缺“芯”难解

文 / 黄耀鹏

2021年已经过去了2/3，如果逆着时间线追溯到2020年初，可能发现汽车芯片供应链持续近一年的动荡，仿佛受到诅咒一样，戏剧性地持续倒霉。

缺芯的偶然性和必然性

先是疫情原因造成Tier1（一级供应商）砍单，汽车行业对芯片需求即将出现大萎缩的信号，一路传导至代工厂，导致后者实施产能“季节性”转移。只隔了几个月，全行业就会发现预测完全反了。“加单”的说法是不存在的，产能已经转移到获利更高的消费电子芯片，合约则是“年度性”的。认清需求大幅上涨之后，整个行业的恐慌史无前例地加重了。

此后发生的事情很诡异。每当缓解供应的努力将要奏效的时候，必出“黑天鹅”。ST（意法半导体）旗下三家工厂大罢工，瑞萨Naka工厂大火，德克萨斯奥斯汀的世纪寒潮，马来西亚“封国”措施导致封测工厂停摆。它们发生在地球各个角落，无法用阴谋论解释。只能说明供应链很脆弱，一直满载而且没有替代产能，以至于整个链条抗风险能力很差。

如果再往前追溯一点，譬如到达2019年早些时候，就会发现，那时汽车芯片供应就已经山雨欲来。其背后的决定性力量，却是市场上最为常见的价值规律。人人趋利避害，最终导致损害几乎所有人利益的大事件。

2019年晶圆价格开始下跌，致使许多晶圆供应商停止大规模投资建厂，而晶圆此前投资已经连续增长了20年。供应商将资金集中于12英寸晶圆（主要用于高端消费电子）产能上，8英寸和6英寸产能没有任何增长。而后两者是汽车芯片的主要基础。

2018年，台积电宣布在南科六厂旁新建一座8英寸厂，这是其15年来第一次新建8英寸厂。此前台积电一直将8英寸产能，转交给“世界先进”代工。

晶圆厂商没有为接下来的汽车芯片市场繁荣做好准备。

尽管预测对了消费电子产业的大幅增长，但12英寸晶圆产能已经拉满，2021年到2022年产能利用率超过99%。这仅限于长期合约，供应商显然没有能力应对临时需求。

今年上半年，主要代工厂在今年已经提价若干次。8月25日，台积电把2022年的长约价格再次提升，幅度则是几年来最高：20%。预计联电、格罗方德、联华电子、中芯国际、力晶半导体都将跟进。

产能集中，价值分配失衡

如今汽车芯片供应的窘境，并不对芯片代工厂有利，他们最舒服的局面，是市场预期稳定，价格在小范围内波动。而不是像目前这样各方抢芯片急红了眼。大起必有大落。芯片供应链各个环节的产能建设，周期2-3年，成本回收4、5年。加在一起超越了芯片景气周期，这其中蕴育着巨大风险。光是台积电在亚利桑那正在建设的工厂，投资就达120亿美元。

所以，用单方面涨价“压平”需求，就成为主要手段。可惜芯片行业没有欧佩克。

如今汽车业缺芯，仍集中于MCU（域控制器）、IGBT（功率器件）和ADAS（自动驾驶）辅助芯片、感光器件、AI处理器，以及几乎所有的SoC（系统级芯片）。

而以上芯片，也分消费电子需求方向、工业需求和汽车需求。后者的车规级工况要求，意味着严格的生产许可和认证。这使车用芯片供应能力，逐渐集中到少数晶圆代工厂。“集中趋势”本身也对供应风险扩大推波助澜。

今年二季度，全球半导体销售创下新纪录。在这个季度，只有达到43亿美金销售额的制造商，方有资格进行全球前十的排位。总体来看，这Top 10供应商在2021年第二季度的销售额增长都在10%以上，总销售额高达955亿美元。而整个行业的平均增长也只有8%。这意味着芯片行业的价值分配，也在向头部集中。

根据8月份更新的2021年麦克林报告（McCleanReport），前10位制造商中间，包括4家无晶圆厂公司（高通、英伟达、博通和联发科），同时只有一家纯粹的代工厂（台积电）。这表明芯片行业价值分配，并不倾向于代工厂。这给产能持续紧张，埋下了长期隐患。

暂时缓解和彻底平衡

IHS Market 的预测相对悲观。根据8月份更新的分析，全年汽车总产量将为8078万辆。因芯片供应链的中断，Q1产量损失144万辆，Q2为260万辆，Q3前两个月减产200万辆左右。今年总的减产在630-710万辆之间。IHS预测，芯片短缺将持续到2022年Q1。而芯片供应趋稳则在2022年Q2。也就是说，2022年下半年，汽车销量将重回增长轨道。IHS没有给出理由。

A F S（Auto Forecast Solutions）、LMC等第三方机构，做出了稍微乐观一点的预测，他们预计的减产分别为620万辆和596万辆。

7月15日，台积电CEO魏哲家表示，和去年相比，该公司今年有望将用于汽车的微控制器产量提高约60%。汽车芯片短缺问题，预计将从本季度开始逐步缓解。魏哲家同时表示，更广泛的半导体短缺可能会持续到2022年。

