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2021,“芯”事重重

锋见 2022-01-14 15:20

让我们一起来回顾一下过去的一年里发生的各种“缺芯”事件,分析一下芯片持续缺货的原因,顺便展望一下“缺芯潮”对于全球市场未来的影响。

编者按:本文转自锋见(ID:feng_keji),编辑:三明治,创业邦经授权转载。

对广大数码爱好者而言,这可能是近两年最眼熟的字眼了。不论你去购买什么商品,映入眼帘的多半都是两个大字“缺货”。随便加价上千元的微软Xbox Series X和索尼PlayStation 5,根本看不到踪影的GeForce RTX 30系列显卡,就连汽车行业也开始出现交货停滞的问题。

为什么会出现这种情况呢?究其原因,还是“缺芯”惹的祸。近两年来,“芯片荒”如同“蝴蝶效应”一般越演越烈,除了前年的新冠疫情,去年上半年的得克萨斯州大风雪以及台湾停电,去年下半年突然出现的奥密克戎疫情也让芯片短缺的问题显得愈加突出。

对消费者而言,2021年无疑是令人沮丧的一年。对芯片行业来说,2021年却是险象环生,又暗藏生机与希望的一年。借此机会,让我们一起来回顾一下过去的一年里发生的各种“缺芯”事件,分析一下芯片持续缺货的原因,顺便展望一下“缺芯潮”对于全球市场未来的影响。

2021,全球缺芯

自2020年第四季度开始,从消费电子领域开始的全球缺芯大潮已然席卷所有行业,据高盛发布的研究报告称,全球有超过169个行业都因为芯片短缺而受到了巨大的影响,包括手机、电脑、电视、汽车、工业、智能家居、家用电子游戏机等行业全部都在缺芯。似乎“是否缺芯”已经不是问题,缺得严重不严重才是真的问题。

汽车行业

令人没有想到的是,这股持续数年的“缺芯潮”实际上是从汽车行业开始刮起的。

2020年初,一场突如其来的新冠肺炎疫情成为全球“缺芯”的导火索。受疫情影响,当时汽车行业上下游产业链对车市的预测都偏悲观,车企也纷纷下调了整年的销售预测,向代工厂提出减产需求。当时,市调机构普遍预计汽车行业会受疫情严重影响,2020年世界汽车销量将减少近三成,短期内不可恢复。

令人没有想到的是,在疫情得到一定程度的控制后,全球汽车销量开始迅速反弹。根据中国汽车工业协会统计,2021年中国汽车总销量为2610万辆,同比增长3.1%。其中,新能源汽车销量为340万辆,同比增长1.5倍。受到需求刺激,车企产能方面恢复显著,但是芯片产能却未及时跟上步伐。于是,汽车和芯片出现了“错配”现象,也就此掀开了“缺货潮”的大幕。

进入2021年,先是大众集团宣布因缺芯减产10万辆车,2021年全球销量将跌至900万辆以内;然后丰田公司也宣布公司在日本、美国的多家车厂进入停产,时间从2天到4天不等,直接造成近万台汽车的产能损失。此外,通用、福特、本田、丰田、长城等一线厂商也受到缺芯影响,出现不同程度的减产,就连蔚来也被波及,其在2021年3月宣布合肥江淮工厂因缺芯停产5天。

据统计,截至2021年10月,全球汽车因缺芯问题已减产934.5万辆汽车。由于芯片短缺导致车源较为紧张,在2021年中,全国多地经销商都出现了车型优惠力度收窄,交车周期延长,甚至“一车难求”的状况,这也在一定程度上导致了今年个别车型变相“加价”现象的发生。

为了应对目前紧张的市场情况,有不少企业表示愿意花费高价去获得芯片,但是大部分还是没有抢到自己需要的产品。更有甚者,奔驰、宝马还因为现车紧俏,推出了“发票价回购”政策,即便有各种附加条件,但这种操作确实是前所未有的,也反映出如今芯片短缺究竟有多严重。

手机行业

在进入2021年后,“缺芯”已经不再是华为一家手机企业的烦恼。去年三月上旬,有外媒爆出猛料,受到“缺芯潮”的影响,目前高通已经很难再满足各家Android手机厂商的芯片需求,高通旗下的芯片产品交付日期已经由以前的25周延长到了30周以上,甚至部分手机厂商还不一定能购买到。

