自2020年2月前后開始，新冠疫情在全球范圍內(nèi)蔓延，人們的生活也發(fā)生了巨大變化。TSMC于今年（2021年）6月2日召開了一場(chǎng)科技座談會(huì)，會(huì)上指出下面的幾種新生活方式（New Normal）正在被推廣和普及。
八個(gè)星期的網(wǎng)購(gòu)銷售額堪比過(guò)去十年。
在三個(gè)月的時(shí)間里，遠(yuǎn)程辦公人數(shù)增加到20倍。
線上學(xué)習(xí)的人數(shù)在兩周內(nèi)增長(zhǎng)至2億5,000萬(wàn)。
在五個(gè)月里，線上游戲的下載量堪比過(guò)去七年。
由于以上這些新生活方式的出現(xiàn)，各個(gè)領(lǐng)域都呈現(xiàn)出嚴(yán)重的半導(dǎo)體供給不足問(wèn)題。逐一列舉如下：
1.由于半導(dǎo)體供給不足以及東南亞零部件工廠發(fā)生聚集性感染的原因，日本、美國(guó)、歐洲等全球汽車廠家相繼停工。2.由于多種半導(dǎo)體都存在供給不足問(wèn)題，PC、服務(wù)器無(wú)法按需生產(chǎn)。3.由于智能手機(jī)需要的半導(dǎo)體涉及90納米的傳統(tǒng)工藝到5納米的尖端工藝，導(dǎo)致無(wú)法生產(chǎn)智能手機(jī)。4.游戲機(jī)和各種家電產(chǎn)品也因半導(dǎo)體供給不足而無(wú)法生產(chǎn)。5.另外，因?yàn)槿鄙侔雽?dǎo)體，最終導(dǎo)致無(wú)法制造出半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備。
為解決以上這些半導(dǎo)體供給不足的問(wèn)題，全球范圍內(nèi)正如火如荼地?cái)U(kuò)產(chǎn)半導(dǎo)體。具體情況如下文所示。
全球半導(dǎo)體市場(chǎng)和半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)的動(dòng)向
下圖1是全球半導(dǎo)體和生產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)的推移表。2018年存儲(chǔ)半導(dǎo)體泡沫破裂，當(dāng)年全球半導(dǎo)體規(guī)模為4,688億美元（約人民幣30,472億元），達(dá)到峰值，2019年半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模下滑至4,123億美元（約人民幣26,799億元）。然而，2020年雖然出現(xiàn)了新冠疫情，市場(chǎng)規(guī)模卻恢復(fù)至4,404億美元（約人民幣28,626億元）。
圖1：全球半導(dǎo)體和生產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)的推移表。筆者根據(jù)WSTS和SEMI的數(shù)據(jù)制作了此圖。（圖片出自：jbpress）
此外，據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)協(xié)會(huì)（WSTS，World Semiconductor Trade Statistics）預(yù)測(cè)，今年（2021年）的市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)超過(guò)2018年，達(dá)到5,272億美元（約人民幣34,268億元），而2022年將會(huì)達(dá)到歷史最高值，為5,734億美元（約人民幣37,271億元）。但是，如果上調(diào)預(yù)測(cè)值，可能在今年（最晚明年）就超過(guò)6,000億美元（約人民幣39,000億元）。
圖1雖然記錄了全球半導(dǎo)體和半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模的推移，但是僅從表格很難看出具體規(guī)模，因此將生產(chǎn)設(shè)備相關(guān)的數(shù)值記錄在了右側(cè)（如下圖2）。全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)在2018年（存儲(chǔ)半導(dǎo)體泡沫）達(dá)到頂峰，為620.9億美元（約人民幣4,035.85億元），在2019年下滑至597.5億美元（約人民幣3,883.75億元），而在2020年迅速恢復(fù)，甚至超過(guò)了2018年泡沫時(shí)期的峰值，達(dá)到了711.9億美元（約人民幣4,,627.35億元）。
圖2 ：全球半導(dǎo)體和生產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)的推移表。筆者根據(jù)WSTS和SEMI的數(shù)據(jù)制作了此圖。（圖片出自：jbpress）
此外，據(jù)業(yè)界組織SEMI（Semiconductor Equipment and Materials International）預(yù)測(cè)，今年（2021年）也可能會(huì)刷新記錄，達(dá)到952億美元（約人民幣6,188億元），明年（2022年）將首次超過(guò)1,000億美元。此外，業(yè)界普遍認(rèn)為還有可能再上調(diào)以上這些預(yù)測(cè)值。
