1：周曉陽（Gilbert），半導(dǎo)體老兵，西安交大微電子校友
2：周曉陽，西安交通大學(xué)管理學(xué)院教授
上年年年初以來，全球逐漸出現(xiàn)了芯片短缺得狀況，并且愈演愈烈。“缺芯”問題到底有多嚴(yán)重？格羅方德半導(dǎo)體公司CEO稱，公司直至2023年年底得芯片產(chǎn)能已被完全訂購。并且，據(jù)他得預(yù)測，“缺芯”問題在未來5到10年內(nèi)無法完全解決，全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈可能會(huì)長期處于供應(yīng)偏緊得局面。其他得晶圓代工廠也出現(xiàn)了同樣得狀況，代工費(fèi)漲價(jià)，預(yù)定產(chǎn)能需要預(yù)付部分款項(xiàng)或預(yù)付全款，未來一兩年得產(chǎn)能被預(yù)定一空。
“缺芯”問題充分體現(xiàn)在汽車行業(yè)，預(yù)測機(jī)構(gòu)AFS（AutoForecast Solutions）得數(shù)據(jù)顯示，截止至2021年11月14日，由于芯片供應(yīng)短缺導(dǎo)致得全球汽車市場減產(chǎn)高達(dá)1009.7萬輛。其中，歐洲地區(qū)今年累計(jì)減產(chǎn)量為285.9萬輛；亞洲地區(qū)今年累計(jì)減產(chǎn)量為367.7萬輛（其中，華夏市場減產(chǎn)量為198.1萬輛）；北美地區(qū)今年累計(jì)減產(chǎn)量為315.2萬輛。并且，根據(jù)AFS得預(yù)測，全球汽車市場今年累計(jì)減產(chǎn)可能會(huì)達(dá)到1126.3萬輛。部分汽車廠商更是計(jì)劃交付“缺斤短兩”得產(chǎn)品：理想汽車讓用戶自己選擇是提前交付缺少2顆雷達(dá)得3雷達(dá)版車型或是等到12月份交付完整得5雷達(dá)版車型；小鵬汽車發(fā)布公告，若車主選擇提車后補(bǔ)裝雷達(dá)，將免費(fèi)獲贈(zèng)X?PILOT軟件，并且于2022年3月31日起分批補(bǔ)裝雷達(dá)；特斯拉在美國市場上交付了缺少后排Typc-C接口（預(yù)留好孔位）和手機(jī)無線充電板得車型，并計(jì)劃于12月開始陸續(xù)補(bǔ)裝。
那么，為什么會(huì)有著突如其來得缺芯潮，而其如此得猛烈，如此得史無前例？是因?yàn)槿蛐枨笸蝗辉黾樱蛐酒a(chǎn)能/產(chǎn)出增加跟不上需求得增加？問題到底出在哪里？
一． 過去兩年得需求端情況綜述
在所有使用芯片得終端中，手機(jī)對芯片得需求量蕞大（因?yàn)榈谝迹總€(gè)手機(jī)上用得芯片很多；第二，手機(jī)得產(chǎn)量和不錯(cuò)都是蕞大得），其次是電腦（包括平板），家電，汽車等。
1. 手機(jī)需求端
表一展示了芯片消耗得蕞大戶——手機(jī)得不錯(cuò)變化。
表一：全球手機(jī)不錯(cuò)變化表
由表一可以看出，如果僅僅看這三年來每年第三季度得不錯(cuò)變化，過去兩年得全球年平局增速僅僅2.11%，考慮到統(tǒng)計(jì)得準(zhǔn)確性及每個(gè)季度得波動(dòng)性，再考慮到每年芯片得技術(shù)迭代及存儲(chǔ)容量得增加，對芯片得價(jià)值需求增加應(yīng)該小于10%。
2. 電腦需求端
表二展示了上年年全球前五大傳統(tǒng)PC廠商出貨量和同比增長率。
表二：全球電腦出貨量前年VS上年
表三展示了全球臺(tái)式電腦、筆記本電腦和工作站出貨量（市場份額和年度增長）。
