缺芯的多米諾骨牌正在產(chǎn)業(yè)鏈上傳導(dǎo),每一張牌倒下,都引起新的連鎖反應(yīng)。
根據(jù)高盛一項(xiàng)最新研究報(bào)告,全球有多達(dá)169個(gè)行業(yè)在一定程度上受到芯片短缺影響,從鋼鐵產(chǎn)品、混凝土生產(chǎn)到空調(diào)制造,甚至包括肥皂制造業(yè)。
“對(duì)芯片耗盡的恐慌讓每家公司都過度訂購,就像衛(wèi)生紙短缺一樣,但規(guī)模巨大。”特斯拉創(chuàng)始人伊隆·馬斯克在6月2日的推特上說。
不過,綜合多位芯片制造業(yè)行業(yè)人士的總體看法,中國芯片產(chǎn)能供需缺口大的情況仍會(huì)持續(xù)兩年甚至更長時(shí)間。
“這一輪芯片的短缺,是美國對(duì)華為制裁的蝴蝶效應(yīng)。華為成了扇動(dòng)翅膀引起颶風(fēng)的那只蝴蝶?!币淄ňW(wǎng)絡(luò)一位專家告訴《財(cái)經(jīng)》記者他的判斷。易通網(wǎng)絡(luò)長期從事供應(yīng)鏈服務(wù),與上下游打交道,熟悉半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生的細(xì)微變化。
他分析,華為受美國制裁時(shí),為了保證業(yè)務(wù)連續(xù)性,將庫存周期從傳統(tǒng)的一個(gè)月拉長到以年為單位,這導(dǎo)致華為對(duì)市場的需求量大幅上升。華為體量巨大,對(duì)各類芯片幾乎都有需求。
華為之后,其他廠商跟著恐慌,紛紛囤貨自保,結(jié)合自然需求的提升,造成了年初發(fā)酵至今,仍在尋找解決方案的局面。
《財(cái)經(jīng)》記者近期密集調(diào)研采訪了中國芯片制造、需求端的一些公司和工廠。調(diào)研結(jié)果顯示,目前,芯片短缺、交貨期延長的局面并沒有實(shí)質(zhì)性緩解。一個(gè)積極的信號(hào)是,一些芯片代工廠的產(chǎn)能已有松動(dòng)跡象。例如,一家國際大廠已經(jīng)計(jì)劃恢復(fù)承接四季度的訂單。
這背后是芯片供應(yīng)鏈積極自我調(diào)節(jié)的結(jié)果,但這樣的調(diào)節(jié)能力受限于多種因素,產(chǎn)生的作用也將面臨天花板。要實(shí)質(zhì)性扭轉(zhuǎn)這一輪全球缺芯潮,需要在供應(yīng)鏈自我調(diào)節(jié)之外,各方做出更多努力。
由于短缺,原本以價(jià)格戰(zhàn)為主的MCU如今瘋狂漲價(jià),有的MCU價(jià)格甚至漲了10倍依然沒貨,這種情況在家電領(lǐng)域尤為突出。
還有一種現(xiàn)象也導(dǎo)致如今缺貨不斷蔓延。因?yàn)橐豢町a(chǎn)品是由幾個(gè)部分的芯片構(gòu)成,例如一款家電產(chǎn)品,要用到的芯片就有MCU、電源管理芯片、智能功率模塊、通信芯片、溫濕度傳感器等。有時(shí)候不缺MCU,缺電源管理芯片,產(chǎn)品同樣出不來。
02真需求還是偽需求
“是不是真有這么多真實(shí)需求?”王力疑惑。
他說,有一些客戶本來在工廠里放了一些庫存,最近都快速清了,現(xiàn)在還在追著要貨。
“貨到底去哪里了?真的有這么多需求嗎?”
