芯片價格半年瘋漲 5 倍,企業能否逃離“缺芯”魔咒
晶片的漲價潮還在繼續。
據臺媒報道,預計 2021 年三季度,中國臺灣地區臺積電、聯電等晶圓代工廠芯片價格最高上漲將達到 30%;今年以來,美國最大的電子元件分銷商之一得捷電子,也將半導體相關元件價格上漲了 15%,另有一些特殊元件漲價超過 40%。
“漲價是必然趨勢,由晶片短缺帶來的零部件上漲是無法避免的情況,在新的產能建立起來前,除了企業內部消化,另一部分便只能通過調整價格來實現。”在聯想集團董事長兼 CEO 楊元慶看來,未來 12~18 個月晶片短缺的現象仍將持續。
在供需不平衡的情況下,通脹帶來的原材料成本上漲同樣拉高了晶片的售價,如晶片製造環節中,半導體矽晶片、樹脂和金屬等多種原材料成本均有所上漲。
然而,缺芯帶來的不僅僅是晶片漲價。在近期高盛的一份研究報告中也顯示,目前全球有 160 多個行業面臨缺芯問題,從智慧手機、IoT 等高科技產品,擴大到汽車、鋼鐵、混凝土生產、空調生產等各個行業,幾乎整個半導體供應鏈都受到了不同程度的影響。
“全球電子行業是相互影響的,一旦晶片出現短缺,對製造、封測等供應端的影響就非常明顯,進一步涉及到產能分配的調整。”芯弛科技 CEO 張強對鳳凰網科技(微信搜:ifengtech)表示,現階段的供需失衡,也將更加考驗晶片企業自身的產能預判和供應鏈管理能力。
在半導體上游,晶圓廠們也在不斷擴產。2021 年 6 月 22 日,半導體制造商格芯宣佈在新加坡投資超過 60 億美元,用於建設新晶圓工廠和擴大產能;4 月初,晶片代工大廠臺積電表示,將在未來三年內投資 1000 億美元;而在 3 月,英特爾也宣佈了一項 200 億美元的計劃,以擴大晶片製造能力。
據《世界晶圓廠預測報告》指出,全球半導體制造商將在 2021 年年底前開始建設 19 座新的高產能晶圓廠,並在 2022 年再開工建設 10 座,29 座晶圓廠的裝置支出將超過 1400 億美元。半導體行業分析師李赫對此表示,“晶圓廠產能的擴張有助於滿足新興產業對半導體的需求,比如人工智慧、高效能運算、5G 通訊等等。”
只不過,缺芯不是一夜之間發生的,現在因嚴重短缺而大幅增加的產能,很可能會導致將來產能嚴重過剩,對晶片產業來說,要走過至暗時刻並不是件容易的事。
全球“芯荒”加劇
早在疫情之前,晶片就是個盛衰交替的週期性行業,“短缺”也是這個行業的普遍存在的問題。晶片諮詢公司 CEO 馬爾科姆・佩恩表示,長期以來晶片製造商對工廠裝置的投資一直低於平均水平,晶片供應也無法對需求的變化迅速作出反應,“疫情使原本產能就頗為緊張的晶片行業迅速崩盤,再加上裝置老舊,晶片工廠難以提高產能,也再次給晶片行業一記重擊。”
而美國德州大雪、日本地震、各大晶圓廠火災等一系列“黑天鵝”事件,讓全球晶片產業更加雪上加霜。在晶片產業鏈中,晶片設計、製造、封裝、測試等多個產業鏈環環相扣,卡在任何一個部分,都會對整體的供應鏈造成影響。“黑天鵝”事件的頻發導致整個鏈條更加脆弱,稍有不慎便會讓整個體系陷入癱瘓狀態。
與此同時,晶片又是一個週期性很長的產業,僅單枚晶片的製造週期就長達半年左右。更何況還要經歷從研發、產品落地到量產環節、投入市場等複雜的鏈條,短則 3~5 年,長則 10 年以上。
但“缺芯”在不同行業的影響又有所不同。比如手機、遊戲機等消費電子類產品,利潤高、規模大,恢復產能相對較為容易,而汽車行業需要的則是那些利潤低、不起眼的 IC 晶片。“汽車晶片的適配成本更高,很難在短期內去找替換的供應商,嚴重影響了整車的量產週期。”張強認為,汽車行業在疫情初期決定削減晶片訂單,讓它受到的衝擊更為嚴重。
在美國的肯塔基州,數千輛準備出售的福特卡車因沒有所需晶片而閒置。據相關資料估計,北美地區的汽車製造商由於晶片短缺問題已經被迫削減了逾 120 萬輛汽車,全球汽車產業因晶片短缺造成的收入損失也高達 1100 億美元。
其中主要缺少的是安全系統、剎車和發動機等領域的晶片,也就是 8 英寸晶圓,主要應用在功率器件、RF(射頻)開關、電源管理 IC 以及 MEMS 感測器等方面,滿足了近 80% 的智慧汽車半導體的需求。
