當你買不到福特 F-150 皮卡或Steam Deck 遊戲機時，這一切都歸咎於晶元短缺。 因為由 COVID-19 大流行引發的全球性問題已演變為長達數年的電子產品中斷。 產品短缺正在為最令人印象深刻的消費力量——美國假日購物季帶來問題。

來源：內容由半導體行業觀察 編譯自CNET，謝謝。

如果您買不到自己喜歡的遊戲機或筆記型電腦，那麼您不是唯一一個被激怒的人。 短缺正導致科技行業和政界人士試圖扭轉美國在微處理器行業的重要性下降的趨勢。 美國政府對該國經濟和軍事對亞洲高科技製造業的依賴程度感到不滿。 晶元製造商對政府補貼研究和新工廠垂涎三尺，並預測晶元需求將普遍增加，他們正在以前所未有的方式進行投資。

總體而言，晶元短缺使美國製造業狀況以及其中有多少轉移到國外成為了新的焦點。 英特爾下滑至台積電（TSMC） 和三星代工廠之後位居第三，他們希望利用需求上升和政府資金等順風，重新奪回其領導地位。

負責英特爾美國政府關係的艾爾湯普森說：「我們不想造成這樣一種情況，那就是創造了半導體行業和矽谷的美國將完全依賴其他國家的產品。 ”

晶元行業的新路線是一些人所說的脫鉤的一部分，至少在某種程度上將中美經濟分開。 沒有人期望供應鏈在海外沒有聯繫，但晶元短缺的反應肯定帶有民族主義色彩。

這是正在發生的事情以及利害攸關的事情。

晶片短缺的根源是什麼？

簡而言之，COVID-19 大流行以及席捲世界經濟的大量衝擊波，使得對個人電腦、平板電腦和網路攝像頭等在家工作技術的需求飆升，這也超出了半導體製造業的晶元供應能力——不僅是筆記型電腦的大型 CPU 大腦，還有生產洗碗機、嬰兒用品等產品所需的大量支援晶片顯示器和 LED 燈具。 晶元短缺很快就從遠端工作和學校需求擴展到家庭娛樂產品，如平板電腦、遊戲機、電視和用於遊戲 PC 的顯卡，所有這些都被困在家裡的人們購買的數量創下歷史新高。 使問題更加複雜的是：日本晶元製造商瑞薩電子的火災和德克薩斯州冬季惡劣的天氣使 70 多家發電廠下線，他們為一家三星晶片廠提供了電力。

COVID 封鎖導致汽車製造商暫停晶片訂單。 這些公司過度依賴不需要尖端晶元製造技術的廉價處理器。 當他們意識到需求回升時，晶元廠已將產能分配給其他客戶。

這還不是全部，航運和集裝箱的缺乏已經不只影響成品，而是影響了他們的零部件和原材料的傳遞。 汽車和計算機需要數百個電子元件，但僅缺少一個元件就意味著產品無法銷售。 對於高級處理器，可能只有一家公司在製造它。

晶片短缺會持續多久？

情況可能不會變得更糟，但它可能會持續幾個月。 晶片製造商一直在努力從製造設施或「晶圓廠」中擠出盡可能多的新產能，但建造新晶圓廠和提高產量需要數年時間。

英特爾首席執行官 Pat Gelsinger 告訴 CNET，他認為我們幾乎已經度過了晶片短缺最嚴重的時期，這將持續到 2021 年下半年。 他預計到 2022 年將逐漸緩解並在 2023 年消退。

幾十年來，晶元供需不匹配的現象屢見不鮮，但並非如此。 “我們總是經歷週期。 這一次不同，”AMD首席執行官 Lisa Su 在 9 月的Code 會議上說。 她也預計這種晶片短缺將在 2022 年緩解。 但IBM首席執行官Arvind Krishna認為晶片短缺更有可能持續到2023年甚至2024年。

晶片短缺有什麼影響？

現在幾乎所有帶電源線的東西都使用晶元，因此短缺已經影響到微波爐、電視、心臟起搏器、洗衣機等。

受衝擊最嚴重的是汽車行業。 汽車現在布滿了控制從資訊娛樂系統到防抱死制動系統的所有計算機晶元，汽車製造行業嚴重依賴”Just in time”採購來降低成本，但這意味著沒有大量零件庫存來緩衝短缺. 根據 AlixPartners 的一項研究，這種情況在 2021 年使他們的收入減少了約 2100 億美元，汽車製造業可能會在 2023 年受到影響。

