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從去年12月開始,NBA 2K21游戲愛好者Kamo,就一直在等著買英偉達3060ti顯卡。這個不足一包煙大小的產品,售價從指導價3300元漲到了6700元左右,高配版本更是價格破萬。
京東每次放貨,都有超5萬人預約,4個月來Kamo從沒搶到過。游戲愛好者給英偉達30系列起了個綽號——“虛空顯卡”,因為從來搶不到。
2020年年底,顯卡已經因晶圓廠商產能不足而缺貨,但缺貨的遠不止顯卡。手機、電腦、游戲機、汽車等產品都在為缺芯煩惱。
3月29日,因汽車芯片不足,蔚來汽車的“江淮蔚來”合肥制造工廠停產5日。此前,福特、奧迪、本田、寶馬、韓國現(xiàn)代也都受到影響,或停產,或減產,或裁員。
不止汽車,手機*也深受其害。三星暫停Note系列手機生產;蘋果砍掉了iPhone12mini的產能;小米中國區(qū)總裁盧偉冰在個人微博感慨,“今年芯片缺貨,不是缺,而是極缺”。
5G手機的崛起讓芯片供需失衡,一些突發(fā)因素又放大了這個現(xiàn)象,如華為囤貨引發(fā)搶貨潮,驟然回溫的新能源汽車市場和疫情帶動的PC、數據中心市場也提高了芯片需求;而芯片產能非但跟不上,還受地震、火災、暴風雨等影響減少。以一己之力擾亂各電子產品相關行業(yè)的芯片短缺現(xiàn)象發(fā)生了。
幾個月過去了,缺芯恐慌毫無減弱的痕跡。不禁讓人疑惑,芯片為什么就突然缺貨了,作為中國被卡脖子的行業(yè),這次缺芯對于中國芯片行業(yè)是危還是機?
01 暴漲的芯片需求
缺芯的本質原因在于供需的失衡。
5G手機和新能源車都需要更多芯片的支持。
5G手機比4G手機需要用到更多的芯片。以圖像識別傳感器為例,5G手機的攝像頭從單攝變?yōu)殡p攝、三攝甚四攝,這帶動了攝像頭芯片CMOS圖像傳感器的需求增長。
在管控手機信號的射頻PA芯片上,4G手機平均需要3-6顆,而5G手機多需要16顆,以獲得更好的信號;在電源管理IC上,普通手機大概需要4-5顆芯片,但5G手機需要7-8顆,來解決5G耗電快問題。
2020年中國上市新手機218款,累計出貨1.63億部,國內市場5G手機出貨量占比達到68.4%。
Realme中國區(qū)總裁徐起直言,今年芯片缺貨不是單一芯片缺貨,多項產品都面臨供應問題。“手機供應鏈不僅主芯片缺貨,還有電源芯片及諸多小料。”
除了5G手機對芯片的需求激增,新能源汽車也是芯片消耗大戶。
相比傳統(tǒng)燃油車每輛車不足百枚的芯片使用量,汽車智能化、網聯(lián)化以后,新能源車對芯片的需求在每輛車千枚以上。
而新能源汽車的熱度是在2020年下半年明顯升溫的。
2020年上半年,受疫情影響,大眾集團、雷諾、日產、通用汽車、沃爾沃汽車、戴姆勒等車企虧損嚴重,法國雷諾上半年虧損約600億人民幣,甚需要出售奔馳股份回血。
下半年汽車廠商對汽車銷量預計保守,這導致車用芯片大廠英飛凌、意法半導體、恩智浦、瑞薩等紛紛砍掉臺積電的代工訂單。
但2020年下半年,新能源汽車卻迅速回溫,新能源汽車銷量286萬臺,較2019年同期增長36%。
中國新能源汽車銷量達到136.7萬,同比增長10.9%,創(chuàng)下歷史新高。
汽車芯片對安全性、可靠性要求很高,需要“車規(guī)級芯片”。要達到“車規(guī)級”芯片的水準,需要進行較長時間的認證,100條芯片生產線里汽車廠家只能用10條。
汽車芯片對算力要求不高,以成熟工藝為主,主要在8英寸、90nm-0.13um制程范圍生產。
中國中車8英寸FRD芯片