原因是雙重的。一方面是需求在增長;另一方面是人為囤貨加劇了缺貨。囤貨造成大量偽需求,也成為了漲價(jià)的主要原因之一。
多位業(yè)內(nèi)人士的判斷是,如果沒有突如其來的疫情以及難以預(yù)測的國際政治形勢,產(chǎn)業(yè)升級(jí)所帶來的需求還不至于使得缺芯的情況如此嚴(yán)重。
芯片行業(yè)的年增長在15%以內(nèi),這個(gè)增長值基本在產(chǎn)業(yè)鏈的正常范圍之內(nèi)。根據(jù)第三方分析咨詢機(jī)構(gòu)IBS的數(shù)據(jù),2018年-2030年全球集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模的年增長基本在10%以內(nèi)。目前,中國大陸晶圓代工廠的產(chǎn)能在擴(kuò)充,但上述易通網(wǎng)絡(luò)的專家認(rèn)為,這夠不上需求的增長速度。他說,他接觸到的幾家晶圓代工廠,訂單是產(chǎn)能的4倍。
囤貨是芯片短缺的關(guān)鍵原因。普遍囤貨、多重囤貨,又加劇了態(tài)勢。
以消費(fèi)電子為例,正常的庫存周期是一個(gè)月,但這次很多企業(yè)都以年為單位進(jìn)行囤貨。有人給《財(cái)經(jīng)》記者算了一筆賬,根據(jù)第三方數(shù)據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)Counterpoint 統(tǒng)計(jì),2019年華為手機(jī)占全球手機(jī)的出貨量為16%,如果華為擴(kuò)大10倍庫存,那么全球手機(jī)廠的供應(yīng)就跟不上了。
除了企業(yè)出于自身需求的保障進(jìn)行囤貨行為,代理商的囤貨也是一個(gè)難以預(yù)估的變量。像英飛凌、ST這樣的大廠,在中國都是通過代理銷售。因此,代理商的項(xiàng)目經(jīng)理是能夠知道明年需求計(jì)劃和產(chǎn)能計(jì)劃的,如果他們發(fā)現(xiàn)需求大于產(chǎn)能計(jì)劃的時(shí)候,就會(huì)進(jìn)行囤貨,再適時(shí)放貨。價(jià)格就在這個(gè)過程中發(fā)生了變化。
宋俊緯的客戶下了整個(gè)電路板的訂單,他們必須當(dāng)天報(bào)出價(jià)格,因?yàn)榈鹊矫魈?,?bào)價(jià)就無效了。一個(gè)兩美元的芯片,可能第二天變成了4美元,甚至炒到10美元。“這非常不好,對(duì)客戶的傷害很大?!?/p>
他說,他們現(xiàn)在能做的,就是把主芯片的渠道開放給客戶,和客戶一起談價(jià)格,保證在未來一年內(nèi)價(jià)格可以鎖定。
03供應(yīng)鏈自我調(diào)節(jié)能力有限
“我最重要的三件事:產(chǎn)能、產(chǎn)能、產(chǎn)能”。
中芯北方總經(jīng)理張昕在近期舉行的上海國際半導(dǎo)體展覽會(huì)上說。
大范圍的缺貨,對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈都是挑戰(zhàn),供應(yīng)鏈的本能反應(yīng)是不能坐以待斃,需要擴(kuò)產(chǎn)。
中國大陸成為此次產(chǎn)能與需求的核心。MCU的芯片制程以8寸晶圓為主。加上其他需求,此次芯片缺貨主要集中在8寸晶圓。
8寸晶圓的代工廠在國外并不多,大多是一些IDM廠商,例如英飛凌、TI、意法半導(dǎo)體等。在中國臺(tái)灣,雖然臺(tái)積電(NYSE:TSM)、日月光這些芯片代工大廠也會(huì)做一些8寸晶圓的代工,但訂單沒有那么靈活,主要是幾個(gè)固定的大客戶。另外,臺(tái)積電的產(chǎn)能中,先進(jìn)制程占了大約一半,很難再有多余的產(chǎn)能出來。從臺(tái)積電2021年一季度各制程營收占比就可看出,28納米以上(含28納米)的成熟制程占其營收的37%。
