硅芯片無疑是讓世界運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器的一部分，但在2020年，多種因素共同導(dǎo)致整個芯片行業(yè)陷入困境。  

隨著 Covid-19 抬起丑陋的腦袋并造成嚴(yán)重破壞，世界上大部分地區(qū)都關(guān)閉了——但冠狀病毒并不是隨后出現(xiàn)問題的唯一原因。 

規(guī)劃不善是一個主要因素，特定行業(yè)之間的競爭也是為了吸引芯片制造商的注意力，甚至自然災(zāi)害也有影響——簡而言之，全球芯片短缺比你想象的更復(fù)雜。

主要因素

回過頭來看，芯片短缺的原因不可能一兩個，因為一連串的問題在錯誤的時間聚集在一起。

但分析公司 IDC 半導(dǎo)體集團(tuán)項目副總裁馬里奧·莫拉萊斯 (Mario Morales) 表示，首先，硅芯片制造商缺乏動力去建造足夠多的代工廠來滿足汽車制造商和其他廠商的需求。莫拉萊斯聲稱沒有人在投資“傳統(tǒng)技術(shù)”，盡管這些技術(shù)已經(jīng)過時，但在許多行業(yè)中仍然發(fā)揮著重要作用。

他解釋說，在大流行期間，汽車行業(yè)的原始設(shè)備制造商 (OEM)“取消了許多供應(yīng)鏈的訂單”。“因此，許多心懷不滿的供應(yīng)商發(fā)現(xiàn)，盡管有大流行，但其他市場仍然表現(xiàn)良好。”

但問題可以追溯到更遠(yuǎn)的地方。例如，2018 年秋季，美國對中國實施貿(mào)易制裁。這導(dǎo)致華為作為中國最大的智能手機(jī)制造商之一，在這些制裁實施之前就下了巨額芯片訂單。蘋果和其他公司也紛紛效仿，以免被甩在后面——然后大流行就開始了。

大流行的封鎖在硅短缺中發(fā)揮了作用也就不足為奇了，但它也影響了其他領(lǐng)域。幾乎任何有電池或插入墻壁的東西都使用基于芯片的技術(shù)。

例如，隨著許多消費(fèi)者開始購買他們通常不需要在家工作的產(chǎn)品，對云計算服務(wù)的需求激增——許多企業(yè)也在這樣做。

智能手機(jī)仍然是世界上最受歡迎的電子商品，因此需求仍然很高，加密愛好者和企業(yè)家搶走了圖形處理單元 ( GPU )。

還有哪些因素導(dǎo)致了全球芯片短缺？

許多其他潛在因素也導(dǎo)致芯片短缺，半導(dǎo)體等項目的復(fù)雜性也是一個重要因素。 

英特爾前任老板克雷格·巴雷特 (Craig Barrett) 表示，該公司的微處理器是人類制造過的最復(fù)雜的設(shè)備。這個過程非常微妙，以至于建造半導(dǎo)體的房間比醫(yī)院的手術(shù)室還要干凈。在手術(shù)室中，一立方米的空氣中含有 10,000 個空氣污染顆粒。在一個建造半導(dǎo)體的房間里，他們每立方米只允許 10 個。 

所以制造硅芯片并不容易，但做這件事的人才華橫溢，并有優(yōu)秀的資源作為后盾。那么，真正的問題是什么？

無論制造半導(dǎo)體容易還是困難，事實是這個過程需要數(shù)十億美元和大量時間。如果你在這個過程中偏離了一小部分，你很可能會輸給另一家制造商。

制作一個芯片從頭到尾大約需要三個月的時間，涉及百萬美元的機(jī)器。還涉及熔融金屬和激光，因為您將硅晶片變成晶體管，為您的計算機(jī)、智能手機(jī)或其他智能設(shè)備供電。 

最后，半導(dǎo)體行業(yè)無法控制的多種因素也發(fā)揮了作用。德克薩斯州的停電和臺灣的干旱也是造成短缺的原因，德克薩斯州的大部分芯片制造都在那里完成。

由于政府命令，全球最大的芯片制造商臺積電也不得不削減其用水量（對芯片生產(chǎn)至關(guān)重要）。臺灣占全球全球芯片代工總收入的60% 以上，該國無法保持其通常的產(chǎn)量。

