集成電路是現代信息化產業的基石，並高度融合到社會發展的各個領域。隨著數字化轉型的加快，網絡通信、工業、消費電子、汽車等領域的強勁增長將推動半導體集成電路快速發展。

但市場規模快速增長的同時，半導體行業隱憂不斷，波瀾四起，缺芯、價格上漲的現象發生在全球主要經濟體、主要應用領域中，汽車、智能手機、消費電子等領域都出現了不同程度的芯片短缺問題，此外，缺水、停電、疫情防控等情況也給半導體行業帶來了沉重壓力。

缺芯具有普遍性，汽車芯片短缺最為突出

目前芯片短缺具有普遍性，Strategy Analytics 射頻& 無線元件服務總監Christopher Taylor 表示，芯片短缺影響了數字處理器、顯示驅動、Wi-Fi 和藍牙soc、網絡芯片、DRAM 和其他用於消費電子、個人電腦和網絡設備以及汽車的芯片，其中汽車受到的影響最為嚴重，缺芯現像也是從汽車行業蔓延至其他領域的。

賽迪顧問集成電路產業研究中心高級分析師楊俊剛也表示，全球芯片短缺問題確實比較突出，主要是汽車電子芯片的缺貨量最為嚴重，其中以MCU 缺貨為主，傳感器和功率半導體相對MCU 缺貨較輕。同時包括CPU、FPGA、5G 天線、濾波器等芯片產品都出現了缺貨的現象，存儲器DRAM、NAND FLASH 等標準型產品影響較少。

據Susquehanna Financial Group （SIG） 的最新研究顯示，5 月整體芯片交期為18 週，較4 月增加7 天，這是2017 年SIG 開始追踪以來最長的交貨時間，比2018 年的高峰多逾一個月。這樣也表明了芯片製造仍難以跟上需求。

SIG 分析師還表示：儘管芯片整體交期延長，但某些領域正開始趕上需求。微控制器（MCU） 交期減少了一個多星期，而類比IC 交期延長的速度也正在放緩。但顯然，這點微末的向好趨勢並不能縮短產業鏈恢復生態的調整週期，那麼這場罕見的缺芯現象究竟是如何產生的？

半導體短缺將持續到2023 年

楊俊剛指出，全球缺芯原因主要是由多個因素疊加構成：

一是受疫情影響，全球汽車廠商出貨預期下調，減少晶圓代工廠的訂單，疫情后續汽車市場復甦早於預期，汽車電子廠商想要調整產能比較困難，因為之前減少的產能已經被其他產品所佔據。

二是為積極應對疫情，加大了對防疫物品的需求量，晶圓代工廠優先安排生產防疫物品所需要的芯片。

三是受幾大手機廠商瘋狂備貨的原因，晶圓代工廠紛紛為利潤高的手機芯片調整產能，導致其他芯片出貨受影響。

四是隨著新一代信息技術的快速發展，疫情時期對電子產品需求量的增加，尤其手機、網絡設備、娛樂產品的銷量提升，加速提升了對芯片的需求。

五是受疫情、地震、斷電、風暴等非人為因素影響，導致部分晶圓代工廠停產，在重新啟動需要1 個月至2 個月的調整期，全球整體的晶圓產能大受影響。

Strategy Analytics手機元件技術服務副總監Sravan Kundojjal在形容缺芯的嚴重程度時這樣說到：“幾乎每個行業都受到短缺的影響，前沿芯片和成熟節點芯片都存在不足。半導體短缺致使幾乎所有公司的營收都受到了打擊，例如，由於供應短缺，蘋果將在2021年第二季度損失30億至40億美元的收入；三星由於2021年第一季度得克薩斯州的暴風雪，也損失了非常可觀的收入；成熟的節點芯片出現了巨大的容量緊縮。目前，業內大多數公司預計半導體短缺將持續到2023年。”

半導體行業仍需要2-3 年的時間來實現供需完全再平衡

全球產業鏈將如何應對缺芯現象？對此，IT 互聯網分析師、釘科技創始人丁少將表示，應從兩個方面應對缺芯，一方面是積極擴充產能，另一方面是進行產能和產品結構調整，使資源向短缺更為嚴重的產品傾斜。