臺(tái)積電2021年一季度各制程的營收占比
圖片來源:臺(tái)積電官網(wǎng)
在中國大陸,主要的8寸晶圓產(chǎn)能集中在中芯國際(SH:688981)和華虹半導(dǎo)體(HK:01347)。在缺芯之下,中芯國際在2021年一季度的銷售額為11.03億美元,同比增加22.0%。
在2021年一季度電話會(huì)中,中芯國際相關(guān)發(fā)言人預(yù)測,成熟制程到今年年底產(chǎn)能將持續(xù)滿載,新增產(chǎn)能主要在下半年形成。從2021年一季度財(cái)報(bào)中,中芯國際的主要產(chǎn)能還是集中在成熟制程上,55/65納米制程的營收占比最多,為32.8%。
中芯國際2021年一季度各制程營收占比
圖片來源:中芯國際官網(wǎng)
今年3月17日,中芯國際發(fā)布公告稱,將經(jīng)由中芯深圳開展28納米及以上制程的12英寸晶圓生產(chǎn)項(xiàng)目,擬于2022年開始生產(chǎn)。而新項(xiàng)目的規(guī)劃月產(chǎn)能為4萬片。去年年底,中芯北方也再次宣布增資擴(kuò)產(chǎn)。
4月22日,臺(tái)積電也核準(zhǔn)了28.87億美元,將在南京擴(kuò)建28納米產(chǎn)線。預(yù)計(jì)在2024年,28納米工藝芯片產(chǎn)能將提高至4萬片/每月。
一些芯片代工廠正在根據(jù)客戶報(bào)的預(yù)測,考慮擴(kuò)產(chǎn)、建廠。
不過,多位資深行業(yè)人士向《財(cái)經(jīng)》記者提供的分析顯示,擴(kuò)產(chǎn)其實(shí)不是最現(xiàn)實(shí)的解決方案。
如果擴(kuò)產(chǎn),設(shè)備需求也要相應(yīng)增加。根據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)SEMI的數(shù)據(jù),北美半導(dǎo)體設(shè)備銷售金額連續(xù)五個(gè)月創(chuàng)紀(jì)錄增長。2021年4月,半導(dǎo)體設(shè)備銷售額同比增長了49.5%,為過去五個(gè)月中最高。SEMI報(bào)告顯示,全球8寸晶圓設(shè)備支出在2012年-2019年曾長期徘徊在20億美元到30億美元,之后在2020年超過30億美元大關(guān),今年設(shè)備支出預(yù)計(jì)將達(dá)到40億美元。
在今年的上海國際半導(dǎo)體展覽會(huì)上,《財(cái)經(jīng)》記者看到,很多8寸二手設(shè)備的價(jià)格翻倍,仍然被一搶而空。一家韓國設(shè)備廠在中國的代理商告訴《財(cái)經(jīng)》記者,這是他們進(jìn)入中國第一年,展會(huì)第二天,就已經(jīng)有三四家封測廠和他們簽訂了合作。一家國際龍頭設(shè)備公司高管也告訴《財(cái)經(jīng)》記者,他們已經(jīng)收到了很多8寸產(chǎn)線的設(shè)備需求。
根據(jù)第三方數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)Surplus Global測算,目前市場約有700臺(tái)二手8英寸晶圓制造設(shè)備出售,但是8英寸晶圓制造設(shè)備需求至少在1000臺(tái)以上。但這位高管隨即表示,他們也不可能再生產(chǎn)這些設(shè)備。
但現(xiàn)實(shí)是,8寸線的擴(kuò)建可能性并不高。由于成本、利潤和設(shè)備的原因,很少有芯片代工廠會(huì)選擇擴(kuò)建8寸產(chǎn)線。從更上游的設(shè)備廠來說,讓他們?cè)俣嗌a(chǎn)設(shè)備,相當(dāng)于多一份風(fēng)險(xiǎn)?!俺橇孔銐虼螅瑵q價(jià)到設(shè)備企業(yè)也能掙錢,這時(shí)候,設(shè)備企業(yè)才愿意生產(chǎn)8寸產(chǎn)線所需的設(shè)備?!鄙鲜鰢H設(shè)備企業(yè)高管表示。
