164家企业提交机密数据！美国公布全球芯片缺货真相

　　当地时间1月25日，美国商务部公布了2021年9月开启的《半导体供应链风险信息请求 (RFI)》 的调查结果。
　　该报告揭示了有关半导体短缺的程度及原因，并强调了美国总统拜登提议的520亿美元补贴美国半导体本土生产的必要性。
　　2021年9月，美国白宫邀请宝马、戴姆勒等汽车制造商，以及苹果、美光、微软、Intel、台积电、三星、格芯等众多半导体产业链上下游的科技厂商举行线上会议，共同商讨解决对策。
　　在会上， 美国商务部要求相关企业在2021年11月8日前填写调查问卷，提供客户信息、销售数据、芯片库存、扩产计划等企业机密信息，以提高芯片供应透明度，让相关单位知道瓶颈在哪，并预测未来。
　　随后在11月底，美国商务部长吉娜·雷蒙多（Gina M. Raimondo）对外确认， 已有来源于多个地区的150多家公司（最终为164家）提交了资料，其中包括许多亚洲企业 ，他们对这一结果表示满意。
　　她还承诺保护企业机密，但只限于单个企业指标。由于数据较多，美国还需要几周时间才能发表评估报告。
　　经过了约2个月的时间的评估之后，美国商务部正式在昨日公布了基于RFI的评估报告。
　　RFI报告显示：
　　超过 150 家公司做出了回应，其中包括几乎所有的主要半导体生产商和主要汽车制造商。
　　2021年对芯片的需求非常高，比 2019 年的需求高出 20%。 业界预计未来六个月需求仍将超过供应。
　　目前绝大多数晶圆厂的利用率都在 90% 以上 ，这意味着我们需要增加更多的产能。
　　目前芯片库存中位数已从 2019 年的 40 天降至不到 5 天。 这些库存在关键行业甚至更小。
　　目前半导体瓶颈集中在几种特定类型的半导体产品和应用中：
　　汽车、医疗设备和其他产品中使用的传统逻辑芯片面临着最严重的短缺。
　　用于电源管理、图像传感器、射频和其他应用的模拟芯片需求量非常大，而且供不应求。
　　基板的供应，以及与芯片一起用于组装电子设备的二极管、电容器和其他组件，都面临着重大挑战。
　　一些公司提到通过代理商/分销商出售的半导体价格异常高昂。美国商务部正在调查这个问题。
　　对于晶圆产能的提升，目前没有任何明显的短期解决方案。
　　＂半导体供应链仍然脆弱，国会必须尽快通过‘芯片法案’。＂美国商务部长雷蒙多说：＂随着需求的飙升和现有制造设施的充分利用，从长远来看，解决这场危机的唯一解决方案显然是重建我们的国内制造能力。拜登总统提出了 520 亿美元来振兴我们的国内半导体产业，而我们等待这笔资金的每一天，都是我们进一步落后的一天。但如果我们解决这个问题，我们就可以创造良好的就业机会，重建美国制造业，并在未来几年加强我们在国内的供应链。＂
　　以下为美国商务部公布的半导体 RFI 报告全文：
　　1、概述
　　商务部将继续通过与国会接触以通过和资助 USICA，与私营部门协调以确保供应链内的透明度更高，以及继续解决半导体供应链的短期和长期挑战。早期警报系统，以帮助解决实时半导体供应链中断问题。
　　过去一年，拜登政府与私营部门合作，了解和解决全球半导体短缺问题。这些计算机芯片是越来越多产品的重要组成部分，从手机、汽车到医疗设备等其他关键商品。
　　半导体短缺被描述为是由一系列＂完美风暴＂造成的。在2020年之前，获得生产投入已经存在困难，包括用于制造旧品种芯片的半导体制造设备，以及用于电子组装的组件，如二极管、电容器和基板。
　　随着行业转向更多半导体密集型产品（例如电动汽车、5G），对芯片的需求也出现了潜在增长。新冠疫情大流行，急剧增加了对需要各种半导体的产品的需求，进而加剧了短缺的趋势。同时，部分供应也因为一些工厂火灾、冬季风暴、能源短缺和与 COVID-19 相关的停工等一系列黑天鹅事件而中断。
　　私营企业最有能力应对当前半导体短缺带来的近期挑战，方法是增加产量、进行供应链管理，以最大程度地减少中断，以及通过产品设计来优化半导体的使用。然而，鉴于半导体对美国经济安全的重要性，拜登政府正在尽其所能促进解决方案并克服在尾部风险时刻出现的高度协调挑战。
