来看看芯片价格飙涨5倍 中国“缺芯”将持续两年甚至更长

　　缺芯片！芯片荒！这张多米诺骨牌，正在全球产业链上传导。而每一张牌倒下，都引起新的连锁反应。高盛一项最新研究显示：全球有多达169个行业，在一定程度上受到芯片短缺影响，从汽车、钢铁产品、混凝土生产到空调制造，甚至包括肥皂生产。

　　“芯片危机”持续 全球百余行业受冲击

　　一辆车要用几百甚至上千个芯片，缺一个就会导致整车无法生产。近期，全球汽车行业集体陷入“停产潮”，福特汽车、铃木汽车、大众美洲公司、丰田汽车、本田汽车等众多知名车企都发布了暂停工厂生产线的计划。

　　韩国现代集团北美首席执行官 何塞·穆尼奥斯：芯片紧缺问题影响着所有人，我们也不例外。

　　“芯片荒”，企业高管们更慌。有些高管们甚至直接跑去芯片制造商门口蹲点。

　　而“缺芯”的不止汽车行业，如今，“芯片荒”的影响已经蔓延至各类企业。

　　某国际网络通信制造商总经理 刘宗宝：下个月我的订单预估是8000万美元，我现在预估大概只有7000万美元左右，那这个1000万美元的差异，可能是一些芯片的缺料。

　　刘宗宝所在的企业是一家规模较大的网络通信制造商，生产的路由器等产品主要销往欧美、亚太等地区。如今受芯片供应紧张影响，企业出货量受到了严重制约。

　　高盛最新研究报告指出，全球多达169个行业在一定程度上，受到芯片短缺的打击，包括钢铁产品、混凝土生产、空调制造、啤酒酿造、肥皂生产等众多行业。

　　全球“缺芯”加剧，涨价势在必行。“买不到”和“买不起”已成为不少下游企业共同面临的困境。

　　某智能科技有限公司副总经理 李维群：有个芯片是德国产的，去年的价格是在3.5元一个，今年已经涨到16.5元，相比之前一个芯片已经涨到近5倍的价格。

　　全球“黑天鹅”频现 芯片遭遇“难产”

　　全球“缺芯荒”始于2020年底，并有愈演愈烈之势，多位业内专家都表示，至少要到2022年全球芯片供应链才能恢复正常化，到底是什么原因造成的“芯片荒”？

　　六月初，马来西亚的商场和大多数企业关闭，该国开始第二次几乎全面封锁，以应对不断恶化的新冠疫情。有分析人士认为，这有可能加剧全球范围内已经非常严重的芯片短缺问题。马来西亚是全球第七大半导体出口中心，全球范围内有超过50家半导体公司在马来西亚有投资，几乎涵盖所有半导体巨头。

　　工信部信息通信经济专家委员会委员 刘兴亮：东南亚在芯片的封测领域占有比较大的比例，其中马来西亚占到13%，现在马来西亚这样的疫情，还有美国的极寒天气、日本的火灾，都会对全球芯片整个产业链造成非常大的影响。

　　另一方面，疫情造成全世界许多加工厂都没法如期正常开工，不少地区居家办公、在线培训成常态，消费类电子产品需求猛增。根据惠普2021财年第二季度的数据显示，惠普消费类个人电脑和商用及消费类打印机领域的销售额均同比增长70%以上。

　　此外，全球智能设备快速升级也大大增加了对芯片的需求量。以小米手机Note10 Pro为例，一共要用到114个芯片，只要有一个芯片不到位，这部手机都有可能生产不出来。

　　小米集团中国区总裁 卢伟冰：一部5G手机所需要的芯片的数量和产能大约是4G手机的两倍，所以5G手机的发展速度快，芯片需求量大是一个非常重要的原因。

　　汽车行业更是如此。据国际数据公司IDC预计，2020年全球汽车领域的半导体市场收入约为319亿美元，到2024年将达到约428亿美元，其中专用芯片和模拟IC芯片的市场份额将不断扩大。

