为什么突然之间，全球的芯片都开始缺货了？

2021年春天刚刚开始，芯片缺货的消息就开始频繁出现，消费者非常疑惑：为什么好端端的芯片，突然说缺货就缺货了呢？

整个半导体行业的发展 历史 ，宏观视角来看就是一部资本主义扩张发展的 历史 。

半导体行业兴起于二战之后的美苏争霸，太空竞赛背景下美国开始大面积发展军民产业融合，国家公开招标，企业来提供设备，因此出现了仙童半导体、IBM、惠普、施乐等上世纪70年代的电子巨头，并且围绕全球顶级的理工院校斯坦福大学建设了人才和企业一体化的“硅谷”。

同样是在二战结束之后，美国为了全球利益，在太平洋地区开始扶持日本和韩国，以及台湾在内的地区经济，将自己本身污染严重的电子制造产业逐渐转移到这些国家，于是才有了日韩台湾等地区电子产业的崛起。

苏联解体，冷战结束，美国站稳世界霸主地位，开始使用军事力量和经济手段在全球搜刮财富，这样导致美国本土制造业逐渐空虚，德州仪器等老牌美国半导体企业倒闭，整个领域的制造加工反而被日韩等国超越。

这就是如今半导体产业的垄断局面，在7nm以及5nm两个最先进制程的芯片加工，只有韩国的三星电子和台湾的台积电可以做到大批量出货，原料生产也掌握在日本手中。 全球如此巨大的芯片需求量，却只有两家企业能够代工生产，供不应求的状态自然就出现了。

2019年步入5G时代，大量的智能硬件等消费品需要性能更加强劲的高端芯片。

目前各大手机厂商发布的中高端5G手机，都需要7nm或5nm的芯片，每年出货量接近10亿台，都需要三星和台积电来消化。

智能手机之外，各种数码硬件产品，例如平板电脑、智能手表、无线耳机、PS 游戏 机，甚至是虚拟货币大火后的GPU显卡，智能 汽车 上的MCU控制芯片，无人机上的飞控芯片，都需要最先进的制程来支撑其庞大的运算需求。

同时还有疫情和国际贸易冲突导致的恐慌，厂商怕受到影响，只能够加紧时间下订单备货，以便出现意外情况，比如说2020年华为一口气就从台积电订购了整个2021年的需求量，台积电加班加点生产在2020年9月份制裁生效之前交付给华为。

从2019年开始，到现在不断出现的需求井喷，加上疫情导致的全球停产罢工，芯片原料供应紧缺，也导致了这一次芯片全球缺货的大问题。

这样的全球芯片缺货现象会持续多久呢？目前给到的时间大概是2-3年。

从研发的角度来说， 中国目前已经正式将芯片制造提升到国家战略，但是即便目前开足马力研发，落后2-3代技术的局面也不是段时间能够解决的事情。未来很长一段时间，高端芯片还是只能够由台积电和三星提供。

从制造的角度来说， 台积电已经开始规划6400亿的投资建厂，来解决目前芯片紧缺的问题。但是芯片加工厂的建造难度远大于普通的生产厂房，预计也是需要2-3年时间才能够建成投产，来缓解芯片紧缺的问题。

从生产的角度来说， 企业也是要赚钱的，当然首先会选择利润最大，需求量最大，风险最小的芯片来生产，比如说手机芯片和 汽车 芯片相比，当然手机芯片的需求量大，而且出现问题后果最小。

因此芯片紧缺，是资本自己制造出来的麻烦，最终却砸中了自己的脚。

很多人可能知道IBM是全球最大的IT服务商，但鲜有人知，在半导体制造领域，IBM也曾是领跑者。

1988年，IBM搭建了全球第一条200mm晶圆生产线。随后在2002年，IBM又建成了全球最先进的300mm生产线。数据显示，2003年，IBM的晶圆代工业务凭借6.3%的市场份额曾挤进世界前三强，仅次于台积电和联电，IBM在半导体领域一时风光无两。然而， 时过境迁，美国担心的事情正在发生——IBM也开始在芯片生产环节寻求亚洲厂商代工，至此连同AMD和英特尔在内的美国三大芯片巨头都开始依赖亚洲芯片代工厂。

