2021,全球“缺芯”

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图片来源@视觉中国
文丨泡腾VCer , 作者丨dy , 编辑丨Janet
“芯片短缺”是2021年最引人关注的主题之一 , 无论是财经媒体的年度总结 , 或是券商研究所的明年展望 , 话题均离不开这个在过去一年间内 , 让所有产业参与者和行业观察家挠破头皮的“人类智慧的结晶” 。
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不止于宏观叙事 , 芯片短缺也影响着我们每个人的日常生活 。 市场研究机构SusquehannaInternationalGroup的数据显示 , 全球芯片交货期从2020年初开始持续上行 , 最新已达到22.3周 。 在生活中 , 我们能感知到的或许是最新款iPhone13推迟发货 , 因为苹果削减了1000万台产量;又或许是特斯拉新车暂时先不装USB口 , 原因同样还是买不到对应的芯片 。
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在见诸报端的分析中 , 芯片短缺是近两年蔓延全球的供应链乱象的一部分 , 原因包括“产能短缺”、“需求爆发”、“供应链受阻”等客观因素 , 也包括各种离奇的火灾、暴风雪、罢工等意外事件 。 但要抓住重点 , 我们应回归最传统的“供给-需求”行业分析框架 , 看看是怎样的供求错配 , 最终导致全球“缺芯”的局面 。
01、看长期:产能结构错配埋下供求失衡伏笔
2021,全球“缺芯”】芯片产业链漫长而复杂 , 上中下游分别为设备/材料、制造、封装测试 。 中游的制造环节分为两种模式 , IDM模式集各环节于一身 , 代工+设计模式则讲求专业分工 。 随着芯片水平的提升 , 建造新工厂的成本也越来越高 , 未来一座最新技术的工厂甚至需要投入200亿美元 , 因此制造环节走向专业分工是行业趋势 。 目前 , 晶圆代工产能保持在芯片制造总产能的一半左右 , 地位十分重要 , 而本文也将主要以晶圆代工为切入点进行研究 。
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谈到晶圆代工 , 离不开“制程”和“硅片尺寸” 。 芯片制程从1990年的1微米发展至最新的5nm , 目前28nm以下是先进制程 , 应用于对性能要求极高的手机处理器、CPU、GPU等 。 28nm到90nm是12英寸硅片上的成熟制程 , 应用于通信、射频、模拟等中端芯片 。 90nm以上是8英寸及更小硅片上的成熟制程 , 应用于电源管理、面板驱动、功率器件等中低端芯片 。
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先进制程是近年来代工产能扩张的主力 , 由台积电扛起大旗 , 疯狂砸钱 。 今年资本开支总计达300亿美元 , 占行业总开支的八成 , 三年计划总投入高达恐怖的1000亿美元 。 但是 , 传统先进制程的需求——消费电子 , 却增长乏力 , PC+智能手机+平板电脑的三波浪潮已然衰退 。 之所以需求疲软却扩产迅猛 , 一方面是服务器、矿机、游戏主机等增量需求 , 另一方面则是台积电乘胜追击 , 进一步奠定行业地位的战略布局 。
和先进制程相比 , 近年来 , 成熟制程的扩产节奏缓慢 。 2014年以来 , 成熟制程总产能的年化增速只有3.8% 。 其中比较有代表性的现象是 , 导入过猛的28nm赶上了全球半导体市场大衰退 , 产能利用率快速走低 , 此后各家厂商都不愿再度扩产 。 而8英寸的相关制程本身带有“即将淘汰”的属性 , 因为硅片尺寸的趋势是越大越好 , 尺寸越大 , 平均成本越低 。 2001年推出后 , 行业重心基本在12英寸之上 , 同期8英寸工厂关停 , 设备也不再生产 , 产能规模停滞并陷入衰退 。