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    外媒:芯片短缺比你想象的更严重——这里有你需要知道的一切

    来源:中国存储网 2021-11-30 01:03半导体

    外媒:芯片短缺比你想象的更严重——这里有你需要知道的一切

    硅芯片无疑是让世界运转的机器的一部分,但在2020年,多种因素共同导致整个芯片行业陷入困境。  

    随着 Covid-19 抬起丑陋的脑袋并造成严重破坏,世界上大部分地区都关闭了——但冠状病毒并不是随后出现问题的唯一原因。 

    规划不善是一个主要因素,特定行业之间的竞争也是为了吸引芯片制造商的注意力,甚至自然灾害也有影响——简而言之,全球芯片短缺比你想象的更复杂。

    主要因素

    回过头来看,芯片短缺的原因不可能一两个,因为一连串的问题在错误的时间聚集在一起。

    但分析公司 IDC 半导体集团项目副总裁马里奥·莫拉莱斯 (Mario Morales) 表示,首先,硅芯片制造商缺乏动力去建造足够多的代工厂来满足汽车制造商和其他厂商的需求。莫拉莱斯声称没有人在投资“传统技术”,尽管这些技术已经过时,但在许多行业中仍然发挥着重要作用。

    他解释说,在大流行期间,汽车行业的原始设备制造商 (OEM)“取消了许多供应链的订单”。“因此,许多心怀不满的供应商发现,尽管有大流行,但其他市场仍然表现良好。”

    但问题可以追溯到更远的地方。例如,2018 年秋季,美国对中国实施贸易制裁。这导致华为作为中国最大的智能手机制造商之一,在这些制裁实施之前就下了巨额芯片订单。苹果和其他公司也纷纷效仿,以免被甩在后面——然后大流行就开始了。

    大流行的封锁在硅短缺中发挥了作用也就不足为奇了,但它也影响了其他领域。几乎任何有电池或插入墙壁的东西都使用基于芯片的技术。

    例如,随着许多消费者开始购买他们通常不需要在家工作的产品,对云计算服务的需求激增——许多企业也在这样做。

    智能手机仍然是世界上最受欢迎的电子商品,因此需求仍然很高,加密爱好者和企业家抢走了图形处理单元 ( GPU )。

    还有哪些因素导致了全球芯片短缺?

    许多其他潜在因素也导致芯片短缺,半导体等项目的复杂性也是一个重要因素。 

    英特尔前任老板克雷格·巴雷特 (Craig Barrett) 表示,该公司的微处理器是人类制造过的最复杂的设备。这个过程非常微妙,以至于建造半导体的房间比医院的手术室还要干净。在手术室中,一立方米的空气中含有 10,000 个空气污染颗粒。在一个建造半导体的房间里,他们每立方米只允许 10 个。 

    所以制造硅芯片并不容易,但做这件事的人才华横溢,并有优秀的资源作为后盾。那么,真正的问题是什么?

    无论制造半导体容易还是困难,事实是这个过程需要数十亿美元和大量时间。如果你在这个过程中偏离了一小部分,你很可能会输给另一家制造商。

    制作一个芯片从头到尾大约需要三个月的时间,涉及百万美元的机器。还涉及熔融金属和激光,因为您将硅晶片变成晶体管,为您的计算机、智能手机或其他智能设备供电。 

    最后,半导体行业无法控制的多种因素也发挥了作用。德克萨斯州的停电和台湾的干旱也是造成短缺的原因,德克萨斯州的大部分芯片制造都在那里完成。

    由于政府命令,全球最大的芯片制造商台积电也不得不削减其用水量(对芯片生产至关重要)。台湾占全球全球芯片代工总收入的60% 以上,该国无法保持其通常的产量。

    哪些行业受影响最大?

    汽车制造商实际上已经停滞了一年多,情况可能会变得更糟。大多数美国汽车制造商的芯片制造都在东南亚爆发,明年可能会对该行业造成更大的打击。

    越南、菲律宾和马来西亚等国的生产因疫情停产,但美国汽车制造商严重依赖这些国家的生产线保持运转,因为本土晶圆厂仅占芯片制造的 12.5%。

    另一个受苦的行业是消费电子制造。例如,苹果供应商鸿海精密工业表示,其约10% 的出货量将受到影响。与此同时,小米表示,由于全球芯片短缺,其智能手机的价格将上涨。

    苹果的 MacBook 和 iPad 产品也遇到了生产问题,3 月份,三星宣布其新款 Galaxy Note 将无限期推迟。

    最新数据显示,智能手机销量同比下降 6%,这是因为生产停滞,在某些情况下甚至停产。最重要的是,芯片制造商正在提高价格以防止过度订购——这是否会影响明年智能手机的价格还有待观察。 

