华为中芯的蝴蝶效应，传统车企的迟到觉悟，台湾半导体的举足轻重

　　编者按：芯片制造已在当今世界经济体系中，占据举足轻重的地位，半导体领域的蝴蝶连锁效应，可以影响全球供应链的格局，这是芯片代工企业拥有崇高地位的时代。
　　2021年伊始，汽车芯片缺货开始影响这个传统基础工业。
　　由于全球车用芯片严重短缺，大众集团旗下的豪华品牌奥迪（Audi）被迫延后一些高价位车款的生产，并且让超过1万名员工放无薪假。
　　很多核心车载芯片连花钱也已经买不到了。大众、丰田、福特、菲亚特、日产等全球知名车企纷纷宣布因为芯片缺货，将不得不进行减产。斯巴鲁甚至直接宣布日本的两家工厂将因为芯片断货导致停产。
　　根据数据提供商AutoForecast Solution的数据，截至目前，已经停产超过280,000辆汽车。而根据IHS Markit预测，最终将有多达500,000辆汽车受到影响。
　　芯片的供不应求，随之导致的就是整个产业链的涨价潮。无论是原材料供应商、晶圆厂、封测厂还是代工厂，国内外各大半导体公司几乎全数发布涨价公告，涨价幅度普遍在 5%-20%区间，部分紧缺产品甚至涨价幅度超过50%。但事实上，涨价仍然改变不了芯片产能紧张的现状。
　　汽车制造商和供应商将直面苹果、三星、华为等智能手机制造商，就芯片生产供应展开竞争。芯片产能使车企陷入窘境，原因何在？
　　2020年，影响科技和经济的主导元素是：疫情和世界最大两个经济体之间的科技地缘状态。
　　电子行业需求迅猛增长
　　云端服务、服务器、笔记本电脑、游戏及医疗科技需求成长，5G、物联网、汽车及人工智能（AI）快速发展，对晶圆代工和半导体产业链的规模提出更高的要求。市场研究机构 TrendForce 预估2021年的晶圆代工产值可望再创新高，年成长近 6%。
　　尤其是随着5G应用渗透率扩大，比如5G手机需要的半导体原件含量，较4G时代高三、四成，部分芯片用量更是倍增，手机的多镜头趋势，更是导致电源管理IC、驱动IC、指纹辨识芯片、图像感测器（CIS）等需求大开，尽管很多芯片并不要求先进制程技术，主要采用8吋晶圆生产，但这导致最成熟的8吋晶圆代工，持续供不应求。
　　半导体供应商将生产线转向为优先服务消费电子等高增长率的行业，导致汽车业客户芯片供应不足。
　　芯片产能扩充速度带不动庞大需求
　　芯片代工产能不足，也在于芯片生产规模增加十分有限，除了台积电积极扩充5nm等先进制程产能外，近年来其它晶圆代工厂几乎没有增加产能，过去五年产能成长率不到5％ ，虽然预计今、明两年的全球晶圆产能需求成长率能够达到30～35％，但2022年之后5G及AI大量多元化又会带动庞大需求。
　　车用芯片本来的体量较小，话语权小
　　鉴于目前只有10％的半导体产能，用于汽车零部件生产，为此汽车制造商的影响力，就不如消费电子巨头比如苹果、高通。车用芯片的缺货几乎无法立即修复，最乐观的短缺预计至少会持续六个月。
　　汽车行业在变革中，车企误判激增的芯片需求
　　近年来，众多科技巨头跨界介入传统汽车行业，美国五大科技巨头谷歌母公司 Alphabet、苹果、亚马逊，微软、Facebook，已有 4 家涉足了自动驾驶领域，数十亿美元投资涌入电动汽车、氢燃料汽车，全球似乎已经步入一个汽车的新时代。
　　这会产生一个错误的预期判断，导致传统汽车巨头，都忽视了对普通汽车芯片的投资，对成熟芯片供应链的保护。而这些芯片恰恰是汽车实现动力控制、刹车和打开车窗等必要功能所必需的组件。与此同时，一些芯片制造商生产规模尽管不足，仍将资金投向了利润率更高的业务。结果就是，整个汽车芯片领域明显处于供需失衡的状态。
　　华为中芯带给半导体行业的蝴蝶效应
　　华为中芯在逆全球化趋势下的影响是不可忽视的，传统车企读懂后这一切的时候，似乎已经太晚了。华为中芯带给半导体行业的蝴蝶效应
　　曾经一度，苹果式的轻库存策略，成为西方卓越的企业经营理念，但这一切，毁于西方强烈的不自信，大兴科技逆全球化的进程，半导体供应链受到严重影响。
　　危机意识使得华为2019年花费了234.5亿美元，库存芯片、组件和材料，比去年增长了73％。2020年华为除了占用了台积电相当长时间的5nm产能，也储备了更多的其他元器件。
