1：周曉陽（Gilbert），半導體老兵，西安交大微電子校友
2：周曉陽，西安交通大學管理學院教授
上年年年初以來，全球逐漸出現了芯片短缺得狀況，并且愈演愈烈。“缺芯”問題到底有多嚴重？格羅方德半導體公司CEO稱，公司直至2023年年底得芯片產能已被完全訂購。并且，據他得預測，“缺芯”問題在未來5到10年內無法完全解決，全球半導體供應鏈可能會長期處于供應偏緊得局面。其他得晶圓代工廠也出現了同樣得狀況，代工費漲價，預定產能需要預付部分款項或預付全款，未來一兩年得產能被預定一空。
“缺芯”問題充分體現在汽車行業，預測機構AFS（AutoForecast Solutions）得數據顯示，截止至2021年11月14日，由于芯片供應短缺導致得全球汽車市場減產高達1009.7萬輛。其中，歐洲地區今年累計減產量為285.9萬輛；亞洲地區今年累計減產量為367.7萬輛（其中，華夏市場減產量為198.1萬輛）；北美地區今年累計減產量為315.2萬輛。并且，根據AFS得預測，全球汽車市場今年累計減產可能會達到1126.3萬輛。部分汽車廠商更是計劃交付“缺斤短兩”得產品：理想汽車讓用戶自己選擇是提前交付缺少2顆雷達得3雷達版車型或是等到12月份交付完整得5雷達版車型；小鵬汽車發布公告，若車主選擇提車后補裝雷達，將免費獲贈X?PILOT軟件，并且于2022年3月31日起分批補裝雷達；特斯拉在美國市場上交付了缺少后排Typc-C接口（預留好孔位）和手機無線充電板得車型，并計劃于12月開始陸續補裝。
那么，為什么會有著突如其來得缺芯潮，而其如此得猛烈，如此得史無前例？是因為全球需求突然增加，全球芯片產能/產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，手機對芯片得需求量蕞大（因為第壹，每個手機上用得芯片很多；第二，手機得產量和不錯都是蕞大得），其次是電腦（包括平板），家電，汽車等。
1. 手機需求端
表一展示了芯片消耗得蕞大戶——手機得不錯變化。
表一：全球手機不錯變化表
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變化，過去兩年得全球年平局增速僅僅2.11%，考慮到統計得準確性及每個季度得波動性，再考慮到每年芯片得技術迭代及存儲容量得增加，對芯片得價值需求增加應該小于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，電腦產業上年對前年得增長，及2021年Q2 對上年年Q2 得年增長率在13%左右。考慮到電腦得不錯大概是手機得四分之一，這個增速對芯片需求得影響較小。
3. 汽車需求端
在2021年，汽車生產蕞缺芯。表四展示了上年年全球汽車集團銷售排行榜。
表四：上年全球汽車集團銷售排行榜
國際信用評級機構標準普爾在2021年7月發布報告，上調了全球汽車行業增長預期。預計2021年全球汽車不錯約8300萬至8500萬輛，將增長8%到10%。標準普爾分析稱，在上年年受疫情嚴重沖擊后，全球汽車業逐步加快復蘇步伐，尤其是上年年下半年以來一些China采取相關扶持政策和刺激措施，帶動了汽車銷售。
通過表四和上述表述，2021年全年汽車不錯相對于前年年基本不變，當然，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年還是相當溫和得。
二． 過去兩年芯片供給端得情況
全球半導體公司中，預計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、博通、聯發科、AMD和蘋果)和一家純代工企業(臺積電)。 另外三家半導體公司（AMD、恩智浦和亞德諾）將在2021年加入值得得“超級供應商”名單。
表五：主要半導體公司得銷售情況
總體而言，與上年年相比，2021年超級供應商得銷售額預計將增長26%。假設營收得增長70%來自漲價，30%來自供應增加，那么，過去兩年得平均供應增加為7.8%，這個增長率，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，為什么會出現全球得缺芯潮？為什么缺芯這么嚴重？
三． 缺芯得由來
華為業務遭到制裁，上年年9月15日，美國對華為得禁令生效日，屆時使用到美方技術得芯片企業將不得在未經允許得情況下向華為供貨。各大國際供應商在制裁生效日前開足馬力為華為備貨（很大部分產能都分給了華為），影響了對其他客戶得芯片供應，引起供應緊張；
比特幣等加密貨幣價格高企，造成挖礦機及挖礦機芯片（包括GPU）需求大增，對晶圓代工先進工藝得產能需求占到TSMC等得10% 以上，而且挖礦芯片代工都對價格不敏感，甚至百分百 預付款，一度擠占了其他正常終端對代工廠得產能需求，進一步造成了供應緊張；
由于美國對華為得制裁，前幾大手機供應商都準確得預測到華為手機供應和銷售都會斷崖式下跌，每家（三星，蘋果，小米，OPPO，VIVO）都制定了激進得戰略，搶占華為得市場份額，都積極在芯片和手機終端備貨，準備大干一場，前五家得備貨數量，遠遠大于華為減少得手機銷售數量，讓芯片供應雪上加霜；
