一些中低端產(chǎn)品的訂單也會(huì)讓渡給小規(guī)模的芯片代工廠。
另一個(gè)機(jī)會(huì)則是當(dāng)下的國(guó)產(chǎn)制造以及特殊工藝等機(jī)會(huì)。
中國(guó)大陸芯片代工廠之所以發(fā)展緩慢,原因之一就是缺少客戶和它們共同走完試錯(cuò)和升級(jí)的流程。因此,有客戶就意味著有迭代和技術(shù)進(jìn)步的機(jī)會(huì),這有利于中國(guó)芯片代工廠在服務(wù)和生態(tài)上補(bǔ)足功課。
除了制造環(huán)節(jié),同樣國(guó)產(chǎn)設(shè)備和材料廠商也迎來(lái)機(jī)會(huì)。
從數(shù)據(jù)上看,國(guó)產(chǎn)設(shè)備在這兩年中標(biāo)率確有提升。截至2020年3月,華力集成二期釋放的58臺(tái)工藝設(shè)備中,國(guó)產(chǎn)設(shè)備13臺(tái),國(guó)產(chǎn)化率22%。長(zhǎng)江存儲(chǔ)所釋放的376臺(tái)工藝設(shè)備中,國(guó)產(chǎn)設(shè)備38臺(tái),國(guó)產(chǎn)化率10%。
風(fēng)投資本也在源源不斷進(jìn)入國(guó)產(chǎn)設(shè)備、零部件領(lǐng)域。這幾個(gè)領(lǐng)域由于份額小、門檻高,以往風(fēng)投資本避之不及。
另外,國(guó)內(nèi)一些企業(yè)正在通過(guò)自建和投資的方式,建立一條可控的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈。最典型的是華為旗下投資機(jī)構(gòu)哈勃投資,以近乎平均每個(gè)月一次的投資腳步,構(gòu)建其在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上的布局。成立三年,其涉及半導(dǎo)體方面的投資就有40多起,并不斷往產(chǎn)業(yè)鏈上游深入。這些被投企業(yè)大多處于早期階段,還有一些是尚未大量商業(yè)化的技術(shù),但重點(diǎn)都指向中國(guó)在半導(dǎo)體上的卡脖子環(huán)節(jié)以及未來(lái)的技術(shù)方向,其中涉及IC設(shè)計(jì)、EDA、設(shè)備、材料等。這對(duì)于中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有極強(qiáng)的拉動(dòng)作用。
危機(jī)往往造就機(jī)會(huì),這樣的機(jī)會(huì)通常和系統(tǒng)性挑戰(zhàn)并存。
即便中國(guó)大陸在這兩年里建廠迅速,但第三方數(shù)據(jù)分析機(jī)構(gòu)IC Insights在報(bào)告中指出,中國(guó)的集成電路消費(fèi)市場(chǎng)與其集成電路產(chǎn)業(yè)之間,存在鴻溝。2019年,中國(guó)大陸制造的195億美元芯片中,來(lái)自總部位于中國(guó)大陸公司的IC產(chǎn)量為76億美元,占據(jù)2019年中國(guó)大陸集成電路消費(fèi)市場(chǎng)1246億美元的6.1%。IC Insights預(yù)計(jì),到2024年,中國(guó)大陸至少有50%的IC產(chǎn)量將來(lái)自中國(guó)臺(tái)灣和外國(guó)公司。
中國(guó)半導(dǎo)體發(fā)展下,最關(guān)鍵的一環(huán)是人才,尤其是長(zhǎng)期在一線技術(shù)崗位沉淀多年的領(lǐng)軍人才。中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期處于一個(gè)尷尬的狀態(tài)——自身沒(méi)有人才積累,在高端人才上只能通過(guò)引進(jìn)的方式。
以半導(dǎo)體生產(chǎn)中,制造環(huán)節(jié)的人才為例。一個(gè)完整建制,有成熟經(jīng)驗(yàn)的工程師團(tuán)隊(duì)對(duì)于產(chǎn)線的建立至關(guān)重要。
回看中國(guó)大陸近五年,已有新增20多家芯片制造廠,但真正實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)的制造廠數(shù)量并不多。半導(dǎo)體第三方分析機(jī)構(gòu)芯謀咨詢做過(guò)一個(gè)統(tǒng)計(jì),以月產(chǎn)能4萬(wàn)片的12寸晶圓廠為例,總監(jiān)及以上崗位需要30人左右,培養(yǎng)周期在15年以上;總監(jiān)以下的部門經(jīng)理需要近百名,培養(yǎng)周期在10年左右;骨干工程師需要350人左右,至少需要3年至7年培養(yǎng);初級(jí)工程師需要630人左右,需要2年左右培養(yǎng)。芯謀咨詢統(tǒng)計(jì),如果按照新增的20多家芯片制造廠來(lái)看,則需要3萬(wàn)多經(jīng)驗(yàn)豐富的產(chǎn)業(yè)老手。僅靠中國(guó)本土培養(yǎng),現(xiàn)階段很難實(shí)現(xiàn)。
另一方面,中國(guó)大陸在發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)時(shí),往往容易“一窩蜂”,這是業(yè)界的共識(shí)。風(fēng)險(xiǎn)管控和滿足產(chǎn)能需要之間取得平衡顯得尤為重要。
青島芯恩董事長(zhǎng)張汝京的觀點(diǎn)是,分層負(fù)責(zé),風(fēng)險(xiǎn)管控。例如,投資金額小于10億元以下的,按現(xiàn)有方式進(jìn)行備案;對(duì)于政府投資金額低于某一金額,由省市相關(guān)發(fā)改委窗口指導(dǎo)。金額更大的由上一級(jí)的發(fā)改委管控。至于民企或外資為主的(例如民間資本投資超過(guò)80%以上的,總投資額小于99億元以下的),因?yàn)檎畵?dān)的風(fēng)險(xiǎn)較小,可適度放寬指導(dǎo)窗口。這樣做能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化的風(fēng)險(xiǎn)管控、分級(jí)負(fù)責(zé),發(fā)揮國(guó)企與民企各自的優(yōu)勢(shì)和長(zhǎng)處,支持建設(shè)質(zhì)優(yōu)的半導(dǎo)體廠,滿足集成電路與半導(dǎo)體市場(chǎng)的需要,如此可解產(chǎn)能失調(diào)的問(wèn)題。