据外媒报道，当地时间8月17日， IBM发布了一款用于新型数据中心的处理器芯片——Power10 ，这款芯片由三星电子生产，采用7nm EUV（极紫外光刻）工艺，其性能将是上一代的3倍。据悉，Power系列是IBM面向企业级用户推出的高性能处理器芯片， 最早由IBM自己生产，然后交给格芯负责代工，后者是一家位于美国的半导体晶圆代工厂商，也是世界第三大晶圆代工厂，现在再交给三星电子。

开头提到，既然IBM拥有半导体制造部门， 曾在半导体制造领域占据一席之地，那么为何今天会依赖外部市场代工呢？IBM是如何走到这一步？

当初，IBM建立晶圆工厂的目的是为自家产品提供生产服务，帮市场代工不是主要考虑。但是， 由于英特尔的强势竞争，IBM的处理器产品在市场逐渐边缘化，导致IBM销售的处理器数量很难填补工厂的庞大产能 ，这意味着制造均摊的成本大幅增加。半导体制造是个需要时刻保持更新的行业， 生产工艺每数年升级一次，动辄耗资数十亿美元，如果没有大量出货，那么很难负担制造成本。

随着制造成本增加，IBM逐渐减少对半导体制造部门的投资。根据Gartner市调公司的调查数据显示， 2004年，IBM公司在半导体制造领域以10亿美元的资本支出位列全球第11位；到2010年，这一排名已跌出20名开外。

同时，研发和生产投资跟不上使IBM的生产工艺落后市场，产品竞争力不足。 2010年，POWER处理器第7代所用的生产工艺是45nm，同时期最先进的已跨入32nm工艺时代。 由于达不到经济规模效应，芯片制造部门成为IBM的"包袱"。 2013年，半导体制造部门占IBM营收为1.4%，但该部门每年亏损最多达到15亿美元。

IBM只能选择将该业务剥离出去，来改善IBM的盈利能力。 2014年10月，IBM宣布将旗下全球半导体制造业务出售给格芯，把业务重点放在核心的芯片设计和系统创新上。

除IBM外，AMD和英特尔也选择将高端芯片业务交由亚洲厂商代工。2018年8月，由于格芯制程工艺落后，其最大客户AMD宣布采用7nm制程工艺的处理器和芯片，全部交由台积电代工；2019年，英特尔将部分14nm订单外包给三星生产； 2020年7月，英特尔与台积电达成协议，从2021年采用台积电的6nm制程工艺量产处理器或显卡。这三大美国半导体供应商都有一个相同的特征——曾经或现在居于全球最大半导体芯片制造商队列。

在这样的背景下，美国越来越担心半导体制造业务过分依赖外部市场，可能存在风险 ，尤其是疫情冲击全球供应链，更加剧这种担忧。最近，美国就计划重振本土半导体行业，在6月提出相关法案斥资370亿美元（约合2600亿元人民币）用于扩大本土研究和制造业务。 那么，为什么美国会在半导体制造领域"式微"、对亚洲的代工厂越来越依赖呢？

美国是半导体芯片的发源地，在经历了成熟的发展阶段后， 美国芯片企业认为半导体制造业务投入成本高昂、技术开发周期快，于是考虑将重心放在芯片设计这个高附加值的环节。 1990年代，美国涌现了一批优秀的Fabless企业，即只负责芯片的电路设计与销售的企业。

随着后来经济全球化进程加快、国际分工理念广泛得到认同，美国一些IDM（集芯片设计、制造、封装和测试等多个环节于一身的运营模式）企业逐渐将芯片制造部门剥离出去， 转型成为Fabless企业，就如今天文章的主人公IBM类似，这推动了美国芯片制造业务大量向亚洲区域转移。

