2020年下半年開始的晶圓代工產(chǎn)能緊張持續(xù)蔓延，多家汽車半導(dǎo)體供應(yīng)商先后宣布漲價(jià)，包括大眾、福特、通用、本田、斯巴魯、日產(chǎn)汽等在內(nèi)的全球主要汽車制造商因“缺芯”宣布減產(chǎn)甚至停產(chǎn)。嚴(yán)峻的環(huán)境下，PC芯片能逃過一劫嗎？

全球汽車芯片短缺危機(jī)

2020年底，一條關(guān)于大眾汽車停產(chǎn)的消息迅速引發(fā)了多方矢注。有消息稱，受芯片供應(yīng)不足影響，上汽大眾從12月4日開始停產(chǎn)，一汽大眾也從本月初進(jìn)入停產(chǎn)狀態(tài)。

正當(dāng)人們討論這條消息真實(shí)性和影響時(shí)，大眾就警告稱，由于半導(dǎo)體短缺，2021年第一季度將遭遇大規(guī)模生產(chǎn)中斷，將需要調(diào)整中國、北美和歐洲工廠的生產(chǎn)。瑞銀分析師表示，第一季度大眾可能減產(chǎn)10萬輛汽車，約占全球季度產(chǎn)量的4%。

而當(dāng)時(shí)間進(jìn)入2021年后，通用汽車、福特汽車公司、馬自達(dá)汽車公司、雷諾集團(tuán)和Stellantis集團(tuán)等知名汽車制造企業(yè)陸續(xù)宣布關(guān)停工廠，愈發(fā)讓人們看到了全球汽車芯片短缺問題的嚴(yán)重。

多重因素導(dǎo)致芯片供應(yīng)短缺

汽車芯片大致分為三類：第一類負(fù)責(zé)算力，具體為處理器和控制器芯片，比如中控、ADAS（高級駕駛輔助系統(tǒng)）和自動駕駛系統(tǒng)，以及發(fā)動機(jī)、底盤和車身控制等;第二類負(fù)責(zé)功率轉(zhuǎn)換，用于電源和接口，比如EV用的IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）功率芯片;第三類是傳感器，主要用于各種雷達(dá)、氣囊、胎壓檢測。

據(jù)介紹，此次芯片短缺主要分為兩種，一種是應(yīng)用于ESP（電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)）的MCU（微控制單元）。在中國市場，一般10萬元以上的車型，特別是中高端車型都會配備ESP。它是汽車主動安全系統(tǒng)的一部分，能起到防側(cè)滑作用。另一種是ECU（電子控制單元）中的MCU。ECU廣泛應(yīng)用于汽車各控制系統(tǒng)中，被喻為“行車電腦”。

中汽協(xié)表示，歐洲和東南亞受新冠肺炎疫情的影響，主要芯片供應(yīng)商降低產(chǎn)能或關(guān)停工廠的事件陸續(xù)發(fā)生，進(jìn)一步加劇了芯片供需失衡，導(dǎo)致部分下游企業(yè)出現(xiàn)芯片短缺甚至斷供的風(fēng)險(xiǎn)。而中國汽車市場的復(fù)蘇超預(yù)期，也進(jìn)一步推動了芯片需求增長。

此外，在5G技術(shù)發(fā)展推動之下，消費(fèi)電子領(lǐng)域?qū)π酒男枨笤诳焖僭黾樱酒a(chǎn)能遇到挑戰(zhàn)，搶占了部分汽車芯片的產(chǎn)能。

更重要的是，伴隨汽車電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化程度的不斷提高，車用芯片的單車價(jià)值持續(xù)提升，推動全球車用芯片的需求快于整車銷量增速，這也直接造成了芯片的供需失衡。

雪上加霜的天災(zāi)

除了汽車芯片本身供應(yīng)鏈因?yàn)?020年新冠肺炎肆虐全球而出現(xiàn)供應(yīng)短缺外，進(jìn)入2021年后，日本福島地震和美國德州嚴(yán)寒天氣，也加劇了供應(yīng)鏈的緊張局面。