　　从汽车的价值含量上看，据统计，每辆车的平均芯片含量为350美元;纯电动车的含量可达770美元;对于高档电动汽车来讲，芯片含量可以超过1500美元，是目前基本类型汽车的5到6倍。

　　国务院发展研究中心产业部研究室主任 研究员宋紫峰：智能设备和线上需求增多，数字化、智能化转型的加速，导致了对芯片需求的剧烈拉动。延伸阅读：中国“缺芯”将持续两年甚至更长

　　“对芯片耗尽的恐慌让每家公司都过度订购，就像卫生纸短缺一样，但规模巨大。”特斯拉创始人伊隆·马斯克在6月2日的Twitter上说。

　　不过，综合多位芯片制造业行业人士的总体看法，中国芯片产能供需缺口大的情况仍会持续两年甚至更长时间。

　　“这一轮芯片的短缺，是美国对华为制裁的蝴蝶效应。华为成了扇动翅膀引起飓风的那只蝴蝶。”易通网络一位专家告诉他的判断。易通网络长期从事供应链服务，与上下游打交道，熟悉半导体产业链的每个环节发生的细微变化。

　　他分析，华为受美国制裁时，为了保证业务连续性，将库存周期从传统的一个月拉长到以年为单位，这导致华为对市场的需求量大幅上升。华为体量巨大，对各类芯片几乎都有需求。

　　华为之后，其他厂商跟着恐慌，纷纷囤货自保，结合自然需求的提升，造成了年初发酵至今，仍在寻找解决方案的局面。

　　近期密集调研采访了中国芯片制造、需求端的一些公司和工厂。调研结果显示，目前，芯片短缺、交货期延长的局面并没有实质性缓解。一个积极的信号是，一些芯片代工厂的产能已有松动迹象。例如，一家国际大厂已经计划恢复承接四季度的订单。

　　这背后是芯片供应链积极自我调节的结果，但这样的调节能力受限于多种因素，产生的作用也将面临天花板。要实质性扭转这一轮全球缺芯潮，需要在供应链自我调节之外，各方做出更多努力。

　　中低端芯片需求量上升

　　“求购芯片MCU、Wi-Fi和蓝牙芯片。”

　　“有客户寻蓝牙国产芯片订单，望告知。”

　　在一个半导体产业链微信群中，这样的需求越来越多。

　　宋俊纬是百芯智能的创始人，这家公司提供产品、打样、试产、量产等一站式制造服务，客户以工业制造型企业为主。他对说，芯片价格几乎一天一变，这让他头疼不已。制造行业工业机器人需求增大，要用到芯片的地方很多，其中一款芯片，从几个月前的100多元涨到了目前的1000多元，交期也从原本的十几周拖到了二三十周以后。

　　身处“世界工厂”的广东，宋俊纬更加直观感受到“缺芯潮”带来的强烈冲击波。

　　由于东南亚新冠疫情的失控，许多低端制造业都从印度等地挪回了中国大陆。工厂的迁移面临新的情况是劳动力短缺、用工昂贵，机器替代人的需求越来越紧迫。

　　统计数据能反映这一变化，根据国家统计局数据，今年3月，工业机器人产量同比增长80.8%，去年12月，这个数字仅为32.4%，使用在工业机器人上的芯片需求随之增加。一台工业机器人上，需要搭载包括MCU（微控制器芯片）、DSP（数字信号处理芯片）等芯片。

　　“如今，各行业的主芯片、配套芯片都缺。”宋俊纬分析，造成这个现象的原因主要有两个：一是预测失误，不少代理商是按照去年的计划报给厂商进行备货，导致备货不足;二是需求增加，新兴的消费需求在拉扯本身就紧张的供需关系。

