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为何无法快缓解决芯片短缺？

编辑｜感知芯视界

从游戏机到保时捷，很多消费产品都受到了芯片短缺的影响，芯片短缺阻碍了全球经济发展，这种现象从2020年持续到了今天。2022年1月，美国商务部长吉娜•雷蒙多在推特上发文表示：“我们远没有脱离困境，半导体供应链非常脆弱，除非我们能提高芯片产量，否则这种情况依旧会持续下去。”

美国国会准备提供520亿美元的硅片刺激计划，作为《美国竞争法案》的一部分，旨在扩大美国的半导体制造。同时，欧盟也公布了其430亿欧元的芯片短缺改善计划。

理解芯片供应网络的广泛性

全球半导体联盟2020年的一份报告表明，在一个半导体器件到达最终消费者手中之前，半导体的各元件可能需要穿越5万多公里、跨越70多条国际边界。美国新泽西州霍博肯汉隆金融系统中心的主任乔治•卡尔霍恩（George Calhoun）说：“仅用供应链来表述并不合适，因为这是一个非常复杂的全球性生态系统，该网络中的一些节点至关重要。”

其中一个脆弱的关键地区是荷兰，该国的阿斯麦公司是光刻技术领导者，也是全世界唯一的极紫外（EUV）光刻机生产商。

另一个关键地区是中国台湾，该地区的3家公司生产了全球超过90%的最先进（5纳米和7纳米）半导体。

不过，半导体产业协会（SIA）2021年的一份报告表示，全球化本身并不是坏事。该协会估计美国要实现自给自足的本地半导体供应链，需要花10年时间、耗资上万亿美元，且半导体的价格会提高65%。

认识芯片短缺之前的产能不足

半导体行业一直处于周期性变化当中，随着全球经济的兴衰，个人计算机、家庭电子产品和智能手机市场起伏演变，经历了供大于求和产品短缺等阶段。

在2020年初新冠疫情暴发之前，也已有信号表明“市场非常非常紧张”，IEEE美国分会的政府关系部门主任拉塞尔•哈里森（Russell Harrison）说。半导体工厂通常会按照额定产能的80%左右运行，以便有时间进行维护、升级和人员变动。

早在2019年夏季，全行业的设备利用水平就接近90%了。卡尔霍恩说，这反映了家用电器联网需求的增长，以及越来越复杂的自动驾驶功能和汽车数字联网需求的增加。半导体产业协会表示，自2020年夏季以来，设备利用水平就从未低于90%。

揭示令人一筹莫展的库存挤压

在半导体开始供不应求时，疫情使其发展成为一场灾难性的风暴。从原材料采购到元件运输和向客户配送成品芯片的复杂全球性物流，供应生态系统的每个环节都受到了冲击。

2022年1月，美国商务部发布了一项报告，报告调查了半导体供应链中的150多家公司，几乎包括了所有大型芯片制造商和客户，如福特、谷歌和威瑞森。

报告指出，半导体产品的库存中位数从2019年的40天下降到了2021年的不到5天，导致这些公司处于弱不禁风的脆弱状态。“这一平均值未必能反映真实情况。”卡尔霍恩说，“就像是老话说的，虽然河水平均深度只有6英寸，但你在河中央还是可能会溺水。”

那些严重依赖被彻底打乱的“遗留节点”的公司处在水深火热中：这些节点生产的不是笔记本电脑中技术前沿的硬件，而是复杂度不高的老式模拟芯片，但这些芯片对医疗设备、宽频通信和汽车非常重要。“这些芯片利润不高，当然也名声不大，因此很多公司都没有多少资金投入。”哈里森说。

对比美国和中国的生产和研发数据

2021年秋季，美国商务部长雷蒙多说：“我们如果想在全球具有竞争力，就需要在国内进行投资，特别是投资振兴半导体行业。”同时她还指出，美国在全球芯片产量的占比从20世纪90年代的40%跌到了2021年的12%，现在远远落后于中国。“我们等待一天就是落后一天。”她补充说。

不过，虽然美国拥有的工厂比中国少，但仍然在半导体行业最具价值的环节中占据主导地位，例如新型半导体的设计和开发，以及这些半导体的生产设备。同时，中国仍然是一个半导体净进口国，主要是从美国进口，2020年芯片进口总额达到3500亿美元。半导体产业协会表示，美国在研发方面的支出也远远超过中国，去年的经费高达390亿美元。

