本周，在談到全球芯片產能短缺時，臺積電董事長劉德音表示，之所以形成這樣的局面，主要有三大原因：一是新冠肺炎疫情造成生產鏈的銜接不順利；二是美中貿易爭端造成供應鏈及市占率的變化和不確定性；三是疫情加速了數字化轉型。
具體來看，自2020年初新冠肺炎疫情發生以來，全球生產鏈銜接不順利，為了維持足夠的芯片支持供應鏈運作，庫存水位提高成為常態。另外，美中貿易爭端，使得華為遭受美國禁令而無法獲取芯片，在這種情況下，其它手機廠商擴大下單量，以爭取華為的市占率。此外，不確定性也是一個重要因素，具體是指無法知道未來的芯片供應會不會因為外在變量造成中斷，不確定性的消除，很大程度上取決于美中兩國之間如何協商取得共識。
劉德音表示，不確定性及市占率改變的時候，一定會有超額訂購情況。對臺積電來說，過去產能是先到先拿，但現在無法這樣做，臺積電全力支持產能供給，但會盡量分析哪些是最急切的需求，像車用芯片缺貨影響到經濟及就業，就要先支持并解決，臺積電正在做這些事情。
另外，疫情加速了數字化轉型，如遠距工作及教學帶動筆電出貨大幅增加，人工智能（AI）及5G的大趨勢也因此加速發展，所以對芯片的需求也大幅增加。劉德音表示，隨著疫情得到控制，生產鏈短暫中斷的情況會獲得改善，但數字化轉型不會停止。
劉德音認為，總體來看，全球芯片的整體產能仍大于需求，像現在產能很短缺的28nm，全球產能仍大于實際需求，只是因為新冠肺炎疫情或美中貿易紛爭而造成供給吃緊。
綜上，可以看出，相對于當下業內普遍認為的芯片整體產能不足，劉德音給出了不同的看法，他認為，在宏觀層面，全球整體芯片產能是供大于求的，當下產能的短缺，更多的是微觀層面變化后形成的“假象”。而劉德音提到的兩點，很值得注意：一是芯片供應鏈及市占率的變化和不確定性，是造成相當多種芯片供不應求的一個重要原因；二是像現在產能很短缺的28nm，從宏觀層面來看，全球產能仍供過于求。
芯片供應鏈轉移
芯片供應鏈及市占率的變化和不確定性，在近兩年產能短缺的市場中體現得越來越突出。某些類型芯片，在相對短的時間內，市場需求猛增，供給嚴重不足使得芯片生產鏈發生變化和轉移，這種變化就會給市場帶來一定的不確定性。在這方面，典型代表就是CIS（CMOS圖像傳感器）的供不應求，使得行業兩大巨頭索尼和三星的CIS生產鏈出現了很大的變化：由于產能不足，在2019年，索尼史上首次將其部分重要CIS生產外包給了臺積電；三星則將部分DRAM產線改造為CIS產線。
特別是三星，為擴大CIS產能，該公司于2017年開始改造12英寸DRAM產線FAB 11，用于生產CIS，2018年底完成改造；同時對FAB 13進行改造。三星原本擁有1條CIS芯片專用產線，名稱為S4-Line，2019年，該公司CIS產能約為4.5萬片/月，隨著FAB 11和FAB 13線轉為CIS專用線，三星的產能將擴充到12萬片/月，目標是超過索尼每月10萬片的產能。
進入2021年以后，CIS依然是供不應求。據Omdia統計，中低端CIS嚴重短缺，三星從2020年12月起調漲CIS 價格40％，其它CIS供應商也漲價20％。導致這一波CIS 漲價的主因是8英寸晶圓代工產能吃緊，投片在8英寸晶圓生產的電源管理IC、驅動IC、指紋辨識IC、MOSFET 等產品，自2020下半年就陸續缺貨漲價。
此外，一些CIS的IC設計企業，為了擺脫到處找產能而不得的被動局面，開始自建晶圓前后道產線，以保證給客戶供貨。
除了CIS，近期產能最緊張的就是汽車芯片。為了獲得產能，歐美各國政府出面與臺積電協商，希望后者能增加汽車芯片產能。由于臺積電擁有全球汽車芯片70%的產能，所以，該公司的舉動會產生很大影響。為了盡快解決汽車芯片荒問題，臺積電緊急啟動了特別緊急快件，要在相對短的時間內擠出原計劃生產其它芯片的產能，用于生產汽車芯片。
據悉，臺積電正將部分55納米HV制程產能，由部分觸控面板驅動IC（TDDI）轉移給車用。