　　除了工业机器人，随着物联网、自动驾驶的普及，蓝牙、WI-FI等芯片的出货量也在快速增长。

　　根据第三方分析机构IDC数据，全球Wi-Fi芯片出货量将于2022年达到49亿颗。另据台积电2021年一季度财报，自动驾驶业务的增长率高达31%，其次是高性能计算，增长了11%。再是物联网IoT，增长了10%。

　　王力在一家芯片代工厂工作。他接到的订单中，蓝牙、WI-FI、电源管理芯片的需求增长很快，几乎是零库存，而且现在客户付款非常及时，甚至会预付款，销量非常快。

　　一直在市场上打价格战的微控制器芯片MCU成为了此次缺货的主角，价格翻了10倍，甚至还拿不到货。

　　MCU即微控制单元芯片，又称单片机。目前市场上以8位和32位的MCU为主。这是物联网设备和端口都需要用到的芯片。未来物联网发展，每个物联网设备和端口都需要用到一个甚至多个MCU。

　　工业机器人单支机器手臂中，内建的控制器平均约有八成为MCU芯片。

　　在中国大陆，MCU市场是一片红海，用王力的话说，“杀人不见血”。国内很多做MCU的厂商做的都是中低端产品，利润低，打价格战。也正是因为利润低，很多芯片代工厂不愿意做。它们会把产能优先安排给利润高的芯片，例如手机、移动通信设备芯片等。国际上做MCU的厂大多是IDM，例如英飞凌、意法半导体、恩智浦、德州仪器等。

　　据第三方市场调研机构IC Insights数据，2019年全球MCU下游应用主要分布在汽车电子，其次是工控/医疗领域、然后是计算机和消费电子四大领域。而在中国，MCU的应用主要集中在家电等品类，消费电子的占比最多，汽车电子的占比明显低于全球的水平。

　　由于短缺，原本以价格战为主的MCU如今疯狂涨价，有的MCU价格甚至涨了10倍依然没货，这种情况在家电领域尤为突出。

　　还有一种现象也导致如今缺货不断蔓延。因为一款产品是由几个部分的芯片构成，例如一款家电产品，要用到的芯片就有MCU、电源管理芯片、智能功率模块、通信芯片、温湿度传感器等。有时候不缺MCU，缺电源管理芯片，产品同样出不来。真需求还是伪需求

　　“是不是真有这么多真实需求？”王力疑惑。

　　他说，有一些客户本来在工厂里放了一些库存，最近都快速清了，现在还在追着要货。

　　“货到底去哪里了？真的有这么多需求吗？”

　　原因是双重的。一方面是需求在增长;另一方面是人为囤货加剧了缺货。囤货造成大量伪需求，也成为了涨价的主要原因之一。

　　多位业内人士的判断是，如果没有突如其来的疫情以及难以预测的国际政治形势，产业升级所带来的需求还不至于使得缺芯的情况如此严重。

　　芯片行业的年增长在15%以内，这个增长值基本在产业链的正常范围之内。根据第三方分析咨询机构IBS的数据，2018年-2030年全球集成电路产业规模的年增长基本在10%以内。目前，中国大陆晶圆代工厂的产能在扩充，但上述易通网络的专家认为，这够不上需求的增长速度。他说，他接触到的几家晶圆代工厂，订单是产能的4倍。

　　囤货是芯片短缺的关键原因。普遍囤货、多重囤货，又加剧了态势。

　　以消费电子为例，正常的库存周期是一个月，但这次很多企业都以年为单位进行囤货。有人给算了一笔账，根据第三方数据调研机构Counterpoint 统计，2019年华为手机占全球手机的出货量为16%，如果华为扩大10倍库存，那么全球手机厂的供应就跟不上了。

　　除了企业出于自身需求的保障进行囤货行为，代理商的囤货也是一个难以预估的变量。像英飞凌、ST这样的大厂，在中国都是通过代理销售。因此，代理商的项目经理是能够知道明年需求计划和产能计划的，如果他们发现需求大于产能计划的时候，就会进行囤货，再适时放货。价格就在这个过程中发生了变化。