設(shè)備缺,零部件也缺。北方華創(chuàng)公司董事長趙晉榮在上海國際半導(dǎo)體展覽會(huì)上就指出,尤其是一些關(guān)鍵特定零部件,很多國外企業(yè)在這些零部件上耕耘了幾十年,需要很深厚的基礎(chǔ)和工藝,全球可能就一兩家在做。如果由于芯片缺貨,突然讓這些零部件廠商擴(kuò)產(chǎn),幾乎是不可能的事。
一家德國零部件廠商成立于1947年,他們做的產(chǎn)品應(yīng)用在半導(dǎo)體制造、封測等各領(lǐng)域,合作客戶包括泛林半導(dǎo)體、阿斯麥、應(yīng)用材料等。其市場負(fù)責(zé)人告訴《財(cái)經(jīng)》記者,由于缺芯,再加上不穩(wěn)定的政治環(huán)境,一些中國大陸的設(shè)備制造廠會(huì)一次性向他們采購兩三年的量。尤其是2020年年底,整個(gè)國際市場上半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)品需求量變大,交貨期變長。因此他們正在和客戶溝通,在下訂單的過程中多加一些余量。
8寸晶圓產(chǎn)線固定成本低、技術(shù)成熟,因此,將在很長一段時(shí)間里是許多信息設(shè)備的首選?!肮β拾雽?dǎo)體器件、MEMS等芯片在未來一段時(shí)間,不太可能會(huì)因?yàn)榧夹g(shù)發(fā)展大幅度縮減硅片的面積。”士蘭微電子股份有限公司副董事長范偉宏說。士蘭微是一家以IDM為主要發(fā)展模式的半導(dǎo)體企業(yè),產(chǎn)線涵蓋了6寸、8寸和12寸線。
另一種化解產(chǎn)能緊張的辦法是客戶購買設(shè)備,委托芯片代工廠進(jìn)行管理和保養(yǎng)。這對(duì)雙方都是一種分散風(fēng)險(xiǎn)的做法,一方面客戶保證了訂單;另一方面芯片代工廠也可以分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn),減少重資產(chǎn),保證產(chǎn)出。
一位中國大陸芯片代工廠研發(fā)人員表示,這樣的做法在封測廠更為普遍,因?yàn)榉鉁y設(shè)備相較于制造設(shè)備來說價(jià)格便宜,三年到五年可能就能收回成本。但對(duì)于負(fù)責(zé)制造環(huán)節(jié)的代工廠來說,這種做法還是少數(shù),除非是需求量非常大的客戶才會(huì)下這樣的賭注。
不過,去年11月,芯片設(shè)計(jì)公司聯(lián)發(fā)科就宣布斥資3.72億元向泛林半導(dǎo)體、佳能株式會(huì)社以及東京威力科創(chuàng)等設(shè)備廠商購買芯片制造設(shè)備,租給晶圓代工廠——臺(tái)灣力晶積成電子制造股份有限公司使用。
在8寸產(chǎn)線產(chǎn)能有限的情況下,一些需求開始往12寸轉(zhuǎn)移?!?寸廠當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的時(shí)候,沒有考慮到成熟制程的需求那么多?!鄙鲜鲋袊箨懘S研發(fā)人員表示,現(xiàn)在中芯國際北方廠主力做的就是28納米,如果要做65納米的制程,從技術(shù)上說不是什么難事,只是需要時(shí)間。
中芯國際在28納米上的產(chǎn)能還有很多剩余,大部分都集中在28納米以上的成熟制程。目前大部分做28納米的客戶都主要集中在臺(tái)積電、世界先進(jìn)這些代工廠。因此,中芯國際也可以把剩余的產(chǎn)能挪到需求更大的成熟制程上。