    三星和苹果等智能手机制造商避开了微芯片短缺的最初子弹,他们比汽车行业更早地看到了即将到来的情况——尽管一些问题仍在出现。

    然而,汽车行业和其他行业正在迎头赶上。埃森哲全球半导体主管 Syed Alem表示:“智能手机公司受益于汽车业务留下的额外产能,当汽车需求增长快于预期时,这导致汽车行业出现芯片短缺。”

    “现在汽车行业和其他行业正在迎头赶上并开始收回他们放弃的产能,半导体供应的竞争非常激烈。这给智能手机芯片带来了供应压力。”

    由于被压抑的需求和消费者前景的改善,2021 年第一季度全球智能手机销量增长了 26%。但是,芯片制造商无法满足需求,并且到年底可能不会改变。 

    对价格的影响

    随着智能手机可能的价格上涨,其他几种产品由于短缺而变得更加昂贵。

    一些专家表示,自全球芯片短缺开始以来,GPU 和CPU 的价格一路飙升,在大多数市场,后者的价格比厂商建议零售价高出约 50%。

    仅在 2021 年 3 月至 5 月,GPU 的价格就上涨了 14%,Nvidia 的 RTX 3060 和 RTX 3080 GPU 的售价是其 MSRP 的四倍,而 RX 6700 XT 或 RX 6900 XT 的售价是 MSRP 的两倍。 

    导致 GPU 和 CPU 价格上涨的三个主要因素:黄牛、供应链问题和经销商强硬。

    我们已经涵盖了价格上涨,但对于许多制造商来说,这样做还有另一个原因:他们希望防止黄牛以 MSRP 购买 GPU,然后哄抬市场。

    尽管他们不控制 CPU 和 GPU 的定价,但分销商或多或少会强迫零售商购买捆绑产品。简而言之,他们告诉零售商特定的 CPU 或 GPU 只有在他们同时购买 X、Y 和 Z 时才可用。反过来,零售商提高 GPU 或 CPU 的价格,以抵消他们为了获得所需的 GPU/CPU 而不得不支付的额外产品。或者,您会看到零售商在客户不需要此类产品时试图推出捆绑销售 - 这种涓滴效应无助于当前的芯片短缺情况。

    然而,还有更多。制造工厂 (fabs) 可以制造和供应的芯片数量有限。分别为 Nvidia 和 Advanced Micro Devices (AMD) 供货的三星和台积电 (TSMC) 目前无法生产更多 GPU。此外,基板、原材料、GDDR 内存和组件都存在问题。这也是为什么 GPU 的价格比 CPU 飙升得更快的原因。

    黑色星期五和圣诞节

    假期即将来临,全球芯片短缺将在其中发挥作用。您无法准确预测黑色星期五的产品会发生什么,但您可以采取一些策略来缓解问题。 

    由于 Covid-19 在制造许多商品的东南亚仍然普遍存在,因此与过去几年相比,您可以预期货架会变得更加空旷。由于缺乏人力、供应短缺和更长的运输时间,您还可以预期几乎所有商品的价格都会继续上涨。 

    评论员还预测,到 2021 年底,商品价格将继续上涨,许多零售商将缩减典型的黑色星期五销售和促销活动。

    圣诞节也可能会受到影响,零售商在货架上摆放儿童玩具,尤其是带有电子芯片的玩具时面临问题。Sky Castle Toys 负责人 Lev Nelson 表示,除了芯片短缺本身,玩具公司经常被汽车、智能手机和洗衣机等利润率更高的产品推到半导体生产线的后面。 

    为避免在黑色星期五和圣诞节之前或之前被哄抬物价,您应该现在就开始购物。越早越好,尤其是对于使用硅芯片的任何东西。

    还有哪些产品受到影响?

    据高盛称,全球芯片短缺已触及169 个不同行业。任何在半导体芯片上花费至少占 GDP 1% 的行业都会受到不利影响——汽车行业的支出占其 GDP 的近 5%。

    另一个受到特别严重影响的领域是电信。自芯片短缺开始以来,电信运营商一直在努力满足订单,卫星和电信经销商以及互联网出版、广播和网络搜索门户网站也是如此。

    在批发贸易领域,专业和商业设备供应也受到重创,企业因供应链问题无法完成订单。 

    由于芯片短缺,二手车和租赁公司也不得不做出调整,68年来首次出现二手车年度价格上涨,2021年价格上涨近10%。

    芯片短缺何时结束?

