當你買不到福特 F-150 皮卡或Steam Deck 游戲機時，這一切都歸咎于芯片短缺。因為由 COVID-19 大流行引發(fā)的全球性問題已演變?yōu)殚L達數(shù)年的電子產(chǎn)品中斷。產(chǎn)品短缺正在為最令人印象深刻的消費力量——美國假日購物季帶來問題。

　　如果您買不到自己喜歡的游戲機或筆記本電腦，那么您不是唯一一個被激怒的人。短缺正導致科技行業(yè)和政界人士試圖扭轉(zhuǎn)美國在微處理器行業(yè)的重要性下降的趨勢。美國政府對該國經(jīng)濟和軍事對亞洲高科技制造業(yè)的依賴程度感到不滿。芯片制造商對政府補貼研究和新工廠垂涎三尺，并預測芯片需求將普遍增加，他們正在以前所未有的方式進行投資。

　　總體而言，芯片短缺使美國制造業(yè)狀況以及其中有多少轉(zhuǎn)移到國外成為了新的焦點。英特爾下滑至臺積電( TSMC ) 和三星代工廠之后位居第三，他們希望利用需求上升和政府資金等順風，重新奪回其領導地位。

　　負責英特爾美國政府關系的艾爾湯普森說：“我們不想造成這樣一種情況，那就是創(chuàng)造了半導體行業(yè)和硅谷的美國將完全依賴其他國家的產(chǎn)品。”

　　芯片行業(yè)的新路線是一些人所說的脫鉤的一部分，至少在某種程度上將中美經(jīng)濟分開。沒有人期望供應鏈在海外沒有聯(lián)系，但芯片短缺的反應肯定帶有民族主義色彩。

　　這是正在發(fā)生的事情以及利害攸關的事情。

　　芯片短缺的根源是什么？

　　簡而言之，COVID-19 大流行以及席卷世界經(jīng)濟的大量沖擊波，使得對個人電腦、平板電腦和網(wǎng)絡攝像頭等在家工作技術的需求飆升，這也超出了半導體制造業(yè)的芯片供應能力——不僅是筆記本電腦的大型 CPU 大腦，還有生產(chǎn)洗碗機、嬰兒用品等產(chǎn)品所需的大量支持芯片顯示器和 LED 燈具。芯片短缺很快就從遠程工作和學校需求擴展到家庭娛樂產(chǎn)品，如平板電腦、游戲機、電視和用于游戲 PC 的顯卡，所有這些都被困在家里的人們購買的數(shù)量創(chuàng)下歷史新高。使問題更加復雜的是：日本芯片制造商瑞薩電子的火災和德克薩斯州冬季惡劣的天氣使 70 多家發(fā)電廠下線，他們?yōu)橐患胰切酒瑥S提供了電力。

　　COVID 封鎖導致汽車制造商暫停芯片訂單。這些公司過度依賴不需要尖端芯片制造技術的廉價處理器。當他們意識到需求回升時，芯片廠已將產(chǎn)能分配給其他客戶。

　　這還不是全部，航運和集裝箱的缺乏已經(jīng)不只影響成品，而是影響了他們的零部件和原材料的傳遞。汽車和計算機需要數(shù)百個電子元件，但僅缺少一個元件就意味著產(chǎn)品無法銷售。對于高級處理器，可能只有一家公司在制造它。

　　芯片短缺會持續(xù)多久？

　　情況可能不會變得更糟，但它可能會持續(xù)幾個月。芯片制造商一直在努力從制造設施或“晶圓廠”中擠出盡可能多的新產(chǎn)能，但建造新晶圓廠和提高產(chǎn)量需要數(shù)年時間。

　　英特爾首席執(zhí)行官 Pat Gelsinger 告訴 CNET，他認為我們幾乎已經(jīng)度過了芯片短缺最嚴重的時期，這將持續(xù)到 2021 年下半年。他預計到 2022 年將逐漸緩解并在 2023 年消退。

　　幾十年來，芯片供需不匹配的現(xiàn)象屢見不鮮，但并非如此?！拔覀兛偸墙?jīng)歷周期。這一次不同，”AMD 首席執(zhí)行官 Lisa Su 在 9 月的Code 會議上說。她也預計這種芯片短缺將在 2022 年緩解。但 IBM 首席執(zhí)行官 Arvind Krishna 認為芯片短缺更有可能持續(xù)到 2023 年甚至 2024 年。

　　芯片短缺有什么影響？

　　現(xiàn)在幾乎所有帶電源線的東西都使用芯片，因此短缺已經(jīng)影響到微波爐、電視、心臟起搏器、洗衣機等。

　　受沖擊最嚴重的是汽車行業(yè)。汽車現(xiàn)在布滿了控制從信息娛樂系統(tǒng)到防抱死制動系統(tǒng)的所有計算機芯片，汽車制造行業(yè)嚴重依賴“Just in time”采購來降低成本，但這意味著沒有大量零件庫存來緩沖短缺. 根據(jù) AlixPartners 的一項研究，這種情況在 2021 年使他們的收入減少了約 2100 億美元，汽車制造業(yè)可能會在 2023 年受到影響。