在华为断供的背景下,全球安卓手机厂商都在争先恐后抢夺华为空出的市场,追加订单,疯狂存货,就为了趁着这次机会把自家品牌打出去,蹭上智能手机市场快速复苏的东风。谁知人算不如天算,半导体行业突然出现芯片荒,真我、荣耀、小米手机的高管都表示,受到芯片供货影响,多款热销机型都处在缺货状态。

高通不仅高端芯片断供,中低端芯片也严重不足,中端芯片数量的短缺使不少厂商的中低端手机生产受阻。为了应对骁龙780G的缺货问题,小米11 青春版甚至因此推出了配备两种不同骁龙中端处理器的版本。如此可见,高通“缺芯”确实是一个不争的事实。

安卓情况不好,苹果也不咋样。早在去年四月,苹果首席财务官卢卡·梅斯特里就曾警告称,苹果第四季度可能会因为芯片短缺而损失数十亿美元。在第四财季的苹果财报会议上,库克亲口承认,由于芯片短缺以及东南亚疫情影响, iPhone和整体销售都不及预期,第四季度苹果损失约为60亿美元,市值被微软超越。

问题来了,按理说苹果对供应链具有极强的掌控力,连台积电的晶圆产能都会优先供应给苹果,苹果本应该是受缺芯潮影响最小的手机厂商,为何苹果还是难以解决缺芯之困呢?答案非常简单,出问题的并非苹果A15芯片,而是很多过去没有引起关注的外围芯片。

要组装完成一台iPhone,除了核心SoC外,还需要通讯基带、连接芯片、触控芯片、屏幕驱动芯片、无线充电芯片和电源管理芯片等近百种外围芯片。为苹果生产屏幕驱动的德州三星工厂,在去年年初因暴雪和停电原因而停工数周,为苹果生产片式电容器的供应商村田制作所,在去年年中因为奥运激增的新冠疫情开始停工减产,而这样的情况在苹果的供应链上已经成为了常态,最终导致许多电子元件和芯片的产能不足。

根据外媒日经亚洲(NIKKEI Asia)报道,由于这些外围芯片缺货带来的影响,苹果的iPhone和iPad组装生产线在10月份遭遇了长达数日的停产,这是过去十多年从来没有出现过的紧急事态。受此影响,苹果在今年10月的iPhone 13产量较其目标差了大约20%,苹果被迫将iPhone 13总产量目标从9500万部下调至8300万-8500万部。

电脑行业

芯片短缺,对于电脑行业的影响几乎可以说是破坏性的。尽管英伟达和AMD在2020年底都发布了最新款的显卡,但是,两家厂商都难以确保足够的供应来满足消费者的需求。受虚拟币挖矿及芯片短缺影响,如今的显卡已经被玩家描述成“比黄金还值钱”的玩意,两家厂商生产的图形显卡在市场上的售价已经比其零售定价高出数千美元,根本不是普通消费者能承担的。

当然,显卡并非唯一缺货的PC硬件。根据Counterpoint Research的研究显示,2020年下半年开始的零组件短缺导致目前订单(终端需求)和实际出货量(供应)之间存在着20%-30%的差距。这也是为什么在进入2021年后,内存、显卡、CPU三大电脑硬件价格都有上涨,内存价格涨价幅度甚至一度达到将近100%的原因。

显卡缺货涨价,固然可以让显卡厂商赚得盆满钵满,但这也会影响其他游戏硬件的市场表现,要想组建性能强劲的游戏平台,除了显卡之外,还需要处理器、内存、主板、电源等诸多硬件的支持。很多新产品的性能需要新显卡才能发挥到应有水平。显卡供货紧张,会导致其他硬件出货量的萎缩,对整个电脑产业链都会造成系统性的影响。

伴随着各类原因导致的显卡缺货,不少PC游戏玩家试图转战游戏主机圈,但他们依然没法避开缺芯导致的游戏主机缺货。由于半导体等零部件短缺,索尼宣布旗下次时代主机PlayStation 5的供应短缺将持续到明年,微软方面虽然没有公布,但是Xbox Series X/ Xbox Series S两款产品目前同样存在缺货现象,价格一度被炒到6000元以上。

有趣的是,在任天堂最近的财报会议上,针对全球范围出现的芯片短缺的情况,任天堂CEO古川俊太郎表示任天堂有足够的半导体来帮助我们渡过目前的Switch生产期,所以“缺芯”暂时对Switch 的生产没有影响。根据占卜网的年末统计数据,Switch在2021年的销售数据居然比2020年还要亮眼,看来提前囤积芯片确实是一种有效的应付手段。

为何芯片持续缺货?

