我已經數不清有多少次聽到專家和半導體高管說半導體行業“終于”擺脫了業務的周期性。在過去的 50 年里，它肯定有幾十次。50 年前這不是真的。在此期間，這從來都不是真的；即使現在我們正在經歷最新的芯片短缺，這也不是真的。
只要我們用數十億美元的晶圓廠制造芯片，只要這些晶圓廠需要數年時間來建造、便利化和投入運營，周期性短缺就會再次發生。因為我們根本無法同步晶圓廠的多年構建周期以及可能在短短幾周內發生的半導體需求的突然變化。
當前的 Covid 大流行加劇了半導體行業經典的繁榮和蕭條周期，但并沒有創造它。
由于搶購，我們的衛生紙用完了！是什么讓人們認為半導體在某種程度上有所不同？
我看到一般媒體經常犯的錯誤之一是他們傾向于將所有半導體生產歸為一個整體——通常將所有 IC 稱為“計算機芯片”。這并不能很好地代表世界如何制造或使用半導體。
微處理器、手機芯片組和 FPGA 等前沿部件是在最現代的晶圓廠中使用最先進的工藝節點制造的——這些晶圓廠耗資數十億美元。AMD、英特爾、三星和英偉達等知名半導體公司在這些高端晶圓廠生產最新一代的芯片。這些公司及其制造合作伙伴正在以最快的速度建造新的高端晶圓廠。
英特爾的 Pat Gelsinger 說，英特爾正在幾個國家/地區捆綁所有混凝土卡車，只是為了在俄勒岡州、亞利桑那州和愛爾蘭等地建造英特爾的新工廠。這是非?？鋸埖模m然不是嚴格正確的。即便如此，英特爾和臺積電確實正在建設許多新的高端晶圓廠，以試圖滿足對其最先進芯片的需求。
然而，我們日常使用的絕大多數芯片都不是在高端晶圓廠制造的。它們是在較舊的晶圓廠中使用較舊的工藝節點制造的，這些節點可能已完全或大量攤銷。對于為汽車應用設計的零件尤其如此。汽車和卡車裝滿了微控制器，這些微控制器不是用 EUV 或其他類型的先進光刻技術制造的，他們也不需要用到它們。
汽車芯片短缺并不是因為 10、7、5 或 3 納米工藝節點的推出很晚而導致的。汽車公司從他們的后視鏡中看到 Covid 逼近，猜測 Covid 的影響會減少新車銷量然后放棄了他們的芯片訂單。
然而，新車銷量的下滑被證明是短暫的，突然間，市場對新車的需求猛增。當汽車制造商試圖提交新的芯片訂單時，他們發現專用于制造汽車芯片的晶圓廠產能已重新分配給其他客戶。交貨時間一閃而過，這些汽車制造商現在發現自己面臨嚴重的芯片短缺。因此，汽車廠商開始制造新的汽車和卡車，但他們沒有完成，因為他們缺少所需的半導體。沒有芯片，就不能發貨。
因此，汽車和卡車制造商在可以找到空間的地方儲存大部分成品車。例如，據報道，福特開始在底特律機場附近的停車場、底特律附近的公共工程部鐵路場以及肯塔基州卡羅爾頓以東的肯塔基高速公路的 30 英畝停車場中儲存部分成品的 F-150 皮卡車。
福特并不孤單。通用汽車、福特、日產、戴姆勒、寶馬和雷諾都在全球芯片短缺的情況下宣布減產。即使是在整個 Covid 大流行期間似乎最能滿足其生產需求的公司豐田，也被迫宣布從今年 9 月開始將汽車產量削減 40%。豐田從擁有大量芯片庫存中受益，因為該公司在十年前福島地震和海嘯災難造成的災難之后修改了其業務連續性計劃。
但是，他們沒有補充，這種情況下，任何庫存都不會永遠持續下去。