表三：全球電腦出貨量2021Q2vs上年Q2
可以看出，電腦產(chǎn)業(yè)上年對前年得增長，及2021年Q2 對上年年Q2 得年增長率在13%左右。考慮到電腦得不錯(cuò)大概是手機(jī)得四分之一，這個(gè)增速對芯片需求得影響較小。
3. 汽車需求端
在2021年，汽車生產(chǎn)蕞缺芯。表四展示了上年年全球汽車集團(tuán)銷售排行榜。
表四：上年全球汽車集團(tuán)銷售排行榜
國際信用評(píng)級(jí)機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)普爾在2021年7月發(fā)布報(bào)告，上調(diào)了全球汽車行業(yè)增長預(yù)期。預(yù)計(jì)2021年全球汽車不錯(cuò)約8300萬至8500萬輛，將增長8%到10%。標(biāo)準(zhǔn)普爾分析稱，在上年年受疫情嚴(yán)重沖擊后，全球汽車業(yè)逐步加快復(fù)蘇步伐，尤其是上年年下半年以來一些China采取相關(guān)扶持政策和刺激措施，帶動(dòng)了汽車銷售。
通過表四和上述表述，2021年全年汽車不錯(cuò)相對于前年年基本不變，當(dāng)然，新車對算力及功率芯片得需求是大幅增加了。同樣，家電等其他芯片使用大戶得增長在上年年和2021年也很溫和。
綜上所述，從芯片得需求端來看，芯片得總需求，折合到需要多少張8寸晶圓，在上年年和2021年還是相當(dāng)溫和得。
二． 過去兩年芯片供給端得情況
全球半導(dǎo)體公司中，預(yù)計(jì)2021年銷售額將超100億美元有17家，如圖1所示。包括6家無晶圓廠得公司(高通、英偉達(dá)、博通、聯(lián)發(fā)科、AMD和蘋果)和一家純代工企業(yè)(臺(tái)積電)。 另外三家半導(dǎo)體公司（AMD、恩智浦和亞德諾）將在2021年加入值得得“超級(jí)供應(yīng)商”名單。
表五：主要半導(dǎo)體公司得銷售情況
總體而言，與上年年相比，2021年超級(jí)供應(yīng)商得銷售額預(yù)計(jì)將增長26%。假設(shè)營收得增長70%來自漲價(jià)，30%來自供應(yīng)增加，那么，過去兩年得平均供應(yīng)增加為7.8%，這個(gè)增長率，完全或基本完全支持了過去兩年終端市場增長對芯片得需求。
那么，為什么會(huì)出現(xiàn)全球得缺芯潮？為什么缺芯這么嚴(yán)重？
三． 缺芯得由來
華為業(yè)務(wù)遭到制裁，上年年9月15日，美國對華為得禁令生效日，屆時(shí)使用到美方技術(shù)得芯片企業(yè)將不得在未經(jīng)允許得情況下向華為供貨。各大國際供應(yīng)商在制裁生效日前開足馬力為華為備貨（很大部分產(chǎn)能都分給了華為），影響了對其他客戶得芯片供應(yīng)，引起供應(yīng)緊張；
比特幣等加密貨幣價(jià)格高企，造成挖礦機(jī)及挖礦機(jī)芯片（包括GPU）需求大增，對晶圓代工先進(jìn)工藝得產(chǎn)能需求占到TSMC等得10% 以上，而且挖礦芯片代工都對價(jià)格不敏感，甚至百分百 預(yù)付款，一度擠占了其他正常終端對代工廠得產(chǎn)能需求，進(jìn)一步造成了供應(yīng)緊張；
由于美國對華為得制裁，前幾大手機(jī)供應(yīng)商都準(zhǔn)確得預(yù)測到華為手機(jī)供應(yīng)和銷售都會(huì)斷崖式下跌，每家（三星，蘋果，小米，OPPO，VIVO）都制定了激進(jìn)得戰(zhàn)略，搶占華為得市場份額，都積極在芯片和手機(jī)終端備貨，準(zhǔn)備大干一場，前五家得備貨數(shù)量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于華為減少得手機(jī)銷售數(shù)量，讓芯片供應(yīng)雪上加霜；
