我已經(jīng)數(shù)不清有多少次聽(tīng)到專(zhuān)家和半導(dǎo)體高管說(shuō)半導(dǎo)體行業(yè)“終于”擺脫了業(yè)務(wù)的周期性。在過(guò)去的 50 年里，它肯定有幾十次。50 年前這不是真的。在此期間，這從來(lái)都不是真的；即使現(xiàn)在我們正在經(jīng)歷最新的芯片短缺，這也不是真的。

　　只要我們用數(shù)十億美元的晶圓廠制造芯片，只要這些晶圓廠需要數(shù)年時(shí)間來(lái)建造、便利化和投入運(yùn)營(yíng)，周期性短缺就會(huì)再次發(fā)生。因?yàn)槲覀兏緹o(wú)法同步晶圓廠的多年構(gòu)建周期以及可能在短短幾周內(nèi)發(fā)生的半導(dǎo)體需求的突然變化。

　　當(dāng)前的 Covid 大流行加劇了半導(dǎo)體行業(yè)經(jīng)典的繁榮和蕭條周期，但并沒(méi)有創(chuàng)造它。

　　由于搶購(gòu)，我們的衛(wèi)生紙用完了！是什么讓人們認(rèn)為半導(dǎo)體在某種程度上有所不同？

　　我看到一般媒體經(jīng)常犯的錯(cuò)誤之一是他們傾向于將所有半導(dǎo)體生產(chǎn)歸為一個(gè)整體——通常將所有 IC 稱(chēng)為“計(jì)算機(jī)芯片”。這并不能很好地代表世界如何制造或使用半導(dǎo)體。

　　微處理器、手機(jī)芯片組和 FPGA 等前沿部件是在最現(xiàn)代的晶圓廠中使用最先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)制造的——這些晶圓廠耗資數(shù)十億美元。AMD、英特爾、三星和英偉達(dá)等知名半導(dǎo)體公司在這些高端晶圓廠生產(chǎn)最新一代的芯片。這些公司及其制造合作伙伴正在以最快的速度建造新的高端晶圓廠。

　　英特爾的 Pat Gelsinger 說(shuō)，英特爾正在幾個(gè)國(guó)家/地區(qū)捆綁所有混凝土卡車(chē)，只是為了在俄勒岡州、亞利桑那州和愛(ài)爾蘭等地建造英特爾的新工廠。這是非常夸張的，雖然不是嚴(yán)格正確的。即便如此，英特爾和臺(tái)積電確實(shí)正在建設(shè)許多新的高端晶圓廠，以試圖滿足對(duì)其最先進(jìn)芯片的需求。

　　然而，我們?nèi)粘Ｊ褂玫慕^大多數(shù)芯片都不是在高端晶圓廠制造的。它們是在較舊的晶圓廠中使用較舊的工藝節(jié)點(diǎn)制造的，這些節(jié)點(diǎn)可能已完全或大量攤銷(xiāo)。對(duì)于為汽車(chē)應(yīng)用設(shè)計(jì)的零件尤其如此。汽車(chē)和卡車(chē)裝滿了微控制器，這些微控制器不是用 EUV 或其他類(lèi)型的先進(jìn)光刻技術(shù)制造的，他們也不需要用到它們。

　　汽車(chē)芯片短缺并不是因?yàn)?10、7、5 或 3 納米工藝節(jié)點(diǎn)的推出很晚而導(dǎo)致的。汽車(chē)公司從他們的后視鏡中看到 Covid 逼近，猜測(cè) Covid 的影響會(huì)減少新車(chē)銷(xiāo)量然后放棄了他們的芯片訂單。

　　然而，新車(chē)銷(xiāo)量的下滑被證明是短暫的，突然間，市場(chǎng)對(duì)新車(chē)的需求猛增。當(dāng)汽車(chē)制造商試圖提交新的芯片訂單時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)專(zhuān)用于制造汽車(chē)芯片的晶圓廠產(chǎn)能已重新分配給其他客戶。交貨時(shí)間一閃而過(guò)，這些汽車(chē)制造商現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)自己面臨嚴(yán)重的芯片短缺。因此，汽車(chē)廠商開(kāi)始制造新的汽車(chē)和卡車(chē)，但他們沒(méi)有完成，因?yàn)樗麄內(nèi)鄙偎璧陌雽?dǎo)體。沒(méi)有芯片，就不能發(fā)貨。

　　因此，汽車(chē)和卡車(chē)制造商在可以找到空間的地方儲(chǔ)存大部分成品車(chē)。例如，據(jù)報(bào)道，福特開(kāi)始在底特律機(jī)場(chǎng)附近的停車(chē)場(chǎng)、底特律附近的公共工程部鐵路場(chǎng)以及肯塔基州卡羅爾頓以東的肯塔基高速公路的 30 英畝停車(chē)場(chǎng)中儲(chǔ)存部分成品的 F-150 皮卡車(chē)。

　　福特并不孤單。通用汽車(chē)、福特、日產(chǎn)、戴姆勒、寶馬和雷諾都在全球芯片短缺的情況下宣布減產(chǎn)。即使是在整個(gè) Covid 大流行期間似乎最能滿足其生產(chǎn)需求的公司豐田，也被迫宣布從今年 9 月開(kāi)始將汽車(chē)產(chǎn)量削減 40%。豐田從擁有大量芯片庫(kù)存中受益，因?yàn)樵摴驹谑昵案u地震和海嘯災(zāi)難造成的災(zāi)難之后修改了其業(yè)務(wù)連續(xù)性計(jì)劃。