　　这导致其他消费类电子厂开始改变其库存策略，比如小米和OPPO等为保证各自的产品在未来，尽量小的受到影响，开始积极向IC设计商和晶圆代工厂下单抢产能。在事实上，拉高了库存水位，此举无疑已经排挤到包括车用芯片在内的晶圆产能。
　　高通及博通是中芯国际的前两大海外客户，主要关联业务是8吋晶圆、0.18微米制程生产的电源管理IC，28纳米射频元件。其中，高通每年在中芯国际至少下单60万片的电源管理IC晶圆，几乎占了高通自己供给量的四成。
　　有传言：考虑到中芯国际会收到＂实体清单＂的影响，中芯国际的客户高通、博通曾经计划将部分订单转移到台系晶圆代工厂。12月初，业内传出消息称，联电已经拿到了高通的成熟制程大单。这使得原本吃紧的8吋晶圆产能早就塞爆，而8吋晶圆是车用芯片的主要规格。
　　中芯的问题或将进一步加剧目前晶圆代工市场的产能紧缺问题。台湾芯片产业链崛起
　　台湾在世界经济中的作用很大程度上不为人所知，直到最近由于汽车工业的芯片短缺，台湾才逐渐受到全球市场关注。
　　台湾不是半导体供应链中的唯一参与者。比如美国在EDA 芯片设计软件和半导体设备领域，占据主导地位。荷兰的ASML拥有制造先进芯片所需的EUV光刻机的独家垄断权，而日本是设备，化学原料和硅片的主要供应商。但中国台湾半导体已经凭借其代工能力，成为全球举足轻重的产业聚落。
　　台湾半导体在三大领域做到了世界顶尖：晶圆代工市占合计超过60％，稳居全球第一；封测全球市占率超过30％，同样位居世界第一；IC设计则以21.7％的市占率，紧追美国、位居第二。
　　因为把持着全球供应链的瓶颈位置，全世界都依赖台湾的半导体代工制造。台积电这样的代工企业，是站在苹果、高通、AMD背后真正的巨头。美国、欧洲和日本的汽车制造商正在千方百计地寻求台湾半导体企业的特别照顾。
　　随着台积电不断增长的先进芯片制程的把控力，全世界饥渴万分地需要耗能更少、面积更小、功能更强大的芯片。台积电通过研发的巨大投入，拥有世界无二的芯片制造技术和产能，台积电今年的资本支出高达280亿美元，这确保了它将保持领先地位。血的教训，没有产能的IC设计会很辛苦
　　IC设计+晶圆代工产业模式，本来意味着分工明确，效率越来越高，但现实环境开始变得残酷。IC设计扎堆涌现，这在客观上也推升了产能吃紧程度。
　　传统上，只有晶圆代工厂、封测厂和IDM才会购买半导体设备用于自家的生产。但是为了保证产量，IC设计大厂联发科自掏腰包16.2亿元新台币采购了一批半导体设备，租给晶圆代工厂力积电抢产能。
　　2020年也许将是一个转折点，大陆的IC设计企业数量出现了爆发式增长，数量从2015年的700多家猛增到2019年的1780家。实际上中国低端芯片设计过剩，属于红海状态，我们的芯片产业正在呼喊回归理性。
　　据《电子工程专辑》姊妹媒体《国际电子商情》报道，全球晶圆代工产能供不应求，包括台积电、联电、世界先进、力积电等代工厂四季度订单满载。坊间也有这样的传言：一芯片设计公司老总，为了拿到产能竟给代工厂的高管下跪。
　　中国自主品牌98%以上的车载半导体来自于欧美供应商，在货源受限的情况下，进入无限期停产状态。部分自主品牌不得不修改车载半导体的标准，改用1990-2000年代的淘汰产品。产能紧张为我国代工厂带来机遇
　　我们谈论了太多的中芯国际，其实大陆还有其他晶圆代工厂。他们或发展自己的特色工艺，或不断向先进制程进发，用自己的一份力量点亮大陆晶圆代工产业。8英寸级芯片也是大陆芯片的主力代工产品。
　　中芯国际在成熟工艺上，有价格优势。45纳米及以上的节点占据了相当了份额（即超过90％），中芯国际2020年第三季度月产能为51.02万片，当季产能利用率为97.8%。
　　华润微去年三季度以来，8英寸产线满载，实现90%以上的利用率。
　　华虹半导体三座8英寸厂在第三季度的产能利用率达102%。
　　产能饱满推动公司市值水涨船高。Wind数据显示，2020年，华虹半导体、中芯国际（H股）、华润微市值累计涨幅分别为148%、85%、49%。结语
　　最近的半导体行业，没有什么话题比缺货更能引起共鸣。
　　半导体产能紧张已从晶圆代工传导至封测，以及材料供应商、终端厂商等。5G发展，带动5G消费类电子制造的需求，连带让电源管理IC需求倍增，疫情也使得桌面级计算产品和云服务的需求激增。
　　半导体和电子行业是无法抑制的全球性行业，保证芯片产能，提升我们芯片制造的内循环能力是我们当前必须应对的挑战。