由于新冠疫情及其他一些自然災(zāi)害，給全球著名得芯片供應(yīng)商時(shí)不時(shí)得造成一定得停產(chǎn)，減產(chǎn)，雖然百分比很小，但對業(yè)界得心理影響力極大；
很多企業(yè)，特別是車企和電腦制造商，學(xué)習(xí)豐田經(jīng)驗(yàn)，實(shí)行JIT（實(shí)時(shí)供應(yīng)，零庫存），受到以上種種得沖擊，被迫調(diào)整戰(zhàn)略，把零庫存目標(biāo)變?yōu)榘肽陰齑婺繕?biāo)，這相當(dāng)于把整個(gè)業(yè)界得需求增加了50%/年，這是任何一個(gè)產(chǎn)業(yè)得供應(yīng)鏈都無法承受得！
在整個(gè)產(chǎn)業(yè)供不應(yīng)求得緊張狀況下，中間商也開始囤貨，加價(jià)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)變得極其困難。
綜上所述，全球芯片得整體缺貨不是由于整體需求激增引起得，引起缺貨得幾大因素都在逐漸消失或已經(jīng)消失，另外全球也都在積極得增加產(chǎn)能，增加產(chǎn)能得周期大概在12個(gè)月（有現(xiàn)成廠房）到36個(gè)月（從基建開始），考慮到一般得國際大廠都會(huì)預(yù)留一定面積得廠房（筆者之一以前得一個(gè)世界前列得老東家規(guī)定當(dāng)廠房利用率預(yù)測>85%時(shí)要開始籌建新得廠房），由于渠道供應(yīng)緊張狀況緩解，渠道囤貨也會(huì)逐漸釋放，全球芯片得整體缺貨狀況在2022年一定能夠解決，甚至更快。
四． 汽車芯片得缺貨
與整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)得整體缺貨相比，汽車產(chǎn)業(yè)得缺芯卻有著不同得原因。從表四中可以看到，全球汽車不錯(cuò)在上年年由于疫情得原因，有一個(gè)很大得降幅，大約15%，全球汽車廠家沿用JIT得理念，大規(guī)模減少了芯片得訂單，而其他消費(fèi)工業(yè)領(lǐng)域得芯片供應(yīng)又極為緊張，因此廣大芯片供應(yīng)商把產(chǎn)能都分給了非汽車需求，然而車企在2021年需求增加時(shí)，增加訂單已經(jīng)來不及了。另外，由于車規(guī)芯片得認(rèn)證周期在12到18個(gè)月，車廠又沒法及時(shí)換芯片型號(hào)及供應(yīng)商，造成汽車芯片供應(yīng)及其短缺，而且短期內(nèi)無法緩解。再者，車企為了保險(xiǎn)起見也開始在可能得條件下增加庫存，但各家備貨都有短板，有備貨，都不齊全，同時(shí)由于新能源汽車得爆發(fā)性增長，對汽車芯片，特別時(shí)功率芯片得需求爆發(fā)，短時(shí)間內(nèi)無法緩解。因此，汽車芯片，特別是汽車功率芯片，在2-3年內(nèi)無法緩解。
由于新能源車主驅(qū)模塊（芯片）逐漸向碳化硅過度（由于碳化硅得高效率，耐高溫，耐高壓，高可靠），未來幾年合格高效碳化硅芯片供應(yīng)極其有限，碳化硅芯片得短缺會(huì)更加嚴(yán)重，持續(xù)時(shí)間會(huì)更長。
五． 代工廠產(chǎn)能短缺與缺貨得關(guān)系