将半导体激励计划融入《美国竞争法案》

如果美国在半导体行业已经成为一个健康、产生盈利的全球性领导者，还需要《美国竞争法案》为半导体行业留出520亿美元资金吗？这项激励计划比2009年的通用汽车救援计划更大。“很显然，这无法解决短期问题。”哈里森说，因为建造并经营工厂需要很多年时间。“

不过，如果企业在全球范围内寻址修建工厂，我认为是有帮助的。”即便没有这些资金，有些巨型半导体公司也已在规划大型美国工厂了。英特尔、三星、德州仪器和台积电最近公布了在亚利桑那州、俄亥俄州和得克萨斯州的工厂项目，项目总额高达990亿美元。英特尔表示，未来10年，其俄亥俄工厂的投资可能增长到1000亿美元，前提是得到政府的援助。

卡尔霍恩推测，未来几年，为应对芯片短缺，全球的私营企业投资将超过8500亿美元资金。“这个数字非常庞大，以至于520亿美元似乎看起来微不足道，即使这笔投资最终很完美，且没有像你想象得那么低效地从美国政府一点点挤出来，看起来依旧如此。”他说。

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为什么全球芯片短缺？

造成芯片短缺的原因主要有三点：

主要表现在新冠疫情使一些芯片工厂停工，华为、中芯等被制裁以及一些芯片厂缺水电和失火等自然灾害原因，使用即将或者已经受到芯片短缺的一定冲击。

有著名分析师预测，2022年芯片短缺的严重性将会降低。疫情虽然影响了产能，但是小编认为最主要的原因是主要在于针对华为的芯片禁令，使台积电产能爆满，各个厂商开始大面积囤货，使得市场需求一下子就放大了。

措施

芯片制造商为了巩固和加强自身在全球市场中的地位，纷纷采取了一系列措施。台积电和三星这两家亚洲芯片巨头正加大投入巩固它们的行业领先地位，其中台积电 2021 年的预期资本支出将从 2020 年创纪录的 170 亿美元增加至 280 亿美元，三星也制定了总支出约 1160 亿美元的 10 年规划，以追赶其竞争对手台积电。

该文章表示，在这场芯片战争中，中国也正努力迎头赶上。中国未来几年的目标是减少对美国技术的依赖，尤其是在芯片上的依赖。我国已经将芯片制造列入了国家经济发展蓝图的最大优先事项之一，但需要看到还有很长的一段路要走。

为什么全球芯片短缺？

引起全球性芯片短缺的原因主要有消费需求的全面回升、客户临时加单情况严重、智能手机厂商扩大产能、芯片代工厂的产能缺口较大。

1、消费需求的全面回升 

不管是汽车消费电子，笔记本电脑、智能手机等各个品类，已经出现了急速回升现象。全球半导体材料均出现了大幅上涨，代工厂基本全部出去满载状态，台积电、联电、GF目前的产线均面临这很大的压力，价格上涨、代工厂满员，直接拉升了芯片厂商的产品价格。例如芯片供应商已经告知所有合作伙伴，全线产品价格，都将上涨。  

2、客户临时加单情况严重

今年情况比较特殊，市场情况和商家的预期出现了很大的偏差，导致后期客户加单情况严重。例如华为了在9月15日前，加快囤货，对各个芯片厂家的下单量出现暴增的现象。厂家为了满足华为的供货要求，向半导体材料商的下单量也出现了暴增，最终导致整个产能提前释放。  

3、智能手机厂商扩大产能  

明年作为5G智能手机全面推广的关键年，各个手机厂商现在都摩拳擦掌，准备大干一番。到目前为止，小米的预计出货量将达到3亿台，荣耀的目标出货量是1亿台，苹果iphone的目标出货量为2.3亿台，出货量的暴增，使得整个市场的零部件处于紧缺的状态。  

全球芯片短缺殃及手机和游戏机行业：

据华尔街见闻报道，最近几周，越来越多的行业领袖发出警告，他们无法获得足够的芯片来生产他们的产品。苹果最近表示，一些新款高端 iPhone 的销售受到零部件短缺的限制。

恩智浦和英飞凌都表示，这些供应限制已不再局限于汽车行业。索尼周三表示，由于生产瓶颈，该公司可能无法在 2021 年完全满足其新款游戏机的需求。