這里迫在眉睫的問題是，汽車半導體不是在最新的 300 毫米晶圓生產線上使用 EUV 光刻等特殊工藝制造的。這些部件是在較舊的晶圓廠生產線上制造的，使用較舊的工藝節點，并且通常使用 200 毫米晶圓。我原以為沒有人會建造更多的 200 毫米晶圓廠。它們已經過時了二十年，我以為它們正在退役。
但是從服務于全球電子設計和制造供應鏈的行業協會 Semi 今年早些時候發布的題為“ 2024 年 200 毫米晶圓廠展望”的報告中看到，我發現我錯了。那份報告說：
“從 2020 年到 2024 年，全球半導體制造商有望將 200 毫米晶圓廠產能提高 950,000 片晶圓，即提升 17%，以達到每月 660 萬片晶圓的歷史新高……在同一時期，晶圓制造商將增加 22 座新的 200 毫米晶圓廠以幫助滿足5G、汽車和物聯網 （IoT） 設備對模擬、電源管理和顯示驅動器集成電路 （IC）、MOSFET、微控制器單元 （MCU） 和傳感器不斷增長的需求?！?/p>
然而，更多的研究表明我也是對的。據Semi稱，從2006年到2015年，每月生產的200毫米晶圓數量確實有所下降，該公司還表示，200毫米晶圓廠的數量在2015年觸底反彈至180家，低于之前202家晶圓廠的峰值。從那時起，200 毫米晶圓廠的數量和制造 200 毫米晶圓的月產能一直在上升，但速度不足以滿足最近突然激增的需求。
以下是來自 Semi 的圖表，顯示了該行業每月 200 毫米晶圓總產能的增長以及預計將上線的 200 毫米晶圓廠數量：
如您所見，目前 200 毫米晶圓廠的建設熱潮，并且這些晶圓廠可以生產的晶圓總數也在增加。這些數字不包括似乎獲得大部分媒體關注的高端 300 毫米晶圓廠。
因此，造成芯片短缺的不僅僅是晶圓廠產能。上圖表明該行業在跟蹤需求方面做得很好。所以，這是另一回事。據我所知，目前芯片短缺的原因有兩個。我認為，第一個也是最大的原因是需求激增。在過去的一年半里，世界上很大一部分人開始在家工作。至少對于信息工作者來說是這樣。這些員工需要各種電子基礎設施來在家完成工作，從筆記本電腦、平板電腦和手機到大規模云支持，這推動了對服務器、網絡和寬帶設備以及蜂窩網絡基礎設施的需求。反過來，設備需求推動了對芯片的貪婪需求。另一個原因恰好是封裝。臺積電劉德音之前在接受采訪時候則談到，現在有人在囤芯片，這加劇了芯片的供應緊張情況。
就汽車行業的短缺而言——嗯，這似乎主要是自己造成的，這是由超精益的庫存控制和殘酷的供應鏈管理造成的，這些管理需要從生產成本中榨取每一分錢。IDC 于 9 月 19 日發布的題為“半導體市場將在 2021 年增長 17.3%，到 2023 年達到潛在產能過?！钡膱蟾嬷兄赋觯?/p>
“根據 IDC 的數據，到 2022 年中期，該行業將看到正?；推胶?，隨著更大規模的產能擴張在 2022 年底開始上線，2023 年可能會出現產能過剩。”
在 9 月 底于加利福尼亞州比佛利山莊舉行的 Code 2021 大會上，AMD 首席執行官 Lisa Su 表示，預計芯片短缺將在 2022 年下半年緩解。
英特爾首席執行官 Pat Gelsinger 則預測，需要一兩年時間才能使半導體供應與需求恢復平衡。Gelsinger 基本上擁有無限的研究資源，可以獲取支持他的預測所需的信息。
至少與一個單獨的編輯可用的資源相比，所以我很樂意使用 IDC、Lisa Su 和 Gelsinger 的預測。在 2022 年尋找力的平衡，并在 2023 年尋找硅鐘擺以另一種方式擺動。