從2019年下半年開始，由于市場對5G相關芯片和TWS藍牙芯片需求的不斷增加，使得晶圓廠的產能出現了供不應求的情況。
到了2020年以后，首先是突如其來的疫情，讓部分依賴進口的原材料出現不同程度緊缺，這在一定程度上影響了芯片的出貨。而到了2020年下半年，在疫情有所控制的情況下，隨著下游市場的復蘇，使得本應平均在全年的芯片需求集中在下半年爆發了出來，CIS、電源管理芯片、汽車芯片等相繼出現了缺貨的情況。另外，貿易環境的變化也使得晶圓代工廠在某段時間集中對個別芯片設計廠商進行供貨，這也擠壓了其他芯片廠商的產能。
在芯片短缺的影響下，漲價、減產等一系列連鎖反應隨之而來。這也逼得芯片設計廠商開始重視審視芯片制造。
垂直分工模式成就芯片設計廠商
從半導體產業發展的長河中看，最早發展半導體業務的廠商都無一例外地都采用了IDM模式。這種模式將設計、制造等環節協同優化，有助于充分發掘技術潛力，并能條件率先實驗并推行新的半導體技術，進而擴大他們在產業中的優勢。
而后，隨著更多的應用場景出現，市場需要更多的芯片來支持，因此，半導體制造規模效應的凸顯。但同時要技術和擴產的提升，需要大筆資金的投入，這也使得IDM模式下的廠商擴張難度加大。此時，垂直分工模式成為了行業的發展趨勢，晶圓代工廠順勢而起。
從維基百科上所記錄的數據中看，按照銷售額計算，晶圓代工的代表——臺積電從2011年開始擠進了全球十大半導體企業榜單中。
（來源：維基百科）
恰逢此時，消費電子產品市場爆發，晶圓專業代工廠商降低了IC產業的進入門檻，激發了上游IC設計廠商的爆發，以及產品設計和應用的創新，繼而加速了IC產品的開發應用周期，大規模拓展了下游IC產品應用。
受惠于垂直分工的這種優勢，Fabless廠商的身影也開始頻繁地出現在了全球十大半導體的榜單中。從上圖便可以看出，2011年以后，高通、博通、英偉達等芯片設計公司的出現，表明垂直分工的發展模式在半導體領域中取得了巨大成功。此外，根據方正證券陳航所發布的2020全球半導體漲幅排名的榜單當中，漲幅排名居于前排的幾乎都是Fabless廠商。
芯片設計廠商的成功離不開晶圓代工廠的支持，但他們所要面臨的一部分挑戰也源于晶圓代工廠，即隨著5G、AloT的發展，芯片設計廠商要面臨著新一輪的市場變革，而搶占先進則是他們擴大優勢的一個方式。但在垂直分工的模式下，芯片設計廠商的數量早已遠遠超過了晶圓代工廠商的數量，伴隨著新一輪芯片需求市場的爆發，晶圓代工廠的產能自然就出現了供不應求的情況。于是，如何拿到更多的產能，成為了這些芯片設計廠商共同的話題。
在這種情況下，芯片設計廠商為保障產能，開始玩起了“復古”。
無晶圓廠上演“文藝復興”
就目前市場情況來看，受困于晶圓代工產能短缺的難題，已經有不少芯片設計廠打起了晶圓廠的主意。但跟過去自己建廠不一樣，他們嘗試用設備投資，換取晶圓廠產能。
以聯發科為例，在過去的一年當中，在5G手機芯片以及物聯網平臺帶動下，聯發科全年營收將首次超過100億美元。而2020年作為5G商用化的元年，該類芯片的使用還處于初期，未來隨著5G芯片的下沉，會有越來越多的消費電子采用這類芯片，這也是全面布局中高低端手機芯片的聯發科的成長機會。作為一家Fabless廠商，為確保晶圓代工產能無虞，不影響他們自己的芯片出貨，聯發科曾于2020年11月斥資16.2億元新臺幣向科林研發（Lam Research）、佳能株式會社，以及東京威力科創等設備廠購買晶圓制造設備，并將這些設備租給力晶集團旗下晶圓代工廠力積電使用。
此外，汽車芯片產能的短缺，也在行業內引起了軒然大波。德國供應商大陸集團（Continental）在一份聲明中也表示：“對晶圓廠的未來投資將至關重要，這可以讓汽車行業將來避免此類供應鏈的動蕩。”
除了上述廠商以外，原本一些已經轉向Fablite模式廠商，因為受到缺貨和需求暴增的影響，也不得不選擇重新投資晶圓廠。在談及這類廠商之前，先讓我們來看一看Fablite模式是什么。
Fablite模式由IDM演變而來，是企業為了減少投資風險的一種策略，也是目前全球半導體業中盛行的一種運營模式。簡而言之，Fablite是IDM公司在垂直分工的影響下，誕生的一種新模式，即一部分產品在自己的工廠中生產，另外一部分則采用委外代工，以這種方式來減輕建廠擴產所帶來的成本壓力，使他們自己能夠將資金投向技術研發。
