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滕冉解讀“缺芯潮”:汽車芯片缺貨將持續至Q3後,建晶圓廠勢在必行

滕冉解讀“缺芯潮”:汽車芯片缺貨將持續至Q3後,建晶圓廠勢在必行

編者按:在二十壹世紀新十年開啟之際,搜狐科技正式推出《中國創新公司100》系列榜單及報道,圍繞5G、AI等技術創新,以及芯片、制造、零售、出行、社交、企業服務等領域內的技術創新、商業模式創新,對優質創新公司以及相關行業進行深度價值挖掘。

“科技創新”成為互聯網行業熱議的話題。到底怎樣的創新才是科技公司應有的創新?通過《中國創新公司100》,我們嘗試著回答這些問題。

本文為芯片領域系列報道的第壹篇。未來的壹段時間內,我們將圍繞芯片領域,進行系列策劃報道、專訪,並將舉辦線下及線上沙龍,討論芯片領域的熱點話題,敬請期待。

本文要點:

1、缺貨和漲價或成為行業常態,缺芯潮預計還將持續到今年下半年;

2、疫情致使初期整機廠商對出貨量預期不足、後期市場需求增長引發重復下單,是本輪缺芯的主要因素;

3、全球缺芯潮對國產半導體產業是雙刃劍,或讓許多小微芯片設計企業面臨找不到代工的窘境,2000家IC設計企業面臨洗牌;

4、國內的晶圓廠和封測廠直接受益,8英寸晶圓產能仍在吃緊;

5、從國家戰略的角度而言,不管現在處於什麽樣的價格周期,建晶圓廠都勢在必行;

6、芯片制造很難走國內封測產業並購發展之路,封測廠商未來會出現明顯分化;

7、全球供應鏈關系難以徹底改變,在構建自主產業鏈的同時仍需合作。

以下為正文,全文7000余字,全篇閱讀大約需要15分鐘(後附專訪原文)。

出品 | 搜狐科技

作者 | 梁昌均

編輯 | 楊錦

全球“缺芯”問題愈演愈烈,產能緊缺和漲價引發的“多米諾骨牌”效應持續向全行業傳導。近日,賽迪集成電路產業研究中心總經理滕冉在接受搜狐科技專訪時表示,這波缺芯潮實際上早在去年疫情初期就已出現,預計還將持續到今年下半年。

這對半導體產業鏈產生了不同的影響。滕冉認為,許多小微芯片設計企業可能面臨找不到代工廠的窘境,約2000家IC設計企業將迎兼並重組,而晶圓廠和封測廠則可以通過產能利用率提升,帶來充沛的現金流,從而加大研發,實現技術水平提升,同時帶動自給率的提高。

此次缺芯潮也再次顯示了供應鏈自主的重要性。滕冉認為,缺芯問題暴露出集成電路產業鏈和供應鏈的脆弱性,不過,行業已經形成的全球分工格局短期內仍難打破,而在構建自主產業鏈的同時依然需要合作。

新增產能有限,IC設計將迎兼並重組

目前,越來越多的企業發出警告,稱無法獲得足夠的芯片來保證產品供應。大眾、本田等數十家車企減產停工,蘋果部分新款高端iPhone銷售也受到零部件短缺限制,索尼稱由於生產瓶頸也可能無法完全滿足新款遊戲機的需求。

全球缺芯波及的範圍仍在持續擴散,短缺和漲價或將成為行業常態。滕冉認為,造成缺芯的主要因素有三個:壹是疫情對產業鏈和供應鏈的沖擊;二是疫情初期整機廠商對出貨量預期不足,但後期市場需求增長,引發重復下單,這是主要推動因素;三是5G、人工智能等新興產業應用加深,全球終端市場對芯片需求持續穩步增加。滕冉預計,汽車芯片,包括電源管理芯片、圖像傳感器等的缺貨狀態可能會持續到今年的Q3到Q4。

市場需求增長得不到保障的背後,是產能的緊缺,尤其是8英寸晶圓產能。從工藝上來說,晶圓壹般分為6英寸、8英寸、12英寸規格不等,目前晶圓廠產能主要集中在8英寸和12英寸,國內的中芯國際、華潤微、華虹等均有布局。

據滕冉透露,由於12英寸單顆芯片的性價比更高,全球晶圓廠過去都在擴產12英寸,導致8英寸產線增幅非常有限。但某些重要芯片,比如缺貨明顯的電源管理芯片、圖像傳感器等,仍然需要大量的8英寸產能。在供給能力沒有提升的基礎之上需求增加,顯然會造成8英寸產能緊張。

