芯片荒這場戲，到底何時結束

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文｜陳俊一 苑晶銘 馬渭淞

編輯 | 常亮

題圖｜pixabay

自從2020年9月15日，華為被臺積電斷供之后，從手機到更多產業鏈的芯片荒就開始愈演愈烈，直到今天。關于半導體行業未來走勢的爭議也越來越大：

此時此刻，全球半導體產業現狀顯然是烈火烹油。

調研機構IBS執行長Handel Jones近日表示，由于市場需求暴增，以及半導體設備短缺，3納米、2納米先進制程產量面臨挑戰，2024~2025年可能出現10%至20%的供給缺口。小鵬汽車首席執行官何小鵬也表示，汽車行業芯片荒還未結束。

那么，半導體從周期性行業會轉為成長性行業嗎？一批行業老兵卻不敢茍同。

高通首席執行官 Cristiano Amon日前卻表示,目前芯片市場需求雖然大于供應,但預計2022年下半供需就會更為平衡,2023年就會擺脫芯片危機。WSTS也預計，2022年全球半導體市場將實現16.3%的兩位數增長，達到6460億美元；但2023年預計比2022年只能增長5%，增長率將放緩。

Future Horizons首席執行官Malcolm Penn在今年5月更是危言聳聽：半導體行業過山車一般的市場周期已經達到頂峰，即將急轉下降；2022年，災難還不會到來，但2023年將是半導體行業的一場災難。

數十年以來，半導體產業一直是典型的周期性行業：兩三年之后的供給量，可以由今天的產線投資所決定；但兩三年之后的需求量，卻未必測得準。

“芯片荒”，將會平穩度過，還是會以一場產能過剩的災難而告終？芯片產業的下一個周期，會在中國實現半導體全產業鏈國產替代的同時，開啟萬億美元全球市場嗎？

實際上，“缺芯”并非突如其來，而是“久病成疾”。

早在2015至2019年期間，全球晶圓廠擴產勢頭就已疲軟，尤其是應用于8英寸晶圓的成熟制程。據IC Insights統計，2009-2019年，全球共關閉了100座晶圓代工廠，其中8寸晶圓廠24座，6寸晶圓廠42座。

此外，全球芯片制造龍頭臺積電通常采取較為激進的折舊策略，設備折舊完成后即對成熟制程降價以打擊競爭對手。這直接導致8英寸晶圓等成熟制程利潤有限，晶圓產能整體呈現出由8英寸向12英寸轉移的趨勢。

8寸晶圓通常對應90nm以上制程，采用這些成熟制程的芯片，多應用于通訊、攝像頭、交通電氣等領域。然而，新冠疫情促進了居家隔離、遠程會議和在線教學，在芯片廠商擴產不足的前提下，市場需求反而迅速增長。

手機、平板、筆記本電腦在內的消費類電子產品出現了一輪爆發性需求。晶圓廠紛紛停止了車規級芯片的流片，將產能轉移給消費電子產品。

更加值得注意的是，碳中和作為2021年熱度最高的關鍵詞之一，帶動了新能源汽車、光伏裝機量的高速增長，其中新能源汽車產銷成績亮眼。

據中國乘用車協會（CPCA）統計，2021年，中國新能源汽車銷量為330萬輛。據蓋世汽車援引數據，2021年全球汽車銷量在8105萬輛左右。若平均每輛車使用500個芯片，2021年整個汽車產業鏈就需要405億塊芯片。

可此時，忙于生產消費電子芯片的晶圓廠商，早已無暇顧及新能源車企的訂單。

2021年2月，摩根士丹利發布報告指出，車用半導體芯片多由IDM（垂直整合制造）廠自己研發、生產，外包的比重約為2～3成，主要是生產MCU（微控制器）、雷達傳感器以及車用資訊娛樂系統等產品。

根據報告，臺積電出貨量占汽車MCU市場的70％，但在2020年的營收數據里，汽車芯片的貢獻僅占比3.31%。芯片制造商本身更樂于將產能分配給利潤空間更大的智能手機和5G相關領域，龍頭芯片制造企業正在全力向5納米、3納米芯片突圍，以追求更高的利潤。

多數汽車芯片屬于成熟制程（≥28nm），晶圓代工大廠相對成熟制程的生產線已處于高負荷運行，很難滿足短時間內快速增加的汽車芯片訂單需求。由于這些制程產品利潤偏低，且生產線由于光刻機等原因，很難進行改造更換。此外，新建生產線投資大、建設與認證周期長，供應商在驅動力以及轉產難度上都面臨著很大的挑戰。

面對極度“缺芯”的汽車制造商們，臺積電方面在2022年一季度財報中表示，該公司預計2022年的芯片產能仍將緊張，不會下調代工價格，但將繼續投資建廠以保證產能。

在臺積電斷供華為之后，來自大陸的訂單占臺積電營收占比就越來越低。2020年Q2大陸貢獻營收還占21%，但2021年Q1就斷崖式下降至6%，2022年Q1才恢復穩定至11%左右。