根據IC insights的數據來看，自2009年以來全球已關閉或改建的晶圓廠有100座。這種情況的背后，有相當一部分原因是IDM轉向了Fablite。
而在全球芯片產能緊缺的情況下，這些擁有芯片制造能力的廠商也開始投資被他們“忽視多年”的晶圓廠，擁有晶圓廠的他們舉起了“晶圓復興”的大旗。
根據相關報道顯示，英飛凌曾表示，他們將加大對2021年新產能的投資，從2020年的11億歐元增加至15億歐元（約合18億美元），其中，奧地利Villach將生產12英寸晶圓。
索尼作為CIS領域的龍頭企業，在2020年當中也有擴產計劃。根據相關消息報道，索尼計劃到2021年3月，將其影像傳感器產能將增加到每月13.8萬塊，并在日本長崎建設新工廠，以持續擴大產能。
此外，還有相關報道指出，供應鏈傳出，三星LSI委由聯電采用28納米制程代工量產的ISP，目前月產能約為4萬片，欲提高1.5萬片，為取得產能保障，三星有意投資聯電的資本支出。
除此之外，英特爾去年釋放的或將考慮委外代工的消息，或許也可以視作是對晶圓代工廠商的另類支持。
中國芯片設計廠商的轉變
在全球半導體運營模式發生轉變的同時（2010年前后），半導體市場也出現了變化。根據SIA發布的Factbook 2020報告中顯示，2001年，隨著電子設備生產轉移到亞太地區，亞太市場的銷售額超過了所有其他地區。從那以后，它的規模成倍增長——從398億美元到2019年的2580億美元。到目前為止，亞太地區最大的單一國家市場是中國，占亞太市場的56%，占全球市場的35%。
在這種市場的推動下，半導體也逐漸成為了中國第一大宗進口產品類別。這種情況也受到了我國的重視。恰逢此時垂直分工模式席卷了全球半導體行業，乘著這股風潮，也出現了一批本土芯片設計廠商。
尤其是在這兩年，貿易環境發生改變的情況下，本土半導體的發展受到了空前的重視。根據2020 ICCAD的數據顯示，2020年中國芯片設計廠商達2218家，比去年的1780家多了438家，數量增長了24.6%。
龐大的中國芯片設計市場，卻沒有那么多的晶圓代工廠或者OSAT來支持，尤其是在國際半導體廠商均與頭部代工廠建立了多年的合作關系的情況下，規模相對較小的本土芯片設計廠商很難拿到產能。再加上，有些芯片廠商的產品，只有在自己的產線下，才更具競爭力。
因此，除了晶圓代工廠擴產外，本土芯片設計廠商也開始投資前后道工廠。
CIS是本土廠商發展不錯的一個領域，也是缺產能的一大領域。為了解決這個問題，致力于CIS的格科微開始嘗試向制造進軍。根據相關報道顯示，格科微將投資22億美金，擬在臨港新片區投資建設“12英寸CIS集成電路特色工藝研發與產業化項目”。根據格科微所公布的招股書的內容上看，格科微是希望通過建設部分12英寸BSI晶圓后道產線、12英寸晶圓制造中試線、部分OCF制造及背磨切割產線等多種舉措，實現模式的轉變。
格科微在其招股書中表示，通過自建部分12英寸BSI晶圓后道產線，公司能夠有力保障12英寸BSI晶圓的產能供應，實現對關鍵制造環節的自主可控，在產業鏈協同、產品交付等多方面提升公司的市場地位；自建12英寸晶圓制造中試線能夠縮短公司在高階產品上的工藝研發時間，提升公司的研發效率，快速響應市場需求；自建部分OCF制造及背磨切割產線能夠保障公司中低階產品的供應鏈安全，與現有供應商形成互補，在上游產能供應緊缺時保障中低階產品的穩定交付。
思特威與晶合（晶合原本是專注于顯示屏幕驅動的12吋晶圓代工廠）之間的合作，也是國內CIS芯片設計企業尋求轉變的另外一個案例。據悉，兩者將針對多個領域的應用來共同打造CMOS圖像傳感器技術平臺。
總結
從這波缺貨潮中看，由于5G以及人工智能的浪潮對芯片的依賴度加大，帶動了芯片的增長。而這些市場所蘊藏的潛力又被視為是可以改變目前的半導體格局，因而，加劇了半導體廠商之間的競爭。在多年垂直分工模式的影響下，集中式的產能需求為晶圓代工廠帶來了產能上的壓力，這種壓力也逐漸轉化成為了芯片設計廠商的新的競爭點。而加緊擁抱晶圓廠，則變成了芯片設計廠商為保障產能的一種方式。
但是，對于大型的Fabless廠商，無論是與晶圓廠談產能，還是以投資換產能，他們足夠的實力和底氣。然而對于規模較小且拿不到產能的設計廠商來說，如何在缺貨的情況下讓公司保持競爭力，是一個值得多方深入思考的問題。