把2000年IT泡沫時(shí)的數(shù)值看做單位“1”
從圖1和圖2 可以看出半導(dǎo)體和生產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)的上下浮動(dòng)趨勢(shì)基本保持一致。但是也存在一些不同點(diǎn)。為了進(jìn)一步看清二者的不同點(diǎn)，我們分別把2000年IT泡沫時(shí)的雙方的數(shù)值看做單位“1”，即如下圖3所示。
圖3：把2000年IT泡沫時(shí)的數(shù)值看做單位“1”后的半導(dǎo)體和生產(chǎn)設(shè)備的全球市場(chǎng)。筆者根據(jù)WSTS和SEMI的數(shù)據(jù)制作了此圖。（圖片出自：jbpress）
全球半導(dǎo)體市場(chǎng)在2000年（IT泡沫）之后，暫時(shí)下滑，后又迅速恢復(fù)，2004年“完美”地超過(guò)了IT泡沫時(shí)的峰值。除去后來(lái)“雷曼沖擊”時(shí)的下滑，幾乎呈直線上漲，2018年（存儲(chǔ)半導(dǎo)體泡沫）的規(guī)模是IT泡沫時(shí)的2.3倍。
另一方面，生產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)在2000年（IT泡沫）之后，有幾次幾乎接近了“1”，但是并沒有超過(guò)“1”。在IT泡沫過(guò)去18年之后的2017年，超過(guò)了“1”。后來(lái)，就沒有低于“1”，2018年（存儲(chǔ)半導(dǎo)體泡沫）的規(guī)模是IT泡沫時(shí)的1.4倍，2020年（新冠疫情）是IT泡沫時(shí)的1.6倍，據(jù)預(yù)測(cè)，今年（2021年）的規(guī)模將會(huì)是IT泡沫時(shí)的2.1倍，2022年為2.3倍。
半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)為什么沒有超過(guò)“1”？
那么，為什么半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模一直沒有超過(guò)存儲(chǔ)半導(dǎo)體泡沫時(shí)的出貨金額呢？筆者認(rèn)為有兩條理由，第一，各種設(shè)備的吐出量（每小時(shí)處理的晶圓數(shù)量）飛躍式上漲。
比方說(shuō)，與2000年相比，用于涂覆感光膠（Resist）的涂布顯影設(shè)備（Coater Developer）、單片式清洗設(shè)備等的吐出量提高了5一一6倍。因此，在2000年需要5一一6臺(tái)設(shè)備，而如今僅需要一臺(tái)。但是，盡管設(shè)備的吐出量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，生產(chǎn)設(shè)備的單價(jià)卻沒有什么變化。即，生產(chǎn)設(shè)備廠家用自己的努力“砸了自己的生意”，真具諷刺意味！
第二個(gè)主要原因是研發(fā)微縮化的半導(dǎo)體廠家越來(lái)越少。2015年以后，僅剩英特爾、三星電子、TSMC三家公司。結(jié)果導(dǎo)致需要尖端生產(chǎn)設(shè)備的半導(dǎo)體廠家也越來(lái)越少，最終導(dǎo)致全球生產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)低迷。
為什么2017年設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)IT泡沫時(shí)？
由于各種生產(chǎn)設(shè)備的吐出量呈現(xiàn)飛躍式增長(zhǎng)，而對(duì)尖端微縮化進(jìn)行研發(fā)的企業(yè)卻越來(lái)越少，最終導(dǎo)致半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)持續(xù)低迷，那么為何2017年超過(guò)了IT泡沫時(shí)的規(guī)模呢？
最大的原因在于NAND型閃存（以下簡(jiǎn)稱為：“NAND”）從2D過(guò)渡為3D。NAND的微縮化極限在15納米一一16納米。如果進(jìn)一步進(jìn)行微縮化，鄰近存儲(chǔ)單元格（Memory Cell）之間會(huì)出現(xiàn)串?dāng)_（Crosstalk）現(xiàn)象，因此很難通過(guò)微縮化來(lái)實(shí)現(xiàn)高集成度。
但是，PC和服務(wù)器卻要求NAND進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高集成化和低成本化。于是，NAND開始采用豎向堆疊的3D方式。自2016年開始，3D NAND開始被大批量生產(chǎn)。3D NAND的量產(chǎn)需要大量使用CVD設(shè)備（用于在存儲(chǔ)單元上成膜）、干蝕刻設(shè)備（Dry Etching，用于在存儲(chǔ)單元上開孔）。
下圖4是各種生產(chǎn)設(shè)備的出貨金額推移表。2015年以后，干蝕刻設(shè)備的出貨金額超過(guò)了之前的TOP 1一一曝光設(shè)備的出貨金額，成為第一。此外，CVD設(shè)備市場(chǎng)也呈現(xiàn)飛躍式增長(zhǎng)。很明顯，這是3D NAND的作用。