　　但是，他們沒(méi)有補(bǔ)充，這種情況下，任何庫(kù)存都不會(huì)永遠(yuǎn)持續(xù)下去。

　　這里迫在眉睫的問(wèn)題是，汽車(chē)半導(dǎo)體不是在最新的 300 毫米晶圓生產(chǎn)線上使用 EUV 光刻等特殊工藝制造的。這些部件是在較舊的晶圓廠生產(chǎn)線上制造的，使用較舊的工藝節(jié)點(diǎn)，并且通常使用 200 毫米晶圓。我原以為沒(méi)有人會(huì)建造更多的 200 毫米晶圓廠。它們已經(jīng)過(guò)時(shí)了二十年，我以為它們正在退役。

　　但是從服務(wù)于全球電子設(shè)計(jì)和制造供應(yīng)鏈的行業(yè)協(xié)會(huì) Semi 今年早些時(shí)候發(fā)布的題為“ 2024 年 200 毫米晶圓廠展望”的報(bào)告中看到，我發(fā)現(xiàn)我錯(cuò)了。那份報(bào)告說(shuō)：

　　“從 2020 年到 2024 年，全球半導(dǎo)體制造商有望將 200 毫米晶圓廠產(chǎn)能提高 950,000 片晶圓，即提升 17%，以達(dá)到每月 660 萬(wàn)片晶圓的歷史新高……在同一時(shí)期，晶圓制造商將增加 22 座新的 200 毫米晶圓廠以幫助滿足5G、汽車(chē)和物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 設(shè)備對(duì)模擬、電源管理和顯示驅(qū)動(dòng)器集成電路 （IC）、MOSFET、微控制器單元 （MCU） 和傳感器不斷增長(zhǎng)的需求。”

　　然而，更多的研究表明我也是對(duì)的。據(jù)Semi稱(chēng)，從2006年到2015年，每月生產(chǎn)的200毫米晶圓數(shù)量確實(shí)有所下降，該公司還表示，200毫米晶圓廠的數(shù)量在2015年觸底反彈至180家，低于之前202家晶圓廠的峰值。從那時(shí)起，200 毫米晶圓廠的數(shù)量和制造 200 毫米晶圓的月產(chǎn)能一直在上升，但速度不足以滿足最近突然激增的需求。

　　以下是來(lái)自 Semi 的圖表，顯示了該行業(yè)每月 200 毫米晶圓總產(chǎn)能的增長(zhǎng)以及預(yù)計(jì)將上線的 200 毫米晶圓廠數(shù)量：

　　如您所見(jiàn)，目前 200 毫米晶圓廠的建設(shè)熱潮，并且這些晶圓廠可以生產(chǎn)的晶圓總數(shù)也在增加。這些數(shù)字不包括似乎獲得大部分媒體關(guān)注的高端 300 毫米晶圓廠。

　　因此，造成芯片短缺的不僅僅是晶圓廠產(chǎn)能。上圖表明該行業(yè)在跟蹤需求方面做得很好。所以，這是另一回事。據(jù)我所知，目前芯片短缺的原因有兩個(gè)。我認(rèn)為，第一個(gè)也是最大的原因是需求激增。在過(guò)去的一年半里，世界上很大一部分人開(kāi)始在家工作。至少對(duì)于信息工作者來(lái)說(shuō)是這樣。這些員工需要各種電子基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)在家完成工作，從筆記本電腦、平板電腦和手機(jī)到大規(guī)模云支持，這推動(dòng)了對(duì)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和寬帶設(shè)備以及蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的需求。反過(guò)來(lái)，設(shè)備需求推動(dòng)了對(duì)芯片的貪婪需求。另一個(gè)原因恰好是封裝。臺(tái)積電劉德音之前在接受采訪時(shí)候則談到，現(xiàn)在有人在囤芯片，這加劇了芯片的供應(yīng)緊張情況。

　　就汽車(chē)行業(yè)的短缺而言——嗯，這似乎主要是自己造成的，這是由超精益的庫(kù)存控制和殘酷的供應(yīng)鏈管理造成的，這些管理需要從生產(chǎn)成本中榨取每一分錢(qián)。IDC 于 9 月 19 日發(fā)布的題為“半導(dǎo)體市場(chǎng)將在 2021 年增長(zhǎng) 17.3%，到 2023 年達(dá)到潛在產(chǎn)能過(guò)剩”的報(bào)告中指出：

　　“根據(jù) IDC 的數(shù)據(jù)，到 2022 年中期，該行業(yè)將看到正常化和平衡，隨著更大規(guī)模的產(chǎn)能擴(kuò)張?jiān)?2022 年底開(kāi)始上線，2023 年可能會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)能過(guò)剩。”

　　在 9 月 底于加利福尼亞州比佛利山莊舉行的 Code 2021 大會(huì)上，AMD 首席執(zhí)行官 Lisa Su 表示，預(yù)計(jì)芯片短缺將在 2022 年下半年緩解。

　　英特爾首席執(zhí)行官 Pat Gelsinger 則預(yù)測(cè)，需要一兩年時(shí)間才能使半導(dǎo)體供應(yīng)與需求恢復(fù)平衡。Gelsinger 基本上擁有無(wú)限的研究資源，可以獲取支持他的預(yù)測(cè)所需的信息。

　　至少與一個(gè)單獨(dú)的編輯可用的資源相比，所以我很樂(lè)意使用 IDC、Lisa Su 和 Gelsinger 的預(yù)測(cè)。在 2022 年尋找力的平衡，并在 2023 年尋找硅鐘擺以另一種方式擺動(dòng)。