    虽然许多人预测全球芯片短缺可能会在 2022 年的某个时候结束,但英特尔首席执行官 Pat Gelsinger 预计它要到 2023 年才会结束。在接受CNBC采访时,Gelsinger 说:“我们现在处于最糟糕的境地;明年每个季度,我们都会逐渐好转,但直到 2023 年我们才会看到供需平衡。”

    然而,AMD 首席执行官 Lisa Su 认为短缺将在 2022年的某个时候结束。她说生产会吃紧,“[但会] 明年好转,不是立即,但随着更多工厂的出现,情况会逐渐好转。”

    Gelsinger 表示,这不仅仅是缺少芯片,而是“部件的组合”。 

    “我们称之为匹配集,我们可能有 CPU,但你没有 LCD,或者你没有 Wi-Fi。数据中心特别挣扎于一些电源芯片和一些网络或以太网芯片,”他解释说。

    解决全球芯片短缺的一种方法是物联网 (IoT)。

    物联网技术可以收集数据并使用它来防止未来的芯片短缺,拥有“智能”连接设备的芯片制造厂能够使用实时数据,允许其生产团队的所有成员做出明智的决策,从而减少浪费,加快速度缩短交货时间并提高产品质量。 

    下一代创新也可以发挥作用,例如,GaN 半导体平台的重量将减轻 3 倍、体积缩小 3 倍、充电速度提高 3 倍——综合效应可节省 40% 的能源成本。

    供应商基础的多元化也有助于缓解芯片短缺或防止未来再次出现。在紧急情况下需要额外芯片时,与分销商、经销商和贸易商建立战略关系会有所帮助。 

    芯片制造行业将何去何从?

    未来几年,将出现多种技术,从 200 毫米(成熟/传统技术)和更新的 300 毫米(用于尖端芯片)。

    只追求这些途径之一可能会使芯片短缺的时间更长——但建造更多的 200 毫米晶圆厂和 300 毫米晶圆厂将使我们摆脱困境。

    2020年,200毫米晶圆厂有212家,预计到2022年总共有222家。2020年300毫米晶圆厂有129家,专家预计到2022年总共有149家,这种增长趋势预计将在未来继续十年。

    价值 520 亿美元的美国创新和竞争法案还应通过向芯片制造公司提供补贴来帮助筹集资金——如果它通过国会,以及 2021 年 2 月 24 日签署的拜登行政命令。

    最后,美国和中国之间正在进行的贸易战将半导体芯片视为关键的棋子。

    2020 年 9 月,美国前总统特朗普对中国最大的芯片企业中芯国际 (SMIC) 实施进口限制,迫使中国在别处采购零部件并重新改造供应链,导致对美国和其他地方的芯片进口大幅放缓.

    这对国家安全意味着什么?

    “[芯片短缺是]对供应链的挑战,可能对我们国家的安全构成威胁,”美国国土安全部负责网络、基础设施、风险和弹性的前助理部长马特海登告诉奇特新闻

    根据海登的说法,美国的信息系统、防御系统和敏感电子产品是政府用于国土安全的东西,所有这些都受到短缺的影响。 

    半导体的出货量增加了 200 多天。“我们正在寻找从 200 天到过去一年的特定芯片,这些芯片的范围从消费电子产品到世界各地的主要制造,”海登说。

    一位匿名消息人士告诉福克斯新闻调查组,谁在下一代半导体产品竞赛中获胜,谁就将拥有极其强大的军事力量,成为全球经济力量,并可能主宰地缘政治版图。

    也有人认为中国可能试图接管台湾,台湾是全球最大的芯片制造商,占亚洲芯片制造产量的 63%。如果中国真的试图军事接管台湾并取得成功,它将成为现代世界未来的关键。

    我们从这里去哪里?

    全球芯片短缺的最初迹象已经过去一年多了,多个行业的公司都受到了影响,并且在未来几周和几个月内还将继续受到影响。

    除非出现更多自然灾害,例如干旱和严重的冬季风暴导致电力中断,否则供应应该会在 2022 年初开始好转——但总体情况看起来不会在明年年底或年初恢复正常2023 年。可以采取一些措施来扭转船舶或至少减轻其进一步沉没,我们可以采取这些措施。 

    我们不确切知道未来会怎样,但全球芯片短缺将在某个时候结束。它只会比任何人最初想象的持续更长时间。

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