“芯片短缺”何時休？臺積電、中芯國際和格芯應對供應難題放大招

（電子發(fā)燒友網(wǎng)報道 文/ 章鷹） 2021年，半導體芯片的短缺正在全球范圍內造成嚴重破壞，導致多家汽車廠商生產(chǎn)受到嚴重影響，福特、通用、豐田等汽車廠商近期因為芯片短缺而短暫停產(chǎn)，這給后疫情時代經(jīng)濟復蘇帶來不確定前景，日本和美國政府計劃在4月初召開供應鏈會議，美國總統(tǒng)拜登在最新提出的2萬億美元刺激計劃中，要求國會提供500億美元的補貼，促進美國半導體生產(chǎn)。

據(jù)市場預測公司AutoForecast Solutions最新統(tǒng)計，截至到2021年3月29日，全球共六家汽車制造商因芯片短缺而減產(chǎn)的汽車數(shù)量達到6.5萬輛。截至目前，芯片短缺已致全球汽車市場累計減產(chǎn)115.7萬輛。預計2021年全球汽車市場將因此減產(chǎn)超200萬輛。

汽車產(chǎn)業(yè)鏈圖表

SEMI專家對記者表示，芯片的開發(fā)研制，不僅是一輪新的變革，也是技術水平和供應鏈的較量。數(shù)據(jù)顯示，目前全球的芯片公司大部分在歐美，其中歐洲企業(yè)占比約37%，美國企業(yè)占比約30％，日本企業(yè)占比約25％。在全球20家頂級汽車半導體公司中，只有一家是中國公司。汽車芯片市場的主要參與者，包括意法半導體（STMicroelectronics），英飛凌科技（Infineon Technologies），恩智浦半導體（NXP Semiconductor），德州儀器（Texas Instruments）和東芝（Toshiba）。臺積電號稱提供全球汽車芯片70%的產(chǎn)能，下面的圖標清晰地顯示了汽車產(chǎn)業(yè)鏈上四個重要環(huán)節(jié)。

新冠疫情持續(xù)蔓延，消費者和企業(yè)對PC、手機、平板、服務器的需求大增也加劇芯片需求暴增。據(jù)摩根大通分析師最新表示，芯片缺貨情形至少持續(xù)一年，其估計，需求量高于供貨量30%。他還指出，晶圓廠預期需要至少3-4季時間趕上需求，再花1-2季時間讓客戶補貨到正常水平。

臺積電、中芯國際和格芯作為全球三大主要代工廠，在這次全球芯片危機當中，采取哪些有效措施來補足產(chǎn)能？未來三年，對于晶圓生產(chǎn)領域采取了哪些投資舉措？筆者為你詳細分析。

占據(jù)70%汽車芯片產(chǎn)能的臺積電火力全開，未來三年投資1000億

從蘋果到高通，再從Nvidia到AMD，全都依賴臺積電作為全球首選的半導體代工廠。不管是智能手機、智能冰箱到智聯(lián)網(wǎng)聯(lián)汽車，幾乎每個現(xiàn)代電子產(chǎn)品都能找到臺積電生產(chǎn)的芯片。

據(jù)Trendforce最新發(fā)布的調研報告顯示，2021年第一季度臺積電、三星、聯(lián)電、格芯、中芯國際位居全球五大代工廠。TrendForce集邦咨詢旗下半導體研究處表示，2021年第一季全球晶圓代工市場需求旺盛，面對終端產(chǎn)品對芯片的需求居高不下，客戶不斷加大拉貨力道，使晶圓代工產(chǎn)能供不應求狀況延續(xù)，因此預估各業(yè)者營運表現(xiàn)將持續(xù)走強，預估第一季全球前十大晶圓代工業(yè)者總營收年成長達20%。

臺積電總裁魏家哲認為，當下全球缺芯主要是三大原因造成：一、天災，疫情和極端天氣，疫情讓人們遠程辦公和居家娛樂時間變長，德州大雪和日本發(fā)生地震，導致芯片廠產(chǎn)能受損，汽車缺芯情況頻出；二、中美貿(mào)易戰(zhàn)導致供應鏈及市占率的不確定性，比如華為不能獲得芯片，其他智能手機廠商瘋狂下單要芯片生產(chǎn)手機；三、數(shù)字化轉型加速，5G、智能汽車興起讓芯片需求暴增。

3月31日，臺積電總裁再對下游IC設計客戶的一封信中寫道，臺積電的晶圓廠過去一年一直以超過100%的利用率運行，但還是供不應求。應對半導體供應危機，他分析了臺積電三點解決之道。

一、臺積電宣布將從2021年12月31日起，暫停晶圓價格的年度降價，時間將維持4個季度。據(jù)悉，3月31日，力積電、聯(lián)電已經(jīng)針對晶圓代工價格將在4月漲幅10%。特別是TDDI供不應求，去年第四季度價格已經(jīng)上漲15%-20%。

二、臺積電將在未來三年投資 1000 億美元來增加產(chǎn)能，并且支持高端制程技術的研發(fā)。比如臺積電計劃今年支出250億至280億美元，用于開發(fā)和生產(chǎn)先進芯片。2020年5月，臺積電（TSMC）已經(jīng)宣布了計劃在亞利桑那州建立自己的120億美元工廠的計劃。臺積電可能在美國設廠不止一個，有可能高達6個晶圓廠。臺積電在招聘數(shù)千名新員工，許多新工廠也在建設中。