圖4：半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備的出貨金額推移表（一一2020年）。筆者根據(jù)野村證券的數(shù)據(jù)制作了此圖。（圖片出自：jbpress）
此外，曝光設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模也在迅速擴(kuò)大！這主要是受到3D NAND和DRAM市場(chǎng)增長(zhǎng)的影響，以及為實(shí)現(xiàn)邏輯半導(dǎo)體微縮化而使用的尖端曝光設(shè)備EUV（自2019年開始使用，價(jià)格達(dá)到160億一一180億日元，約人民幣9.44億一一10.62億元）的影響。此外，由于中國(guó)正在強(qiáng)化國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體生產(chǎn)，因此中國(guó)成了全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)，也是超過(guò)“1”獲得增長(zhǎng)的主要原因。
無(wú)論生產(chǎn)多少半導(dǎo)體，都不夠用！
時(shí)隔18年，生產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)了IT泡沫時(shí)期，后來(lái)也是穩(wěn)步增長(zhǎng)。然而，在新冠疫情帶來(lái)的“新生活方式”之下，半導(dǎo)體出現(xiàn)了嚴(yán)重的供給不足問(wèn)題（如上文所述）。為了解決半導(dǎo)體供給不足問(wèn)題，全球范圍內(nèi)在進(jìn)行巨額投資！
TSMC計(jì)劃在未來(lái)三年內(nèi)投資約11兆日元（約人民幣6,490億元），僅今年就投資了3.3兆日元（約人民幣1,947億元）。此外，三星電子明確表示在2030年之前，在Foundry業(yè)務(wù)上投資16.5兆日元（約人民幣9,735億元），剛剛獲釋的李在镕副會(huì)長(zhǎng)表示，要在未來(lái)三年內(nèi)投資約240兆韓元（約人民幣13,570億元）（但并未指出是否是半導(dǎo)體方向的投資）。更換了CEO的美國(guó)英特爾也計(jì)劃在未來(lái)三年內(nèi)投資240億美元（約人民幣1,560億元）。
此外，據(jù)說(shuō)中國(guó)在《中國(guó)制造2025》中指出為了強(qiáng)化半導(dǎo)體的國(guó)產(chǎn)化，預(yù)計(jì)投資約11,800億元。與中國(guó)進(jìn)行高科技戰(zhàn)爭(zhēng)的美國(guó)拜登政府也為了強(qiáng)化國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體生產(chǎn)，計(jì)劃投資520億美元（約人民幣3,380億元）。
被玩弄的半導(dǎo)體廠家們
據(jù)8月28日日本經(jīng)濟(jì)新聞報(bào)道，全球十家半導(dǎo)體廠家僅今年就進(jìn)行了約12兆日元（約人民幣7,080億元）的設(shè)備投資。此外，據(jù)預(yù)測(cè)，在2021年一一2022年期間，全球新建半導(dǎo)體工廠如下：美國(guó)六處、中國(guó)臺(tái)灣八處、中國(guó)大陸八處、韓國(guó)兩處、日本兩處，合計(jì)26處新工廠。
即便如此，巨額的投資與工廠的“泛濫”還是屬于異?，F(xiàn)象。在筆者看來(lái)，瘋狂進(jìn)行投資的半導(dǎo)體廠家就和電影《漢姆林衣色斑駁的吹笛手（英文名：The Pied Piper of Hamelin）》中的老鼠一樣！如下圖5。
圖5：全球半導(dǎo)體擴(kuò)產(chǎn)狂想曲。（圖片出自：jbpress）
乘著半導(dǎo)體供給不足這一浪潮，各國(guó)半導(dǎo)體廠家都奔向了同一個(gè)方向！然而，等在前方的是懸崖絕壁。在懸崖的下面是“半導(dǎo)體價(jià)格大幅度下滑”！如果半導(dǎo)體價(jià)格大幅度下滑，半導(dǎo)體行業(yè)將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的大蕭條！
這是半導(dǎo)體業(yè)界人士在歷史上多次經(jīng)歷的經(jīng)驗(yàn)之談。2001年IT泡沫破裂時(shí)，筆者被日立制作所勸退，不得不離職。2008年雷曼沖擊時(shí)，已經(jīng)啟動(dòng)的投資計(jì)劃破產(chǎn)，筆者陷入困境，不得不靠失業(yè)保險(xiǎn)度日。
2018年的存儲(chǔ)半導(dǎo)體泡沫破裂時(shí)，很意外，筆者沒有受到任何影響。但是，在新冠疫情襲擊的2020年，由于與多家客戶中斷了顧問(wèn)協(xié)議，不得不靠政府補(bǔ)助度過(guò)艱難時(shí)期。
圖6：每個(gè)季度的DRAM出貨金額（一一2021年第二季度）。筆者根據(jù)WSTS的數(shù)據(jù)制作了此圖。（圖片出自：jbpress）
筆者認(rèn)為半導(dǎo)體大蕭條會(huì)在2023年前后到來(lái)，而半導(dǎo)體的大蕭條到底有多殘酷呢？筆者能否順利都度過(guò)危機(jī)呢？不僅是筆者，業(yè)界的同仁也請(qǐng)從現(xiàn)在就開始做好心理準(zhǔn)備！