芯片缺货，本相何时能缓解？

泉源：内容由半导体行业观看（ID：icbank）编译自「eejournal」，感谢。

我已经数不清有几多次听到专家和半导体高管说半导体行业“最终”开脱了营业的周期性。在已往的 50 年里，它肯定有几十次。50 年前这不是真的。在此时期，这从来都不是真的；纵然如今我们正在履历最新的芯片短缺，这也不是真的。

只要我们用数十亿美元的晶圆厂制造芯片，只要这些晶圆厂必要数年时间来建筑、方便化和投入运营，周期性短缺就会再次产生。由于我们基础无法同步晶圆厂的多年构建周期以及大概在短短几周内产生的半导体需求的忽然改变。

当前的 Covid 大盛行加剧了半导体行业经典的繁荣和冷落周期，但并没有制造它。

因为抢购，我们的卫生纸用完了！是什么让人们以为半导体在某种水平上有所差别？

我看到普通媒体每每犯的错误之一是他们偏向于将全部半导体生产归为一个团体——通常将全部 IC 称为“盘算机芯片”。这并不克不及很好地代表天下怎样制造或利用半导体。

微处置惩罚器、手机芯片组和 FPGA 等前沿部件是在最当代的晶圆厂中利用开始进的工艺节点制造的——这些晶圆厂耗资数十亿美元。AMD、英特尔、三星和英伟达等着名半导体公司在这些高端晶圆厂生产最新一代的芯片。这些公司及其制造互助同伴正在以最快的速率建筑新的高端晶圆厂。

英特尔的 Pat Gelsinger 说，英特尔正在几个国度/地域捆绑全部混凝土卡车，只是为了在俄勒冈州、亚利桑那州和爱尔兰等地建筑英特尔的新工场。这黑白常浮夸的，固然不是严厉精确的。即便云云，英特尔和台积电的确正在设置装备摆设很多新的高端晶圆厂，以试图餍足对其开始进芯片的需求。

然而，我们平常利用的绝大多数芯片都不是在高端晶圆厂制造的。它们是在较旧的晶圆厂中利用较旧的工艺节点制造的，这些节点大概已完全或大量摊销。对付为汽车应用设计的零件尤其云云。汽车和卡车装满了微操纵器，这些微操纵器不是用 EUV 或其他范例的先辈光刻技能制造的，他们也不必要用到它们。

汽车芯片短缺并不是由于 10、7、5 或 3 纳米工艺节点的推出很晚而导致的。汽车公司从他们的后视镜中看到 Covid 靠近，推测 Covid 的影响会淘汰新车销量然后放弃了他们的芯片订单。

然而，新车销量的下滑被证明是短暂的，忽然间，市场对新车的需求猛增。当汽车制造商试图提交新的芯片订单时，他们发觉专用于制造汽车芯片的晶圆厂产能已重新安排给其他客户。交货时间一闪而过，这些汽车制造商如今发觉本身面对严峻的芯片短缺。是以，汽车厂商开始制造新的汽车和卡车，但他们没有完成，由于他们缺少所需的半导体。没有芯片，就不克不及发货。

是以，汽车和卡车制造商在可以找到空间的地方储存大部门制品车。比方，据报道，福特开始在底特律机场周边的停车场、底特律周边的大众工程部铁路场以及肯塔基州卡罗尔顿以东的肯塔基高速公路的 30 英亩停车场中储存部门制品的 F-150 皮卡车.