短缺迫使汽車製造商停止生產，包括福特汽車、通用汽車、豐田、日產、斯巴魯和 Stellantis（前身為菲亞特克萊斯勒）。 一些汽車製造商運送的汽車沒有需要缺少晶元的配件，讓客戶的新車沒有觸摸屏。 特斯拉因比大多數公司更好地經受住了風暴而受到讚譽，但它仍然受到晶元限制的影響。

遊戲機也受到重創。 晶片短缺意味著斷斷續續的可用性和偷獵者抬高索尼 PS5和微軟 Xbox Series X 的價格。

儘管由供應鏈大師Tim Cook （Tim Cook） 領導的蘋果已經做好了充分準備，他們也提前下達了大量訂單，但即使是蘋果也遭受了損失。 iPhone 12 的發佈晚了數周，晶元短缺一直困擾著蘋果到 2021 年。

晶片製造商正在採取哪些措施來提高製造量？

半導體製造商正在更加努力地通過他們的晶圓廠擠壓每一個晶圓。 但是對於眼前的短缺，他們也無能為力。

建造晶圓廠需要數年時間。 英特爾剛剛開始在亞利桑那州建造兩個新工廠，Fab 52 和 62，耗資 200 億美元。 但英特爾製造和供應鏈負責人Keyvan Esfarjani表示，他們要到 2024 年下半年才會開始大規模製造。

但今天的短缺正在加速明天的投資。 隨著數位技術遠遠超出計算機和智慧手機的範圍，三星、GlobalFoundries、英特爾和台積電等晶片製造商看到對半導體的需求激增。

“我們看到了一切的數位化，”Gelsinger 說。

他還敦促汽車製造商將他們的處理器轉向更新的製造技術，由於小型化，可以從單個 300 毫米寬的矽晶圓中擠出更多晶片。 然而，考慮到大部分汽車行業都會選擇和驗證使用多年的元件，這並不是一個容易的改變。 不過，它可以説明英特爾成為製造其他晶元的代工廠，而不僅僅是自己的產品。

好吧，這項投資有多貴？

晶片製造商即將進行的資本投資非同尋常。 英特爾今年在美國的支出高達 235 億美元，隨後計劃在未來幾年內建造兩座「巨型工廠」，總額達 2000 億美元。 Esfarjani 說：「這些都是大場地——大約超過 1，000 英畝，」每個場地都可以容納八座晶圓廠。

台積電預計將在三年內斥資 1000 億美元，其中包括在亞利桑那州的新晶圓廠，並剛剛宣佈與索尼在日本建立新的晶圓廠合作夥伴關係。 三星預計到 2030 年將花費 1450 億美元。

“五年前，人們說我們很無聊，”蘇說。 “世界已經真正意識到這是現在人們所做工作的重要組成部分。”

短缺也為鮮為人知的晶元製造商提供了新的動力，他們仍在使用早期的”傳統節點”製造技術製造晶片。 這包括 ST 微電子、Onsemi、Microchip、NXP 半導體和英飛淩。 AMD 於 2018 年分拆出來的製造部門 GlobalFoundries儘管缺乏盈利能力並退出了跟上三大領先晶片製造商（英特爾、三星和台積電）的競爭，但仍舉行了首次公開募股。

GlobalFoundries 正在投資 10 億美元來增加其目前在紐約的晶圓廠產能，並在那裡增建一座晶圓廠。 它還在新加坡建造一座晶圓廠，並在德國擴大一座晶圓廠。

晶圓廠價格昂貴，但晶片客戶可以分擔投資成本。 為了確保未來產品的產能，英偉達、AMD 和高通等”無晶圓廠”公司向晶片製造商支付了數十億美元。 英特爾希望通過其新的代工業務也能獲得此類預付款。

有什麼政治影響？

適應經濟潮起潮落的美國政客不喜歡消費者無法消費的情況。 拜登政府一直試圖對供應鏈問題做出聯邦回應。 它敦促公司對其需求和供應更加透明，呼籲國會制定關鍵供應鏈彈性計劃，並開始努力促進美國對國際供應商的獨立性。

