全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商正在努力克服長期以來的芯片短缺問題，因?yàn)樵搯栴}在最近半年正在嚴(yán)重影響著從家用電器到PC到汽車的各種生產(chǎn)。
芯片制造商正試圖通過改變制造工藝，向競爭對手開放備用產(chǎn)能，審核客戶訂單以防止囤積和交換生產(chǎn)線來爭取更多的供應(yīng)。壞消息是，目前還沒有快速解決的方法，該行業(yè)的高管表示，短缺可能持續(xù)到明年。
除了需求激增之外，生產(chǎn)商還受到一系列連串奇特事件的困擾，這些事件導(dǎo)致供應(yīng)中斷，而中美之間持續(xù)的政治摩擦和對長期短缺的擔(dān)憂促使一些制造商儲備了芯片。
當(dāng)前的短缺包括先進(jìn)的芯片，而業(yè)界最大的廠商一直在尋求更高利潤的尖端芯片。然而建設(shè)新的生產(chǎn)能力通常需要數(shù)年。
對于某些使用那些希望利用不斷增長的消費(fèi)者支出的芯片的行業(yè)，這可能會減緩大流行后的復(fù)蘇。由于更高的芯片成本會刺激整個經(jīng)濟(jì)體的價(jià)格，這也加劇了通貨膨脹的擔(dān)憂。
為了滿足訂單需求，總部位于加利福尼亞州圣塔克拉拉的GlobalFoundries Inc.正在派遣工程師尋找方法，以從美國、新加坡和德國工廠中擠出最小的額外產(chǎn)能。據(jù)了解，他們的解決方案包括：延遲某些維護(hù)任務(wù)，并以一小部分的速度加快晶圓沿著生產(chǎn)線移動的速度。
該公司首席執(zhí)行官托馬斯·考菲爾德（Thomas Caulfield）說：“我們正在努力研究如何做得更多，建造更多?！?/p>
上周二，美國總統(tǒng)拜登在與汽車和技術(shù)主管舉行的會議上呼吁兩黨推動加強(qiáng)美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。作為2.3萬億美元基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)劃的一部分，他已預(yù)留500億美元來促進(jìn)美國的半導(dǎo)體生產(chǎn)。行業(yè)團(tuán)體半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會（Semiconductor Industry Association）的數(shù)據(jù)顯示，支出的增長預(yù)計(jì)不會太快：要使美國實(shí)現(xiàn)芯片的自給自足，在十年內(nèi)將需要超過1.4萬億美元的投資和政府的激勵措施。
高管們說，芯片制造商只能增加現(xiàn)有工廠的產(chǎn)能增量。由于制造半導(dǎo)體所需的設(shè)備和空間的規(guī)模和復(fù)雜性，建造新的制造工廠可能要花費(fèi)數(shù)年時(shí)間。
大型芯片制造商對5G和服務(wù)器等利潤更高的先進(jìn)芯片進(jìn)行了戰(zhàn)略性押注。當(dāng)冠狀病毒使全球經(jīng)濟(jì)陷入最嚴(yán)重的衰退之一，供應(yīng)鏈和消費(fèi)者支出格局不穩(wěn)時(shí)，這種方法出現(xiàn)了小故障。這就使得芯片制造商沒有足夠的能力來應(yīng)對在汽車，計(jì)算機(jī)顯示器，揚(yáng)聲器和家用電器等產(chǎn)品中廣泛使用的陳舊，不太復(fù)雜的半導(dǎo)體的高需求，這些產(chǎn)品在大流行期間一直徘徊。
中美貿(mào)易緊張局勢加劇了供應(yīng)緊縮，尤其是在過去的一年中，華盛頓逐漸限制企業(yè)向某些中國買家出售美國設(shè)計(jì)或制造的芯片。華為技術(shù)公司副董事長徐直軍表示，對制裁的擔(dān)心促使中國的科技公司儲備芯片并為最壞的情況做準(zhǔn)備。這家中國公司在其電信產(chǎn)品和消費(fèi)電子產(chǎn)品中使用了多種芯片，并且積極地庫存組件，以防止受到美國出口限制。
“現(xiàn)在（中國公司）的庫存時(shí)間為一個月，三個月甚至六個月，它們破壞了整個系統(tǒng)，”徐先生說。中國海關(guān)數(shù)據(jù)顯示，去年中國的半導(dǎo)體進(jìn)口激增了15％，3月份達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的359億美元。
芯片生產(chǎn)受到事件的干擾，包括日本的工廠大火和美國南部的冰凍天氣，臨時(shí)關(guān)閉了生產(chǎn)線，這也造成了影響。在臺灣，主要的芯片制造中心受到了干旱的威脅，這有可能進(jìn)一步降低行業(yè)的產(chǎn)值，因?yàn)榇罅康乃?，在此過程中被使用。