上文提到过，半导体制造部门具有很高的资金和技术壁垒，需要持续研发更优的生产工艺和投入巨资改良生产线，这种行业特点容易造成强者愈强的局面。 亚洲地区的半导体企业专注晶圆代工环节，并紧贴市场需求变化，这意味着它们的生产线迭代速度能够保持行业最快。 伴随着时间的推进，亚洲地区逐渐发展出最成熟的半导体制造业务，并涌现了一批高端代工企业，如台积电、联电、中芯国际等。

此消彼长，不进则退， 随着亚洲的先进制程工艺水平不断提高，美国芯片制造与之的差距也在拉大，而且趋势是越来越难跟上 ，如今美国在全球芯片制造的占比也大幅下降。 英国《金融时报》指出，目前全球仅有12%的芯片在美国制造。

不难看到，虽然美国还是全球半导体行业的霸主，但在芯片制造领域已然面临巨大的挑战，随时还可能被甩到更后，也因此当前美国正出台各种扶持本土芯片产业的政策，以试图扭转这种局面，而全球半导体芯片制造格局或有可能迎来新的变化。

消息领先一步，财富更近一步。关注「金十数据」，第一时间了解国内外 财经 大事件！

据日经亚洲评论9月2日最新报道，英特尔正准备对外发布其基于第 11 代酷睿TigerLake 芯片的笔记本电脑，希望能借此“力挽狂澜”——2021 年之前实现收入增长。 公开资料显示，英特尔是美国最大的芯片制造巨头。不过，如今这家巨头在芯片制造领域的领先地位正日渐受到台积电、三星等代工巨头的挑战。

去年11月下旬，英特尔因芯片订单剧增持续出现产能不足的状况，对其客户发表了致歉信。为了解决这一困境，英特尔也开始寻求增加产能的办法。 7月23日当天，英特尔首席执行官（ CEO ）鲍勃·斯旺（Bob Swan ）首次对外界透露了其部分芯片产品外包的念头。 随后有媒体猜测，台积电将以6nm制程拿下来自英特尔的代工订单。

美国媒体的分析报道指出，尽管芯片外包的模式在业界已是“见怪不怪”的做法，但对英特尔来说却是头一次。 在过去 50 年的发展历程中，这家芯片制造商都将芯片的设计与制造包揽在自己身上。 对比之下，另外两家国际芯片生产商超微半导体（AMD）和英伟达（Nvidia）早就将其最先进的芯片生产外包给台积电和三星等海外企业。

可以猜到的是，这一生产模式显然为英特尔的研发带来了不利影响。 就在其提出“外包”想法的同一天，英特尔也宣布了其新一代7nm芯片工艺技术将延期12个月推出（2023年初）。而这已经不是英特尔第一次出现“难产”的问题。 2018 年，英特尔也曾经因为技术原因将10 纳米制程CPU 的上市时间延迟了6 个月。

眼看着英特尔的生产与新品研发多次出现延期，其重要客户——苹果公司也对其生产制造能力产生了质疑。 据报道，6月下旬，苹果在其年度的全球开发者大会（Worldwide Developers Conference）上宣布，将旗下Mac电脑Intel芯片替换成自研的与iPhone及iPad产品同类型的ARM 芯片，并将其交由台积电代工。

更让人担忧的是，英特尔的市场主导地位正在面临挑战。市场研究机构IDC的数据显示，2017年-2020年上半年，英特尔在全球笔记本芯片的市场份额占比已从92%下降至80%。业内人士指出，作为唯一一家还将芯片生产和制造放在美国的半导体制造商，若英特尔也开始将芯片制造业务转移至海外，意味着美国称霸全球半导体市场的时代将迎来终结。

文 |廖力思 题 |徐晓冰 图 |饶建宁 审 |程远

---