日本當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月13日23時(shí)07分，日本福島東部海域發(fā)生里氏7.3級地震，震源深度為55公里，日本福島縣和宮城縣受影響最大。據(jù)了解，瑞薩汽車芯片工廠靠近震源、富士通在福島縣有一座8寸晶圓廠、電容器廠商N(yùn)EC TOKIN的工廠位于宮城縣白石市，還有多家半導(dǎo)體企業(yè)坐落在這兩縣，這樣的情況讓人們不得不擔(dān)心汽車芯片的供應(yīng)情況。

除此之外，美國得克薩斯州（德克薩斯州已改名為得克薩斯州）因嚴(yán)寒天氣引發(fā)的斷電導(dǎo)致了當(dāng)?shù)?00多萬人停電、水管爆裂等情況。

當(dāng)?shù)貒?yán)寒的天氣引發(fā)的斷電也致使奧斯汀附近的一些半導(dǎo)體工廠停工，從而進(jìn)一步擾亂了本不穩(wěn)定的半導(dǎo)體市場，再次切斷了客戶需求的供應(yīng)鏈。近日，全球第二大半導(dǎo)體制造商三星就表示，應(yīng)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門要求，其已經(jīng)中斷了奧斯汀工廠對半導(dǎo)體芯片的生產(chǎn)。

而后，恩智浦和英飛凌等芯片巨頭也因暴風(fēng)雪導(dǎo)致的電力中斷而關(guān)閉了在當(dāng)?shù)氐墓S。包括蘋果公司在內(nèi)的電子產(chǎn)品制造商也表示，零件不足限制了增長。不僅如此，據(jù)報(bào)道，世界各地的汽車制造商已因無法獲得足夠的電子零件供應(yīng)而減慢了生產(chǎn)速度。

芯片漲價(jià)潮已來

2020年下半年以來，由于8英寸晶圓廠產(chǎn)能持續(xù)緊張，引發(fā)電源管理IC、功率半導(dǎo)體等供不應(yīng)求而開啟漲價(jià)潮，隨后芯片封測廠、汽車電子企業(yè)、芯片設(shè)計(jì)公司均紛紛做相應(yīng)提價(jià)。

2020年12月29日，匯頂科技給代理商及客戶發(fā)函，2021年1月1日起，決定對GT9系列觸控芯片價(jià)格統(tǒng)一上調(diào)30%，之前公司收到但未交付的訂單也會做相應(yīng)價(jià)格變更。12月9日，杭州士蘭微電子發(fā)出漲價(jià)通知函，稱由于MOS圓片及封裝材料價(jià)格上漲，同時(shí)受產(chǎn)能的影響，公司相關(guān)產(chǎn)品的成本不斷上升，為了保證產(chǎn)品的供應(yīng)，保持良好的業(yè)務(wù)關(guān)系，經(jīng)公司慎重研究決定，從即日起（2020年12月9日），公司SGTMOS產(chǎn)品的價(jià)格本月提漲20%。

隨后，富滿電子緊跟士蘭微的漲價(jià)角度，12月16日，富滿電子在給客戶發(fā)布的產(chǎn)品聯(lián)絡(luò)函中表示，由于晶圓及MOS價(jià)格大幅度上漲，導(dǎo)致公司產(chǎn)品成本也大幅上升且嚴(yán)重缺貨。根據(jù)市場行情，經(jīng)公司核算與酌情考慮后，對產(chǎn)品售價(jià)作出調(diào)整，以期聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴共同應(yīng)對成本壓力。富滿電子對相關(guān)產(chǎn)品的價(jià)格上調(diào)為10%。

已經(jīng)受到?jīng)_擊的消費(fèi)類電子產(chǎn)品在缺貨、漲價(jià)等一連串半導(dǎo)體供應(yīng)鏈問題爆發(fā)的當(dāng)下，以手機(jī)、Xbox為代表的消費(fèi)電子產(chǎn)品已經(jīng)開始承受源自供應(yīng)鏈的沖擊。

蘋果公司（Apple）日前表示，由于缺少零部件，一些新型高端iPhone的銷售受到了阻礙。具體情況為，第一財(cái)季包括iPhone12系列、Mac、iPad均遭遇半導(dǎo)體吃緊的問題，預(yù)計(jì)將在第二季度實(shí)現(xiàn)供需平衡。此外，AirPods Max供不應(yīng)求的情況也會延續(xù)到今年第二季度。盡管不久前公司剛發(fā)布了靚麗季報(bào)，由于iPhone12系列熱銷，蘋果業(yè)績創(chuàng)下新紀(jì)錄。