哪些行業(yè)受影響最大？

汽車制造商實際上已經(jīng)停滯了一年多，情況可能會變得更糟。大多數(shù)美國汽車制造商的芯片制造都在東南亞爆發(fā)，明年可能會對該行業(yè)造成更大的打擊。

越南、菲律賓和馬來西亞等國的生產(chǎn)因疫情停產(chǎn)，但美國汽車制造商嚴(yán)重依賴這些國家的生產(chǎn)線保持運(yùn)轉(zhuǎn)，因為本土晶圓廠僅占芯片制造的 12.5%。

另一個受苦的行業(yè)是消費(fèi)電子制造。例如，蘋果供應(yīng)商鴻海精密工業(yè)表示，其約10% 的出貨量將受到影響。與此同時，小米表示，由于全球芯片短缺，其智能手機(jī)的價格將上漲。

蘋果的 MacBook 和 iPad 產(chǎn)品也遇到了生產(chǎn)問題，3 月份，三星宣布其新款 Galaxy Note 將無限期推遲。

最新數(shù)據(jù)顯示，智能手機(jī)銷量同比下降 6%，這是因為生產(chǎn)停滯，在某些情況下甚至停產(chǎn)。最重要的是，芯片制造商正在提高價格以防止過度訂購——這是否會影響明年智能手機(jī)的價格還有待觀察。 

三星和蘋果等智能手機(jī)制造商避開了微芯片短缺的最初子彈，他們比汽車行業(yè)更早地看到了即將到來的情況——盡管一些問題仍在出現(xiàn)。

然而，汽車行業(yè)和其他行業(yè)正在迎頭趕上。埃森哲全球半導(dǎo)體主管 Syed Alem表示：“智能手機(jī)公司受益于汽車業(yè)務(wù)留下的額外產(chǎn)能，當(dāng)汽車需求增長快于預(yù)期時，這導(dǎo)致汽車行業(yè)出現(xiàn)芯片短缺。”

“現(xiàn)在汽車行業(yè)和其他行業(yè)正在迎頭趕上并開始收回他們放棄的產(chǎn)能，半導(dǎo)體供應(yīng)的競爭非常激烈。這給智能手機(jī)芯片帶來了供應(yīng)壓力。”

由于被壓抑的需求和消費(fèi)者前景的改善，2021 年第一季度全球智能手機(jī)銷量增長了 26%。但是，芯片制造商無法滿足需求，并且到年底可能不會改變。 

對價格的影響

隨著智能手機(jī)可能的價格上漲，其他幾種產(chǎn)品由于短缺而變得更加昂貴。

一些專家表示，自全球芯片短缺開始以來，GPU 和CPU 的價格一路飆升，在大多數(shù)市場，后者的價格比廠商建議零售價高出約 50%。

僅在 2021 年 3 月至 5 月，GPU 的價格就上漲了 14%，Nvidia 的 RTX 3060 和 RTX 3080 GPU 的售價是其 MSRP 的四倍，而 RX 6700 XT 或 RX 6900 XT 的售價是 MSRP 的兩倍。 

導(dǎo)致 GPU 和 CPU 價格上漲的三個主要因素：黃牛、供應(yīng)鏈問題和經(jīng)銷商強(qiáng)硬。

我們已經(jīng)涵蓋了價格上漲，但對于許多制造商來說，這樣做還有另一個原因：他們希望防止黃牛以 MSRP 購買 GPU，然后哄抬市場。

盡管他們不控制 CPU 和 GPU 的定價，但分銷商或多或少會強(qiáng)迫零售商購買捆綁產(chǎn)品。簡而言之，他們告訴零售商特定的 CPU 或 GPU 只有在他們同時購買 X、Y 和 Z 時才可用。反過來，零售商提高 GPU 或 CPU 的價格，以抵消他們?yōu)榱双@得所需的 GPU/CPU 而不得不支付的額外產(chǎn)品。或者，您會看到零售商在客戶不需要此類產(chǎn)品時試圖推出捆綁銷售 - 這種涓滴效應(yīng)無助于當(dāng)前的芯片短缺情況。