這樣的做法導(dǎo)致的其中一個(gè)結(jié)果也是漲價(jià),同時(shí)也需要時(shí)間。轉(zhuǎn)線之后成本提高,另一方面轉(zhuǎn)線需要時(shí)間,原來可能每個(gè)月能出一點(diǎn)貨,現(xiàn)在三個(gè)月都不一定能出來。
03中國“化危為機(jī)”的思路
“在一個(gè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中,需求方和供給方的互動(dòng)關(guān)系是產(chǎn)業(yè)秩序的核心?!鼻迦A大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院教授朱恒源說。
根據(jù)第三方數(shù)據(jù)咨詢BCG和SIA的數(shù)據(jù),中國市場的最終消費(fèi)占了全球芯片產(chǎn)品的24%,與最大需求方美國市場相當(dāng)。如果再加上中國購買的芯片制造成產(chǎn)品,然后再出口到全球,這部分的市場規(guī)模則是35%。據(jù)此,朱恒源認(rèn)為,中國已經(jīng)是全球最大的需求方。
中國對(duì)芯片需求的增速也是全球之首。朱恒源認(rèn)為,最大的市場、最高的需求增速,必然要求與之相適應(yīng)的話語權(quán):全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈的秩序,必然要有與之相適應(yīng)的治理安排,否則,全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)就不可能處于穩(wěn)定的狀態(tài),這對(duì)任何一方都沒有好處。
新興需求所需要的工藝制程無需太高,都在28納米工藝制程以上,很多需求甚至65納米、90納米、130納米的工藝制程就可以了。8寸晶圓廠所對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)工藝制程為90納米及以上,基本滿足需要。
多位業(yè)內(nèi)人士都向《財(cái)經(jīng)》記者表示,8寸晶圓所生產(chǎn)的產(chǎn)品,中國大陸基本可以做到全產(chǎn)業(yè)鏈可控。
根據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)SEMI報(bào)告,全球8寸晶圓產(chǎn)能,中國大陸占據(jù)18%,領(lǐng)先全球,其次是日本和中國臺(tái)灣,各占16%。
中國也是最大的需求國。根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織統(tǒng)計(jì),2020年全球半導(dǎo)體市場銷售額4390億美元;另一邊,中國海關(guān)總署的數(shù)據(jù)顯示,中國2020年集成電路進(jìn)口金額為24207.3億人民幣,約等于3873億美元,也就是說,2020年中國集成電路進(jìn)口金額占全球銷售額的大約88%。此外,中國大陸的設(shè)計(jì)公司將近2000家,全球的設(shè)計(jì)公司加起來也不會(huì)超過中國大陸的總額。
數(shù)據(jù)來源:中國海關(guān) 制圖:陳伊凡
設(shè)計(jì)公司面對(duì)迭代機(jī)會(huì)和應(yīng)用場景。一些中國設(shè)計(jì)公司會(huì)選擇和中國的芯片代工廠共同成長,共同建立產(chǎn)線、迭代產(chǎn)品。
加之由于國際政治環(huán)境的不穩(wěn)定因素和疫情的影響,海外芯片代工廠的開工率不高,一些海外訂單轉(zhuǎn)到了中國大陸。
只是國外產(chǎn)品在利用率和產(chǎn)品質(zhì)量上要求更高,在中國大陸只有少數(shù)幾家芯片代工廠能夠承接。因此,當(dāng)一線大廠承接了海外訂單,產(chǎn)能滿載之后,一些中低端產(chǎn)品的訂單也會(huì)讓渡給小規(guī)模的芯片代工廠。