蘋果一直是臺積電的大客戶，前不久臺積電曾表示會考慮優(yōu)先生產(chǎn)汽用芯片，而這一舉動或?qū)⒂绊懱O果芯片采購。

而索尼PlayStation 5、Xbox Series X等游戲主機(jī)更是早早地便將庫存銷售一空，微軟投資者關(guān)系主管Mike Spencer近日對外透露，目前Xbox SeriesX游戲主機(jī)的供貨量十分有限，且在今年六月前都恐怕難以保證充足供貨。

一直處于缺貨狀態(tài)的顯卡

PC其實(shí)一直是本次半導(dǎo)體供應(yīng)鏈危機(jī)的重災(zāi)區(qū)，不僅主板、SSD等產(chǎn)品受制于電子元器件缺貨和漲價(jià)，最為麻煩的是由于比特幣、以太坊等虛擬貨幣持續(xù)上漲，PC顯卡供應(yīng)就很少有正常的時(shí)間，要么缺貨要么終端市場加價(jià)炒賣，讓真心想買顯卡玩游戲的消費(fèi)者苦不堪言。

AMD CEO蘇資豐表示，供應(yīng)短缺主要出現(xiàn)在PC市場和游戲市場。盡管如此，我們依然得到了代工合作伙伴的大力支持，但圖形芯片市場確實(shí)需要進(jìn)一步提高整體產(chǎn)能水平，在今年上半年仍將處于短缺狀態(tài)，也就是說AMD認(rèn)為上半年的時(shí)候，GPU顯卡的缺貨還沒法解決。

而隨著以太坊貨幣價(jià)格飆升以及高性能筆記本挖礦，挖礦行業(yè)再次受到關(guān)注，這也促使礦工們著手批量訂購高性能筆記本產(chǎn)品，搭載RTX30系顯卡的筆記本電腦就成了礦工們所青睞的產(chǎn)品，這導(dǎo)致的最直接結(jié)果就是高性能筆記本缺貨和價(jià)格持續(xù)攀升。

安防攝像頭廠商大面積“缺芯”

相對于人們熟悉的產(chǎn)品領(lǐng)域，一些B端產(chǎn)品領(lǐng)域同樣受到全球芯片短缺問題的沖擊。

據(jù)集微網(wǎng)報(bào)道，目前安防攝像頭廠商所用的主控芯片、IPC SoC、存儲芯片、WiFi芯片等核心零部件均出現(xiàn)缺貨情況，主要是上游晶圓、封測產(chǎn)能緊張導(dǎo)致的半導(dǎo)體行業(yè)缺貨。

其中，存儲芯片缺貨最為嚴(yán)重，其次是主控芯片。除了缺貨之外，企業(yè)也在進(jìn)行價(jià)格調(diào)整。目前，存儲類芯片價(jià)格漲幅在20%—30%之間，主控芯片漲幅約10%—15%之間，一些小的芯片漲價(jià)幅度達(dá)到30%—40%之間。

8英寸晶圓成為問題關(guān)鍵

本輪全球半導(dǎo)體供應(yīng)危機(jī)，同已經(jīng)持續(xù)多年的8英寸晶圓代工產(chǎn)能緊張問題有蠻大關(guān)系，雖然2008年之后，12英寸漸漸成為整個(gè)晶圓市場發(fā)展方向，但電源管理芯片（PMIC）、CMOS圖像傳感芯片、指紋識別芯片、顯示驅(qū)動IC、射頻芯片以及功率器件等領(lǐng)域依舊使用8英寸晶圓，而模擬芯片和功率器件的需求量持續(xù)上升是8英寸晶圓產(chǎn)能緊張的主要原因。

有IC設(shè)計(jì)廠商表示，目前的晶圓代工產(chǎn)能非常緊張，交期延長了很多，以往的交期大概是兩個(gè)月，而現(xiàn)階段則達(dá)到了四個(gè)月。即使是這樣的交期，依然在被瘋搶，否則到時(shí)會有交不出貨的巨大風(fēng)險(xiǎn)。