據了解,中芯國際去年第四季度產能利用率達95.5%,其還計劃今年8英寸擴產不少於4.5萬片;華潤微和華虹半導體去年第三季度的8英寸產線均滿載,其中華虹半導體產能利用率更是達到102%,超負荷運轉。

產能緊張的問題短期內並不太好解決。滕冉指出,現在設備廠商的主流設備都是12英寸,8英寸設備處於存量市場,新建產線需要二手設備,而新建工廠則需3-5年的時間。由於集成電路產業呈現明顯的周期效應,很多成熟大廠不敢貿然新建工廠或快速激增產能,意味著整體產能增加有限,短期內只能通過增加工人或提高效率等方式來緩解供應不足的問題。

“這對國內的晶圓廠和封測廠大有裨益”。在他看來,產能利用率的提升可以幫助晶圓廠彌補技術細節問題,提高良率,甚至是帶動整個產線制造能力、制造水平的提升,同時獲得充裕的現金流,投入更多資金進行研發,同時扶持國內材料或設備企業,使得它們有更多機會進入到大廠去驗證產品、叠代技術。

長期來看,滕冉認為,國家對晶圓制造已高度重視,從國家戰略的角度,不管是處於價格周期向上還是向下,國內建晶圓廠是勢在必行。但並不是產業鏈都會受益。滕冉認為,產能緊缺對國內芯片設計企業壓力很大,尤其是小微企業很可能面臨著找不到代工廠的窘境。

他認為,芯片設計是優勝劣汰、贏家通吃的行業,國內約2000家IC設計企業勢必會在未來幾年發生大量重組和兼並。他表示,很多小微設計公司應該轉變發展思路,在拓展芯片供應的同時也可以轉型,如轉向IP核,成為知識產權供應商,這可能是未來的壹個發展趨勢。

封測並購經驗難復制

在芯片產業鏈上,封測無疑是國內最“拿得出手”的環節之壹。這波缺芯潮同樣也讓後端封測受益匪淺。

國內“封測三小龍”長電科技、華天科技、通富微電位居全球前十行列,這三家企業去年凈利均翻倍增長,最高增長接近21倍。集成電路行業進入高景氣度周期、國產替代加速等使得封測產能供不應求,訂單暴增。

滕冉表示,國內封測廠商經過20多年的發展逐漸占據了壹定的主導權和話語權,在這壹輪芯片緊缺和價格上漲的過程中也吃到了紅利,下遊市場的需求主要推動因素。他還提到,封測行業對人力要求非常高,需要大量產業工人,而國內巨大的人口紅利很好地支撐了封測產業的發展,這是最重要的因素。

並購也是壹大助力,他表示,過去國際環境相對較好,國內封測廠在收購方面大踏步前進,比如長電科技收購新加坡的星科金朋,通富微電收購AMD在國內和馬來西亞檳城的封測廠等,可以說這些廠商很有遠見地進行提早布局。

值得註意的是,去年是國際半導體並購大年,包括英偉達斥資400億美元收購ARM、AMD欲斥資350億美元收購賽靈思等,然而國內並不多見。滕冉認為,芯片產業鏈上其它環節,尤其是制造,如果想要仿照國內封測企業的發展路線去成長,可能還需要壹定時間。

“國內還是處於壹個追趕爬坡的過程,不管是在資金還是在技術實力方面都存在不足,包括收購以後的協同研發或協同生產的能力有限。在企業發展到壹定程度以後,這種收並購才可能會大量出現,而未來在收購這條路上可能不會順暢。”他說。

此外,先進封裝已經成為大廠追求,臺積電、英特爾、三星等都在布局。中芯國際副董事長蔣尚義在不久前的演進中提到,摩爾定律已然接近物理極限,封裝和電路板技術已成為芯片整體系統功能的瓶頸,未來先進工藝和先進封裝要並行發展。

滕冉認為,過去和現在我們更重視的是設計和制造,未來先進封裝壹定是趨勢,它可以讓摩爾定律在系統層面得以延伸,未來會有更多廠商選擇利用先進封裝去提高產品效能,降低功耗。雖然目前國內企業還是集中在傳統封裝,但隨著規模壯大,資本金更加充足,也會有實力去投資新技術和新業務。