財報顯示，整個2021年，臺積電來自大陸的營收為1645.52億元新臺幣(約合人民幣367.28億元)，同比減少29.6%，占總營收比重降至10.3%。

當然，臺積電仍然不缺大客戶。但缺少了臺積電的先進制程，大陸卻涌現出更多半導體企業，晶圓代工廠更是得到前所未有的重視。

就在6月14日，證監會同意了大陸第三大晶圓代工廠晶合集成在科創板IPO。據了解，晶合集成已經實現90nm制程量產，正在進行55nm客戶產品驗證，預計不久就能實現55nm制程量產。

臺積電作為晶圓代工的供給方，從利益出發，目前的芯片荒有利于臺積電獲取更大的議價權。

天風國際研報也顯示，5月全球芯片平均交貨周期仍維持高位，達到創紀錄的27.1周（約6.3個月）。從上游環節來看，芯片交期維持高位，代工廠醞釀新一輪漲價潮；下游終端應用環節，智能手機、PC等消費類產品需求持續疲軟，但工業、汽車類的芯片仍然堅挺。

同為晶圓代工企業，聯華電子總裁王石在一季度財報電話會議上也表示，雖然大陸的疫情封控措施對需求產生了一定影響，但對汽車芯片、工業服務器和網絡細分市場的整體強勁需求抵消了智能手機、筆記本和個人電腦的需求下降，2022年滿足芯片代工需求仍然是一個挑戰。

影響芯片供應的各種不利消息也在持續出現。據路透社報道，近期韓國一家半導體原材料企業，一周出貨量約90噸異丙醇（制造清洗硅晶圓溶劑的原料）無法出貨給中國晶圓供應商，三星中國廠可能因缺乏生產原料而停工。

在芯片荒之下，任何停工都會帶來連鎖反應，況且晶圓代工的產線本就是一直緊繃著的。

據Gartner統計，2021年，全球晶圓代工產能利用率超過95%，收入增長31%，達到1002億美元。超過95%的產能利用率，可謂是烈火烹油一般的繁榮。但問題也隨之而來：繁榮能一直持續下去嗎？另一個問題也隨之而來，隨著更多產線持續落地量產，產線也是滿負荷運轉利用率奔著100%上升，無論先進制程還是成熟制程。盡管俄烏沖突等對全球芯片供應產生不利影響，但芯片總產能是在上升的，為何還有那么多人喊“缺芯”？

繁榮當然不會一直持續下去。基于芯片荒帶來的少數行業獲益更多，更不會一直持續下去。

有人認為，臺積電等擁有更多先進制程產線的代工廠，是最希望“芯片荒”持續下去的。因為如汽車等產業的芯片緊張，其實緊張的并不是先進制程芯片，而是成熟制程的功率半導體、MCU芯片等。這些芯片原本價格不高，芯片荒之下，價格被抬高之后，反而有利于代工廠。

所有波及全行業的大事件，都不可能是由某一個大鱷就能控盤全局，這么大的產業鏈不是一桌賭局，不是代工廠一家所能決定。但也必然有各方合力，有小分銷商想加價百倍；有主機廠想借機抬高車輛起步價；有二三線芯片代工廠想借臺積電漲價之際也同步上漲價格，以緩解半導體材料、制造投入對利潤的擠壓，畢竟頭部不漲價，自己更沒有機會漲價。

甚至有觀察者認為，臺積電故意把一大部分“成熟”制程轉去“先進”產品線，大幅度減少“成熟”產品的產出，故意制造市場的緊張，引誘客戶下更多訂單，促使市場自發形成囤積芯片的“反零庫存”現象，這樣才有機會提高代工價。

但如果更多二線代工廠同步提高價格，不排除臺積電調整產線，增加成熟制程產量，從而逼迫客戶砍單二線代工廠，從而打擊競爭對手的可能。

誠然，眾多車企大佬都在痛述，原本20塊錢的芯片漲價到2000塊錢還搶不到，芯片荒并不是在演戲。但這并不意味著，芯片荒涉及的產業鏈上下游，就沒有推波助瀾的成分。

在芯片產業陸續發布一季報之后的投資者交流會上，上游材料、設備、制造等芯片供給領域企業，對于芯片需求持續增長的態度幾乎全都是非常樂觀，并默認芯片荒的合理性；但需要給代工廠下訂單的芯片設計企業，對于芯片需求是否能一直高漲下去，往往就未必那么樂觀。

中國工程院院士、微電子工藝技術專家吳漢明此前曾表示，現在已進入后摩爾時代，其最大特征是每年芯片性能的提升呈現出發展趨緩的態勢。他認為，在2002年前，每年芯片性能的提升為52%，到后面幾年變為23%，再到2018年的3.5%，由此可見發展放緩是一種趨勢。

不僅如此，盡管芯片制程工藝每升級一次，其性能都會有大幅提升；但工藝的升級也同樣會由于新技術的不成熟，從而導致產品出現各種各樣的問題。

近日，多款采用4nm制程芯片的手機出現了發熱量高和功耗高等問題。據報道，涉嫌功耗過熱的3款頂級手機芯片，分別是高通驍龍8Gen1、三星Exynos2200、聯發科天璣9000，均為目前各廠商高端芯片的代表。