半導體產能波動時,傳導到汽車領域,缺貨就極為明顯,畢竟可選擇范圍少。
臺積電2020年汽車芯片只占臺積電3%的銷售額,而智能手機占48%,高性能芯片占33%。
美國伯恩斯坦咨詢公司預計,2021年汽車芯片短缺將造成200萬450萬輛汽車產量的損失,相當于近十年汽車年產量的近5%。
瑞薩電子、恩智浦等幾家汽車領域關鍵芯片廠商紛紛上調了產品價格,據界面不*統(tǒng)計,有21家汽車芯片企業(yè)先后漲價,其中,瑞薩電子的部分產品漲幅甚達到*。
材料公司日本信越化學于近日宣布將從4月起對所有硅產品提價10%-20%。硅是制造晶圓的重要原材料,晶圓則是制造芯片*的模具。
芯片制造廠商都在努力地滿負荷運轉。
華虹半導體三季報顯示,其三座8英寸廠當季產能利用率均超過*;IDM半導體公司華潤微三季度以來,8英寸產線整體產能利用率在90%以上;聯(lián)華電子的產能排期已排2021年第二季度。
中芯12英寸和8英寸產能爆滿,無法給出具體的交期。愛集微報道,一位業(yè)內人士反饋:“從去年12月今,一共才給我們排了100多片的產能。另外,與中芯合作了十幾年,以前下單都是預付半款,今年三月卻開始要求全款。”
02 華為搶購和疫情讓芯片供需錯亂
除了產業(yè)升級帶來的需求上漲,缺芯現(xiàn)象還受到許多突發(fā)因素的影響。
個因素就是華為被打壓后,大規(guī)模備貨芯片導致的芯片搶購。
自美國打壓華為后,華為開始大量儲備芯片。這導致其他手機廠商為了自己的產品銷售和發(fā)布不受影響,也開始搶購芯片。
WitDisplay分析師林芝告訴市界:“為盡可能增加芯片庫存,華為高價讓晶圓廠優(yōu)先生產它的大量訂單。晶圓廠將華為芯片訂單放在*,其他訂單被排到2020年9月15日之后,市場需求和訂單生產時間不匹配。”
臺積電24小時為華為趕工麒麟芯片,5nm產能爆單;海思“轉單”中芯后,中芯的12英寸晶圓和8英寸晶圓產線也爆滿。
華為搶芯片備貨,小米、OPPO和vivo等手機廠商為搶占華為空出的市場,也加大了芯片采購量,從按季度備貨到按年備貨。
以小米為例,Gartner研究報告顯示,在2020年前半導體買家中,小米半導體支出達87.9億美元,增幅大,較2019年增長了26%。
消費電子領域芯片需求突然加大,晶圓代工廠產能不足,只得擠壓其他類型芯片的產能,在代工廠面前議價權較差的公司出現(xiàn)芯片荒。
一家數?;旌闲酒滔嚓P負責人在接受集微網采訪時表示,中芯只能保證給他們排上每月訂單總量的10%。
不過,德聯(lián)資本副總裁方宏博士告訴市界,華為并非引起芯片短缺的主要原因,它從2020年9月起就無法向臺積電等企業(yè)下單。華為對產能的影響可以得到修正,其影響主要在于引起芯片下游各行業(yè)的恐慌性備貨和供需錯亂,讓行業(yè)從業(yè)者對產能失去預估。
疫情帶來的PC、數據中心、新能源等產業(yè)的逆勢增長,才是芯片需求突然暴增的真正原因。
PC市場從2010年開始就停滯不前,曾連續(xù)六年呈下滑趨勢,一度被視為夕陽產業(yè)。
但疫情期間,居家辦公、在線學習、消費需求的宅經濟,推動PC產業(yè)(包括臺式機、筆記本電腦和平板電腦)發(fā)展。
2020年三季度和四季度,PC產業(yè)逆勢增長,Canalys數據顯示,三季度PC出貨量同比增長12.7%,第四季度同比增加25%,全年出貨量增長11%,達到2.97億臺,創(chuàng)下2010年以來的全年增長率和出貨量。