三、臺積電將會在現(xiàn)有的晶圓廠中，同時擴充高端制程和成熟制程兩種技術的產(chǎn)能。

中芯國際2020年財報亮麗，三大晶圓廠持續(xù)推進

3月初，中芯國際董事長周子學對媒體表示，全球疫情導致人們對萬物互聯(lián)需求井噴，芯片用量超乎預期。去年全球半導體銷售額達到4390億美元，同比增長6.5%，國內根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會的初步統(tǒng)計，2020年全年中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售同比增長17.8%，預計2021年增長勢頭還將持續(xù)。

3月31日晚間，中芯國際發(fā)布2020年全年財報。報告顯示，中芯國際2020年營收274.71億元， 同比成長24.8%；歸屬于上市公司股東凈利潤43.32億元，同比增長141.5%；實現(xiàn)扣非凈利潤16.97億元，扭虧為盈，去年同期凈虧損5.22億元。營業(yè)收入和凈利潤都是5年最高點。

財報披露，2020年晶圓銷售數(shù)量從2019年500萬片約當8英寸晶圓增加13.3%至2020年570萬片約當8英寸晶圓；平均售價由2019年的4269元增加至2020年度內的4733元。

中芯國際2020年營收占比分析

圖：電子發(fā)燒友根據(jù)公開資料整理

從制程節(jié)點來看，90nm及以下制程產(chǎn)能為中芯國際最主要營收來源，占比58.1%，相比之下2019年占比為50.6%。其中，55/65nm技術、28nm及14nm技術的收入貢獻比例均實現(xiàn)攀升。55/65nm技術營收占比由2019年的27.3%增加至2020年的30.5%；28nm及14nm技術的收入貢獻比例由2019年的4.3%增加至2020年的9.2%。

2021年到2022年，擴產(chǎn)成為中芯國際產(chǎn)能爬坡的主旋律。日前，中芯國際資深副總裁，中芯北方總經(jīng)理，北方集成電路技術創(chuàng)新中心董事長張昕表示，將近一年時間驗證了市場的需求，中芯國際要放開建設擴充產(chǎn)能。產(chǎn)能嚴重短缺是最頭疼的問題，2021、2022年如果國內工廠不擴展，產(chǎn)能短缺的影響還會惡化。在擴產(chǎn)過程中，中芯國際將與戰(zhàn)略合作伙伴展開積極的合作。

據(jù)悉，2020年，中芯國際資本開支主要用于上海300mm晶圓廠（擁有實際控制權）、北京300mm晶圓廠（控股）、天津200mm晶圓廠（控股）擴產(chǎn)。2021年3月12日，中芯國際與深圳市人民政府簽訂合作框架協(xié)議，雙方同意中芯國際和深圳政府（透過深圳重投集團）（其中包括）以建議出資的方式經(jīng)由中芯深圳進行項目發(fā)展和營運。

依照計劃，中芯深圳將開展項目的發(fā)展和營運，重點生產(chǎn)28納米及以上的集成電路和提供技術服務，旨在實現(xiàn)最終每月約4萬片12吋晶圓的產(chǎn)能，預期將于2022年開始生產(chǎn)。最終協(xié)議簽訂后，項目的新投資額估計為23.5億美元（約合153億元人民幣）。

格芯今年投資14億美元擴廠，明年投資加倍

據(jù)美國CNBC網(wǎng)站最新報道，全球第三大代工廠格芯決定今年投資14億美元擴建其旗下的晶圓廠產(chǎn)能，格芯CEO Tom Caulfield對媒體表示，2022年晶圓廠的投資還會再增加一倍。

Tom Caulfield強調說，公司現(xiàn)在的晶圓產(chǎn)能已經(jīng)100%被預定，估計芯片短缺真正解決要等到2022年，芯片荒才能真正緩解。他預期，公司將在2022年開展公司股票的公開上市。

格芯是總部位于美國的最大的芯片代工廠，在美國，德國和新加坡設有工廠。它為AMD，高通和Broadcom等設計公司刀工芯片。目前，這是阿布扎比政府所有的私人公司。Caulfield說，該公司正在考慮在2022年上半年或更早進行IPO。

5G的快速推進，消費電子也受到了芯片短缺的嚴重影響，蘋果、小米、OPPO等有全球影響力的消費電子制造商都紛紛喊出芯片短缺的呼聲，格芯發(fā)言人警告說，要增加市場上的芯片數(shù)量還需要數(shù)月的時間，產(chǎn)能的提高對長期投資是有意義的?！跋朐黾赢a(chǎn)能，這需要12個月的周期?！盋aulfield說。

“半導體行業(yè)預計未來五年的年增長率為5%。我們預計現(xiàn)在將近翻一番。”Caulfield說?！斑@不是一次性的轉變，而是結構上的轉變，對半導體的需求普遍都在加速增長?！?br />

小結：

全球半導體力量正在隨著生產(chǎn)能力的變化產(chǎn)生急劇變化。據(jù)外媒報道，美國占全球半導體產(chǎn)量的比例從37%下降到2020年的12%，歐洲的比例從35%下降到目前的9%，中國的比例幾乎從零上升至15%，最近10年將預期達到24%。當然半導體擴產(chǎn)當中，半導體設備和先進制程重要節(jié)點的卡脖子情況還是很大不利因素。

隨著中芯國際、華虹半導體、華潤微、士蘭微、長江存儲、合肥長鑫、斯達半導體、海思、中興微電子、紫光展銳等一大批中國優(yōu)秀IC代工企業(yè)和IC設計企業(yè)的不斷成長，相信未來我們可以看到更有意義的全球半導體版圖變化。