福特并不孑立。通用汽车、福特、日产、戴姆勒、宝马和雷诺都在环球芯片短缺的情形下公布减产。纵然是在整个 Covid 大盛行时期彷佛最能餍足其生产需求的公司丰田，也被迫公布从本年 9 月开始将汽车产量减少 40%。丰田从拥有大量芯片库存中受益，由于该公司在十年前福岛地动和海啸灾祸造成的灾祸之后修改了其营业一连性打算。

但是，他们没有增补，这种情形下，任何库存都不会永久连续下去。

这里迫不及待的题目是，汽车半导体不是在最新的 300 毫米晶圆生产线上利用 EUV 光刻等特别工艺制造的。这些部件是在较旧的晶圆厂生产线上制造的，利用较旧的工艺节点，而且通常利用 200 毫米晶圆。我原认为没有人会建筑更多的 200 毫米晶圆厂。它们已颠末时了二十年，我认为它们正在退役。

但是从办事于环球电子设计和制造提供链的行业协会 Semi 本年早些时间公布的题为“ 2024 年 200 毫米晶圆厂瞻望”的陈诉中看到，我发觉我错了。那份陈诉说：

“从 2020 年到 2024 年，环球半导体制造商有望将 200 毫米晶圆厂产能进步 950,000 片晶圆，即提拔 17%，以到达每月 660 万片晶圆的汗青新高……在统一时期，晶圆制造商将增添 22 座新的 200 毫米晶圆厂以关心餍足5G、汽车和物联网 (IoT) 设置装备摆设对模仿、电源治理和表现驱动器集成电路 (IC)、MOSFET、微操纵器单位 (MCU) 和传感器不停增进的需求。”

然而，更多的研究评释我也是对的。据Semi称，从2006年到2015年，每月生产的200毫米晶圆数目的确有所降落，该公司还表现，200毫米晶圆厂的数目在2015年触底反弹至180家，低于之前202家晶圆厂的峰值。从当时起，200 毫米晶圆厂的数目和制造 200 毫米晶圆的月产能一向在上升，但速率不敷以餍足近来忽然激增的需求。

以下是来自 Semi 的图表，表现了该行业每月 200 毫米晶圆总产能的增进以及估计将上线的 200 毫米晶圆厂数目：

如您所见，现在 200 毫米晶圆厂的设置装备摆设高潮，而且这些晶圆厂可以生产的晶圆总数也在增添。这些数字不包罗彷佛得到大部门媒体存眷的高端 300 毫米晶圆厂。

是以，造成芯片短缺的不但仅是晶圆厂产能。上图评释该行业在跟踪需求方面做得很好。以是，这是另一回事。据我所知，现在芯片短缺的缘故原由有两个。我以为，第一个也是最大的缘故原由是需求激增。在已往的一年半里，天下上很大一部门人开始在家事情。至少对付信息事情者来说是如许。这些员工必要种种电子底子办法来在家完成事情，从条记本电脑、平板电脑和手机到大范围云支持，这推动了对办事器、网络和宽带设置装备摆设以及蜂窝网络底子办法的需求。反过来，设置装备摆设需求推动了对芯片的贪欲需求。另一个缘故原由恰恰是封装。台积电刘德音之前在担当采访时间则谈到，如今有人在囤芯片，这加剧了芯片的提供告急情形。

就汽车行业的短缺而言——嗯，这彷佛重要是本身造成的，这是由超精益的库存操纵和暴虐的提供链治理造成的，这些治理必要从生产本钱中压迫每一分钱。IDC 于 9 月 19 日公布的题为“半导体市场将在 2021 年增进 17.3%，到 2023 年到达潜伏产能过剩”的陈诉中指出：

“依据 IDC 的数据，到 2022 年中期，该行业将看到正常化宁静衡，随着更大范围的产能扩张在 2022 年末开始上线，2023 年大概会显现产能过剩。”

在 9 月 底于加利福尼亚州比佛利山庄进行的 Code 2021 大会上，AMD 首席实行官 Lisa Su 表现，估计芯片短缺将在 2022 年下半年缓解。

英特尔首席实行官 Pat Gelsinger 则猜测，必要一两年时间才气使半导体提供与需求规复均衡。Gelsinger 根本上拥有无穷的研究资源，可以猎取支持他的猜测所需的信息。

至少与一个单独的编辑可用的资源相比，以是我很高兴利用 IDC、Lisa Su 和 Gelsinger 的猜测。在 2022 年查找力的均衡，并在 2023 年查找硅钟摆以另一种方法摆动。

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