前五大晶圓代工廠（甚至不入流得代工廠）2022年得產(chǎn)能都被預(yù)定一空，而且是客戶交過預(yù)付款得，特別是華夏得小型新得設(shè)計(jì)公司，更是拿不到晶圓代工廠得產(chǎn)能。同樣，封測代工廠得產(chǎn)能也非常緊張。還有一個(gè)事實(shí)，過去兩年整個(gè)華夏大陸，購買得封測產(chǎn)能（設(shè)備），大約是過去十年得總和。
可以看出，2022年無論晶圓代工和封測代工得產(chǎn)能都不足，尤其是對華夏大陸得設(shè)計(jì)公司得產(chǎn)能，但缺產(chǎn)能是否就等于缺貨么？根據(jù)魏少軍教授在2021年12月22日得報(bào)告，2021年統(tǒng)計(jì)涵蓋了2810家設(shè)計(jì)企業(yè)，比去年得2218家多了592家，數(shù)量增長了26.7%。2021年，2810家企業(yè)得銷售收入預(yù)計(jì)為4877.5億元，比上年年得4050.4億元增長20.4%。扣除重復(fù)計(jì)算得部分，2021年整體收入是4586.9億元，較上年年得3819.4億元增長20.1%。
毫無疑問，我們不能在代工廠缺產(chǎn)能和缺貨之間劃等號(hào)，如果所有得設(shè)計(jì)公司都能拿到自己想要得產(chǎn)能，都生產(chǎn)出自己計(jì)劃生產(chǎn)得量（請注意，這個(gè)計(jì)劃是在市場整體缺芯時(shí)做出得），那么市場一定會(huì)過剩，一定會(huì)有設(shè)計(jì)公司得產(chǎn)品賣不掉，或賣不完。再者，華夏也不需要這么多設(shè)計(jì)公司，有些設(shè)計(jì)公司，無論能否拿到代工產(chǎn)能，都會(huì)和這個(gè)時(shí)代說再見得。就像有些手機(jī)廠家說，由于受到芯片短缺得影響，自己得產(chǎn)不錯(cuò)都受到了影響，但整個(gè)手機(jī)市場，除過極個(gè)別款得手機(jī)，還是非常好買得，還是一個(gè)買方市場！
所以，缺代工產(chǎn)能不等于缺芯，不等于供不應(yīng)求。但是，由于各個(gè)設(shè)計(jì)公司都在開足馬力備貨，2022年得晶圓代工還是會(huì)非常緊張得，有些工藝節(jié)點(diǎn)及特色工藝得產(chǎn)能緊張還會(huì)延續(xù)到2023年！
在感謝發(fā)表之際，業(yè)界已傳來消息，封裝測試代工廠得到訂單已經(jīng)開始下降，有些封測大廠得個(gè)別分廠已經(jīng)提前停工過年！
六． 華夏大陸得產(chǎn)能問題
根據(jù)我們China得發(fā)展戰(zhàn)略，國產(chǎn)化率得目標(biāo)，中芯國際得聯(lián)席CEO趙海軍在芯謀研究得論壇上說，“從戰(zhàn)略角度來看，需要把國內(nèi)產(chǎn)能建到至少能滿足全球市場需求得30%，我們應(yīng)該要成長5倍，至少需要10年發(fā)展空間”。 所以從這個(gè)角度來講，這個(gè)華夏大陸對晶圓代工得有效產(chǎn)能需求會(huì)持續(xù)增加，未來幾年華夏大陸得晶圓代工產(chǎn)能會(huì)持續(xù)短缺。當(dāng)然，考慮到華夏大陸在封測界得地位和市場份額，未來幾年封測代工得產(chǎn)能與需求會(huì)相對平衡。
綜上所述，全球得整體缺芯狀況一定會(huì)在2022年得到極大得緩解，然而，汽車芯片、功率芯片及碳化硅芯片得短缺還會(huì)持續(xù)幾年！
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