全球范圍內(nèi)芯片短缺的問(wèn)題，始于去年10月。最初，短缺問(wèn)題出現(xiàn)在消費(fèi)電子類(lèi)產(chǎn)品領(lǐng)域。進(jìn)入2021年以后，才逐步蔓延至車(chē)規(guī)級(jí)芯片。

起初，業(yè)界援引歷史經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為短缺問(wèn)題最遲將從今年6月開(kāi)始緩解，并在下半年逐漸趨于平靜。但4月以來(lái)全球各大車(chē)企的減產(chǎn)，甚至眾多低端車(chē)型的停產(chǎn)，證明了這種預(yù)期似乎太過(guò)樂(lè)觀(guān)。

導(dǎo)致芯片供應(yīng)短缺的原因，最近2個(gè)月業(yè)界內(nèi)外的諸多媒體，已經(jīng)總結(jié)了一個(gè)遍。

諸如2020年新冠疫情的全球化；今年2月迫使英飛凌、恩智浦德州工廠(chǎng)停工的德克薩斯州特大寒潮；3月末日本瑞薩電子（Renesas Electronics）生產(chǎn)區(qū)N3棟1樓的那場(chǎng)燒毀專(zhuān)用12英寸車(chē)載芯片晶圓車(chē)間的大火等等，不一而足。

德州寒潮確實(shí)對(duì)當(dāng)?shù)氐木A工廠(chǎng)造成了巨大的影響，但卻并不足以影響整個(gè)世界芯片市場(chǎng)——其影響甚至不如2011年的東日本大地震

然而，這樣的分析是標(biāo)準(zhǔn)的“做題家”思路，對(duì)于探究宏觀(guān)上的深層次原因的幾乎毫無(wú)意義。事實(shí)上，車(chē)規(guī)級(jí)芯片短缺，源于芯片整體產(chǎn)能的緊張，更因?yàn)檐?chē)規(guī)級(jí)芯片的特殊性。

從供給側(cè)談車(chē)規(guī)芯片

有關(guān)車(chē)規(guī)級(jí)芯片的定義，相信許多文章已經(jīng)詳細(xì)闡述，這里不再累牘。由于從技術(shù)角度剖析一個(gè)芯片的全流程對(duì)于大部分人來(lái)說(shuō)可能難以理解，所以我們從資本投入的角度來(lái)看一下芯片制造的問(wèn)題。

雖然傳統(tǒng)芯片的制造流程早已流程化，規(guī)范化，但是芯片全流程的難度卻絲毫未減。

一個(gè)芯片從立項(xiàng)到最終上市，可以簡(jiǎn)略分割成五個(gè)階段，那么其中的花銷(xiāo)也就可以如此大致區(qū)分研發(fā)：包含從架構(gòu)IP授權(quán)/IP自研費(fèi)用，購(gòu)買(mǎi)EDA進(jìn)行設(shè)計(jì)模擬的費(fèi)用，無(wú)數(shù)工程師參與其中設(shè)計(jì)，布線(xiàn)和調(diào)試的人工成本，以及進(jìn)行邏輯驗(yàn)證的成本驗(yàn)證調(diào)試：從EDA包含的物理驗(yàn)證/物理仿真軟件，到EDA方面對(duì)于驗(yàn)證調(diào)試的幫助，到物理層面的debug，其中成本都非常巨大。

正在使用光刻機(jī)進(jìn)行加工的晶圓

流片：僅僅代工廠(chǎng)的耗材，人工與OPC（設(shè)計(jì)電路在實(shí)際生產(chǎn)中的光學(xué)臨近修正）就可以達(dá)到2-3億人民幣，其中主要成本是Mask，也就是光罩的耗材費(fèi)用；

量產(chǎn)：芯片量產(chǎn)需要的晶圓，人員與耗材成本；

封測(cè)：即封裝與測(cè)試，芯片不可能一片硅就拿上去用，需要封裝成各式各樣的芯片，并且要進(jìn)行檢驗(yàn)和測(cè)試確?？捎?。這一項(xiàng)別看很簡(jiǎn)單，但是可能占到芯片總成本的20%左右。

但是，車(chē)規(guī)芯片的全流程不僅僅包含了需要延長(zhǎng)的傳統(tǒng)消費(fèi)級(jí)芯片的全流程，還包含了與之配套的車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，滿(mǎn)足AEC-Q100的功能安全相關(guān)系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)，長(zhǎng)達(dá)1-2年的驗(yàn)證車(chē)型導(dǎo)入調(diào)整與測(cè)試，并行與之匹配的整車(chē)系統(tǒng)和功能開(kāi)發(fā)的調(diào)整與測(cè)試，最終才可能完成量產(chǎn)與芯片終端產(chǎn)品的部署。

