缺“芯”難解

文 / 黃耀鵬

2021年已經過去了2/3，如果逆著時間線追溯到2020年初，可能發現汽車芯片供應鏈持續近一年的動蕩，仿佛受到詛咒一樣，戲劇性地持續倒霉。

缺芯的偶然性和必然性

先是疫情原因造成Tier1（一級供應商）砍單，汽車行業對芯片需求即將出現大萎縮的信號，一路傳導至代工廠，導致后者實施產能“季節性”轉移。只隔了幾個月，全行業就會發現預測完全反了。“加單”的說法是不存在的，產能已經轉移到獲利更高的消費電子芯片，合約則是“年度性”的。認清需求大幅上漲之后，整個行業的恐慌史無前例地加重了。

此后發生的事情很詭異。每當緩解供應的努力將要奏效的時候，必出“黑天鵝”。ST（意法半導體）旗下三家工廠大罷工，瑞薩Naka工廠大火，德克薩斯奧斯汀的世紀寒潮，馬來西亞“封國”措施導致封測工廠停擺。它們發生在地球各個角落，無法用陰謀論解釋。只能說明供應鏈很脆弱，一直滿載而且沒有替代產能，以至于整個鏈條抗風險能力很差。

如果再往前追溯一點，譬如到達2019年早些時候，就會發現，那時汽車芯片供應就已經山雨欲來。其背后的決定性力量，卻是市場上最為常見的價值規律。人人趨利避害，最終導致損害幾乎所有人利益的大事件。

2019年晶圓價格開始下跌，致使許多晶圓供應商停止大規模投資建廠，而晶圓此前投資已經連續增長了20年。供應商將資金集中于12英寸晶圓（主要用于高端消費電子）產能上，8英寸和6英寸產能沒有任何增長。而后兩者是汽車芯片的主要基礎。

2018年，臺積電宣布在南科六廠旁新建一座8英寸廠，這是其15年來第一次新建8英寸廠。此前臺積電一直將8英寸產能，轉交給“世界先進”代工。

晶圓廠商沒有為接下來的汽車芯片市場繁榮做好準備。

盡管預測對了消費電子產業的大幅增長，但12英寸晶圓產能已經拉滿，2021年到2022年產能利用率超過99%。這僅限于長期合約，供應商顯然沒有能力應對臨時需求。

今年上半年，主要代工廠在今年已經提價若干次。8月25日，臺積電把2022年的長約價格再次提升，幅度則是幾年來最高：20%。預計聯電、格羅方德、聯華電子、中芯國際、力晶半導體都將跟進。

產能集中，價值分配失衡

如今汽車芯片供應的窘境，并不對芯片代工廠有利，他們最舒服的局面，是市場預期穩定，價格在小范圍內波動。而不是像目前這樣各方搶芯片急紅了眼。大起必有大落。芯片供應鏈各個環節的產能建設，周期2-3年，成本回收4、5年。加在一起超越了芯片景氣周期，這其中蘊育著巨大風險。光是臺積電在亞利桑那正在建設的工廠，投資就達120億美元。

所以，用單方面漲價“壓平”需求，就成為主要手段。可惜芯片行業沒有歐佩克。

如今汽車業缺芯，仍集中于MCU（域控制器）、IGBT（功率器件）和ADAS（自動駕駛）輔助芯片、感光器件、AI處理器，以及幾乎所有的SoC（系統級芯片）。

而以上芯片，也分消費電子需求方向、工業需求和汽車需求。后者的車規級工況要求，意味著嚴格的生產許可和認證。這使車用芯片供應能力，逐漸集中到少數晶圓代工廠。“集中趨勢”本身也對供應風險擴大推波助瀾。

今年二季度，全球半導體銷售創下新紀錄。在這個季度，只有達到43億美金銷售額的制造商，方有資格進行全球前十的排位。總體來看，這Top 10供應商在2021年第二季度的銷售額增長都在10%以上，總銷售額高達955億美元。而整個行業的平均增長也只有8%。這意味著芯片行業的價值分配，也在向頭部集中。

根據8月份更新的2021年麥克林報告（McCleanReport），前10位制造商中間，包括4家無晶圓廠公司（高通、英偉達、博通和聯發科），同時只有一家純粹的代工廠（臺積電）。這表明芯片行業價值分配，并不傾向于代工廠。這給產能持續緊張，埋下了長期隱患。

暫時緩解和徹底平衡

IHS Market 的預測相對悲觀。根據8月份更新的分析，全年汽車總產量將為8078萬輛。因芯片供應鏈的中斷，Q1產量損失144萬輛，Q2為260萬輛，Q3前兩個月減產200萬輛左右。今年總的減產在630-710萬輛之間。IHS預測，芯片短缺將持續到2022年Q1。而芯片供應趨穩則在2022年Q2。也就是說，2022年下半年，汽車銷量將重回增長軌道。IHS沒有給出理由。

