令人擔(dān)憂的芯片短缺：危機(jī)爆發(fā)時(shí)半導(dǎo)體的未來在哪里

疫情導(dǎo)致幾家公司關(guān)閉，其影響是產(chǎn)量減少和供應(yīng)鏈改變。在科技界，硅微芯片是所有電子產(chǎn)品的核心，原材料短缺成為新產(chǎn)品創(chuàng)造和開發(fā)的障礙。

在封鎖期間，一些必要的工人被要求呆在家里，這意味著芯片制造將在幾個(gè)月內(nèi)無法使用。到解除封鎖、世界擁抱新常態(tài)時(shí)，對消費(fèi)和商業(yè)電子產(chǎn)品不斷增長的需求足以波及供應(yīng)鏈。

下面，我們討論了與當(dāng)前芯片短缺相關(guān)的挑戰(zhàn)、未來的預(yù)期以及克服供應(yīng)鏈限制所需的可能干預(yù)措施。

當(dāng)前芯片短缺帶來的挑戰(zhàn)

隨著技術(shù)和快速創(chuàng)新席卷各行各業(yè)，半導(dǎo)體芯片已成為制造業(yè)的重要組成部分——從開關(guān)、無線路由器、計(jì)算機(jī)和汽車等設(shè)備到基本的家用電器。

要了解和量化這種芯片短缺對整個(gè)行業(yè)造成的影響，我們需要看看一些受影響最嚴(yán)重的行業(yè)。以下是過去 18 個(gè)月中事情發(fā)展的快速細(xì)分。

汽車行業(yè)

現(xiàn)代車輛依靠微芯片來執(zhí)行多項(xiàng)重要功能。據(jù)《華盛頓郵報(bào)》報(bào)道，由于缺乏計(jì)算機(jī)芯片，北美和歐洲近 17 家汽車制造商已經(jīng)放緩或停止生產(chǎn)。特斯拉、福特、寶馬和通用汽車等主要汽車制造商都受到了影響。主要影響是，到 2021 年底，全球汽車行業(yè)的汽車產(chǎn)量將比之前的計(jì)劃減少 400 萬輛，平均損失 1100 億美元的收入。

消費(fèi)類電子產(chǎn)品

由于學(xué)生轉(zhuǎn)向虛擬學(xué)習(xí)和遠(yuǎn)程工作的興起，臺式電腦和智能手機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品的需求在整個(gè)大流行期間都有所上升。在大流行開始時(shí)，幾家汽車制造商在放棄開放的半導(dǎo)體芯片訂單之前大幅下調(diào)了汽車產(chǎn)量預(yù)測。雖然消費(fèi)電子行業(yè)介入并搶購了大部分微芯片，但供應(yīng)無法滿足需求。

數(shù)據(jù)中心

在大流行期間，三星代工廠、格芯和臺積電等大多數(shù)芯片制造公司都優(yōu)先考慮來自 PC 和數(shù)據(jù)中心客戶的高利潤訂單。雖然這給數(shù)據(jù)中心帶來了競爭優(yōu)勢，但這并不是說數(shù)據(jù)中心沒有受到全球芯片短缺的影響。

數(shù)據(jù)中心難以采購的一些組件包括組裝數(shù)據(jù)中心交換系統(tǒng)所需的組件。其中包括 BMC 芯片、電容器、電阻器、電路板等。另一個(gè)挑戰(zhàn)是由于晶圓和基板短缺導(dǎo)致的交貨時(shí)間延長，以及組裝能力降低。

LED照明

大多數(shù)顯示屏中常見的 LED 背光由難以找到的半導(dǎo)體芯片供電。由于原材料短缺和市場需求增加，現(xiàn)在具有 LED 照明功能的小工具價(jià)格居高不下。預(yù)計(jì)這種情況將持續(xù)到 2022 年初。

可再生能源——太陽能和渦輪機(jī)

可再生能源系統(tǒng)，特別是太陽能和渦輪機(jī)，依賴于半導(dǎo)體和傳感器來運(yùn)行。全球供應(yīng)鏈的限制對行業(yè)造成了傷害，甚至迫使像Enphase Energy這樣的一些能源解決方案制造商遭受份額損失。

半導(dǎo)體趨勢：展望未來

為應(yīng)對全球芯片短缺，幾家零部件制造商已提高產(chǎn)量以幫助緩解短缺。然而，頂級電子和半導(dǎo)體制造商表示，緊縮只會(huì)在好轉(zhuǎn)之前惡化。這些行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者中的大多數(shù)推測，半導(dǎo)體短缺可能會(huì)持續(xù)到 2023 年。

