1.全球半导体短缺告急:全球芯片供应中仅一小部分产自美国,且数量逐步减少

 

　　

 

　　美国总统乔-拜登的颁布行政命令要求对关键产品的供应链进行审查,这让美国半导体制造能力几十年来首次下降成为全球焦点。半导体是电脑、电话、汽车和家电中使用的算法记忆芯片,根据半导体工业联盟统计的数据,美国目前在全球半导体制造中的份额只有12%，远低于1990年的37%。

 

　　美国工业（包括汽车和国防工业）所使用的88%的半导体芯片是在美国以外的地方制造的，然而，有三个关键点使得美国作为全球电子行业的领导者功不可没:产能较低,全球需求量大，联邦投资力度有限。

 

　　产能较低

 

　　美国芯片公司越来越依赖国际合作伙伴来制造他们设计的芯片，这反映了美国产能下降。美国半导体公司占据了全球芯片销售市场的47%，但只有12%是在美国制造的。要满足人们对更快、更智能的电子产品的期望需要芯片设计创新,而这又依赖于最先进的制造技术。

 

　　半导体制造的进步体现于每平方毫米晶体管的数量增加,而晶体管是芯片中最小的电子元件。最先进的半导体制造技术和设施，也就是所谓的晶圆厂，被标记为5纳米，或百万分之一毫米。数字指的是工艺而不是任何特定的芯片功能。一般来说，纳米等级越小，每平方毫米的晶体管数量越多，不过这是个复杂的情况，有很多变量。最高的晶体管密度约为每平方毫米1亿个。

 

　　台湾和韩国三星正在开发3纳米晶圆厂，而美国还没有7纳米晶圆厂。英特尔已经宣布，其7纳米晶圆厂要到2022年底或2023年初才能投产。这使得美国没有办法制造最先进的芯片。

 

　　全球需求量大

 

　　随着疫情爆发，世界市场对手机、笔记本电脑和其他在家办公设备的需求以及互联网使用的增加，给晶圆厂带来了压力，要求它们增加为这些产品提供的芯片数量。

 

　　全球汽车行业预计，疫情期间汽车需求将下降，因此减少了用于汽车安全、控制、排放和驾驶员信息系统的半导体芯片订单。目前汽车工业已经重新开始生产，但现在面临着半导体芯片的短缺。最近，美国八位州给拜登试压,"务必敦促晶圆和半导体公司扩大生产能力，并/或暂时将现有生产的适度部分重新分配给自动级晶圆生产。"。这种"适度"的重新分配就会引起其他产业的芯片短缺。例如,台湾半导体巨头台积电（TSMC）报告说,从下订单到交货的交货期为六个月,而生产一颗芯片估计需要3个月。

 

　　联邦投资力度有限

 

　　台湾、韩国、新加坡和中国政府每年都在半导体产业上投资数百亿美元。

 

　　这些投资不仅包括设备本身，还包括为向下一代晶圆厂转移所必需的研发和工具开发。

 

　　在美国，这样的激励措施仍然很少。台积电计划今年仅在晶圆厂就投资250-280亿美元，并承诺在亚利桑那州投资120亿美元建晶圆厂。从这个角度来看，位于亚利桑那州的台积电晶圆厂预计将开始每月加工2万片晶圆，相比之下，台积电在台湾和中国大陆的现有工厂每月加工100万片晶圆。拜登关于供应链的行政命令是决定改善美国半导体行业前景所需投资的重要一步。

 

　　2.全球半导体是如何耗尽的？

 

　　全球半导体短缺，并且它变得越来越严重。美国目前正在根据总统拜登（Joe Biden）签署的具有里程碑意义的行政命令，审查其技术供应。总统还承诺提供370亿美元(260亿英镑)用于支付重建和保障美国半导体供应的短期费用，半导体是微芯片的基本组成部分，因此从计算机到智能手机到可再生能源和军事硬件等一切产品都离不开它。

 

　　在当今微型芯片已成为大多数汽车的核心时代，汽车行业受芯片短缺的影响最为严重。福特预计产量将下降20％,特斯拉关闭其3型装配线两周,在英国,本田也被迫暂时关闭其工厂。即使是经验非常丰富的科技公司，如Nvidia和微软，也在努力分别提供稳定的显卡和Xbox产品的库存。看来，无论是大公司还是小公司，无论是科技公司还是非科技公司，都无法避免2021年半导体短缺危机带来的广泛影响。

 

　　产业压力大

 

　　虽然人们很容易将这种情况归咎于COVID-19的大流行,但事实上，全球半导体供应链早在一段时间内就已经出现了这种情况。全球多达70%的半导体仅由台湾半导体（TSMC）和三星两家公司生产。

 

　　进入半导体制造业的门槛高得离谱。建立一家半导体代工厂需要一个陡峭的发展曲线，需要提前投资100亿至120亿美元，然后至少需要三年时间才能投入生产。

 

　　即便如此，也不能保证一家新代工公司的芯片产量能与现有代工公司相媲美。芯片迅速过时，价格压力是科技行业的一个主要问题，因此盈利能力面临很多风险。由于经济形势如此严峻，只有少数大型企业投资于制造能力，然后将这些成本和风险分散到数十万客户身上。全球科技公司历来都非常乐意将制造业的重任环节交给台积电和三星。而反过来，这就造成了供应链“纸牌屋效应”的局面。

 

　　需求量大

 

　　由于许多人开始在家工作，并寻求更多的室内娱乐来源，疫情推动了对笔记本电脑和游戏机等家用电子产品的意外高需求。

 

　　鉴于汽车销量在经济低迷时往往导致下滑，汽车公司此前一直预计需求会下降。然而，事实证明这是一个错误的假设，因为到2020年底，新车销量开始迅速反弹。汽车公司试图重新预订之前取消的半导体订单，却发现取而代之的是家用电子产品制造商。

 

　　与此同时，特朗普总统与中国的贸易战导致了新的规则，使中国企业更难从台积电和三星采购半导体。由于中国自己的半导体技术不如行业领军企业，华为等中国科技巨头在2020年新限制措施出台前就储备了半导体芯片，用大量订单吸纳了任何剩余产能。

 

　　但最终压垮这头骆驼的最后一根稻草是2021年初比特币价格的大幅上涨。这增加了传统上用于挖掘数字货币的图形处理系统的供应需求，进一步加剧了半导体供应问题。所有这些已经足以导致台积电和三星的产能耗尽，并显著增加了交付订单的时间，导致了我们今天看到芯片短缺危机。

 

　　得益于供应短缺，台积电和三星的股价在过去12个月分别上涨了190%和61%。尽管拜登总统尽了最大的努力，但由于存在种种行业壁垒，这种情况在未来三年内不太可能得到改善。消费类电子产品价格飙升,要归功于黄牛党,他们经常以建议零售价购买显卡和游戏机,并在eBay等网站上以更高的价格出售。科技制造商和零售商决定提高价格,以适应零部件的高需求和低供应,预计很快就会看到更昂贵的电子产品投放市场。