在擴展產能方面，目前全球對缺芯問題高度關注，得益於各國政府的強勢推動及產業界各方的努力，各大晶圓代工廠產能持續滿載，晶圓代工廠包括台積電、三星、聯電、格羅方德、中芯國際等廠商都在積極擴產，通過增加產能來應對缺芯。全球Fabless 大型企業還通過自己購買或租賃設備來幫助晶圓代工廠進行擴產，以保證產能。例如，聯發科在去年11 月就曾宣布斥資3.72 億元向泛林半導體、佳能株式會社以及東京威力科創等設備廠商購買芯片製造設備，租給晶圓代工廠—— 台灣力晶積成電子製造股份有限公司使用。高通（Qualcomm） 和恩智浦（NXP） 等半導體供應商也試圖通過與代工夥伴簽訂長期協議來獲得更多產能。

Christopher Taylor 表示，要增加產能超過5% – 10% 左右，通常需要擴大生產潔淨室的地板空間和增加新設備，這是一項昂貴且耗時的工作。電子產品生產商在某些情況下能夠找到芯片的替代供應來源，或重新設計他們的產品，以使用更廣泛可用的芯片，這幾乎是不可能實現的。

因此建設晶圓廠依舊是提高產能的最好辦法，但需要等待。SEMI 發布的最新一季《全球晶圓廠預測報告》顯示，全球半導體製造商將於今年年底前啟動建置19 座新的高產能晶圓廠，2022 年開工建設另外10 座晶圓廠，以滿足廣大市場對於芯片不斷增加的需求。

SEMI 中國台灣地區總裁曹世綸指出，隨著業內推動解決全球芯片短缺問題的力度持續增加，未來幾年這29 座晶圓廠的設備支出預計將超過1400 億美元。

在產能及產品結構調整方面，各代工企業除了完成既有訂單之外，紛紛加滿產能應對汽車芯片短缺。據相關媒體披露，台積電2021 年將優先將產能分配給汽車芯片和蘋果今年第三季度的訂單，其次是個人電腦、服務器和網絡設備的芯片訂單，消息人士表示，台積電將繼續解決供應短缺問題，且必鬚根據盈利能力和其他原因選擇訂單。

中芯國際相關發言人曾表示，成熟製程到今年年底產能將持續滿載，新增產能主要在下半年形成。從2021 年一季度財報看，中芯國際的主要產能還是集中在成熟製程上，55/65 納米製程的營收佔比最多，為32.8%。

半導體行業也正試圖通過增加資本支出投資來解決半導體短缺問題。例如，台積電將在2021年支出300億美元的資本支出，並將在未來3年內支出逾1000億美元以提升產能。英特爾、環球晶圓、聯華電子、中芯國際、三星代工等其他公司也對不斷增長的半導體需求做出了回應，以提高產能。

此外，Sravan Kundojjal 表示，美國和歐洲為了將半導體製造業遷至本國作出了一系列努力。例如，英特爾（Intel） 正利用其IDM 2.0 戰略來推銷其陸上製造業務。然而他認為，半導體行業仍將需要2-3 年時間來實現供需完全再平衡。

實現完全自主可控需要相當長的時間

芯片短缺使得各國政府和企業愈加重視半導體行業，對於中國而言，面對“卡脖子”和芯片短缺的雙重壓力，更是倡導舉國體制下發展半導體。丁少將表示，中國企業缺芯有部分原因來自美國方面的刻意打壓，而不完全是產能不足或者災害等因素影響。目前來看中國半導體產業正在加速推進產業自主進程，但這不是一蹴而就的事情，既需要大量人才、技術、資金的投入，還需要整合全球資源。因此，核心軟件、設備、材料等的完全自主可控，還需要相當長的時間。

Christopher Taylor 指出，中國擁有世界一流的電子生產能力，良好的半導體封裝和測試能力，但EDA 軟件和半導體生產設備的自足率較低，而美國一直在阻礙黑名單上的中國企業購買美國EDA 軟件和設備。

不過，即使有EDA 來設計芯片和製造芯片的設備，通常也需要至少兩年的時間來建立和運行半導體工廠，而中國將需要更多新的工廠來滿足需求。中國已經計劃了大約30 家新的晶圓廠，但可能需要更多的晶圓廠才能滿足其半導體需求的30% 或更多。