這里特別需要注意的是最后一條，因?yàn)檫@也意味著，車(chē)規(guī)芯片的供應(yīng)商和對(duì)應(yīng)的車(chē)企，其實(shí)是高度綁定的。

舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，2011年?yáng)|日本大地震受災(zāi)時(shí)，瑞薩電子車(chē)載半導(dǎo)體的主力工廠(chǎng)曾在遭受重創(chuàng)：半導(dǎo)體潔凈室損毀嚴(yán)重，無(wú)塵車(chē)間的墻壁出現(xiàn)了大尺寸裂紋。當(dāng)時(shí)受損勘驗(yàn)的結(jié)果認(rèn)為，企業(yè)部分恢復(fù)生產(chǎn)需要至少3個(gè)月左右，完全恢復(fù)則需要180天以上。

然而即便如此，豐田汽車(chē)作為瑞薩電子最大的客戶(hù)，寧可減產(chǎn)甚至停產(chǎn)部分車(chē)型，也沒(méi)有選擇更換供應(yīng)商。

此外，不同車(chē)規(guī)芯片和其他類(lèi)型的消費(fèi)芯片對(duì)于制程的需求也截然不同。

我們熟悉的移動(dòng)端消費(fèi)芯片（也就是手機(jī)芯片）就在不斷朝著工藝的頂峰攀登，但是我們看到的車(chē)規(guī)芯片大多是45nm甚至以上的制程，因?yàn)樗麄儗?duì)于功耗的敏感度并不高。

蘇州納芯微去年推出的，國(guó)內(nèi)首款車(chē)規(guī)級(jí)LIN總線(xiàn)接口的單芯片壓力傳感器信號(hào)調(diào)理芯片NSA(C)9262，主要用于汽車(chē)空調(diào)和熱管理系統(tǒng)、進(jìn)氣/尾氣管理系統(tǒng)、燃油蒸氣管理系統(tǒng)以及剎車(chē)助力系統(tǒng)等各個(gè)電子控制系統(tǒng)。同許多非常了解消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)的朋友認(rèn)識(shí)中的芯片不同的是，絕大部分車(chē)規(guī)級(jí)芯片都是這種“粗笨古早”風(fēng)格的產(chǎn)物，但卻是一臺(tái)現(xiàn)代汽車(chē)必不可缺的組成部分

當(dāng)然，隨著汽車(chē)智能化和電動(dòng)化的發(fā)展，自動(dòng)駕駛帶來(lái)的高端側(cè)算力需求也就側(cè)面推動(dòng)了高性能低功耗AI計(jì)算芯片在汽車(chē)領(lǐng)域的發(fā)展，高能效比的高算力芯片能在滿(mǎn)足相同自動(dòng)駕駛算力需求的前提下提供更高的整車(chē)?yán)m(xù)航里程。與此同時(shí)，以Bosch為首的T1廠(chǎng)商也在通過(guò)將功率器件升級(jí)到碳化硅工藝，進(jìn)一步的提升整車(chē)芯片系統(tǒng)的效率，提升續(xù)航，這一路徑也與移動(dòng)端消費(fèi)PMIC的追求大相徑庭。

另外，在芯片自身流程的最后一環(huán)封裝與測(cè)試，車(chē)規(guī)級(jí)芯片因?yàn)橐鎸?duì)的環(huán)境遠(yuǎn)比消費(fèi)級(jí)電子其他芯片惡劣，其封裝，堆疊的要求也就與其他類(lèi)型芯片不可同日而語(yǔ)，同時(shí)對(duì)ZeroDefault（零失效）的嚴(yán)苛要求，也讓車(chē)規(guī)芯片在測(cè)試階段對(duì)比其他消費(fèi)芯片誕生了全新的挑戰(zhàn)。

換言之，車(chē)規(guī)芯片四個(gè)大字，背后都有我們難以想象的復(fù)雜度與困難，也與當(dāng)前飛速發(fā)展的消費(fèi)電子工業(yè)有不小的方向性差異。

講到這里，相信大家已經(jīng)能夠比較直觀(guān)地理解，為什么“缺芯”問(wèn)題反映到車(chē)規(guī)級(jí)芯片之上會(huì)那么激烈，那么持久——因?yàn)檫@真不是車(chē)企想換個(gè)供應(yīng)商就能立馬換的。