　　自去年春天以来，美国政府举办了半导体行业会议以促进合作，成立了供应链中断工作组以促进整个政府解决问题的方法，并启动了早期警报系统以监控半导体行业的生产中断。
　　政府与行业参与者合作，以提高供应链透明度，并建立长期合作伙伴关系。这些措施有助于缓解导致汽车制造商等行业停产和让工人休假的紧迫危机。但半导体供应链仍然脆弱。需求继续远远超过供应。
　　2021年9月，美国商务部发起了关于半导体供应链的信息请求（或＂RFI＂），为复杂的全球半导体供应链提供了新的见解。该部门收到了超过 150 多份回复，其中包括来自几乎所有主要半导体生产商和多个消费行业公司的回复。
　　2、主要发现：
　　买家强调的芯片需求中位数在 2021 年比 2019 年高出 17%，而且买家没有看到他们收到的供应量相应增加。这是严重的供需错配。
　　买家强调的半导体产品库存中位数已从 2019 年的 40 天下降到 2021 年的不到 5 天（见图 2）。这些库存在关键行业甚至更小。
　　RFI 使我们能够查明供需不匹配最严重的特定节点，我们将努力向前推进与行业合作，以解决这些节点的瓶颈。
　　全面紧缺的主要瓶颈似乎是晶圆产能，这需要一个长期的解决方案。
　　在接下来的几周内，美国将利用这些新信息让行业参与解决节点特定问题。美国还将调查有关这些节点异常高价格的说法。
　　RFI 结果清楚地表明：美国需要生产更多的半导体。国会必须为国内半导体生产提供资金，例如美国创新和竞争法，以解决美国长期供应挑战。
　　3、自2021年初以来的进展
　　产能利用率：自2020年半导体短缺开始以来，半导体公司显着提高了现有产能的利用率。具体来说，从 2020 年第二季度到 2021 年，半导体工厂的利用率超过 90%，这对于需要定期维护和大量能源的生产过程来说是非常高的（见图 1）。
　　图 1 - 自半导体短缺开始以来，半导体生产利用率一直远高于典型水平
　　半导体投资：半导体公司比以往任何时候都更快地投入更多资金来扩大产能。根据美国半导体行业协会在其 2021 年报告中预测，2021 年半导体行业资本支出 (capex) 将接近 1500 亿美元，2022 年将超过 1500 亿美元。相比之下，在 2021 年之前，该行业的年度资本支出从未超过 1150 亿美元。
　　这些数字反映在了最近的一些企业的投资公告，例如Intel计划投资200亿美元在俄亥俄州建立新的晶圆厂，以及Global Foundries 的新闻，其中包括在纽约建立新工厂的计划。重要的是，要注意这些投资需要时间才能转化为实际增加的产量。此前宣布的部分投资预计最早将于 2022 年下半年量产。
　　新的供应链合作伙伴关系：半导体生产商正以前所未有的创新方式与半导体客户合作。在白宫领导的行业会议之后，福特和 Global Foundries 最近宣布建立合作伙伴关系，以确定他们可以合作的方式，以创新未来的芯片并满足未来对汽车的需求。去年11月，通用汽车宣布与七家不同的半导体生产商建立类似的合作伙伴关系。这些公告表明，芯片消费者和生产商正齐心协力为供应链问题寻找创造性的解决方案。
　　COVID-19 监测： 与 COVID-19 相关的半导体生产中断在 2021 年普遍存在。这就是为什么美国政府针对与 COVID-19 相关的全球微电子制造停工设立了早期警报系统。该系统建立在三个支柱之上：早期发现、增强参与和透明度。
　　美国商务部、国务院和疾病控制与预防中心 (CDC) 继续密切合作，主动监控通过该系统标记的关键制造设施，并与盟友和合作伙伴合作实施有助于限制病毒传播的安全协议并尽量减少对员工和全球供应链的干扰。
　　最后，疫苗接种是最大程度地减少与大流行相关的干扰的最佳方式，这就是政府领导支持全世界接种疫苗的原因，承诺分享12亿剂安全、有效的疫苗。迄今为止，美国已向 112 个国家运送了超过 3.85 亿剂疫苗。
　　4、我们从 RFI 中学到了什么