滕冉也提到,先進封裝正在改變標準的前後道供應鏈,這會更加考驗封裝廠的綜合能力。同時,封測廠也會面臨來自英特爾、臺積電等大廠的競爭。他預計未來封裝廠會發生明顯分化,有能力的會去選擇做先進封裝,其它的可能繼續走傳統封裝、低價競爭的路線。

供應鏈關系難打破

全球缺芯的境況迫使不少企業開始自救,新的合作模式也開始出現。此前大眾汽車表示,正在考慮繞過大陸集團等供應商,直接向芯片制造商購買芯片。芯片設計企業,如聯發科則自購設備租給代工廠以生產自身芯片,這開創了行業合作新模式的先河。

滕冉提到,去年以來,受疫情和國際關系的雙重影響,原有的全球半導體供應鏈和產業鏈體系其實是遭到了壹定程度的破壞。“但供應鏈關系徹底改變的可能性不大,傳統業態比如汽車這種成熟的供應鏈,要想打破現在的制衡或分工是很難的。”

滕冉表示,全球缺芯的情況其實暴露出整個集成電路產業鏈供應鏈的脆弱,或者說剛性不夠,也反映出壹些問題,包括芯片設計企業、制造企業對於下遊客戶的需求和理解預判不到位等。

這也讓業界意識到擁有自主和可控的供應鏈是多麽緊迫和必要,尤其是對於國內自給率不高的行業來說,比如汽車芯片領域。滕冉表示,集成電路屬於高投入、高技術行業,產業變革不會壹蹴而就,推動壹個產業的發展壹定要客觀和理性,如果不遵從科學的內在規律去拔苗助長,壹定會出現很多問題。

他認為,構建自主的芯片供應鏈還是需要以企業為主體,在政策的呵護和市場的引導下,培育國產芯片供應商完成技術叠代和產品演進,這也需要全社會給與更多的耐心和信心。

多層次的人才也很重要。滕冉提到,過去我們可能更註重領軍型人才,但隨著產業做大,國內其實依然缺乏中高端人才和產業工人,這種人才不管是從培育,還是從引進的角度來說難度更大,這也是未來產業長期發展急需解決的問題。

滕冉還表示,集成電路是壹個全球性的產業,資源需要在全球配給,不可能某個國家單獨承擔全產業鏈。但在壹些關鍵核心領域,我們必須堅持自主可控,某些其它領域還是需要敞開懷抱跟全球合作。

以下是專訪原文(經刪減整理):

搜狐科技:自去年以來,全球缺芯的情況愈演愈烈,您有什麽觀察,主要因素是什麽?

滕冉:在去年疫情初期,也就是壹季度,市場就出現芯片供貨不足的情況,尤其是PC、服務器、手機SoC等高端芯片領域。汽車電子也很受關註,而全球具備車規級的產線有限,其它市場(如消費電子)爆發擠占了汽車芯片產能,新能源車和智能汽車的爆發也要大量車規級芯片。供給不足,產能有限,造成汽車芯片短缺或價格上漲。汽車芯片,包括電源管理芯片、微控制器等缺貨,可能會持續到今年的Q3到Q4。

全球缺芯的原因主要是三個方面,第壹是疫情對集成電路產業鏈和供應鏈造成了很大沖擊,壹些核心環節產能波動比較大。第二是疫情初期下遊整機廠商,對出貨量預期不足,但後期在看到市場需求增長後,擔心芯片可能會得不到保障,存在很多重復下單,這是缺貨漲價的主要推動因素。第三是科技產業變革,5G、大數據、人工智能等應用加速,全球終端市場對芯片的需求都在持續穩步增加。

搜狐科技:全球缺芯的情況是否會加速國產替代?哪些環節將會從中受益?

滕冉:這要從兩方面去看,它對國內設計企業壓力很大,尤其是中小型企業,由於它的訂單量、資金實力跟大廠比不了,很可能面臨著找不到代工廠的窘境。另壹方面,這也勢必會促進國內晶圓廠產能利用率的提升。

全球整體產能的增加是有限的,因為集成電路產業會呈現明顯的周期效應,很多成熟大廠不敢貿然新建工廠或快速激增產能。在產能相對比較固定的情況下,需求增加使得本土廠商的產能利用率快速提升,可以彌補壹些技術細節問題,提高良率,帶動技術水平的提升,甚至是帶動整個產線的制造能力、制造水平的提升。

因此對晶圓廠和封裝廠來說,肯定是大有裨益。晶圓廠和封測廠的產能飽滿可以帶來更充裕的現金流,就可以投入更多的錢進行研發,也可以扶持國內壹些供貨商,比如說材料或設備企業,使得它們有更多機會進入到大廠去驗證產品,叠代技術,有助於提高整體的自給率。

搜狐科技:為什麽已經不是主流的8英寸晶圓產能在這次缺芯潮中最為吃緊?國內晶圓廠如何應對?