　　短缺迫使汽車制造商停止生產(chǎn)，包括福特汽車、通用汽車、豐田、日產(chǎn)、斯巴魯和 Stellantis（前身為菲亞特克萊斯勒）。一些汽車制造商運送的汽車沒有需要缺少芯片的配件，讓客戶的新車沒有觸摸屏。特斯拉因比大多數(shù)公司更好地經(jīng)受住了風暴而受到贊譽，但它仍然受到芯片限制的影響。

　　游戲機也受到重創(chuàng)。芯片短缺意味著斷斷續(xù)續(xù)的可用性和偷獵者抬高索尼 PS5和微軟 Xbox Series X 的價格。

　　盡管由供應鏈大師蒂姆·庫克 (Tim Cook) 領導的蘋果已經(jīng)做好了充分準備，他們也提前下達了大量訂單，但即使是蘋果也遭受了損失。iPhone 12 的發(fā)布晚了數(shù)周，芯片短缺一直困擾著蘋果到 2021 年。

　　芯片制造商正在采取哪些措施來提高制造量？

　　半導體制造商正在更加努力地通過他們的晶圓廠擠壓每一個晶圓。但是對于眼前的短缺，他們也無能為力。

　　建造晶圓廠需要數(shù)年時間。英特爾剛剛開始在亞利桑那州建造兩個新工廠，F(xiàn)ab 52 和 62，耗資 200 億美元。但英特爾制造和供應鏈負責人Keyvan Esfarjani表示，他們要到 2024 年下半年才會開始大規(guī)模制造。

　　但今天的短缺正在加速明天的投資。隨著數(shù)字技術遠遠超出計算機和智能手機的范圍，三星、GlobalFoundries、英特爾和臺積電等芯片制造商看到對半導體的需求激增。

　　“我們看到了一切的數(shù)字化，”Gelsinger 說。

　　他還敦促汽車制造商將他們的處理器轉(zhuǎn)向更新的制造技術，由于小型化，可以從單個 300 毫米寬的硅晶圓中擠出更多芯片。然而，考慮到大部分汽車行業(yè)都會選擇和驗證使用多年的組件，這并不是一個容易的改變。不過，它可以幫助英特爾成為制造其他芯片的代工廠，而不僅僅是自己的產(chǎn)品。

　　好吧，這項投資有多貴？

　　芯片制造商即將進行的資本投資非同尋常。英特爾今年在美國的支出高達 235 億美元，隨后計劃在未來幾年內(nèi)建造兩座“巨型工廠”，總額達 2000 億美元。Esfarjani 說：“這些都是大場地——大約超過 1,000 英畝，”每個場地都可以容納八座晶圓廠。

　　臺積電預計將在三年內(nèi)斥資 1000 億美元，其中包括在亞利桑那州的新晶圓廠，并剛剛宣布與索尼在日本建立新的晶圓廠合作伙伴關系。三星預計到 2030 年將花費 1450 億美元。

　　“五年前，人們說我們很無聊，”蘇說。“世界已經(jīng)真正意識到這是現(xiàn)在人們所做工作的重要組成部分?！?/p>

　　短缺也為鮮為人知的芯片制造商提供了新的動力，他們?nèi)栽谑褂迷缙诘摹皞鹘y(tǒng)節(jié)點”制造技術制造芯片。這包括 ST 微電子、Onsemi、Microchip、NXP 半導體和英飛凌。AMD 于 2018 年分拆出來的制造部門 GlobalFoundries盡管缺乏盈利能力并退出了跟上三大領先芯片制造商（英特爾、三星和臺積電）的競爭，但仍舉行了首次公開募股。

　　GlobalFoundries 正在投資 10 億美元來增加其目前在紐約的晶圓廠產(chǎn)能，并在那里增建一座晶圓廠。它還在新加坡建造一座晶圓廠，并在德國擴大一座晶圓廠。

　　晶圓廠價格昂貴，但芯片客戶可以分擔投資成本。為了確保未來產(chǎn)品的產(chǎn)能，英偉達、AMD 和高通等“無晶圓廠”公司向芯片制造商支付了數(shù)十億美元。英特爾希望通過其新的代工業(yè)務也能獲得此類預付款。

　　有什么政治影響？

　　適應經(jīng)濟潮起潮落的美國政客不喜歡消費者無法消費的情況。拜登政府一直試圖對供應鏈問題做出聯(lián)邦回應。它敦促公司對其需求和供應更加透明，呼吁國會制定關鍵供應鏈彈性計劃，并開始努力促進美國對國際供應商的獨立性。

