陷入“芯片荒”的不仅是车企，经济重振遭遇半导体困境

​“已售罄！”

最近，全球知名的汽车半导体供应商荷兰恩智浦（NXP）遇到了供不应求的状况。

不仅是汽车芯片，整个半导体行业似乎都无法满足处理器和存储芯片的需求，据36kr引用业内专家的预判，连游戏显卡GPU的正常供应都要等到2022年才能完全恢复。

此文将回答您四个问题：

• · 芯片为什么会短缺？
• · 短缺带来的行业变化？
• · 恢复产能怎么就那么困难？
• · 新建工厂有用吗？

全行业需求激增引发芯片短缺

2020年，居家隔离工作成为主流，许多居家工作的人考虑购置新电脑，个人电脑的需求突然增加。

除此之外，人们在家里更加热衷于玩游戏打发时间，因此索尼PlayStation 5和微软Xbox Series X也渴求芯片。

而手机厂商迎来跨时代的迭代更新，对5G芯片的需求也在继续。

数据中心因为远程工作、娱乐和学习而变得格外繁忙，服务器制造商因此订购了许多额外的处理器。

芯片制造商往往按照下单先后顺序完成任务，汽车制造商在2020年夏天才增加了订单，所以，他们翘首以盼的芯片早已被电脑制造商“截胡”了。

汽车比想象中更需要芯片

现在，光一辆普通的乘用车就安装了150台大小不一的“电脑”。

现代的汽车需要依靠计算能力运行，特别当汽车是电力驱动并配备了先进的驾驶助手时。

负责收集大量数据的芯片被安装在雷达、摄像头和其他传感器上，车内功能强大的计算机则负责处理芯片收集到的数据。

研究公司IHS预计，到2030年，汽车行业将需要价值2110亿美元的芯片，这一数字是2018年的两倍。

然而，如果缺少任何一个芯片零部件，整辆车的生产进程就会遭遇短板，不得不宣告停滞，因此市场很容易出现恐慌情绪。

2019年，汽车销量已经开始下滑。因为新冠疫情危机，许多汽车制造商已经暂停了芯片的交付合同。

尽管2020年夏天汽车市场再次回暖，IHS预计2021年汽车销量将增长约9%（大约8500万辆车），制造更多的汽车需要更多的芯片。

但到此时再下订单，为时晚矣。

以往汽车行业需要严格管理，以确保不存在任何库存，所有的原材料都须及时交付——这就包括芯片。

而如今，囤积芯片，成了奢望。

“准时交货”不再是一个原则

并非所有的汽车制造商都陷入了困境。

例如，现代/起亚和丰田似乎没有遇到芯片短缺的问题。在VDL Nedcar生产的宝马也保证了目前的汽车供应。

那些在2020年初决定放缓“暂停芯片订购”步伐的汽车制造商遇到的问题更少，他们有足够维持到夏天之后的库存芯片，预计那时生产会恢复正常。

与此同时，几乎所有汽车制造商都意识到，在一个可能因疫情或贸易战而突然发生变化的世界里，“准时交货”的原则带来了风险。

因此为了防止芯片短缺，汽车制造商现在更倾向于选择囤积芯片。

但这种半导体囤积行为给芯片供应商带来了更大的压力。

自去年10月以来，用于生产芯片的硅的价格已经上涨了25%，芯片制造商为原材料支付更多费用。这也导致了芯片价格的上涨，比如恩智浦在1月份宣布涨价。

这种价格上涨对汽车行业来说又是个坏消息，因为乘用车的生产利润稀薄，所以即使是一辆在经销商那里价值数万欧元的汽车，生产过程中花费的每一毫厘都很重要。

错误的预判 尴尬的循环

芯片的生产依赖于专业供应商的全球网络，而这一网络错综复杂。

譬如，去年因芯片需求的减少，台积电也减少了与荷兰芯片制造商阿斯麦的新光刻机订单，随后，阿斯麦从其供应商——德国高科技公司蔡司订购的透镜系统减少了。

然而，过度低估市场恢复的韧性，芯片需求很快的空缺随即被其他公司的订单所填补，台积电则开始订购更多光刻机。但只有在蔡司准备好透镜的前提下，阿斯麦才能提供相应的产品。

于是，事情陷入了一个尴尬的境地——德国总理默克尔登敦促芯片制造商优先为他们国家的汽车行业服务，而台积电却正在等待一家德国公司提供的透镜系统。

提高产能与时间赛跑

2020年初暂停新芯片订单的汽车制造商现在不得不排队等候，而生产他们所需的芯片很可能需要一段时间。

所有的中间步骤和化学过程都需要时间——制作一个从硅片到可以安装在汽车或笔记本电脑上的处理器可能会需要两个月的时间。

增加额外的芯片生产机器短期内不会改善现状，因为这些机器必须先进行校准再投入生产，这就是为什么芯片制造商试图通过一些额外的技巧来“提升”现有设备以达到优化生产的目的。

基于芯片工厂已经尽可能高效地运作，所以进一步提升效率空间是非常有限的。

此外，还需要更多用于制造芯片的化学物质和气体。

意想不到的停电也会带来麻烦。

比如因极端天气、火灾和地震，上周美国德克萨斯州遭遇了停电，三星和恩智浦在奥斯汀的工厂不得不停产。

未来会有所改善吗？

世界上最大的芯片制造商坐落在亚洲和美国，其中最先进的芯片来自台积电和三星。

荷兰恩智浦是汽车行业最重要的供应商之一，约一半的芯片是自己制造的，另一部分生产则由GlobalFoundries、三星和台积电等公司执行。

随着芯片生产变得越来越复杂，建立芯片工厂所需的投资也在增加。芯片制造中惊人的成本只能由最大的参与者承担。这就解释了为什么现在的芯片行业正在整合，且拥有自己芯片工厂的公司的数量正在减少。

建立一座新的芯片工厂在短期内或许并非良策。

因为就算现在开始建造一家加工流程不太复杂的芯片的工厂，都需要一年的时间才能赶上生产速度；如果是建造一座能生产最先进芯片的复杂工厂，准备时间还要长得多。

但从长远考虑，美国和欧洲希冀增加本土产能，而不仅是在亚洲采购芯片，所以权宜之计，欧美欢迎亚洲的公司前来建厂成为目前最理想的选择。

台积电计划今年（2021年）在美国亚利桑那州开始建设新的大型工厂，预计2024年投入运营。从2021年到2029年之间，这一工厂持续投资120亿美元，建成之后将采用5nm工艺为相关的客户代工芯片，计划的月产能是20000片晶圆。

欧盟也在计划让三星和台积电建立一家欧洲芯片工厂，不过三星或台积电的工厂将会考虑建在欧洲的哪个国家落地还无定数，它会是拥有更多半导体经验的荷兰吗？

尽管这些计划仍处于起步阶段，但可能在5到10年的时间里产生预期效果，即芯片脆弱的生产链能够得到修复，同时对亚洲国家的依赖逐步减少。

由于5G和人工智能的进步，未来各个行业对芯片的需求都将持续增长。这一次是汽车行业因芯片短缺而陷入困境，未来任何行业都可能因为这一潜在问题而陷入困境。

本文参考自NRC的De auto-industrie snakt naar chips. Hoe kun je de productie opvoeren?