“缺芯”背后的實(shí)質(zhì)問(wèn)題

現(xiàn)在讓我們回過(guò)頭看看這一輪芯片短缺的整個(gè)過(guò)程。

2018年以后，特朗普時(shí)代的美國(guó)政府為了打擊飛速崛起的中國(guó)高科技企業(yè)，不停捏造罪名、玩弄長(zhǎng)臂管轄，大大突破了原有的國(guó)際商業(yè)規(guī)則底線(xiàn)，對(duì)以華為為代表的中國(guó)高技術(shù)企業(yè)施以“制裁”。而這其中，切斷關(guān)鍵零部件供應(yīng)是最典型，也是特朗普政府認(rèn)為最“有用”的一項(xiàng)措施。

以華為為始的一系列制裁，本質(zhì)上是美國(guó)政府對(duì)華展開(kāi)的一場(chǎng)“科技戰(zhàn)”，旨在徹底遏制中國(guó)飛速崛起的諸多高技術(shù)企業(yè)

而其連綿不絕且無(wú)法預(yù)測(cè)（例如，連小米都能被美國(guó)國(guó)防部以“涉軍”為由，納入美國(guó)國(guó)防部黑名單）的制裁措施，讓所有業(yè)務(wù)牽涉中美兩國(guó)的跨國(guó)公司，產(chǎn)生了巨大的危機(jī)感。

這種危機(jī)感體現(xiàn)到具體業(yè)務(wù)應(yīng)對(duì)，便是各自對(duì)供應(yīng)鏈控制程度的無(wú)限加重。這不僅僅體現(xiàn)在企業(yè)對(duì)供應(yīng)鏈相關(guān)環(huán)節(jié)的投資上，更體現(xiàn)在供應(yīng)鏈周轉(zhuǎn)周期的提升上、體現(xiàn)在對(duì)時(shí)刻儲(chǔ)備可應(yīng)付更長(zhǎng)周期生產(chǎn)的物料需求上。

這種儲(chǔ)備，可以是美國(guó)軍工企業(yè)不斷囤積稀土，也可以是那些被制裁或者擔(dān)心被牽連的企業(yè)，不斷超量采購(gòu)囤貨。

自2019年起，越來(lái)越多的公司傾向于拉長(zhǎng)供貨周期，更早的預(yù)定芯片，在倉(cāng)庫(kù)和周轉(zhuǎn)中哪怕?lián)p失利潤(rùn)也要囤積更多的芯片。以前零庫(kù)存運(yùn)作的企業(yè)，現(xiàn)在要儲(chǔ)備幾個(gè)月的產(chǎn)品；以前儲(chǔ)備幾個(gè)月的企業(yè)，現(xiàn)在要備貨半年。

然而，除了豐田等極少數(shù)特例，多數(shù)車(chē)企卻并不在此行列中。

吸取2011年?yáng)|日本大地震的教訓(xùn)，豐田汽車(chē)是少數(shù)有著芯片儲(chǔ)備習(xí)慣的車(chē)企

緊隨其后的，則是2020年新冠疫情在全球的爆發(fā)。

在全球停擺疫情剛開(kāi)始的時(shí)候，大多數(shù)企業(yè)是措手不及的。為了減少損失，它們紛紛選擇“砍單”。其中尤以車(chē)企為多——因?yàn)楸绕鸶鞣N消費(fèi)電子類(lèi)產(chǎn)品，汽車(chē)可是一種昂貴到需要分期的大件，但同時(shí)又是可以延后的。

很快，新冠在全球開(kāi)始蔓延，多數(shù)國(guó)家受到影響，居家隔離、遠(yuǎn)程會(huì)議和在線(xiàn)教學(xué)，變得非常普遍。在這個(gè)背景下，包括手機(jī)、平板、筆記本電腦在內(nèi)的消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品出現(xiàn)了一輪爆發(fā)性需求。

企業(yè)永遠(yuǎn)跟著市場(chǎng)轉(zhuǎn)。在這個(gè)狀況下，由于汽車(chē)銷(xiāo)量的銳減，而消費(fèi)電子類(lèi)產(chǎn)品需求旺盛，于是晶圓工廠(chǎng)紛紛停止了車(chē)規(guī)級(jí)芯片的流片，將產(chǎn)能轉(zhuǎn)移給了消費(fèi)了電子產(chǎn)品。而各國(guó)為了保經(jīng)濟(jì)而采取的“印錢(qián)”和“發(fā)錢(qián)”政策，又進(jìn)一步刺激了消費(fèi)電子產(chǎn)品、家電產(chǎn)業(yè)的火熱，面板，電腦，白電，黑電，耳機(jī)，手機(jī)……均出現(xiàn)了大幅增長(zhǎng)。于是，這些企業(yè)紛紛向著晶圓廠(chǎng)“加單”。