　　宋俊纬的客户下了整个电路板的订单，他们必须当天报出价格，因为等到明天，报价就无效了。一个两美元的芯片，可能第二天变成了4美元，甚至炒到10美元。“这非常不好，对客户的伤害很大。”

　　他说，他们现在能做的，就是把主芯片的渠道开放给客户，和客户一起谈价格，保证在未来一年内价格可以锁定。

　　供应链自我调节能力有限

　　“我最重要的三件事：产能、产能、产能”。

　　中芯北方总经理张昕在近期举行的上海国际半导体展览会上说。

　　大范围的缺货，对整个供应链都是挑战，供应链的本能反应是不能坐以待毙，需要扩产。

　　中国大陆成为此次产能与需求的核心。MCU的芯片制程以8寸晶圆为主。加上其他需求，此次芯片缺货主要集中在8寸晶圆。

　　8寸晶圆的代工厂在国外并不多，大多是一些IDM厂商，例如英飞凌、TI、意法半导体等。在中国台湾，虽然台积电（NYSE：TSM）、日月光这些芯片代工大厂也会做一些8寸晶圆的代工，但订单没有那么灵活，主要是几个固定的大客户。另外，台积电的产能中，先进制程占了大约一半，很难再有多余的产能出来。从台积电2021年一季度各制程营收占比就可看出，28纳米以上（含28纳米）的成熟制程占其营收的37%。

　　在中国大陆，主要的8寸晶圆产能集中在中芯国际（SH：688981）和华虹半导体（HK：01347）。在缺芯之下，中芯国际在2021年一季度的销售额为11.03亿美元，同比增加22.0%。

　　在2021年一季度电话会中，中芯国际相关发言人预测，成熟制程到今年年底产能将持续满载，新增产能主要在下半年形成。从2021年一季度财报中，中芯国际的主要产能还是集中在成熟制程上，55/65纳米制程的营收占比最多，为32.8%。中芯国际2021年一季度各制程营收占比

　　今年3月17日，中芯国际发布公告称，将经由中芯深圳开展28纳米及以上制程的12英寸晶圆生产项目，拟于2022年开始生产。而新项目的规划月产能为4万片。去年年底，中芯北方也再次宣布增资扩产。

　　4月22日，台积电也核准了28.87亿美元，将在南京扩建28纳米产线。预计在2024年，28纳米工艺芯片产能将提高至4万片/每月。

　　一些芯片代工厂正在根据客户报的预测，考虑扩产、建厂。

　　不过，多位资深行业人士向提供的分析显示，扩产其实不是最现实的解决方案。

　　如果扩产，设备需求也要相应增加。根据国际半导体产业协会SEMI的数据，北美半导体设备销售金额连续五个月创纪录增长。2021年4月，半导体设备销售额同比增长了49.5%，为过去五个月中最高。SEMI报告显示，全球8寸晶圆设备支出在2012年-2019年曾长期徘徊在20亿美元到30亿美元，之后在2020年超过30亿美元大关，今年设备支出预计将达到40亿美元。

　　全球8寸晶圆设备支出陡然上升

　　在今年的上海国际半导体展览会上，看到，很多8寸二手设备的价格翻倍，仍然被一抢而空。一家韩国设备厂在中国的代理商告诉，这是他们进入中国第一年，展会第二天，就已经有三四家封测厂和他们签订了合作。一家国际龙头设备公司高管也告诉，他们已经收到了很多8寸产线的设备需求。

　　根据第三方数据机构Surplus Global测算，目前市场约有700台二手8英寸晶圆制造设备出售，但是8英寸晶圆制造设备需求至少在1000台以上。但这位高管随即表示，他们也不可能再生产这些设备。