　　美國軍方如此依賴海外公司，這一點令人震驚。正如白宮 6 月一份長達 250 頁的報告所說：“半導體……對于幾乎所有軍事系統(tǒng)的運作都至關重要，包括通信和導航系統(tǒng)以及復雜的武器系統(tǒng)，例如 F-35 聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機中的那些系統(tǒng). 它們是未來“必贏”技術的關鍵，包括人工智能和 5G，這對于實現(xiàn)“充滿活力、包容性和創(chuàng)新性的國民經(jīng)濟”的目標至關重要。

　　這一舉措也與拜登政府的美國制造努力相吻合，即增加政府對美國制造產(chǎn)品的支出，并更廣泛地促進美國制造業(yè)。

　　包含預期結(jié)果的術語是供應鏈彈性。這意味著更快地發(fā)現(xiàn)問題，提高政府和私營部門的適應性，并建立庫存供應緩沖以緩沖供應鏈沖擊?？傮w而言，這將降低供應鏈意外的可能性和嚴重性。

　　“該行業(yè)正在乞求去風險化，”凱捷分析師 Darshan Naik 說。

　　這對芯片制造商意味著什么？

　　簡而言之，錢。

　　國會在CHIPS for America Act 中授權(quán)為芯片制造商提供 520 億美元的補貼，但國會尚未實際撥款。參議院于 6 月通過了美國創(chuàng)新與競爭法案(USICA) 以分配資金，但直到周四眾議院議長南希佩洛西才在眾議院推動籌款。

　　如果 USICA 獲得通過，英特爾將無法將全部 520 億美元收入囊中。但其中 100 億美元專門用于晶圓廠項目，每個項目的上限為 30 億美元，英特爾可能是受益者。Gelsinger 表示，這種 30% 的折扣與韓國和臺灣的芯片制造商所獲得的折扣相當。

　　英特爾曾表示，它希望在今年晚些時候宣布其耗資 1000 億美元的新美國超級工廠的位置。但由于 USICA 仍未成為法律，該公司對其計劃變得更加謹慎。發(fā)言人 Krystal Heaton 說：“我們計劃在 CHIPS 法案的資金通過后盡快在美國宣布新站點?！?/p>

　　Gelsinger 認為，只有總部設在美國的公司——也就是說，英特爾而不是三星或臺積電——應該從美國的補貼中受益。Gelsinger 在 6 月份的一篇專欄文章中表示：“爭奪美國補貼的外國芯片制造商將把他們寶貴的知識產(chǎn)權(quán)留在本國，確保最有利可圖和最尖端的制造業(yè)留在那里?！?/p>

　　英特爾的計劃是在未來幾年將美國在芯片制造中的份額從今天的 12% 提高到 30%，將歐洲的份額從 9% 提高到 20%。

　　這只是發(fā)生在美國嗎？

　　不。歐盟也希望在處理器生產(chǎn)蛋糕中分得更大的一塊。

　　“這不僅僅是我們競爭力的問題。這也是技術主權(quán)的問題，”歐盟委員會主席烏爾蘇拉·馮德萊恩說，她提議制定一項帶有自己補貼的歐洲芯片法案。

　　在這里，英特爾也是一個粉絲。它計劃在歐洲再建一個 1000 億美元的巨型工廠。

　　你真的能把整個電子行業(yè)搬到美國嗎？

　　答案是是沒門。

　　電子行業(yè)不僅僅是制造芯片，還包括晶圓和制造設備等上游供應以及封裝、測試和組裝等下游活動，其中大部分在亞洲?！肮溸€有很多其他方面，我相信這些方面也需要更加平衡，”Gelsinger 說。

　　這就是 520 億美元開始看起來像是一筆小額支出的地方。波士頓咨詢集團預計，要在全球范圍內(nèi)建立自給自足的半導體供應鏈，需要花費 9000 億至 1.23 萬億美元。僅就美國而言，這一數(shù)字為 3,500 億至 4,200 億美元。而這種成本與獎勵最便宜的供應商的資本主義沖動背道而馳。

　　“這肯定會造成供應鏈效率低下，”BCG 分析師馬特·朗吉奧尼 (Matt Langione) 說?！俺杀緯仙?。但系統(tǒng)中應該有更多的冗余?！?/p>

　　Nearshoring 將制造業(yè)務移至離美國更近的地方，但并非一直如此，這是另一種可能性，特別是對于組裝、測試和其他不像芯片制造本身那么高科技的工作。“墨西哥可能是一個強有力的選擇，”CapGemini 的 Naik 說。

　　臺積電創(chuàng)始人兼前首席執(zhí)行官張敏對此持懷疑態(tài)度。“時光倒流是不可能的，”張在 10 月份表示?！叭绻阆朐诿绹匦陆⑼暾陌雽w供應鏈，你會發(fā)現(xiàn)這是不可能完成的任務?！?/p>