無(wú)論從哪種角度看，特朗普政府都當(dāng)?shù)蒙稀笆甲髻刚摺钡亩x。先是喪心病狂地采用斷供關(guān)鍵部件等方式，試圖扼殺中國(guó)的諸多高技術(shù)企業(yè)；又在新冠疫情期間采取消極措施，坐看本國(guó)大爆發(fā)；最后更是啟動(dòng)“核動(dòng)力印鈔機(jī)”試圖依靠濫發(fā)鈔票來(lái)維持經(jīng)濟(jì)，進(jìn)而贏得大選。種種倒行逆施，從宏觀(guān)面而言，導(dǎo)致了目前全球范圍內(nèi)嚴(yán)重的通脹壓力。而在產(chǎn)業(yè)層面，也間接導(dǎo)致了車(chē)企芯片的短缺

但進(jìn)入2021年以后，隨著以美國(guó)為首的歐美國(guó)家疫情出現(xiàn)了受到控制的苗頭，加之其“核動(dòng)力印鈔機(jī)”開(kāi)始不斷發(fā)威，沉寂大半年的汽車(chē)消費(fèi)也開(kāi)始逐漸恢復(fù)。然而就在此時(shí)，車(chē)企們才突然發(fā)現(xiàn)，由于之前砍掉了太多的芯片訂單，庫(kù)存的車(chē)規(guī)級(jí)芯片已不敷使用。

既然缺芯片，自然就得加單。但此時(shí)，晶圓工廠(chǎng)的產(chǎn)能又已經(jīng)被消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的訂單占滿(mǎn)，要想插隊(duì)是難上加難。

潛在的產(chǎn)能過(guò)剩危機(jī)

芯片訂單插不上隊(duì)，不代表目前全球芯片產(chǎn)能的不足。產(chǎn)能的問(wèn)題，讓我們聽(tīng)聽(tīng)業(yè)界的大佬是怎么說(shuō)的。

作為全球最大的8英寸晶圓生產(chǎn)方，臺(tái)積電董事長(zhǎng)劉德音在今年3月底的TSIA（也就是臺(tái)灣半導(dǎo)體協(xié)會(huì)）的年會(huì)上就直接把話(huà)挑明了——成熟制程（例如28nm）的吃緊看似供不應(yīng)求，但其實(shí)全球的產(chǎn)能仍大于需求。

劉德音的履歷，在某種程度上也代表著現(xiàn)代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的歷史：1983~1987年任職于英特爾，擔(dān)任CMOS技術(shù)開(kāi)發(fā)之制程整合經(jīng)理，進(jìn)行微處理器制程技術(shù)的開(kāi)發(fā)；1987~1993年任職于美國(guó)紐澤西州AT&T貝爾實(shí)驗(yàn)室，擔(dān)任高速電子研究實(shí)驗(yàn)室研究經(jīng)理，研發(fā)光學(xué)通訊系統(tǒng)；1999~2000年擔(dān)任世大集成電路制造公司總經(jīng)理；2000~2006年間在臺(tái)積電晶圓廠(chǎng)及營(yíng)運(yùn)組織歷任多項(xiàng)要職；200~2009年間擔(dān)任先進(jìn)技術(shù)事業(yè)資深副總經(jīng)理；2009~2012年間擔(dān)任營(yíng)運(yùn)資深副總經(jīng)理；2012年3月~2013年11月?lián)喂餐瑺I(yíng)運(yùn)長(zhǎng)；現(xiàn)任臺(tái)積電(中國(guó))有限公司董事長(zhǎng)

作為一位自1983年就開(kāi)始投身半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，在業(yè)內(nèi)摸爬滾打已經(jīng)38年的資深大佬，劉德音的話(huà)應(yīng)該具有極高的權(quán)威性。而且，一場(chǎng)針對(duì)成熟制程的“腥風(fēng)血雨”，即將掀起——

就在國(guó)內(nèi)新冠疫情剛剛得到控制的2020年4月28日，總投資10億的長(zhǎng)沙比亞迪半導(dǎo)體8英寸晶圓生產(chǎn)線(xiàn)項(xiàng)目在長(zhǎng)沙經(jīng)開(kāi)區(qū)正式動(dòng)工。