魏氏的表态看似矛盾，但其实潜台词很明确。极端的短缺很快就能趋缓，但广义上的短缺，既无法满足所有汽车厂家需求的局面，将长期存在。

未来两年，12英寸晶圆产能年增6%。直到2024年，产能才会大规模增长。消费电子挤占的8英寸产能才会释放出来。粗略地看，即便8英寸和6英寸产能不增加，2024年汽车芯片供应也应该得到根本性缓解。汽车因缺芯造成的产量下滑，届时也会被遏制。

但这么一概而论，未免太过粗糙了。

12英寸晶圆产能门槛高、设计精密度要求高、后期持续投入巨大，百亿美元方有足够竞争力，导致成本大幅上升。代工汽车芯片为代表的成熟制程芯片，成本高于8英寸产能。因此，汽车芯片产能扩张，仍需要指望8英寸产能（6英寸设备过于老旧，都是玩二手，已经很少有厂家愿意投资）。

除了台积电，三星正在“考虑”扩建8英寸晶圆产能。联电、世界先进、中芯国际和华虹半导体，都有新建8英寸产能的打算。与此同时，更先进的18英寸产能，将被搁置。

中国产能何时影响全球供需

当前，芯片行业和汽车行业，都很难预测，中国大规模的芯片投资，能否赶得上在2022年对芯片供应产生积极影响。

去年，中芯国际已经于天津、上海、深圳三个8英寸晶圆生产基地增加3万片/月的产能。在12寸晶圆方面，中芯国际预计增加2万片/月产能。

而今年，中芯国际8英寸扩产原计划为7万片/月，整体月产能将达到25万片。全球市占率将从4.2%上升到6%。

华虹半导体拥有3座8英寸晶圆厂，当前产能利用率100%。不过华虹表示，汽车芯片的代工收入不支持扩产。英飞凌管理层也抱怨称，正是由于汽车厂家习惯用较低价格来采购汽车芯片，才摧毁了汽车芯片企业扩大生产能力的意愿。

经过台积电带动的几次大涨价，可能会促使厂家重燃扩产愿望。而中国厂商的8英寸成本竞争力，显著高于12英寸。

数据显示，仅在今年上半年，我国芯片半导体行业投融资事件达到205起，总金额达2944亿元，远超2020年全年的1097.69亿元。不过，芯片制造设备进口，因为一些国家的限制，仍然限制了国内芯片代工产能的扩张。

就成熟制程而言，国内产能建设正处于史无前例的扩张中。中国半导体生产商（包括3D NAND、DRAM和逻辑组件制造商）在 7 月份出货316 亿颗芯片，也就是说每天中国可以生产超过10 亿颗 IC。这个数字与2020 年 7 月相比，增长了41.3%，而 6月的出货为 308 亿颗，5 月则为 299亿颗。

尽管受到美国制裁，中国最大的芯片代工企业中芯国际，今年提高了产能和产量，很大程度上是因为各类芯片的需求激增。

根据国家统计局的数据，今年7月份之前，中国半导体制造商已经生产了2036 亿颗芯片。同比增长47.3%。

与此同时，由于政府大力补贴半导体产业，已经有数以万计的本土芯片设计商涌现。但他们不能不能制造芯片本身。所以目前中国采取专注几家芯片制造商，而淘汰或兼并较小的玩家。近期容芯以16.66亿人民币拍下德淮半导体，就是产能集中的体现。

但今年任何新产能的部署，最快也得到2023年才会落地。

芯片不仅困于晶圆产能。今年上半年的芯片供应链的短板，在于晶圆和前端产能。而下半年则集中于封测环节。封测产能分布于东亚和东南亚，包括中国、韩国、日本、新加坡、菲律宾、印度尼西亚、泰国、越南和马来西亚。

封测产能需要扩大，而且需要分散部署。类似马来西亚的封国防疫措施，才不会造成全球震动。同时，在价值分配链上，封测得到的利润过低。而且目前封测设备也陷入缺货中，交货周期长达40周。设备供应问题，也源自芯片短缺本身。

事实上，中国的封测能力正在快速增长。2019年，国内封装产业营收2067亿元，全球占比超过20%。根据半导体行业国际团体SEMI发布的数据，Q1中国半导体测试设备营收59亿美元，次于韩国的73亿美元，居全球第2位。

中国的半导体进入市场比其他竞争者晚了20年，但自那以后一直在追赶。目前中国的半导体产业每天生产超过 10 亿个集成电路，但要让中国的半导体产量超过进口，仍需要很长时间。

十年生聚，十年教训。指望中国产能在两年内就能扩张到位，恢复国内及全球汽车芯片供应平衡，是不现实的。但从长期看，是早晚的事。到2026年甚至更早一点，中国芯片产能，将成为影响全球芯片供需的“关键先生”。