然而，還有更多。制造工廠 (fabs) 可以制造和供應(yīng)的芯片數(shù)量有限。分別為 Nvidia 和 Advanced Micro Devices (AMD) 供貨的三星和臺積電 (TSMC) 目前無法生產(chǎn)更多 GPU。此外，基板、原材料、GDDR 內(nèi)存和組件都存在問題。這也是為什么 GPU 的價格比 CPU 飆升得更快的原因。

黑色星期五和圣誕節(jié)

假期即將來臨，全球芯片短缺將在其中發(fā)揮作用。您無法準(zhǔn)確預(yù)測黑色星期五的產(chǎn)品會發(fā)生什么，但您可以采取一些策略來緩解問題。 

由于 Covid-19 在制造許多商品的東南亞仍然普遍存在，因此與過去幾年相比，您可以預(yù)期貨架會變得更加空曠。由于缺乏人力、供應(yīng)短缺和更長的運(yùn)輸時間，您還可以預(yù)期幾乎所有商品的價格都會繼續(xù)上漲。 

評論員還預(yù)測，到 2021 年底，商品價格將繼續(xù)上漲，許多零售商將縮減典型的黑色星期五銷售和促銷活動。

圣誕節(jié)也可能會受到影響，零售商在貨架上擺放兒童玩具，尤其是帶有電子芯片的玩具時面臨問題。Sky Castle Toys 負(fù)責(zé)人 Lev Nelson 表示，除了芯片短缺本身，玩具公司經(jīng)常被汽車、智能手機(jī)和洗衣機(jī)等利潤率更高的產(chǎn)品推到半導(dǎo)體生產(chǎn)線的后面。 

為避免在黑色星期五和圣誕節(jié)之前或之前被哄抬物價，您應(yīng)該現(xiàn)在就開始購物。越早越好，尤其是對于使用硅芯片的任何東西。

還有哪些產(chǎn)品受到影響？

據(jù)高盛稱，全球芯片短缺已觸及169 個不同行業(yè)。任何在半導(dǎo)體芯片上花費(fèi)至少占 GDP 1% 的行業(yè)都會受到不利影響——汽車行業(yè)的支出占其 GDP 的近 5%。

另一個受到特別嚴(yán)重影響的領(lǐng)域是電信。自芯片短缺開始以來，電信運(yùn)營商一直在努力滿足訂單，衛(wèi)星和電信經(jīng)銷商以及互聯(lián)網(wǎng)出版、廣播和網(wǎng)絡(luò)搜索門戶網(wǎng)站也是如此。

在批發(fā)貿(mào)易領(lǐng)域，專業(yè)和商業(yè)設(shè)備供應(yīng)也受到重創(chuàng)，企業(yè)因供應(yīng)鏈問題無法完成訂單。 

由于芯片短缺，二手車和租賃公司也不得不做出調(diào)整，68年來首次出現(xiàn)二手車年度價格上漲，2021年價格上漲近10%。

芯片短缺何時結(jié)束？

雖然許多人預(yù)測全球芯片短缺可能會在 2022 年的某個時候結(jié)束，但英特爾首席執(zhí)行官 Pat Gelsinger 預(yù)計它要到 2023 年才會結(jié)束。在接受CNBC采訪時，Gelsinger 說：“我們現(xiàn)在處于最糟糕的境地；明年每個季度，我們都會逐漸好轉(zhuǎn)，但直到 2023 年我們才會看到供需平衡。”

然而，AMD 首席執(zhí)行官 Lisa Su 認(rèn)為短缺將在 2022年的某個時候結(jié)束。她說生產(chǎn)會吃緊，“[但會] 明年好轉(zhuǎn)，不是立即，但隨著更多工廠的出現(xiàn)，情況會逐漸好轉(zhuǎn)。”

Gelsinger 表示，這不僅僅是缺少芯片，而是“部件的組合”。 

“我們稱之為匹配集，我們可能有 CPU，但你沒有 LCD，或者你沒有 Wi-Fi。數(shù)據(jù)中心特別掙扎于一些電源芯片和一些網(wǎng)絡(luò)或以太網(wǎng)芯片，”他解釋說。

解決全球芯片短缺的一種方法是物聯(lián)網(wǎng) (IoT)。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以收集數(shù)據(jù)并使用它來防止未來的芯片短缺，擁有“智能”連接設(shè)備的芯片制造廠能夠使用實時數(shù)據(jù)，允許其生產(chǎn)團(tuán)隊的所有成員做出明智的決策，從而減少浪費(fèi)，加快速度縮短交貨時間并提高產(chǎn)品質(zhì)量。 