而也正是因為4nm芯片存在各種弊端，三星4nm芯片在制程過程中良率提升過程出現了延遲。

由此可見，國際芯片市場已初顯頹勢。2021年以來，半導體市場周期便呈向下趨勢，整體市場增速放緩，許多半導體企業開始面臨經營壓力。Wind數據顯示，截至5月9日，全球已有126家半導體公司公布2022年第一季度財報，其中16家出現凈利潤同比下滑甚至虧損。

但所謂失之東隅，收之桑榆，盡管目前出現了芯片制程工藝放緩、最新成品存在成熟度欠缺的情況，但對于始終在先進制程技術后面追趕的中國半導體產業而言，這無疑是一次縮小與世界先進芯片制程技術的機會。

近日，國內兩大晶圓代工廠中芯國際、華虹半導體相繼發布2022年第一季度財報，財報顯示兩家企業在2022年第一季度的經營情況十分良好。

中芯國際財報稱，2022年第一季度的銷售收入為18.42億美元，相較于2021年第四季度的15.8億美元增長16.6%，相較于2021年第一季度的11.03億美元增長66.9%。華虹半導體財報也顯示，2022年第一季度銷售收入再創新高，達5.946億美元，同比上升95.1%，環比上升12.6%。

為何中國的芯片產業與國外相比會出現如此鮮明的差別呢？

首先，中芯國際、華虹半導體營收的穩步增長依托于中國龐大的半導體市場需求。SEMI數據顯示，2021年中國大陸市場半導體銷售額高達296.2億美元，同比增長58%，是全球最大的半導體市場，占世界總半導體銷售額的28.9%。

而在產出方面，2020年我國集成電路產業規模達到8848億元，2021年將突破1萬億元，8年內產業規模增長了近兩倍。正是有著這樣巨大需求的市場基礎，中芯國際、華虹半導體才得以持續發展。

此外在產業端，雖然半導體產業整體增速放緩，但晶圓代工市場依舊繁榮。中芯國際、華虹半導體均屬于半導體產業鏈中游的晶圓代工企業，受近兩年芯片短缺影響，諸多企業提前預訂了大批晶圓代工廠的產能。

盡管如今缺芯情況相對有所好轉，且手機、PC等下游產品的出貨量均在下降，但由于晶圓代工產業處于中游位置，且半導體產業鏈的傳導周期較長，大概為6個月，因此目前晶圓代工產業暫未受到市場波動影響，仍處于上升階段。

因此，在國際芯片市場放緩的情況下，中國芯片企業卻依舊創造佳績。并且基于市場的繁榮局面，中國芯片產業在先進制程受阻的情況下，更是積極布局成熟制程生產線。

2021年3月，中芯國際便宣布擴產12英寸28nm成熟工藝產能，投入23.5億美元，預計2022年投產使用。同年9月，中芯國際再次決定投資88.7億美元，在上海臨港自貿區再次建設一條月產能10萬片的28nm產線。

不僅如此，華虹半導體在無錫高新技術產業開發區內有一座月產能6.5萬片的12英寸晶圓廠（華虹七廠），且該生產線是全球第一條12英寸功率器件代工生產線，工藝節點覆蓋90nm到55nm。

由此可見，中國芯片產業正在穩步向前發展，并借助全球芯片產業受阻的“東風”，正在進一步縮短與世界一流技術的差距。

英特爾首席執行官 Pat Gelsinger在一季度財報會上認為，2021年芯片短缺給美國造成了2400億美元的經濟損失。因此，世界需要更有彈性、更加地域平衡的半導體制造業，而在企業端、云端、人工智能、圖像、網絡等領域的下游需求還很旺盛，半導體產業現在依然處于一個長周期的開端。

芯片短缺給中國造成的經濟損失同樣可以估算。以中國受損最大的企業華為為例，據統計2020年華為營收8914億元，2021年降為6340億元。而從2016到2019年，華為平均每年營收增長額都在1000億元左右，按照這一趨勢2021年若沒有制裁華為營收可以達到接近萬億元的水平，比6340億元的真實營收可以高出3600億元左右。僅華為一家企業，中國經濟損失就高達3600億元左右。

當然，華為減少的市場份額，部分為國內其他企業替代。因此，華為的一部分損失屬于“肉爛在鍋里”，并不影響中國經濟。但整個中國因芯片短缺造成的經濟損失，肯定會大于華為的營收下降額，至少也是數千億元的規模。

這場芯片荒，正如蝴蝶翅膀引發千萬里外的暴風雨一樣，參與方最初并沒有想到會如此，但在芯片緊缺給少數相關方帶來某些意想不到的利益之后，又有更多力量的推波助瀾。

芯片荒無論何時緩解，Pat Gelsinger所認為的這場半導體長周期已經開始，而這場周期結束之時，半導體行業美國絕對主導的局面，可能也將發生一場翻天覆地的變化。

本文來自微信公眾號 “億歐網”（ID：i-yiou），作者：陳俊一 苑晶銘 馬渭淞，36氪經授權發布。