一個(gè)月后的5月30日，西部半導(dǎo)體集成電路高科技產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目開(kāi)工儀式在四川省綿陽(yáng)市游仙區(qū)舉行。該產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目規(guī)模甚大，根據(jù)官方介紹總投資高達(dá)80.26億元，涵蓋集成電路（芯片）研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，計(jì)劃建設(shè)起一個(gè)年產(chǎn)能最高可達(dá)60萬(wàn)片的8英寸晶圓的產(chǎn)業(yè)集群。當(dāng)然，該集群并不只針對(duì)車(chē)規(guī)級(jí)芯片，而是將面向工控、汽車(chē)電子、電力能源領(lǐng)域、生物基因、射頻器件以及5G通訊產(chǎn)品等所有領(lǐng)域的芯片需求。

盡管8英寸晶圓在今天看來(lái)是一種“過(guò)時(shí)”技術(shù)，但仍有其價(jià)值，更是車(chē)規(guī)級(jí)芯片所需要的

當(dāng)然，我們也不應(yīng)該忽略極其重要的中芯國(guó)際。在中芯國(guó)際去年第四季度的電話(huà)財(cái)報(bào)會(huì)議上，聯(lián)合CEO趙海軍曾經(jīng)透露：公司在2021年底以前，將擴(kuò)充4.5萬(wàn)片的8英寸月產(chǎn)能；另外12英寸也將擴(kuò)充1萬(wàn)片/月。此前，中芯的8英寸晶圓的月產(chǎn)能，已經(jīng)達(dá)到了25萬(wàn)片規(guī)模。

臺(tái)積電當(dāng)然也不會(huì)錯(cuò)過(guò)這波行情。2021年4月22日，全球晶圓代工龍頭臺(tái)積電（TSMC）召開(kāi)臨時(shí)董事會(huì)，核準(zhǔn)一筆高達(dá)28.87億美元的預(yù)算，用于擴(kuò)充成熟制程產(chǎn)能。其中已經(jīng)決定并公開(kāi)的計(jì)劃，包括擴(kuò)張其位于南京的晶圓工廠(chǎng)，建設(shè)多條28nm制程（8英寸晶圓）產(chǎn)線(xiàn)。計(jì)劃在2023年達(dá)到“月產(chǎn)4萬(wàn)片”。

也就是說(shuō)，最近一年來(lái)，國(guó)內(nèi)從公開(kāi)新聞可查詢(xún)到的8英寸晶圓產(chǎn)能擴(kuò)張就超過(guò)每月70萬(wàn)片規(guī)模。而這些產(chǎn)能最快，將在2022年中被釋放出來(lái)……

毫無(wú)疑問(wèn)，這是標(biāo)準(zhǔn)的“頭疼醫(yī)頭”式的操作，只針對(duì)當(dāng)前問(wèn)題，甚至在未來(lái)可能帶來(lái)潮水一樣且未必能完全消化掉的8英寸晶圓產(chǎn)能。

芯片本該只是一種商品，是推動(dòng)現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)，構(gòu)筑我們的現(xiàn)代生活所必不可少的基石。奈何現(xiàn)在，卻因?yàn)槊绹?guó)政府的一己私欲，在其不斷干預(yù)和阻撓下，竟成了一種“戰(zhàn)略物資”般的存在。

可以預(yù)期，隨著各種投資的蜂擁而至，芯片產(chǎn)能的新一輪爆炸性增長(zhǎng)已蓄勢(shì)待發(fā)。成熟制程的芯片的短缺狀況，將被畫(huà)上句號(hào)。甚至在不久的將來(lái)，這種無(wú)視總產(chǎn)能的密集投資，極大概率將會(huì)導(dǎo)致一個(gè)惡果——過(guò)剩的產(chǎn)能將會(huì)席卷整個(gè)產(chǎn)業(yè)，掀起一陣新的腥風(fēng)血雨。

這個(gè)世界，需要一位屠龍勇士

回顧這一輪芯片危機(jī)的整個(gè)過(guò)程，我們?cè)桨l(fā)深刻地感受，在這個(gè)“舊神”已陷入瘋狂的時(shí)代，無(wú)論為了自己還是為了整個(gè)世界市場(chǎng)，中國(guó)都有義務(wù)去聯(lián)合整個(gè)業(yè)界，建立一些不受美國(guó)影響的“局部領(lǐng)域”。

哪怕這個(gè)“局部領(lǐng)域”最初非常的微小，但我們卻有理由相信，有朝一日它將化作燎原之火。

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