基于持續(xù)的中斷和供應(yīng)鏈波動(dòng)，多位分析師在最近的 CNBC 文章和彭博社采訪中回應(yīng)了他們的觀點(diǎn)，許多人相信來年將充滿挑戰(zhàn)。以下是一些關(guān)鍵要點(diǎn)：

英特爾公司首席執(zhí)行官 Pat Gelsinger 在 2021 年 4 月指出，芯片短缺將在幾年后恢復(fù)。

DigiTimes 報(bào)告發(fā)現(xiàn)，英特爾和 AMD 服務(wù)器 IC 和數(shù)據(jù)中心的交貨期已延長至 45 至 66 周。

全球第三大 EMS 和 OEM 供應(yīng)商 Flex Ltd. 預(yù)計(jì)全球半導(dǎo)體短缺將持續(xù)到 2023 年。

2021 年 5 月，第四大合同半導(dǎo)體制造商 Global Foundries 與 AMD 簽署了一項(xiàng)價(jià)值 16 億美元、為期 3 年的硅供應(yīng)協(xié)議，并于 6 月下旬在新加坡推出了價(jià)值 40 億美元的新 300 毫米晶圓工廠。然而，該公司表示，其產(chǎn)能最早要到 2023 年才會(huì)增加零部件產(chǎn)量。

臺積電是業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的純代工廠之一，它表示要到 2023 年才會(huì)有意義地增加組件產(chǎn)量。但是，樂觀地認(rèn)為，該公司將在年底前將汽車微控制器的制造量提高 60% 2021 年。

從上面的行業(yè)洞察來看，盡管主要廠商為解決全球芯片短缺問題付出了很多努力，但瓶頸可能會(huì)持續(xù)到 2022 年。

此外，一些行業(yè)觀察人士認(rèn)為，亞馬遜、微軟和谷歌等大型科技公司為云和數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)自己的芯片可能會(huì)加劇芯片短缺危機(jī)和半導(dǎo)體行業(yè)面臨的其他問題。

在最近彭博商業(yè)周刊的一篇文章中，作者暗示微軟、亞馬遜和谷歌進(jìn)入芯片設(shè)計(jì)市場將是該行業(yè)的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。這些科技巨頭擁有自己設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)且具有成本效益的芯片的資源，而英特爾等大多數(shù)芯片設(shè)計(jì)師所擁有的資源比例有限。

由于這些科技巨頭將變得獨(dú)立，每個(gè)人都將尋求創(chuàng)建組件庫存以忍受長時(shí)間的等待并滿足庫存更新之間的生產(chǎn)需求。同樣，這將進(jìn)一步加劇現(xiàn)有的芯片短缺。

可能的解決方案

為了保持領(lǐng)先地位，芯片設(shè)計(jì)商和制造商等主要行業(yè)參與者以及許多受影響的行業(yè)已采取多項(xiàng)措施來減輕芯片短缺的影響。

對于許多芯片制造商來說，擴(kuò)大產(chǎn)能已經(jīng)是明顯的反應(yīng)。某些地區(qū)的其他供應(yīng)商決定囤積并限制出口，以更好地應(yīng)對市場波動(dòng)和政治壓力。

同樣，提高產(chǎn)量或增加由硅晶片制造的芯片數(shù)量是許多制造商投資的領(lǐng)域，以在一定程度上提高芯片供應(yīng)。

以下是公司不得不采用的其他可能的解決方案：

擁抱靈活性，以適應(yīng)可能不是“最先進(jìn)”但仍比沒有強(qiáng)的舊芯片技術(shù)。

利用智能壓縮和編譯等軟件解決方案構(gòu)建高效的 AI 模型，幫助解鎖硬件功能。

概括

最新的全球芯片短缺導(dǎo)致半導(dǎo)體供應(yīng)鏈遭受嚴(yán)重沖擊，影響汽車、消費(fèi)電子、數(shù)據(jù)中心、LED 和可再生能源等多個(gè)行業(yè)。

行業(yè)思想領(lǐng)袖認(rèn)為，盡管目前緩解措施有所增加，但短缺仍將持續(xù)到 2023 年。雖然短期內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)全面復(fù)蘇，但一些芯片制造商樂觀地認(rèn)為，他們將加大制造力度以遏制汽車客戶的需求。

也就是說，保持領(lǐng)先地位是一場空前的斗爭，因?yàn)檫@是一個(gè)影響每個(gè)行業(yè)參與者的問題，無論規(guī)?；蚴袌龅匚蝗绾?。擴(kuò)大生產(chǎn)能力、適應(yīng)舊芯片技術(shù)以及利用軟件解決方案來解鎖硬件功能是一些很有前景的解決方案。

審核編輯 黃昊宇