　　但现实是，8寸线的扩建可能性并不高。由于成本、利润和设备的原因，很少有芯片代工厂会选择扩建8寸产线。从更上游的设备厂来说，让他们再多生产设备，相当于多一份风险。“除非量足够大，涨价到设备企业也能挣钱，这时候，设备企业才愿意生产8寸产线所需的设备。”上述国际设备企业高管表示。

　　设备缺，零部件也缺。北方华创公司董事长赵晋荣在上海国际半导体展览会上就指出，尤其是一些关键特定零部件，很多国外企业在这些零部件上耕耘了几十年，需要很深厚的基础和工艺，全球可能就一两家在做。如果由于芯片缺货，突然让这些零部件厂商扩产，几乎是不可能的事。

　　一家德国零部件厂商成立于1947年，他们做的产品应用在半导体制造、封测等各领域，合作客户包括泛林半导体、阿斯麦、应用材料等。其市场负责人告诉，由于缺芯，再加上不稳定的政治环境，一些中国大陆的设备制造厂会一次性向他们采购两三年的量。尤其是2020年年底，整个国际市场上半导体相关产品需求量变大，交货期变长。因此他们正在和客户沟通，在下订单的过程中多加一些余量。

　　8寸晶圆产线固定成本低、技术成熟，因此，将在很长一段时间里是许多信息设备的首选。“功率半导体器件、MEMS等芯片在未来一段时间，不太可能会因为技术发展大幅度缩减硅片的面积。”士兰微电子股份有限公司副董事长范伟宏说。士兰微是一家以IDM为主要发展模式的半导体企业，产线涵盖了6寸、8寸和12寸线。

　　另一种化解产能紧张的办法是客户购买设备，委托芯片代工厂进行管理和保养。这对双方都是一种分散风险的做法，一方面客户保证了订单;另一方面芯片代工厂也可以分担风险，减少重资产，保证产出。

　　一位中国大陆芯片代工厂研发人员表示，这样的做法在封测厂更为普遍，因为封测设备相较于制造设备来说价格便宜，三年到五年可能就能收回成本。但对于负责制造环节的代工厂来说，这种做法还是少数，除非是需求量非常大的客户才会下这样的赌注。

　　不过，去年11月，芯片设计公司联发科就宣布斥资3.72亿元向泛林半导体、佳能株式会社以及东京威力科创等设备厂商购买芯片制造设备，租给晶圆代工厂——台湾力晶积成电子制造股份有限公司使用。

　　在8寸产线产能有限的情况下，一些需求开始往12寸转移。“8寸厂当时设计的时候，没有考虑到成熟制程的需求那么多。”上述中国大陆代工厂研发人员表示，现在中芯国际北方厂主力做的就是28纳米，如果要做65纳米的制程，从技术上说不是什么难事，只是需要时间。

　　中芯国际在28纳米上的产能还有很多剩余，大部分都集中在28纳米以上的成熟制程。目前大部分做28纳米的客户都主要集中在台积电、世界先进这些代工厂。因此，中芯国际也可以把剩余的产能挪到需求更大的成熟制程上。

　　这样的做法导致的其中一个结果也是涨价，同时也需要时间。转线之后成本提高，另一方面转线需要时间，原来可能每个月能出一点货，现在三个月都不一定能出来。

　　中国“化危为机”的思路

　　“在一个产业系统中，需求方和供给方的互动关系是产业秩序的核心。”清华大学经济管理学院教授朱恒源说。

　　根据第三方数据咨询BCG和SIA的数据，中国市场的最终消费占了全球芯片产品的24%，与最大需求方美国市场相当。如果再加上中国购买的芯片制造成产品，然后再出口到全球，这部分的市场规模则是35%。据此，朱恒源认为，中国已经是全球最大的需求方。

　　中国对芯片需求的增速也是全球之首。朱恒源认为，最大的市场、最高的需求增速，必然要求与之相适应的话语权：全球芯片产业链的秩序，必然要有与之相适应的治理安排，否则，全球芯片产业链结构就不可能处于稳定的状态，这对任何一方都没有好处。

