6 月 29 日,美国电气和电子工程师协会下属期刊 IEEE Spectrum 通过图表回顾了全球半导体短缺的开始与原因,并分享了相关的数据。
根据数据,汽车芯片市场相对较小,仅占 9% 左右的市场份额。在短缺发生时,这使得汽车厂商无法从晶圆代工企业获得足够的芯片。美国咨询公司 Kearney 也针对这一问题提供了解答方案。
一、200mm 晶圆厂新增较少,厂商囤积加剧短缺最先发生芯片短缺的领域是汽车芯片。
根据美国市场研究公司 IDC 的数据,虽然汽车芯片市场每年增速在 10% 左右,但是整个汽车芯片市场为 395 亿美元,只占全球芯片市场的不到 9%。计算机、无线设备、消费电子芯片市场则分别为 1602 亿美元、1267 亿美元和 601 亿美元。
但另一方面,全球汽车行业雇员数量超过 1000 万人,使政府和社会对该行业比较重视。
这导致在汽车行业因为疫情取消芯片订单后,其订单的优先级低于智能手机、电脑等厂商。而各个汽车厂商的停产、停工消息放大了社会各界对芯片短缺的关注。
▲ 全球芯片市场份额(来源:IDC)
在技术方面,因为汽车芯片的安全标准较高,其芯片制程在 40nm 以上,工艺较为成熟,已经有 15 年的历史,通常采用 200mm 晶圆(8 英寸)。现在中国台湾台积电、韩国三星电子 2 家晶圆代工厂商可量产的制程为 5nm,采用 300mm 晶圆(12 英寸)。
由于晶圆厂成本巨大,半导体制造厂商往往优先建造更先进的 300mm 晶圆厂。美国半导体行业协会 SEMI 数据显示,2022 年 200mm 晶圆厂数量将增加 10 座左右,只有 300mm 晶圆厂新增数量的一半。
▲ 200mm 晶圆厂新增数量(来源:SEMI)
虽然 40nm 及更旧制程的晶圆厂新增数量较少,但是市场需求却比较多。IDC 数据显示,使用 40nm 及更旧制程工艺的芯片占总装机量的 54%。相比之下,先进制程只占 17.5%。
这种需求和产能的不均衡也是 40nm 芯片短缺的重要因素。
▲ 按芯片制程划分的装机量(来源:IDC)
需要指出的是,在短缺发生后,很多芯片采购商都开始囤积零件,以保证自身的供应安全。但是这也加剧了短缺问题。
美国半导体营销、咨询公司 Semico Research 的总裁 Jim Feldhan 谈道,虽然很多产品市场需求没有太大的变化,但一些客户开始双重订购零部件以增加其库存。
美国咨询公司 Kearney 的美洲首席合伙人 Bharat Kapoor 则强调,汽车行业需要做的不仅仅是增加库存,也需要和芯片行业建立更加直接的联系,以防止未来再次发生短缺。