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没有人能真正说出芯片短缺何时会结束

自从全球芯片短缺开始以来,许多行业高管和评论员都冒险估计它何时可能会结束。人们普遍认为,短缺是多种因素共同作用的结果,从与大流行相关的制造停工和对电子产品的需求增加,到货运部门的瓶颈和异常天气事件。

但是,尽管就因果关系达成了一致,但在评估问题的严重程度和确定恢复时间表方面几乎没有达成共识。有人说明年短缺会有所缓解,也有人说问题将持续到 2023 年及以后。

问题的第一部分与用于描述情况的语言有关;“全球芯片短缺”过于简单化,没有空间描述半导体供应链的复杂性,也没有描述芯片类型的差异。

因此,不同的人在提到芯片短缺时的意思不同。例如,尽管存在一系列共同的因果关系,但汽车行业短缺的经历与对消费电子行业的影响不同。虽然某些类型的芯片供不应求,但其他类型的芯片更容易获得。

“[术语]‘芯片’涵盖了广泛的不同芯片类型,”Gartner 副总裁分析师 Alan Priestley 告诉TechRadar Pro。“虽然有些芯片可能可用,但它们通常需要其他芯片才能使用。”

“例如,CPU 需要电源管理芯片,而 CPU 并不供不应求,但电源管理芯片却供不应求。”

根据 Priestley 的说法,最重要的瓶颈之一是 200mm 晶圆厂的产能短缺(该数量对应于生产中使用的硅片直径)。与专为生产尖端芯片而建造的 300 毫米工厂不同,200 毫米工厂生产的芯片基于较旧的工艺技术,通常范围从 350 纳米到 65 纳米。

台积电六厂

台积电的 Fab 6,一个 200 毫米(8 英寸)制造工厂 (图片来源:台积电)

尽管比 7nm、5nm 甚至 300mm 晶圆厂的 3nm 节点上生产的半导体先进得多,但这些商品芯片在数百万种产品中发挥着不可或缺的作用。

“在大流行之前,200 毫米的生产已经达到最大产能,”普里斯特利指出。“对个人电脑和消费产品不断增长的需求导致对 200 毫米芯片的需求增加:电源管理、电压调节器、显示驱动器等。”

这就是说,短缺的持续时间和严重程度在很大程度上取决于每个行业对不同类型的芯片的依赖程度,这些芯片由不同类型的制造厂制造。

一个视角问题

对预测差异的另一种解释是,芯片短缺主要是通过汽车行业的视角来分析的,汽车行业受到的影响尤其严重。

大流行开始时业务急剧下滑,汽车公司削减了产量并撤回了向代工厂下达的订单。但当市场再次开始繁荣时,汽车制造商承认的芯片产能已被其他参与者抢购一空。

为了避免因关闭工厂而造成的巨大损失,福特和通用汽车等主要制造商正在用半成品的汽车填满他们的地块,并打算稍后在可用时添加所有重要的芯片。

其他玩家通过删除需要芯片才能运行的功能来解决这个问题。例如,特斯拉已从其几个系列中取消了乘客座椅腰部支撑,以减少其芯片消耗。

Forrester 研究总监 Glenn O'Donnell 表示,大流行和芯片短缺对汽车行业的灾难性影响也凸显了半导体行业的潜在政治。

英特尔晶圆厂

英特尔在俄勒冈州希尔斯伯勒的计划中的生产和洁净室设施 (图片来源:英特尔)

当被问及哪些行业可能最快从短缺中恢复过来时,奥唐奈告诉我们,行业复苏的速度可能取决于它们的重要性及其成分公司的影响力。他说,汽车行业是最先进入救济队列的行业之一。

“[汽车]行业一直是吱吱作响的车轮,但其他行业将受到影响。普通大众并不关心思科是否无法获得芯片,但是当您无法获得福特 F-150 时,这就是一个问题!” 奥唐纳打趣道。

“大型买家(如 AWS、微软和苹果)优先于较小的制造商。如果苹果想要 1 亿个芯片,而小家伙只想要 5,000 个,那么苹果获得优先权,小家伙就会挣扎。每个人现在都感受到了来自一个深奥且(直到现在)很大程度上隐藏在视线之外的市场的压力。”

提升产能

为了满足不断增长的需求,全球最大的代工厂台积电、英特尔和三星都在建设新的晶圆厂,并竭尽全力优化现有设施的产能。

与此同时,由于对亚洲代工厂的主导地位感到不安——尤其是考虑到对(台积电的所在地,世界领先的芯片制造商)的强硬立场——和都宣布了数十亿美元的刺激计划,旨在实现半导体本地化供应链。

然而,只能进行这么多优化,从头开始建造晶圆厂需要数年时间和数十亿美元。无论投入多少现金来解决短缺问题,都无法加快这一时间表。

考虑到这些限制因素,O'Donnell 说,应该有可能做出明智的预测;不是指定短缺结束的日期(这是主观的),而是估计总体供应量何时开始增加。

“不同的人从不同的角度看待这个问题,但当你掌握所有事实时,时间框架实际上很容易确定,”他解释说,然后向我们展示他的工作。

简而言之,鉴于产能已经达到极限,而且没有迹象表明对半导体的需求会减少,这种情况将在新晶圆厂建成之前无法解决。由于工厂的运转至少需要两年时间,O'Donnell 表示,供应量要到 2023 年才会开始增加。在此之前,任何旨在恢复一个行业(或公司)的供应都将付出代价。

芯片短缺何时结束是一个观点问题,但供应何时开始增加则不是——我们还有数年时间等待。

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