滕冉:全球制造廠都在追12英寸,它成本更低,單顆芯片的性價比更高,導致這些年8英寸產線增幅非常有限。但部分芯片產品,像電源管理、圖像傳感器、驅動IC等,由於需要特殊的工藝,不適合把尺寸做小,仍然需要大量的8英寸產能。在供給能力沒有提升的基礎之上需求增加,很明顯會造成8英寸晶圓的產能緊張。

但現在設備廠商做得主流設備是12英寸,8英寸設備處於存量市場,新增設備量非常少,甚至沒有。晶圓廠想新建產線需要去國際市場上找這些二手設備,並把它們買回來,打磨翻新,重新組裝,比較花時間和花精力,從打樁建廠到最後批量跑通,可能需要3-5年,那時的市場供求無法判斷。晶圓廠短期內只能通過增加工人,或者提升時間利用率,來增加產能供給,緩解供應不足。

長期來看,國內對晶圓廠已經高度重視,國家集成電路產業大基金壹期投的最多的就是制造、封測領域的龍頭企業,國內新興晶圓廠的快速成長也將在壹定程度上緩解產能不足的現象。從國家戰略的角度,不管現在價格周期是向上還是向下,國內建晶圓廠是勢在必行。

搜狐科技:剛才也提到,產能不足對中小型的芯片設計企業壓力很大,這會帶來什麽影響?如何渡過難關?

滕冉:現在中國大陸地區的集成電路設計規模,跟中國臺灣地區差不多,但大陸公司的數量可能是中國臺灣地區的10倍之多,這是壹個很不正常的情況,也是這兩年產業過熱的表現。但這個行業壹定是優勝劣汰,或贏家通吃的行業,有些創新性的領域可能會冒出壹些新興公司,但未來想要進行獨立的上市資本化操作可能不可行。國內現在約2000多家芯片設計企業勢必會在未來幾年發生大量重組和兼並,否則它在行業或生態裏無法獨立生存。

在全球產能有限的背景下,中小企業產能勢必會被壓縮。很多中小設計公司可以轉變發展思路,在拓展芯片供應的同時,也可以轉型,比如轉向IP核,成為真正集成領域的知識產權供應商,這或許是未來的壹個發展趨勢。

搜狐科技:國內封測行業這些年的發展相對更加成熟,去年以來便處於上升周期,除了產能影響,主要有哪些方面因素推動?

滕冉:國內封測廠商在經過了20多年的發展在行業逐漸占據了壹定的主導權和話語權,在這壹輪芯片緊缺和芯片價格上漲的過程中,這些封測廠商也吃到了紅利,下遊市場需求是主要推動因素。國內封測廠商主要還是傳統封裝,這塊對人力要求非常高,需要大量的產業工人,國內巨大的人口紅利起到了很好的支撐作用,這是最重要的因素。

第二個關鍵因素其實就是並購。在過去整體國際環境相對較好的時候,國內封測廠在收購這塊大踏步前進,比如長電科技收購新加坡的星科金朋,通富微電收購AMD在國內和馬來西亞檳城的封測廠,這些廠商很有遠見的在提早布局。

搜狐科技:說到並購,去年發生了很多國際半導體企業並購,比如英偉達收購ARM、AMD收購賽靈思,但為什麽國內並不多見?

滕冉:產業鏈上的其它環節,尤其是制造,如果想要仿照國內封測企業的發展路線去成長,可能還需要壹定時間,也要更多的去看外部環境。國內所處的歷史階段和國際廠商不太壹樣,國內還處於壹個追趕爬坡的過程,不管是在資金,還是在技術實力方面,都存在不足,包括未來收購以後的協同研發,或者協同生產的能力都有限。我們還需要更長的時間,在企業發展到壹定程度後,這種收並購可能會大量出現。考慮到國際環境,國內半導體企業想要對外收購,可能不會像過去封測行業的收購那麽順暢。

搜狐科技:現在有不少IDM、晶圓廠等都在布局先進封裝,國內企業布局先進封裝面臨哪些機會和挑戰?