使用大芯片的產(chǎn)品制造商正在加大生產(chǎn)，以期在大流行后經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇。芯片需求的激增推高了價(jià)格，并延長了歷史上漫長的等待時(shí)間。包括豐田汽車公司和通用汽車公司在內(nèi)的汽車制造商被迫閑置或減少某些工廠的產(chǎn)量。
一些買家說，他們面臨半年或更長時(shí)間的延誤。“您在星期一問，這是12周的交貨時(shí)間。然后您在星期三問，這是27周的交貨期?！笨偛课挥谌鹗康目諝赓|(zhì)量跟蹤設(shè)備制造商Kaiterra的首席執(zhí)行官Liam Bates說。
在中國南部生產(chǎn)的Kaiterra正在加強(qiáng)應(yīng)急計(jì)劃，以使其供應(yīng)鏈“面向未來”。現(xiàn)在，專注于開發(fā)新產(chǎn)品的工程師會花大量時(shí)間來重新設(shè)計(jì)現(xiàn)有產(chǎn)品，以在不同芯片上運(yùn)行，以防萬一所需的產(chǎn)品還沒到貨。最近，該公司決定庫存一些零件的一年庫存。
半導(dǎo)體是許多行業(yè)的命脈-排名世界的第四大貿(mào)易產(chǎn)品，僅次于原油，成品油和汽車。
多年來，全球最大的芯片制造商投入了大量資金來滿足下一代半導(dǎo)體的需求，并將重點(diǎn)從生產(chǎn)更基本的芯片上轉(zhuǎn)移了出去。
但是汽車和家用電子產(chǎn)品包含著許多更基本的組件。其中包括電源管理芯片，用于調(diào)節(jié)設(shè)備中電流流動的基本芯片以及微控制器（運(yùn)行多種功能的主力軍）。
GlobalFoundries的考菲爾德說：“沒有一個沒有微控制器的電子設(shè)備?！?“這普遍供不應(yīng)求?！?/p>
即使是高級電子產(chǎn)品，也需要一些基本芯片才能運(yùn)行，實(shí)際上，越來越多的人使用它們來運(yùn)行更復(fù)雜的技術(shù)。根據(jù)研究公司Omdia的分析師Hui He的說法，一個典型的5G智能手機(jī)最多可以容納八塊電源管理芯片，而在4G手機(jī)中只有兩到三塊。
根據(jù)研究公司Gartner Inc.的數(shù)據(jù)，去年，在芯片制造設(shè)備上的所有支出中有27％用于制造業(yè)界最先進(jìn)芯片的芯片，這些芯片通常用于智能手機(jī)，高端PC和數(shù)據(jù)中心。部分（約11％）用于設(shè)備來處理更多商品化的芯片。
全球最大的合同芯片制造商臺灣積體電路有限公司在1月份告訴投資者，它正在與客戶合作升級他們正在使用的某些芯片，以便可以在其更多的，更先進(jìn)的生產(chǎn)線上構(gòu)建它們產(chǎn)能。高管們周四告訴投資者，由于大流行和地緣政治局勢緊張，客戶一直在庫存更高水平的庫存。
將現(xiàn)有的生產(chǎn)線從制造一種芯片轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N芯片并不容易，因?yàn)椴煌愋偷男酒枰圃觳煌脑O(shè)備，盡管可能會有一些重疊。
Fusion Worldwide亞太地區(qū)銷售副總裁Marcus Chen表示，從來沒有一次短缺會同時(shí)影響到如此眾多類型和品牌的芯片，F(xiàn)usion Worldwide是全球眾多中間商中的一位，該公司副總裁為買家提供電子元器件。
通常，至少要花費(fèi)兩年的時(shí)間來建造和裝備稱為“晶圓廠”的半導(dǎo)體制造廠，這可能需要數(shù)十億美元?？梢园惭b在工廠中的最先進(jìn)的機(jī)器的價(jià)格可能高達(dá)1億美元，而且如此之大，它們需要多達(dá)3架747才能交付。
晶圓廠建成后，芯片制造通常需要三個月的時(shí)間，而最先進(jìn)的芯片則需要更長的時(shí)間。
半導(dǎo)體制造商必須決定是否要在新工廠建成投產(chǎn)之前持續(xù)或逐漸減少這種激增的賭注。許多人不愿根據(jù)可能是短暫的需求激增而改變長期支出計(jì)劃。
盡管如此，最大的半導(dǎo)體公司仍在撥出巨額資金以提高整體產(chǎn)能。臺積電本月初公布了該行業(yè)有史以來最大的一筆投資，在未來三年中撥款1000億美元以提高產(chǎn)能。然而，該公司大部分的短期支出將用于制造最先進(jìn)的芯片。在美國， 英特爾公司 上個月承諾在亞利桑那州的兩個基地投資200億美元，并表示今年將進(jìn)一步投資。韓國三星電子公司（ Samsung Electronics Co.） 已計(jì)劃在2030年之前投資1,160億美元，以使芯片生產(chǎn)多樣化。
在中國，他們多年來一直將國家在芯片等先進(jìn)技術(shù)方面的獨(dú)立性作為國家優(yōu)先事項(xiàng)。然而目標(biāo)仍然遙不可及。美國出口管制限制了他們對先進(jìn)芯片制造技術(shù)的使用，其他問題也受到阻礙。