　　新兴需求所需要的工艺制程无需太高，都在28纳米工艺制程以上，很多需求甚至65纳米、90纳米、130纳米的工艺制程就可以了。8寸晶圆厂所对应的生产工艺制程为90纳米及以上，基本满足需要。

　　多位业内人士都向表示，8寸晶圆所生产的产品，中国大陆基本可以做到全产业链可控。

　　根据国际半导体产业协会SEMI报告，全球8寸晶圆产能，中国大陆占据18%，领先全球，其次是日本和中国台湾，各占16%。

　　中国也是最大的需求国。根据世界半导体贸易统计组织统计，2020年全球半导体市场销售额4390亿美元;另一边，中国海关总署的数据显示，中国2020年集成电路进口金额为24207.3亿人民币，约等于3873亿美元，也就是说，2020年中国集成电路进口金额占全球销售额的大约88%。此外，中国大陆的设计公司将近2000家，全球的设计公司加起来也不会超过中国大陆的总额。

　　设计公司面对迭代机会和应用场景。一些中国设计公司会选择和中国的芯片代工厂共同成长，共同建立产线、迭代产品。

　　加之由于国际政治环境的不稳定因素和疫情的影响，海外芯片代工厂的开工率不高，一些海外订单转到了中国大陆。

　　只是国外产品在利用率和产品质量上要求更高，在中国大陆只有少数几家芯片代工厂能够承接。因此，当一线大厂承接了海外订单，产能满载之后，一些中低端产品的订单也会让渡给小规模的芯片代工厂。

　　除了制造环节，设备环节和材料环节也存在机会。

　　当制造生产线建立起来后，产业链上下游也会逐渐建立。“生产线移到什么地方，设备厂商就会跟到什么地方。”盛美半导体董事长王晖曾在今年的上海国际半导体展览会上说。

　　此前，半导体的零部件厂商大多在美国，后来日本半导体发展起来后，带动了一批设备厂商。他认为，中国半导体产业如果往下走，设备厂商也会逐渐形成一个产业，慢慢做起来。

　　环顾全球，8寸厂几乎没有新设备，二手设备价格翻番。若非8寸晶圆产品的价格能够上涨到令设备和零部件厂商都受益，国际上半导体设备的巨头再生产8寸厂的设备的可能性很低。这些设备往往不需要太先进的技术，这给中国大陆的设备和材料厂留下机会。

　　国产设备的确在这两年中标率提升。截至2020年3月，华力集成二期释放的58台工艺设备中，国产设备13台，国产化率22%。长江存储所释放的376台工艺设备中，国产设备38台，国产化率10%。

　　一家国产零部件厂商的研发负责人告诉，最早他们是给中微半导体的MOCVD设备供货。MOCVD是LED制造中的重要设备，采购金额一般占LED生产线总投入一半以上。如今，他们不仅做进了三安光电的供应链，还给德国的一家头部MOCVD厂商供货。

　　扩产的同时，风险依然存在。

　　多位业内人士表示，中国大陆在发展半导体产业时，往往容易“一窝蜂”。中芯国际创始人、青岛芯恩董事长张汝京近期接受专访时就表示，风险管控和满足产能的需要，两者取得平衡非常重要。

　　他曾与几位业界人士讨论如何优化管控制度，提出了分层负责，风险管控。例如，投资金额小于10亿元以下的，按现有方式进行备案;对于政府投资金额低于某一金额，由省市相关发改委窗口指导。金额更大的由上一级的发改委管控。至于民企或外资为主的（例如民间资本投资超过80% 以上的，总投资额小于99亿元以下的），因为政府担的风险较小，可适度放宽指导窗口。

　　张汝京的观点是，这样做能够实现优化的风险管控、分级负责、发挥国企与民企各自的优势和长处、支持建设质优的半导体厂、满足集成电路与半导体市场的需要，自力更生、自立自强。如此产能失调的问题也可以迎刃而解。