增長勢頭在2021年延續(xù)下去。Canalys預計,2021年PC市場出貨量仍將增長8.4%。IDC則預測整個2020-2025年PC市場會有2.5%復合年增長率。
PC從CPU、內存、硬盤到電路板都對芯片存在需求,一下子將芯片領域供需不平衡的情況放大。
一個典型例子是,PC市場產業(yè)供應鏈一直很穩(wěn)定,但2020年下半年,連聲卡芯片(放音樂需要聲卡)都出現(xiàn)了缺貨,ALC662型號的集成聲卡產品價格已經翻了10倍。
在諸多因素加成下,整個半導體領域供需嚴重失衡,需求驟然上漲。
03 跟不上的芯片供應
需求暴漲,供給卻跟不上,成熟芯片制程用到的8英寸晶圓,產能尤其緊張。
8英寸晶圓產能一度被視為落后產能,僅能用來生產90nm以上的芯片。22nm以下的芯片只能用12英寸晶圓生產。汽車芯片、射頻芯片等對性能要求不高的芯片常用8英寸晶圓。
從2008開始,各大晶圓廠就開始關閉8英寸產線,擴大高制程、利潤率高的12英寸產能。8英寸晶圓廠的數量從2007年時期的200條降低到僅剩90多個。
深度科技研究院院長張孝榮告訴市界:“原本市場期待中國能填補這個領域的空缺,但由于打壓中國技術產業(yè)鏈,中國發(fā)展遭到嚴重沖擊,進而導致成熟制程的產能嚴重供不應求。”
中芯2020年第四季度電話財報會議上透露4.5萬片的8英寸月產能,遠低于被列入清單前計劃的7萬片/月。
市面上芯片產能本就不足,芯片制造廠商從去年開始似乎還流年不利,自然災害導致的停工一樁接一樁。
2020年10月,大火燒毀了位于日本南部的旭化成微電子公司(AKM)旗下的一家芯片工廠,大火持續(xù)了3天,這場大火讓AKM的芯片漲價,部分型號由5美元漲到110美元。
2月下旬,美國半導體重鎮(zhèn)德州又遭遇歷史性冬季風暴,出現(xiàn)大規(guī)模停電,美國德州大的電力合作公司甚因此次暴雪欠下18億美元債務,申請破產保護。
約占三星總產能28%的三星電子*工廠、恩智浦旗下兩座生產汽車微控制器(MCU)、微處理器(MPU)、傳感器和電源管理等芯片的8英寸晶圓工廠和英飛凌1座8英寸晶圓工廠等因當地優(yōu)先保障民水民電停產。
3月19日,日本汽車芯片大廠瑞薩電子那珂工廠發(fā)生火災,導致該廠12英寸產線停產,預計需要1個月復產?;馂囊粋€月前,那珂工廠才因地震停產近半個月,當時瑞薩電子剛剛因車載芯片短缺將海外企業(yè)訂單轉到這家工廠。
汽車領域需要車規(guī)級芯片,可用產線有限,大火、地震、極寒天氣導致汽車芯片主力工廠停產,加劇了汽車芯片短缺情況。
供需嚴重不足,整個半導體展開了一場搶產能大賽。
云岫資本合伙人兼技術官趙占祥告訴市界:“我認識的一些晶圓廠代工服務公司,近都不敢出門,因為遇到客戶都是來要產能的。芯片公司管流片的運營負責人則不敢回公司,到處跑要封測產能、晶圓制造產能,老板就在后方等著。元旦時,封測廠商華天的客戶酒會已經一票難求。”
為保持產品能穩(wěn)定供應,手機廠商開始采用雙芯片平臺策略,如紅米K40同時搭載了870/888處理器,3月19日OPPO Find X3搭載驍龍870/888處理器。
IDC甚預測,到2022年,將有超過50%主流手機廠商旗下5G手機橫跨3家或以上芯片平臺,以保障供應穩(wěn)定。
iPhone12mini被蘋果砍訂單缺貨,其實也是三星屏幕因缺芯供應不上導致的,蘋果思考了一下,決定先把出貨量小的12mini砍掉,以保證另外兩個型號的銷售。
汽車領域,日本、美國、德國政府已經出面,希望臺積電給汽車產業(yè)分產能。
不過,黃崇仁曾公開表示,與中國臺灣地區(qū)“經濟部長”王美光開會討論時,5家廠商都表示很難擠出產能。