　　RFI 证实，芯片的供需存在严重且持续的不匹配，受访者认为该问题在未来六个月内不会消失。对 RFI 做出回应的买家强调，2021 年对芯片的需求中位数比 2019 年高出 17%，而且买家没有看到他们收到的供应量相应增加。
　　确定的主要瓶颈是需要额外的晶圆厂产能。此外，这些公司还将原材料和组装、测试和封装能力确定为瓶颈。
　　对于采购面临最大挑战的半导体产品，响应 RFI 的消费者的库存中位数已从 2019 年的 40 天下降到 2021 年的不到 5 天（见图 2）。
　　这些库存在关键行业甚至更小。这意味着海外的中断可能会关闭一家半导体工厂 2-3 周，如果该工厂只有 3-5 天的库存，则有可能使美国的制造工厂瘫痪并让工人休假。
　　图 2 - 对于响应 RFI 的芯片消费者而言，半导体产品的消费者中位库存是收购面临的最大挑战
　　受访者还分享了他们对 2019 年至 2021 年半导体短缺的定性观点以及他们对 2022 年初短缺的预期。两个最大的主题是半导体需求高于最初的预测，以及外部因素，尤其是 COVID-19 相关的停产，造成重大问题。
　　5、瞄准最关键的芯片
　　除了上述总体趋势外，报告还介绍了 RFI 受访者的瓶颈主要集中在少数特定类型的半导体生产和应用，包括传统逻辑芯片（用于医疗设备、汽车和其他产品）、模拟芯片（用于电源管理、图像传感器、射频和其他应用）和光电芯片（用于传感器和开关）。
　　重要的是，要注意半导体并非都是平等的。因为有许多不同类型的半导体，一些是利用新的技术，另一些则利用的是我们多年来已拥有的老的技术。
　　半导体工艺＂节点＂标识了半导体的特定设计以及创建它所需的制造工艺。比如，汽车等终端产品需要几个不同的特定半导体节点。这意味着不将半导体视为具有一个通用供应链的一种产品，而是要将其视为许多不同类型产品的集合，每个产品都有自己的供应链，这些产品或多或少地存在严重的供需错配。此外，不同的终端产品具有不同的约束条件（例如，芯片设计的约束条件、更长的产品生命周期）。
　　报告确定的存在严重半导体供需错配的特定类型产品被关键行业使用，包括医疗设备、宽带和汽车。他们包括：
　　主要由传统逻辑芯片制成的微控制器，例如 40、90、150、180 和 250nm 节点；模拟芯片包括，例如，40、130、160、180 和 800 nm 节点；此外，还包括例如 65、110 和 180 nm 节点的光电子芯片。
　　6、为什么透明度很重要以及 RFI 的作用？
　　尽管自2021年初以来业界取得了一些进展，但半导体短缺仍然存在。这部分是由于半导体供应链的复杂性（见图 3）。生产者并不总是有明确的需求意识，芯片消费者并不总是知道他们需要的芯片来自哪里。这些障碍使开发解决方案变得更加困难。
　　这就是美国政府将整个行业聚集在一起并鼓励提高整个供应链透明度的原因。作为该努力的最新举措，商务部于去年9月启动了半导体 RFI，要求生产商和消费者提供信息，并广泛开展工作以确保行业对 RFI 做出回应。
　　图 3 - 半导体供应链的全球性和复杂性的说明性表示
　　对 RFI 的回复应在 11 月到期，美国商务部一共收到了 164 份回复，其中包括来自几乎所有主要半导体生产商和多个消费行业公司的回复。收到的信息的数量和质量都很高。
　　从下图4，我们可以看到，这164家进行回复的受访企业，其中54家来自于渠道商或终端用户（42%为汽车相关厂商、18%为医疗健康相关厂商），44家来自半导体及相关供应商，21家来自于材料和设备供应商。
　　图 4 – RFI 受访者按供应链中的角色细分，对于半导体消费者而言，按行业细分
　　后续行动
　　在接下来的几周内，美国计划将利用这些新信息让行业参与解决节点特定问题，将继续使用早期警报系统来监控与大流行相关的供应链中断并采取行动。
　　此外，美国还正在与未对 RFI 做出回应的公司以及那些回应不如同行全面的公司进行接触，以确保其最准确地了解导致供应链瓶颈的原因。美国商务部表示，＂相信我们会得到我们需要的信息。我们将继续使用我们掌握的工具来提高供应链的透明度，并确保这些公司不会故意利用这些短缺问题谋利。＂