中國最大的芯片制造商半導(dǎo)體制造國際公司（ Semiconductor Manufacturing International Corp. ）上月承諾與政府合作伙伴投資23.5億美元，建立一家專注于較舊芯片制造工藝的新工廠。該公司預(yù)計(jì)新工廠將于明年開始生產(chǎn)。但他們在二月份告訴投資者，推遲購買新的芯片制造設(shè)備是增加產(chǎn)量的障礙。
出售二手芯片制造設(shè)備的SurplusGlobal Inc.首席執(zhí)行官布魯斯·金（Bruce Kim）說，芯片制造商看到制造半導(dǎo)體所需的機(jī)器的交貨時(shí)間翻了一番，甚至翻了兩番。
GlobalFoundries的Caulfield先生在表示，該公司計(jì)劃今年投資14億美元來擴(kuò)大現(xiàn)有設(shè)施的產(chǎn)能，明年可能會將這一數(shù)字翻番。他說，他的一些客戶已承諾投資資本以確保未來的產(chǎn)能，占公司今年資本支出的30％。在大流行之前，該數(shù)字為零。
“您看到很多客戶在說，‘我不會再讓這種事情發(fā)生了，我的業(yè)務(wù)太重要了，’”考菲爾德先生說。
英特爾首席執(zhí)行官帕特·基辛格（Pat Gelsinger）表示，該公司將使其部分生產(chǎn)能力可用于生產(chǎn)芯片，尤其是供不應(yīng)求且汽車零部件制造商需要的芯片。蓋辛格在接受采訪時(shí)說，供應(yīng)可能會在六到九個月內(nèi)開始改善。
總部位于以色列的晶圓制造廠Tower Semiconductor Ltd.的首席戰(zhàn)略官Guy Eristoff表示， 在極少數(shù)情況下，通過對生產(chǎn)線進(jìn)行分類，可以使芯片生產(chǎn)的速度提高到平時(shí)的3.5倍，從而使高優(yōu)先級的芯片能夠快速通過。某些設(shè)備在進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)之前可以運(yùn)行更長的時(shí)間，盡管這樣做可能會降低產(chǎn)量。
Eristoff說，這些措施總共意味著可以在通常的120天之內(nèi)的30至40天之內(nèi)生產(chǎn)出一些芯片。但是這樣做會增加其他芯片的整體生產(chǎn)時(shí)間。這些調(diào)整最多只能將一家晶圓廠的產(chǎn)能提高5％，并且最多只能維持六個月。
“您可以玩各種小事，”Eristoff先生說?！暗?，如果不購買更多設(shè)備，就無法持續(xù)地運(yùn)行比現(xiàn)在運(yùn)行的設(shè)備更多的產(chǎn)能?！?/p>
供應(yīng)商警惕需求的激增可能不會持續(xù)，因?yàn)榭只诺馁I家會增加訂單量或向多家公司下訂單。全球領(lǐng)先的芯片公司之一，總部位于加利福尼亞州圣何塞的 Broadcom Inc.試圖確保訂單能反映實(shí)際需求。該公司最近提醒投資者，不允許客戶取消芯片訂單以阻止一些買家出于擔(dān)心短缺而做出購買承諾。
首席執(zhí)行官Hock Tan告訴投資者：“我們看到客戶加快了提早交貨的預(yù)訂，并試圖建立緩沖并造成供需失衡?！?該公司今年的預(yù)訂量接近90％。
汽車制造商是最受到芯片短缺影響的買家之一，因?yàn)槠嚤纫酝魏螘r(shí)候都需要更多的半導(dǎo)體。根據(jù)咨詢公司德勤（Deloitte）的數(shù)據(jù)，2017年，電子產(chǎn)品占汽車總成本的40％以上，是2007年的兩倍。
預(yù)計(jì)它們的使用會隨著成本的增長而增長。德國汽車芯片制造商英飛凌科技公司（ Infineon Technologies AG） 表示，預(yù)計(jì)到2030年，自動駕駛汽車中的芯片成本將從目前“二級”汽車或部分自動駕駛汽車所需的約170美元躍升至約1200美元。
Nanoleaf是一家總部位于加拿大的智能照明制造商，主要在中國南方的東莞生產(chǎn)其產(chǎn)品。該公司表示，其接收芯片的交貨時(shí)間過去大約需要2到4個月?，F(xiàn)在，供應(yīng)商要求Nanoleaf下達(dá)預(yù)期于2022年1月或5月收到的訂單。
如今，金錢幾乎甚至不是問題。Nanoleaf的首席運(yùn)營官Christian Yan說。他說，他不知道他的公司在今年下半年能獲得多少微芯片。他說：“你必須為之爭取?！?/p>
對于Tower Semiconductor，滿足客戶的需求已變成一種微妙的平衡行為，需要考慮諸如客戶的利潤率，訂單量，忠誠度和業(yè)務(wù)潛力等因素。
Eristoff說：“做出這個決定非常困難。” “某人的生意可能會受到傷害?！?/p>