從PlayStation到保時捷，許多消費產(chǎn)品都受到芯片短缺的打擊，這種短缺從 2020 年開始便扼殺全球經(jīng)濟，并一直持續(xù)到今天。
“我們甚至到現(xiàn)在還沒有走出困境，”美國商務部長吉娜·雷蒙多上個月在推特上寫道。“半導體供應鏈非常脆弱，在我們能夠增加芯片產(chǎn)量之前，它會一直保持這種狀態(tài)。” 她接著指出。
作為“美國競爭”法案的一部分，國會準備資助一項 520 億美元的芯片激勵計劃，旨在增加美國的半導體制造業(yè)——而歐盟上周概述了他們自己的430 億歐元的芯片短缺緩解計劃。
欣賞芯片供應網(wǎng)的廣闊
根據(jù)全球半導體聯(lián)盟2020 年的一份報告，在芯片最終到達其最終客戶之前，半導體中的組件可以行駛 50,000 多公里并跨越 70 多個國際邊界。“供應鏈的比喻在這里根本不適用，”紐約史蒂文斯理工學院漢隆金融系統(tǒng)中心主任George Calhoun說。“這是一個極其復雜的全球生態(tài)系統(tǒng)，該網(wǎng)絡中的某些點至關(guān)重要。” 一個關(guān)鍵的脆弱點是荷蘭，那里的光刻領(lǐng)導者ASML Holding NV生產(chǎn)了唯一的極紫外 (EUV)世界上的光刻機。另一個是中國臺灣，那里的三家公司生產(chǎn)超過 90% 的世界最先進（5 納米和 7 納米）半導體。
然而，根據(jù)半導體行業(yè)協(xié)會 (SIA)的2021 年報告，全球化本身并不是一件壞事。它估計，轉(zhuǎn)向自給自足的本地半導體供應鏈可能需要十年時間，花費一萬億美元，并將半導體價格提高多達 65%。
認識到晶圓廠產(chǎn)能不足——早于芯片短缺
半導體行業(yè)一直是周期性的，跟隨個人電腦市場，然后是家用電子產(chǎn)品和智能手機市場，隨著全球經(jīng)濟的潮起潮落而出現(xiàn)供過于求和供不應求的局面。但即使在 2020 年初 COVID-19 大流行爆發(fā)之前，就有跡象表明“市場非常非常緊張”， IEEE USA政府關(guān)系主管 Russell Harrison 說. 半導體工廠（又名制造設施或晶圓廠）通常以大約 80% 的額定產(chǎn)能運行，從而有時間進行維護、升級和人員變動。早在 2019 年夏天，全行業(yè)的晶圓廠利用率就已經(jīng)接近 90%。Calhoun說，這反映了人們對聯(lián)網(wǎng)家用電器和日益復雜的自動駕駛功能和汽車數(shù)字連接的需求不斷增長。據(jù) SIA 稱，自 2020 年夏季以來，利用率并未低于 90%。
揭示丟失的庫存積壓
正如對半導體的需求開始超過供應一樣，大流行使其成為一場完美風暴。供應生態(tài)系統(tǒng)的每個部分都受到了沖擊，從原材料采購到復雜的全球物流，用于移動組件并將成品芯片交付給客戶。
上個月，美國商務部發(fā)布了一份來自對半導體供應鏈中 150 多家公司的調(diào)查報告，其中包括幾乎所有主要芯片制造商，以及谷歌、福特和威瑞森等消費者。報告指出，半導體產(chǎn)品的庫存中位數(shù)從 2019 年的 40 天下降到 2021 年的不到 5 天，即使是最輕微的額外挫折也很容易受到影響。“這可能是一個虛假的平均值，”Calhoun說。“這就像那句老話，河水平均有六英寸深，但你仍然可以淹死在它的中間。” 最深的水下是那些依賴嚴重中斷的“傳統(tǒng)節(jié)點”的設備：不是筆記本電腦中的尖端硬件，而是較舊的、不太復雜的模擬芯片，它們對醫(yī)療設備、寬帶和汽車來說仍然至關(guān)重要。“那些芯片沒有那么有利可圖，當然也沒有那么有聲望。
比較美國和中國的制造和研發(fā)數(shù)據(jù)
美國商務部長雷蒙多去年秋天表示：“如果我們想在全球競爭，我們就需要在國內(nèi)進行投資，特別是振興半導體行業(yè)。”她同時指出，美國在全球芯片生產(chǎn)中的份額已從 1990 年代的 40% 下降到去年的12%——現(xiàn)在遠遠落后于中國。“我們等待的每一天都是我們落后的一天，”她補充道。然而，對于世界其他地區(qū)來說，美國半導體產(chǎn)業(yè)似乎絕非垂死掙扎。雖然美國的晶圓廠確實比中國少（而且比臺灣少很多），但它繼續(xù)在半導體行業(yè)最有價值的部分占據(jù)主導地位——例如新半導體的設計和開發(fā)以及制造它們的機器。與此同時，中國仍然是半導體的凈進口國，主要來自美國。
將美國競爭法中的半導體激勵措施背景化
如果美國在半導體領(lǐng)域已經(jīng)是一個健康盈利的全球領(lǐng)導者，它是否需要《競爭法案》為半導體預留的 520 億美元——一個比 2009 年通用汽車救助更大的激勵方案？“顯然，它不會解決短期問題，”哈里森說，因為晶圓廠需要數(shù)年時間才能建立和運轉(zhuǎn)。“但如果公司正在尋找世界各地的工廠，我認為這會有所幫助。” 即使沒有這些資金，一些最大的半導體公司也已經(jīng)在計劃在美國建立大型晶圓廠。英特爾、三星、德州儀器和臺灣“純”晶圓廠公司臺積電最近宣布了在德克薩斯州、俄亥俄州和亞利桑那州的晶圓廠項目，總金額達 990 億美元。英特爾暗示其俄亥俄州工廠的投資可能增長到1000 億美元在接下來的十年里——但前提是它得到了政府的援助。
Calhoun 估計，在全球范圍內(nèi)，私營部門的投資將帶來超過 8500 億美元的資金來應對未來幾年的芯片短缺問題。“這是一個巨大的數(shù)字，即使投資完美，520 億美元看起來也只是多出一點，而不是像你想象的那樣，以一種不完全有效的方式從政府的香腸機器中出來，”他說。