美國軍方如此依賴海外公司，這一點令人震驚。 正如白宮 6 月一份長達 250 頁的報告所說：”半導體…… 對於幾乎所有軍事系統的運作都至關重要，包括通信和導航系統以及複雜的武器系統，例如 F-35 聯合攻擊戰鬥機中的那些系統. 它們是未來”必贏”技術的關鍵，包括人工智慧和 5G，這對於實現”充滿活力、包容性和創新性的國民經濟”的目標至關重要。

這一舉措也與拜登政府的美國製造努力相吻合，即增加政府對美國製造產品的支出，並更廣泛地促進美國製造業。

包含預期結果的術語是供應鏈彈性。 這意味著更快地發現問題，提高政府和私營部門的適應性，並建立庫存供應緩衝以緩衝供應鏈衝擊。 總體而言，這將降低供應鏈意外的可能性和嚴重性。

“該行業正在乞求去風險化，”凱捷分析師 Darshan Naik 說。

這對晶元製造商意味著什麼？

簡而言之，錢。

國會在CHIPS for America Act 中授權為晶元製造商提供520億美元的補貼，但國會尚未實際撥款。 參議院於 6 月通過了美國創新與競爭法案（USICA） 以分配資金，但直到週四眾議院議長南希佩洛西才在眾議院推動籌款。

如果 USICA 獲得通過，英特爾將無法將全部 520 億美元收入囊中。 但其中 100 億美元專門用於晶圓廠專案，每個專案的上限為 30 億美元，英特爾可能是受益者。 Gelsinger 表示，這種 30% 的折扣與韓國和臺灣的晶片製造商所獲得的折扣相當。

英特爾曾表示，它希望在今年晚些時候宣佈其耗資 1000 億美元的新美國超級工廠的位置。 但由於USICA仍未成為法律，該公司對其計劃變得更加謹慎。 發言人 Krystal Heaton 說：”我們計劃在 CHIPS 法案的資金通過後儘快在美國宣佈新網站。 ”

Gelsinger 認為，只有總部設在美國的公司——也就是說，英特爾而不是三星或台積電——應該從美國的補貼中受益。 Gelsinger 在 6 月份的一篇專欄文章中表示：「爭奪美國補貼的外國晶片製造商將把他們寶貴的智慧財產權留在本國，確保最有利可圖和最尖端的製造業留在那裡。 ”

英特爾的計劃是在未來幾年將美國在晶元製造中的份額從今天的 12% 提高到 30%，將歐洲的份額從 9% 提高到 20%。

這隻是發生在美國嗎？

不。 歐盟也希望在處理器生產蛋糕中分得更大的一塊。

“這不僅僅是我們競爭力的問題。 這也是技術主權的問題，「歐盟委員會主席烏爾蘇拉·馮德萊恩說，她提議制定一項帶有自己補貼的歐洲晶元法案。

在這裡，英特爾也是一個粉絲。 它計劃在歐洲再建一個 1000 億美元的巨型工廠。

你真的能把整個電子行業搬到美國嗎？

答案是是沒門。

電子行業不僅僅是製造晶片，還包括晶圓和製造設備等上游供應以及封裝、測試和組裝等下游活動，其中大部分在亞洲。 “供應鏈還有很多其他方面，我相信這些方面也需要更加平衡，”Gelsinger 說。

這就是 520 億美元開始看起來像是一筆小額支出的地方。 波士頓諮詢集團預計，要在全球範圍內建立自給自足的半導體供應鏈，需要花費 9000 億至 1.23 萬億美元。 僅就美國而言，這一數位為 3，500 億至 4，200 億美元。 而這種成本與獎勵最便宜的供應商的資本主義衝動背道而馳。

“這肯定會造成供應鏈效率低下，”BCG 分析師馬特·朗吉奧尼 （Matt Langione） 說。 “成本會上升。 但系統中應該有更多的冗餘。 ”

Nearshoring 將製造業務移至離美國更近的地方，但並非一直如此，這是另一種可能性，特別是對於組裝、測試和其他不像晶元製造本身那麼高科技的工作。 “墨西哥可能是一個強有力的選擇，”CapGemini 的 Naik 說。

台積電創始人兼前首席執行官張敏對此持懷疑態度。 “時光倒流是不可能的，”張在 10 月份表示。 “如果你想在美國重新建立完整的半導體供應鏈，你會發現這是不可能完成的任務。”