這其中，尤以8英寸產(chǎn)能最為火爆，特別是在中國大陸市場，由于這里的IC設(shè)計(jì)企業(yè)數(shù)量眾多，而大多數(shù)都是以90nm及以上的成熟制程工藝芯片為主，這些芯片主要采用8英寸晶圓代工生產(chǎn)，因此，雖然這些IC設(shè)計(jì)廠商個(gè)體體量不大，但由于總數(shù)量可觀，因此形成了巨大的代工需求，為了搶到產(chǎn)能，上演著多種激烈、甚至是慘烈的競爭故事。

但由于8英寸設(shè)備幾乎已無供應(yīng)商生產(chǎn)，使得8英寸機(jī)臺售價(jià)水漲船高，而8英寸晶圓售價(jià)相對偏低，因此普遍來說8英寸擴(kuò)產(chǎn)并不符合成本效益;然而，如電源管理芯片、LDDI（大尺寸顯示驅(qū)動芯片）等產(chǎn)品在8英寸廠生產(chǎn)卻最具成本效益，并無往12英寸甚至先進(jìn)制程轉(zhuǎn)進(jìn)的必要性，使得8英寸廠產(chǎn)能跟不上。

5G熱潮的帶動下，電源管理芯片受益于智能手機(jī)與基站需求都呈倍數(shù)增長，導(dǎo)致有限的產(chǎn)能供不應(yīng)求，雖然部分產(chǎn)品有機(jī)會從8英寸逐步轉(zhuǎn)往12英寸廠生產(chǎn)，短期內(nèi)依然難以紓解8英寸晶圓需求緊缺的情況。

國產(chǎn)半導(dǎo)體業(yè)崛起的機(jī)會

繼8英寸晶圓產(chǎn)能緊缺漲價(jià)、半導(dǎo)體元器件上漲、覆銅板等原材料上漲后，PCB板、封測、芯片，國外IC以及國產(chǎn)芯片都開始出現(xiàn)了產(chǎn)能緊缺。這樣的市場狀況顯然不利于整個(gè)行業(yè)健康成長，但對于國產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)替代而言卻是不錯的機(jī)會。

“中國制造2025”計(jì)劃中明確提出要大力發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。根據(jù)計(jì)劃，2020年半導(dǎo)體核心基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料應(yīng)實(shí)現(xiàn)40%的自主保障，2025年要達(dá)到70%。

十四五規(guī)劃將重點(diǎn)支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)關(guān)鍵“卡脖子”環(huán)節(jié)，主要包括先進(jìn)制程、關(guān)鍵的半導(dǎo)體設(shè)備和材料等領(lǐng)域。在國家戰(zhàn)略強(qiáng)力助推下，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將保持高速發(fā)展，國產(chǎn)替代趨勢，未來增長可期。

寫在最后：緊張局面或延續(xù)到2023年

芯片缺貨帶來的另一個(gè)直接影響就是產(chǎn)能的持續(xù)緊張。在缺貨潮中，不少終端企業(yè)按以往幾倍的采購量恐慌性下單，芯片制造企業(yè)也忙著從上游搶購用于制造芯片的原材料晶圓。半導(dǎo)體行業(yè)缺貨已經(jīng)從8英寸晶圓擴(kuò)展到了12英寸晶圓，不僅7nm、5nm等先進(jìn)工藝緊張，55nm到22nm在內(nèi)的成熟工藝也同樣產(chǎn)能告急。

作為資金、技術(shù)密集型行業(yè)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)擴(kuò)產(chǎn)很難在一早一夕間完成，而當(dāng)下半導(dǎo)體設(shè)備交期已經(jīng)長達(dá)14～18個(gè)月，投資產(chǎn)能已經(jīng)規(guī)劃到2023年。

較快解決產(chǎn)能過剩問題，需要大規(guī)模投資成熟制程，但考慮投資回報(bào)率，這個(gè)概率不高，所以產(chǎn)能緊張將會持續(xù)2到3年之久。這不是行業(yè)周期問題，而是結(jié)構(gòu)上的難題。