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芯片短缺何时以何种方式结束?

发布时间:2022-03-10作者来源:萨科微浏览:445

历史学家可能将用几十年的时间严厉批评新冠疫情带来的影响,而疫情带来的芯片短缺则可能会持续更长的时间。许多分析人士都认为,最严重的芯片短缺会在2021年第三季度或第四季度得到缓解,但2022年的大部分时间都需要解决芯片从供应链到产品所存在的问题。要缓解供应短缺,依靠的不是韩国、美国和欧盟当前正在进行的大型国家和地区级投资, 而是那些工艺不先进、只能处理较小晶圆的旧有芯片制造厂和代工厂。   在我们探讨如何解决芯片短缺问题之前,有必要先总结一下问题是怎么开始的。随着疫情带来的恐慌、封锁和总体不确定性席卷全球,汽车制造商纷纷取消订单。但是,这种情况意味着有很大一部分劳动力开始居家办公室,购买计算机、显示屏和其他设备。与此同时,整个教学体系也在向借助笔记本电脑和平板电脑的虚拟教学模式转变。此外,更多的居家时间意味着花在电视机和游戏机等家庭娱乐上的时间更多。这些因素加之5G的推出和云计算的不断增长,快速吸收了汽车制造商不经意间释放出的产能。等汽车制造商意识到人们还是要购买他们的产品时,才发现自己已经排在芯片采购长队的队尾。    

市场调研公司IDC表示,按收入计算,汽车行业的芯片需求为395亿美元,占比不到9%。到2025年,这一数字每年会增加10%。但是汽车行业的全球从业人员超过1000万,消费者和政治家对此都是非常敏感的,尤其是在美国和欧洲。

用于汽车行业的芯片,其制造工艺需要符合的安全标准与其他行业的标准有所不同。但是,它们与用于其他行业的模拟集成电路、电源管理芯片、显示驱动器、微控制器和传感器在同一生产线上生产。“它们都使用40纳米或更早的制造工艺。”IDC应用技术和半导体副总裁马里奥•莫拉雷斯(Mario Morales)说。   这种芯片制造技术落后于当前最尖端技术大约15年。IDC的调查表明,在这些老工艺节点制造芯片的生产线占总装机容量的54%。如今,这些老节点一般都用200毫米晶圆。为了降低成本,该行业在2001年开始转向300毫米晶圆,但很多200毫米晶圆基础设施依然存在,甚至还扩大了。   汽车行业尽管陷入了绝境,但并没有建造新的200毫米晶圆厂的冲动。“投资收益不在于此。”莫拉雷斯说。此外,中国有很多老节点工厂,它们的运行效率并不高,但“在某种意义上,这将”进一步减少建造新工厂的动力。国际半导体设备与材料协会(SEMI)预计,到2022年,200毫米晶圆厂的数量将从2020年的212家增多到222家,约为利润更高的300毫米晶圆厂的预计增长量的一半。


提高现有200毫米晶圆厂的生产能力将比建造新厂更有意义,有迹象表明这种情况正在发生。SEMI的克里斯蒂安•格雷戈•迪塞尔多夫(Christian Gregor Dieseldorff)预测,从2020年年初到2022年年底,40多家公司每月增加的产能将超过75万晶圆。到2024年年底的长期趋势将是200毫米晶圆厂的生产能力会提高17%。SEMI表示,2020年,这些工厂设备的投资多年来首次突破30亿美元大关,预计2021年将提高到46亿美元。不过到2022年,相关投资会回落到40亿美元。相比之下,2021年在300毫米晶圆厂设备的预计投资将达到780亿美元。

在芯片短缺的同时,各个国家和地区也在努力于促进逻辑芯片的生产。韩国公布了一项4500亿美元的十年计划,美国将提出一项价值520亿美元的法案,而欧盟则可能在其半导体行业投入1600亿美元。芯片制造商已经迎来了消费热潮。SEMI的调查表明,2021年4月,全球半导体生产固定设备同比增长了56%。该组织在2021年6月3日的全球晶圆厂家预测报告(World Fab Forecast)中表示, 2021年将有10家新的300毫米晶圆厂开始运行,2022年还有14家。   SEMI的半导体高级首席研究员迪塞尔多夫说:“在全球推动集成电路产能建设肯定会将当前十年的晶圆厂投资推到一个新高度。未来几年里,我们将会看到创纪录的投资和更多建造新晶圆厂的公告。”   市场调研机构半导体研究(Semico Research)的总裁吉姆•费德汉(Jim Feldhan)说,在结束芯片短缺的道路上可能会出现潜在的问题,部分飙升的需求可能来自为了增加库存而加倍订货的客户。“我不知道哪种产品的需求量是前一年模拟量的2倍。”他说,不过生产商“不希望一个12美分的零件阻碍4K电视的生产”,因此他们会囤货。

汽车行业要做的不仅是囤货。全球战略和管理咨询公司科尔尼的美洲高技术实践领导合伙人巴拉特•卡普尔(Bharat Kapoor)表示,未来要想避免短缺,芯片行业和汽车行业的高层管理人员需要建立更直接的联系,使供需信号更加清晰。




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