除了CIS和車用等芯片生產鏈發生較大變化之外，不同尺寸的晶圓產線也在近兩年出現了轉移，特別是原本采用8英寸晶圓生產的芯片，開始向12英寸晶圓產線轉移。
8英寸晶圓原本用于生產成熟制程和特殊工藝的芯片，如PMIC、顯示驅動IC，CIS，MCU，MEMS等，但是，近些年，隨著傳統8英寸晶圓產能供不應求，以及14nm及更先進制程的普及，市場對12英寸晶圓的需求日益迫切，這方面的成本效率越發突出。因此，8英寸向12英寸晶圓轉型的速度開始加快，除了傳統存儲和邏輯芯片之外，越來越多的PMIC、顯示驅動IC，CIS，MCU等芯片，也開始采用12英寸晶圓生產了。
綜上，無論是CIS和汽車芯片大規模缺貨，還是原本用8英寸晶圓生產的芯片向12英寸產線轉移，都在很大程度上打亂了原有秩序和平衡。這種供應鏈較大規模的變化，會在很大程度上進一步強化市場對芯片產能不足的預期，從而加重重復下單，客觀上使產能更加吃緊。而且，產業鏈大規模變化，打破了傳統格局，必定會給整個市場帶來更多的不確定性，也就是如前文劉德音所說的。
不同制程工藝產能的差異
如前文所述，劉德音認為，現在產能很短缺的28nm，從宏觀層面來看，全球產能仍供過于求。
如何理解這個觀點呢？恐怕要從不同制程工藝的市占率，及其多年以來的變換情況來分析了。在這方面，IC Insights在2020年底曾經有過一份統計，很適合用于對以上觀點的討論。
按照IC Insights的統計和預測，各種半導體制程的市占率正向著相對更加均衡的方向發展。
如圖所示，在2019年，10nm以下先進制程的市占率僅為4.4%，而到2024年，其比例將增長到30％。在該時間段內，10nm -20nm制程的市占率將從38.8%，下降到26.2%；20nm-40nm制程的市占率將從13.4%，下降到6.7%；不過，從該統計和預測來看，40nm以上成熟制程的比例在這些年當中沒有出現明顯變化。
這五大類制程，從發展趨勢來看，大致可以分為三種：一是10nm以下先進制程，市占率呈現上升態勢；二是10nm -20nm，20nm-40nm制程，市占率總體呈現下降態勢；三是40nm及以上制程，市占率長年持平。
這些似乎可以從宏觀層面解釋臺積電董事長劉德音所說的：現在產能很短缺的28nm，從宏觀層面來看，全球產能仍供過于求。
首先，可提供10nm以下先進制程的廠商只有臺積電、三星和英特爾這三家，而市場需求總體呈上升狀態，因此，無論是從宏觀，還是微觀層面來看，這類制程產能都是缺的。
而10nm -20nm和20nm-40nm制程的市占率變化情況則正相反，總體呈現下降態勢，宏觀市場需求是萎縮的。而在當下這個時間段內，由于多種因素的影響，使得這一區間內部分制程的產能顯得供不應求，就像28nm，但在宏觀層面上，市場需求市占率是呈下降態勢的，就很容易形成供大于求的局面。也就是如劉德音所說的。
而40nm及以上制程的市占率呈持平態勢，則說明市場需求是旺盛的，從宏觀層面來看，供需基本持平。
因此，是否可以這樣解釋劉德音認為全球芯片產能實際上是供大于求的：從宏觀層面看，10nm以下先進制程供不應求，10nm -20nm和20nm-40nm制程供大于求，40nm及以上制程供需基本持平。然而，從上圖中2020和2021年的情況來看，10nm以下先進制程市占率比10nm -20nm和20nm-40nm制程的小很多，因此，10nm -20nm和20nm-40nm的供大于求總量要大于10nm以下先進制程供不應求總量，抵消后，則呈現供大于求的狀態。
而到了2024年，如圖所示，三種制程的市場率基本持平，各占三分之一，或許到那時，全球芯片產能會呈現出更佳的供需平衡狀態。
結語
從微觀層面看，當下的全球芯片產能確實供不應求，而從宏觀層面來看，情況似乎又是相反的。半導體業的這種現象如同一門“玄學”，很值得進一步探究。