除了制造環(huán)節(jié),設(shè)備環(huán)節(jié)和材料環(huán)節(jié)也存在機(jī)會(huì)。
當(dāng)制造生產(chǎn)線建立起來后,產(chǎn)業(yè)鏈上下游也會(huì)逐漸建立?!吧a(chǎn)線移到什么地方,設(shè)備廠商就會(huì)跟到什么地方?!笔⒚腊雽?dǎo)體董事長王暉曾在今年的上海國際半導(dǎo)體展覽會(huì)上說。
此前,半導(dǎo)體的零部件廠商大多在美國,后來日本半導(dǎo)體發(fā)展起來后,帶動(dòng)了一批設(shè)備廠商。他認(rèn)為,中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)如果往下走,設(shè)備廠商也會(huì)逐漸形成一個(gè)產(chǎn)業(yè),慢慢做起來。
環(huán)顧全球,8寸廠幾乎沒有新設(shè)備,二手設(shè)備價(jià)格翻番。若非8寸晶圓產(chǎn)品的價(jià)格能夠上漲到令設(shè)備和零部件廠商都受益,國際上半導(dǎo)體設(shè)備的巨頭再生產(chǎn)8寸廠的設(shè)備的可能性很低。這些設(shè)備往往不需要太先進(jìn)的技術(shù),這給中國大陸的設(shè)備和材料廠留下機(jī)會(huì)。
國產(chǎn)設(shè)備的確在這兩年中標(biāo)率提升。截至2020年3月,華力集成二期釋放的58臺(tái)工藝設(shè)備中,國產(chǎn)設(shè)備13臺(tái),國產(chǎn)化率22%。長江存儲(chǔ)所釋放的376臺(tái)工藝設(shè)備中,國產(chǎn)設(shè)備38臺(tái),國產(chǎn)化率10%。
一家國產(chǎn)零部件廠商的研發(fā)負(fù)責(zé)人告訴《財(cái)經(jīng)》記者,最早他們是給中微半導(dǎo)體的MOCVD設(shè)備供貨。MOCVD是LED制造中的重要設(shè)備,采購金額一般占LED生產(chǎn)線總投入一半以上。如今,他們不僅做進(jìn)了三安光電的供應(yīng)鏈,還給德國的一家頭部MOCVD廠商供貨。
擴(kuò)產(chǎn)的同時(shí),風(fēng)險(xiǎn)依然存在。
多位業(yè)內(nèi)人士表示,中國大陸在發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)時(shí),往往容易“一窩蜂”。中芯國際創(chuàng)始人、青島芯恩董事長張汝京近期接受《財(cái)經(jīng)》記者專訪時(shí)就表示,風(fēng)險(xiǎn)管控和滿足產(chǎn)能的需要,兩者取得平衡非常重要。
他曾與幾位業(yè)界人士討論如何優(yōu)化管控制度,提出了分層負(fù)責(zé),風(fēng)險(xiǎn)管控。例如,投資金額小于10億元以下的,按現(xiàn)有方式進(jìn)行備案;對(duì)于政府投資金額低于某一金額,由省市相關(guān)發(fā)改委窗口指導(dǎo)。金額更大的由上一級(jí)的發(fā)改委管控。至于民企或外資為主的(例如民間資本投資超過80% 以上的,總投資額小于99億元以下的),因?yàn)檎畵?dān)的風(fēng)險(xiǎn)較小,可適度放寬指導(dǎo)窗口。
張汝京的觀點(diǎn)是,這樣做能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化的風(fēng)險(xiǎn)管控、分級(jí)負(fù)責(zé)、發(fā)揮國企與民企各自的優(yōu)勢和長處、支持建設(shè)質(zhì)優(yōu)的半導(dǎo)體廠、滿足集成電路與半導(dǎo)體市場的需要,自力更生、自立自強(qiáng)。如此產(chǎn)能失調(diào)的問題也可以迎刃而解。