這類晶片並不需要多先進的製程,以往多為基礎晶片。蔚來汽車 CEO 李斌此前表示,這些價值僅為 1 美元的晶片,很大程度上影響了蔚來汽車第二季度、甚至 2021 下半年的汽車交付。
但隨著 5G、雲端計算、智慧家居等領域的爆發,8 英寸晶圓產能更為緊俏。小米集團中國區總裁盧偉冰曾表示,僅 5G 手機所包含的晶片數量多達 4G 手機的兩倍,“也就導致這次的缺貨週期不會太短,明年依然會出現整體缺貨的情況。”
不過在華為、中興等中國科技企業被美國列入“實體清單”後,中國晶片企業也不得不從資產最輕的晶片設計環節,加速追趕到製造環節。但晶片設計容易,晶片製造難,“中美貿易戰使得國內出現了諸多‘國產替代’的需求,產能的缺失也給了中國一個彎道超車的機會。”後摩智慧 CEO 吳強表示,中國要系統將晶片的產業鏈建立起來,改變供求的現狀至少還需要 5~10 年,但中國半導體裝置產業正迎來黃金髮展期。
“國產代替”開始加速
不少半導體領域的分析師表示,在全球晶片供需不足的情況下,本土化發展能夠進一步保證供應鏈的安全,加速國內晶片企業的崛起。而自 2019 年開始,資本對國內半導體、積體電路等領域投資不斷,僅 2019 年融資數量便達到 21 起,融資規模近 55 億元。
在經過了疫情的洗禮後,據 2020 年中國半導體行業資料顯示,2020 年成為中國半導體一級市場有史以來投資金額最多的一年,總數超過 1400 億元,相比 2019 年增長近 4 倍。而在 2021 年前 4 個月,AI 晶片行業投融資事件達到 23 起,融資規模僅 90 億元,涉及 17 家企業,其中有 3 家企業在 4 個月內獲得 2 輪融資。
國家層面也在出臺相應政策,人工智慧、量子資訊、積體電路躋身前三,北京、上海、珠三角等地先後獲批國家人工智慧創新應用先導區、試驗區。錢不斷從投資機構、國家手中流向創業者,截止目前國內半導體企業數量累計已經超過 6 萬餘家。
“從資本角度來看,投資機構對晶片行業的投資更大膽,也願意承擔風險了。”芯弛科技 CEO 張強表示,這對於很多聚焦長線發展的晶片研發公司來說,是難得的機遇,過往具有量產經驗的整建制團隊會更容易受到投資機構青睞,也意味著市場交付的能力更強。
“此前的投資多聚焦在晶片設計層面,今年則更多表現在高算力、更復雜的智慧計算晶片上。”後摩智慧 CEO 吳強表示,這部分晶片領域此前一直被英特爾、AMD 等巨頭掌控,國內企業很難介入進去。
“對晶片創業企業來說,一味模仿巨頭也很難實現彎道超車,在後摩爾時代晶片企業更需要研發出顛覆性的產品。”吳強坦言,晶片行業前期靠融資,後期一定要有自己的造血能力,能夠讓晶片落地,為客戶提供商業價值。
但光刻技術卻仍是國產晶片無法邁過的坎,要想真正實現“國產替代”,晶片製造的重要性不言而喻。
目前國內最先進製程的光刻機是在“核高基 02 專項”裡,設定於 2020 年 12 月驗收 193 奈米浸沒式 DUV 光刻機,製程 28nm。2020 年 6 月初,國內光刻機整合的龍頭企業上海微電子表示,已經攻克 28nm 光刻機難關,最早將於 2021 年交付。
不過在晶片領域也有經典的摩爾定律,即每隔 18 個月工藝水平提升一級,效能提高一倍,同樣成本也會有所下降。也就是說,如果不能跟上市場需求,就算有裝置、能順利生產,也難免會敗在激烈的市場競爭中。
“最主要的還是時間問題,英特爾、臺積電等行業巨頭經過了 50 多年的發展,已經非常成熟,而中國尚在起步階段,有更多的潛力實現彎道超車。”李赫認為,中國的半導體細分產業非常廣泛,一旦建立起成熟的生態,在供給端將會實現飛速發展。
而從人才發展層面看,據《中國積體電路產業人才白皮書》預測,到 2022 年前後,中國直接從事積體電路產業的人員規模將達到 74.45 萬人左右,其中設計業近 27 萬人,製造業近 26 萬人,封裝測試則有近 20 萬人。
或許隨著人才不斷迴流,國內半導體行業將開啟新的篇章,但也仍需警惕由於行業發展過熱帶來的諸多盲目以及非理性投資。