滕冉: 盡管摩爾定律已經存在了50多年,但它已不再具有成本效益。在先進光刻節點方面,有能力跟進的廠商僅有英特爾、三星和臺積電等企業。業界正利用先進封裝技術,將多個先進和/或成熟的芯片集成到壹個封裝體內(異質集成),配合2.5D/3D封裝,可以讓摩爾定律在系統層面得以延伸。它已被用於各種處理器和應用,包括CPU、GPU、處理器核心、固態硬盤、存儲塊和圖形,未來在高性能計算(HPC)應用中,封裝技術的復雜性和協同性將會越來越高。

過去和現在我們更重視的是設計和制造,未來肯定會是先進封裝,會有更多廠商會選擇利用先進封裝的方法,去提高產品效能,降低功耗。隨著國內封測企業進壹步壯大,資本金更加充足,也有實力去投資這種新技術和新業務。當然也有很多挑戰,晶圓級封裝正在改變標準的前後道供應鏈,並衍生出中道業務,即進行晶圓級Bumping(植球)和封裝工藝,這可在OSAT(專業封測廠)、WLP廠(晶圓級封裝廠)或IDM內實現,會更加考驗廠商的綜合能力。

目前英特爾、臺積電和三星等大廠已經成功進軍先進封裝市場,OSAT業務正在被代工廠和IDM蠶食。未來擁有尖端的統包服務,如最新的矽節點制造技術和先進的封裝,無晶圓廠模式可能會變得更有吸引力。無晶圓廠和設計公司正在尋找性價比更優的封裝,特別是針對高端應用。如果大廠能同時保證質量和成本效益,那麽OSAT必須采取措施確保先進封裝的市場份額。OSAT未來肯定會發生明顯分化,有能力的就做先進封裝,其他的繼續走傳統封裝的路線,走低價競爭的策略。

搜狐科技:這次缺芯危機暴露出產業鏈哪些問題?國內產業發展可以吸取什麽經驗?

滕冉:全球缺芯的情況可以看出整個集成電路產業鏈和供應鏈還是很脆弱的,也反映出壹些問題,包括芯片設計企業、制造企業對於下遊客戶的需求和理解預判不到位等。但推動產業的發展壹定要客觀和理性,半導體產業不是壹朝壹夕可以發展起來的,而且產業發展有自身內在規律,不遵從而去拔苗助長,壹定會出現很多問題。

人才也很重要,過去可能我們更註重領軍型人才,但隨著產業的做大,中高端人才和產業工人,尤其是所謂的匠人,國內依然非常匱乏,而且這種人才不管是從培育,還是從引進的角度來說難度更大,這也是未來產業長期發展急需解決的問題。

搜狐科技:這次的缺芯潮再次顯示了供應鏈自主的重要性,這是否會導致出現新的供應鏈關系?

滕冉:從整體來看,去年受疫情和國際關系的雙重影響,產業鏈供應鏈發生了壹些變化,比如中興華為事件,原有的全球半導體供應鏈和產業鏈體系其實是遭到了壹定程度的破壞,但徹底改變供應鏈關系的可能性較小。

目前很多整機廠商為了避免這壹問題紛紛自行設計芯片,包括蘋果公司的M1系列芯片取代了合作十余年的英特爾,特斯拉自行開發的FSD自動駕駛芯片取代了之前與英偉達公司的合作。為了保證自己的芯片供應不出問題,未來有實力的整機企業,自行研發芯片會是趨勢。

搜狐科技:在當前的市場環境和外部環境下,如何認識構建自主產業鏈和對外合作之間的關系?

滕冉:我國創新性地提出以國內大循環為主體,國際國內雙循環相互促進的發展新格局,這壹論述非常符合目前我國的芯片產業現狀。在疫情和全球政經關系深刻變革的當下,產業鏈和供應鏈正在悄然發生變化。當然集成電路屬於高投入高技術行業,產業變革不會壹蹴而就,但國內很多企業已經逐步在細分市場嶄露頭角,從過去的跟跑逐步並跑甚至領跑。

構建自主的芯片供應鏈還是需要以企業為主體,在政策的呵護和市場的引導下,培育國產芯片供應商完成技術叠代和產品演進的過程,這也需要全社會給與更多的耐心和信心。同時,集成電路是壹個全球性的產業,資源需要在全球配給,不可能某個國家單獨承擔全產業鏈。壹些關鍵核心領域,我們必須堅持自主可控,某些其它領域還是需要敞開懷抱跟全球合作。

来源:搜狐



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