A F S（Auto Forecast Solutions）、LMC等第三方機構，做出了稍微樂觀一點的預測，他們預計的減產分別為620萬輛和596萬輛。

7月15日，臺積電CEO魏哲家表示，和去年相比，該公司今年有望將用于汽車的微控制器產量提高約60%。汽車芯片短缺問題，預計將從本季度開始逐步緩解。魏哲家同時表示，更廣泛的半導體短缺可能會持續到2022年。

魏氏的表態看似矛盾，但其實潛臺詞很明確。極端的短缺很快就能趨緩，但廣義上的短缺，既無法滿足所有汽車廠家需求的局面，將長期存在。

未來兩年，12英寸晶圓產能年增6%。直到2024年，產能才會大規模增長。消費電子擠占的8英寸產能才會釋放出來。粗略地看，即便8英寸和6英寸產能不增加，2024年汽車芯片供應也應該得到根本性緩解。汽車因缺芯造成的產量下滑，屆時也會被遏制。

但這么一概而論，未免太過粗糙了。

12英寸晶圓產能門檻高、設計精密度要求高、后期持續投入巨大，百億美元方有足夠競爭力，導致成本大幅上升。代工汽車芯片為代表的成熟制程芯片，成本高于8英寸產能。因此，汽車芯片產能擴張，仍需要指望8英寸產能（6英寸設備過于老舊，都是玩二手，已經很少有廠家愿意投資）。

除了臺積電，三星正在“考慮”擴建8英寸晶圓產能。聯電、世界先進、中芯國際和華虹半導體，都有新建8英寸產能的打算。與此同時，更先進的18英寸產能，將被擱置。

中國產能何時影響全球供需

當前，芯片行業和汽車行業，都很難預測，中國大規模的芯片投資，能否趕得上在2022年對芯片供應產生積極影響。

去年，中芯國際已經于天津、上海、深圳三個8英寸晶圓生產基地增加3萬片/月的產能。在12寸晶圓方面，中芯國際預計增加2萬片/月產能。

而今年，中芯國際8英寸擴產原計劃為7萬片/月，整體月產能將達到25萬片。全球市占率將從4.2%上升到6%。

華虹半導體擁有3座8英寸晶圓廠，當前產能利用率100%。不過華虹表示，汽車芯片的代工收入不支持擴產。英飛凌管理層也抱怨稱，正是由于汽車廠家習慣用較低價格來采購汽車芯片，才摧毀了汽車芯片企業擴大生產能力的意愿。

經過臺積電帶動的幾次大漲價，可能會促使廠家重燃擴產愿望。而中國廠商的8英寸成本競爭力，顯著高于12英寸。

數據顯示，僅在今年上半年，我國芯片半導體行業投融資事件達到205起，總金額達2944億元，遠超2020年全年的1097.69億元。不過，芯片制造設備進口，因為一些國家的限制，仍然限制了國內芯片代工產能的擴張。

就成熟制程而言，國內產能建設正處于史無前例的擴張中。中國半導體生產商（包括3D NAND、DRAM和邏輯組件制造商）在 7 月份出貨316 億顆芯片，也就是說每天中國可以生產超過10 億顆 IC。這個數字與2020 年 7 月相比，增長了41.3%，而 6月的出貨為 308 億顆，5 月則為 299億顆。

盡管受到美國制裁，中國最大的芯片代工企業中芯國際，今年提高了產能和產量，很大程度上是因為各類芯片的需求激增。

根據國家統計局的數據，今年7月份之前，中國半導體制造商已經生產了2036 億顆芯片。同比增長47.3%。

與此同時，由于政府大力補貼半導體產業，已經有數以萬計的本土芯片設計商涌現。但他們不能不能制造芯片本身。所以目前中國采取專注幾家芯片制造商，而淘汰或兼并較小的玩家。近期容芯以16.66億人民幣拍下德淮半導體，就是產能集中的體現。

但今年任何新產能的部署，最快也得到2023年才會落地。

芯片不僅困于晶圓產能。今年上半年的芯片供應鏈的短板，在于晶圓和前端產能。而下半年則集中于封測環節。封測產能分布于東亞和東南亞，包括中國、韓國、日本、新加坡、菲律賓、印度尼西亞、泰國、越南和馬來西亞。

封測產能需要擴大，而且需要分散部署。類似馬來西亞的封國防疫措施，才不會造成全球震動。同時，在價值分配鏈上，封測得到的利潤過低。而且目前封測設備也陷入缺貨中，交貨周期長達40周。設備供應問題，也源自芯片短缺本身。

事實上，中國的封測能力正在快速增長。2019年，國內封裝產業營收2067億元，全球占比超過20%。根據半導體行業國際團體SEMI發布的數據，Q1中國半導體測試設備營收59億美元，次于韓國的73億美元，居全球第2位。

中國的半導體進入市場比其他競爭者晚了20年，但自那以后一直在追趕。目前中國的半導體產業每天生產超過 10 億個集成電路，但要讓中國的半導體產量超過進口，仍需要很長時間。

十年生聚，十年教訓。指望中國產能在兩年內就能擴張到位，恢復國內及全球汽車芯片供應平衡，是不現實的。但從長期看，是早晚的事。到2026年甚至更早一點，中國芯片產能，將成為影響全球芯片供需的“關鍵先生”。