下一代創(chuàng)新也可以發(fā)揮作用，例如，GaN 半導(dǎo)體平臺的重量將減輕 3 倍、體積縮小 3 倍、充電速度提高 3 倍——綜合效應(yīng)可節(jié)省 40% 的能源成本。

供應(yīng)商基礎(chǔ)的多元化也有助于緩解芯片短缺或防止未來再次出現(xiàn)。在緊急情況下需要額外芯片時，與分銷商、經(jīng)銷商和貿(mào)易商建立戰(zhàn)略關(guān)系會有所幫助。 

芯片制造行業(yè)將何去何從？

未來幾年，將出現(xiàn)多種技術(shù)，從 200 毫米（成熟/傳統(tǒng)技術(shù)）和更新的 300 毫米（用于尖端芯片）。

只追求這些途徑之一可能會使芯片短缺的時間更長——但建造更多的 200 毫米晶圓廠和 300 毫米晶圓廠將使我們擺脫困境。

2020年，200毫米晶圓廠有212家，預(yù)計到2022年總共有222家。2020年300毫米晶圓廠有129家，專家預(yù)計到2022年總共有149家，這種增長趨勢預(yù)計將在未來繼續(xù)十年。

價值 520 億美元的美國創(chuàng)新和競爭法案還應(yīng)通過向芯片制造公司提供補(bǔ)貼來幫助籌集資金——如果它通過國會，以及 2021 年 2 月 24 日簽署的拜登行政命令。

最后，美國和中國之間正在進(jìn)行的貿(mào)易戰(zhàn)將半導(dǎo)體芯片視為關(guān)鍵的棋子。

2020 年 9 月，美國前總統(tǒng)特朗普對中國最大的芯片企業(yè)中芯國際 (SMIC) 實施進(jìn)口限制，迫使中國在別處采購零部件并重新改造供應(yīng)鏈，導(dǎo)致對美國和其他地方的芯片進(jìn)口大幅放緩.

這對國家安全意味著什么？

“[芯片短缺是]對供應(yīng)鏈的挑戰(zhàn)，可能對我們國家的安全構(gòu)成威脅，”美國國土安全部負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)設(shè)施、風(fēng)險和彈性的前助理部長馬特海登告訴奇特新聞。

根據(jù)海登的說法，美國的信息系統(tǒng)、防御系統(tǒng)和敏感電子產(chǎn)品是政府用于國土安全的東西，所有這些都受到短缺的影響。 

半導(dǎo)體的出貨量增加了 200 多天。“我們正在尋找從 200 天到過去一年的特定芯片，這些芯片的范圍從消費(fèi)電子產(chǎn)品到世界各地的主要制造，”海登說。

一位匿名消息人士告訴福克斯新聞?wù){(diào)查組，誰在下一代半導(dǎo)體產(chǎn)品競賽中獲勝，誰就將擁有極其強(qiáng)大的軍事力量，成為全球經(jīng)濟(jì)力量，并可能主宰地緣政治版圖。

也有人認(rèn)為中國可能試圖接管臺灣，臺灣是全球最大的芯片制造商，占亞洲芯片制造產(chǎn)量的 63%。如果中國真的試圖軍事接管臺灣并取得成功，它將成為現(xiàn)代世界未來的關(guān)鍵。

我們從這里去哪里？

全球芯片短缺的最初跡象已經(jīng)過去一年多了，多個行業(yè)的公司都受到了影響，并且在未來幾周和幾個月內(nèi)還將繼續(xù)受到影響。

除非出現(xiàn)更多自然災(zāi)害，例如干旱和嚴(yán)重的冬季風(fēng)暴導(dǎo)致電力中斷，否則供應(yīng)應(yīng)該會在 2022 年初開始好轉(zhuǎn)——但總體情況看起來不會在明年年底或年初恢復(fù)正常2023 年。可以采取一些措施來扭轉(zhuǎn)船舶或至少減輕其進(jìn)一步沉沒，我們可以采取這些措施。 

我們不確切知道未來會怎樣，但全球芯片短缺將在某個時候結(jié)束。它只會比任何人最初想象的持續(xù)更長時間。