小雷认为,导致去年全年整个行业缺芯的原因主要有以下三点:

1、受外因影响,芯片产能吃紧

首先,即便新冠疫情稍有好转,但是2021年的芯片生产环境却依旧不容乐观。美国寒潮、台湾断电、东南亚疫情爆发,接踵而至的负面事件,使得各家芯片厂商旗下的工厂纷纷陷入了停工停产的状态,这个情况一直延续到九月下旬才得以好转。

除了工厂停摆,劳动力的短缺和原材料的缺失也是关键所在。印刷电路学会 (IPC)在去年九月末发布报告称,受到疫情影响,将近80%的制造商难以招到合适的工人。瑞萨电子集团总裁、CEO 柴田英利在去年年初的会议上也表示,“目前材料供应非常紧张,诸如硅晶圆和多晶硅材料都存在供应问题,而不仅仅是芯片生产的问题。如果没有足够的材料,只是简单地增加产能是没有用的。”

2、需求恢复后,供需关系失衡

2020年上半年,受到新冠疫情的影响,全球各行各业都出现了大幅度的下滑,特别是汽车、手机、消费电子行业等等。这些产品的销量下滑,致使业内部分厂商陷入悲观情绪,调整销售预测,向代工厂提出减产要求,以免造成库存积压过高的负面效果。

让很多人没有想到的是,新冠疫情的蔓延,确实影响到了线下实体产业的发展,但是也催化了居家办公的需求,诸如电脑、平板、电视等相关的电子产品需求快速回升。受此影响,上游厂商纷纷尝试追加之前砍掉的订单,但芯片厂商已没有多余产能。一出一进,各家企业自然挠破了头。

各家企业对于市场景气度回升的估计不足,导致需提早半年至一年做产能规划的晶圆芯片上游企业无法及时调整增加产能,这是另外一大直接原因。

3、供应链根深蒂固,导致产能错配

半导体供应链是一个“反应弧”非常长的行业,代工厂需要针对用户下单进行长期规划才能保证供需平衡。

在过去的几十年时间里,市场环境相对稳定,全球供应链配合无间,芯片供给自然能够得到保证。突如其来的需求暴涨,使得晶圆代工厂瞬间陷入满产状态。代工厂的满产,转移给上游的设备厂商,再由设备厂商传导给其上游的零部件厂商,导致部分零部件的交期从原来的1-2个月延长至半年。上游的供应不足,接着反过来传递给下游,进一步加剧了电子行业缺货的状况。

此外,成熟制程的扩产节奏缓慢也是本轮芯片短缺的一大原因。近些年来,不论是云计算、5G射频器件需求的快速增长,还是物联网概念的飞速普及,亦或是汽车行业的智能化转型,全部都为成熟制程提供了强劲的发展动力。需求量更大,扩产节奏缓慢,自然会呈现出供求不匹配的状况。

2022年,缺芯还会延续吗?

2021年已经过去,留下的只有一地鸡毛。在即将开始的2022年,芯片行业又会出现什么情况?“缺芯潮”是否还会延续下去,会对其他行业产生什么影响呢?