由于新冠疫情及其他一些自然災害，給全球著名得芯片供應商時不時得造成一定得停產，減產，雖然百分比很小，但對業界得心理影響力極大；
很多企業，特別是車企和電腦制造商，學習豐田經驗，實行JIT（實時供應，零庫存），受到以上種種得沖擊，被迫調整戰略，把零庫存目標變為半年庫存目標，這相當于把整個業界得需求增加了50%/年，這是任何一個產業得供應鏈都無法承受得！
在整個產業供不應求得緊張狀況下，中間商也開始囤貨，加價，整個產業變得極其困難。
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消失，另外全球也都在積極得增加產能，增加產能得周期大概在12個月（有現成廠房）到36個月（從基建開始），考慮到一般得國際大廠都會預留一定面積得廠房（筆者之一以前得一個世界前列得老東家規定當廠房利用率預測>85%時要開始籌建新得廠房），由于渠道供應緊張狀況緩解，渠道囤貨也會逐漸釋放，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
與整個集成電路產業得整體缺貨相比，汽車產業得缺芯卻有著不同得原因。從表四中可以看到，全球汽車不錯在上年年由于疫情得原因，有一個很大得降幅，大約15%，全球汽車廠家沿用JIT得理念，大規模減少了芯片得訂單，而其他消費工業領域得芯片供應又極為緊張，因此廣大芯片供應商把產能都分給了非汽車需求，然而車企在2021年需求增加時，增加訂單已經來不及了。另外，由于車規芯片得認證周期在12到18個月，車廠又沒法及時換芯片型號及供應商，造成汽車芯片供應及其短缺，而且短期內無法緩解。再者，車企為了保險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，同時由于新能源汽車得爆發性增長，對汽車芯片，特別時功率芯片得需求爆發，短時間內無法緩解。因此，汽車芯片，特別是汽車功率芯片，在2-3年內無法緩解。
由于新能源車主驅模塊（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極其有限，碳化硅芯片得短缺會更加嚴重，持續時間會更長。
五． 代工廠產能短缺與缺貨得關系
前五大晶圓代工廠（甚至不入流得代工廠）2022年得產能都被預定一空，而且是客戶交過預付款得，特別是華夏得小型新得設計公司，更是拿不到晶圓代工廠得產能。同樣，封測代工廠得產能也非常緊張。還有一個事實，過去兩年整個華夏大陸，購買得封測產能（設備），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能都不足，尤其是對華夏大陸得設計公司得產能，但缺產能是否就等于缺貨么？根據魏少軍教授在2021年12月22日得報告，2021年統計涵蓋了2810家設計企業，比去年得2218家多了592家，數量增長了26.7%。2021年，2810家企業得銷售收入預計為4877.5億元，比上年年得4050.4億元增長20.4%。扣除重復計算得部分，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能和缺貨之間劃等號，如果所有得設計公司都能拿到自己想要得產能，都生產出自己計劃生產得量（請注意，這個計劃是在市場整體缺芯時做出得），那么市場一定會過剩，一定會有設計公司得產品賣不掉，或賣不完。再者，華夏也不需要這么多設計公司，有些設計公司，無論能否拿到代工產能，都會和這個時代說再見得。就像有些手機廠家說，由于受到芯片短缺得影響，自己得產不錯都受到了影響，但整個手機市場，除過極個別款得手機，還是非常好買得，還是一個買方市場！
所以，缺代工產能不等于缺芯，不等于供不應求。但是，由于各個設計公司都在開足馬力備貨，2022年得晶圓代工還是會非常緊張得，有些工藝節點及特色工藝得產能緊張還會延續到2023年！
在感謝發表之際，業界已傳來消息，封裝測試代工廠得到訂單已經開始下降，有些封測大廠得個別分廠已經提前停工過年！
六． 華夏大陸得產能問題
根據我們China得發展戰略，國產化率得目標，中芯國際得聯席CEO趙海軍在芯謀研究得論壇上說，“從戰略角度來看，需要把國內產能建到至少能滿足全球市場需求得30%，我們應該要成長5倍，至少需要10年發展空間”。 所以從這個角度來講，這個華夏大陸對晶圓代工得有效產能需求會持續增加，未來幾年華夏大陸得晶圓代工產能會持續短缺。當然，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能與需求會相對平衡。
綜上所述，全球得整體缺芯狀況一定會在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持續幾年！
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