1、投资扩产,难阻缺芯

投资扩产,将是芯片厂商在2022年的主旋律。如无意外,为了解决产能问题,多家代工企业都会开始启动建设新工厂和扩大现有工厂产能的计划。如图所示,当前无论国际大厂台积电、联电、格罗方德、SK海力士,还是本土厂商中芯国际都有扩充产能的计划,预计扩产产能将提升现有产能的25%,可谓力度惊人。

(图源:IC交易网)

问题来了,这样就能解决芯片问题了吗?答案是否定的。普通消费者可能觉得目前市面上只缺少先进制程芯片,实际上几乎各行各业所有品类的芯片都面临着缺货问题。

富士康全球采购处经理鲍三华曾表示,“目前除了RF PA的价格曲线相对平稳之外,包括模拟IC、功率IC、逻辑IC、分立器件、以及传感器、存储器都供货不足,导致价格也都出现了不同程度的上涨,其中尤以模拟IC中的MCU、Power Stage、以及ASIC/ASSP的Audio、MOSFET和PC DRAM最为紧缺。”

出现这种问题的根源是晶圆厂产能跟不上需求量,特别是8英寸晶圆产能尤其短缺。业内人士认为,尽管各家厂商都在扩充产能,但是新产能预计要在2-3年内才能投入使用,8英寸晶圆制造在2022年上半年预期仍不易缓解,车规级MCU等前期短缺的芯片还会继续维持紧缺状态。

2、国产芯片厂商受益

随着近年来科技领域国际竞争激烈程度不断升级,国产替代正成为芯片产业发展的关键着力点。去年的“缺芯潮”,已经引起了国家相关部门的高度关注,2021年上半年发布的“十四五”规划中已经明确提出高端芯片是“国家急迫需要和长远需求”,集成电路是“事关发展全局和国家安全的基础核心领域”。

在“缺芯”风波和国家规划的指导下,2021年,长城、五菱、北汽、吉利、上汽等国内车企巨头都纷纷加入了造“芯”大军。去年2月,上汽宣布和国内智能芯片独角兽公司地平线达成全面战略合作,联合国内芯片厂商打造自主自动驾驶芯片,其他车企也开始积极和国产芯片企业形成有效互动。

除了汽车芯片厂商以外,国产晶圆代工、芯片设计厂商预计也会从这场“缺芯潮”中获利。从近5年招标数据显示,中国大陆设备招标中标数量占比持续提升,设备国产替代率呈现上升趋势。从产能扩张来看,本土企业在稳定的需求增长下稳步提升资本开支,到2022年全球预计新增29座晶圆厂,而中国大陆就占8座,位居首位。

各领域对芯片需求的爆发式增长,各个企业巨头的积极参与,有利于与国产芯片企业形成有效互动,激发国产芯片企业的潜力,以实现技术上的进一步突破。可以预见的是,国产芯片即将迎来在“缺芯潮”下半场的发力机会,也将进一步加速实现各种基础芯片的国产化替代。但同时值得注意的是,自主研发芯片在技术和成本上要求都较高,目前国产大部分芯片在一定程度上存在功耗偏高的问题,解决芯片荒问题不可能一蹴而就。

3、涨价、缺货,依然是主旋律

市场供求失衡的结果,就是涨价。

在“缺芯潮”还将持续下去的情况下,消费电子市场溢价的情况或许很难得到改善。以个人关注的英伟达RTX 3070显卡为例,这款首发价仅为3899元的显卡,现在电商平台上面普遍要卖到6000元左右,即便在二手平台也要5000元以上,预计这个情况在今年也将持续下去,DIY市场将会持续处于低谷状态。

家用游戏主机的情况同样不妙,近日,索尼互动娱乐宣布将继续生产上一代游戏主机PS4直到2022年底,以帮助应对全球供应链中断造成的PS5产量不足。小雷自己也最近几次尝试抢购PS5,但是全部功亏一篑。由此看来,家用游戏主机供应不足的情况,预计在今年也会继续延续下去。

对于游戏玩家来说,2022年最好的选择应该还是游戏本。正值年关,各家笔电厂商都在放货降价迎接新一代处理器和移动显卡。考虑到2022年依旧是缺芯、缺材料,而且最新的DDR5 4800MHz内存产能也存在着瓶颈,个人认为对游戏有需求的用户不妨选择在此时上车,不然很可能就要重温去年年中那种万人抢购一款笔电的“盛况”了。

至于汽车行业,从目前的情况来看,已有不少汽车制造商开始着手与各种供应商建立合作关系,例如,大众汽车明确表示希望芯片制造商建立更紧密的关系,而福特汽车正与GlobalFoundries建立合作关系,以确保未来的供应。经历过2021年的传统汽车制造商们,希望通过严格控制供应链来应对芯片短缺问题,或许只有时间能够告诉我们最终的成效如何。

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