汽車、快充芯片嚴重缺貨 全球8英寸晶圓產能為何供不應求？

2020年的半導體市場風起云涌，今天，小編想和大家聊的是8英寸晶圓的故事，一個半導體上游材料的供需緊張，引發下游一連串反應，從手機快充頭到汽車，一場蝴蝶效應正在全球半導體領域上演。

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產能緊張的8英寸晶圓

提到晶圓，對于《電腦報》的小伙伴而言可能并不復雜，不過具體到8英寸晶圓上，大家是否依舊有些懵懂?

關于晶圓尺寸的演變，在業內比較公認的一種說法是：1980年代是4英寸硅片占主流，1990年代是6英寸占主流，2000年代是8英寸占主流，2008年之后是以12英寸為主流的市場。

目前市場上以8英寸和12英寸的硅片生產為主。其中8英寸硅片主要應用于特色技術或差異化技術， 產品包括各種電源芯片、攝影/指紋識別等傳感器、智能硬件中的MCU與無線通信芯片、智能卡等， 涵蓋消費類電子、通信、計算、工業、汽車等領域。而12英寸硅片主要用于制造CPU、邏輯IC、存儲器等高性能芯片，多用于PC、 平板、手機等領域。隨著時間的推移，硅片的尺寸不斷增長。

全球第一條8英寸晶圓生產線是IBM聯合西門子在1990年聯合建立的，到了90年代末，8英寸晶圓的產能開始提升，逐漸成為行業先進標準;到了1995年，全球8英寸晶圓廠產線已經到了70條，2007年更飆升到199條，產能也達到560萬片/月的歷史高點。

然而，2008年的全球金融危機重創了半導體產業，8英寸晶圓廠產能收縮的同時，更多廠商投身到12英寸晶圓生產線建設，以至于2015年時，全球8英寸晶圓僅剩178條生產線。

通過“半導體小羅羅”這篇科普文章，大家可以大致明白8英寸晶圓的前世今生以及為何會出現供需緊缺的問題。

放眼全球，硅片供應商主要有日本信越、Sumco、中國臺灣的環球晶圓、德國Silitronic和韓國SK Siltron等，前5大廠商市場占有率超過90%。此外，臺灣地區的合晶科技、 Ferrotec也是8英寸硅片的重要供應商。據統計，2017年全球8英寸硅片產能約為5.4Mwpm。

但是由于多數8寸晶圓廠建廠時間較早，運行時間長達十年以上， 8寸晶圓廠的部分設備太老舊或者難以修復，同時由于當前12寸晶圓廠資本支出規模巨大，部分廠商停止了8寸晶圓的生產銷售， 8寸晶圓產線設備主要來自二手市場，多來自從8寸向12寸升級的內存廠商，如三星和海力士，目前舊設備市場資源逐漸枯竭，因此2014年后8寸晶圓設備較為緊缺，其中蝕刻機、光刻機、測量設備最難獲得。

新興產業的發展，新終端設備需求的爆發以及來不及逆轉的產能，都會加劇8英寸晶圓的缺貨，可到底缺貨有多嚴重呢?說實話，恐怕超出大多數人的預計，即使用“缺貨到不可思議的程度”也不為過。

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缺貨到不可思議的程度

“目前晶圓產能已緊張到不可思議，客戶對產能的需求已達恐慌程度，預估明年下半年到2022年下半年，邏輯、DRAM市場都會缺貨到無法想象的地步。”11月30日，芯片代工商力積電董事長黃崇仁的一席話也點出了晶圓產能緊張的現狀。

有IC設計廠商表示，目前的晶圓代工產能非常緊張，交期延長了很多，以往的交期大概是兩個月，而現階段則達到了四個月。即使是這樣的交期，依然在被瘋搶，否則到時會有交不出貨的巨大風險。

這其中，尤以8英寸產能最為火爆，特別是在中國大陸市場，由于這里的IC設計企業數量眾多，而大多數都是以90nm及以上的成熟制程工藝芯片為主，這些芯片主要采用8英寸晶圓代工生產，因此，雖然這些IC設計廠商個體體量不大，但由于總數量可觀，因此形成了巨大的代工需求，為了搶到產能，上演著多種激烈、甚至是慘烈的競爭故事。

從需求端來看，8英寸晶圓的下游需求主要來自于電源管理芯片(PMIC)、CMOS圖像傳感芯片、指紋識別芯片、顯示驅動IC、射頻芯片以及功率器件等領域，而模擬芯片和功率器件的需求量持續上升是8英寸晶圓產能緊張的主要原因。

實際上，8英寸晶圓代工產能緊張程度已經持續了好幾年，到目前形成了愈演愈烈之勢。有這樣的市場需求，各大晶圓代工廠，特別是全球排名靠前的那幾家，也一直在擴充產能。

但由于8英寸設備幾乎已無供應商生產，使得8英寸機臺售價水漲船高，而8英寸晶圓售價相對偏低，因此普遍來說8英寸擴產并不符合成本效益;然而，如電源管理芯片、LDDI(大尺寸顯示驅動芯片)等產品在8英寸廠生產卻最具成本效益，并無往12英寸甚至先進制程轉進的必要性，使得8英寸廠產能跟不上。

5G熱潮的帶動下，電源管理芯片受益于智能手機與基站需求都呈倍數增長，導致有限的產能供不應求，雖然部分產品有機會從8英寸逐步轉往12英寸廠生產，但短期內依然難以紓解8英寸晶圓需求緊缺的情況。

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手機快充芯片缺貨

自今年下半年以來，因8英寸晶圓產能緊缺，MOSFET、驅動IC、電源管理IC等漲價、缺貨的消息甚囂塵上。

在這次缺貨潮的席卷之下，作為行業風向標的蘋果公司，也備受波及。因iPhone 12的20W PD快充中的電源管理IC缺貨，加之蘋果取消隨機附贈充電器導致快充需求爆發，快充芯片市場也因此引發巨大震動。

11月 ，TrendForce集邦咨詢旗下半導體研究處表示，2020年疫情導致眾多產業受到沖擊，然受惠于遠程辦公與教學的新生活常態，加上5G智能手機滲透率提升，以及相關基礎建設需求強勁的帶動，使全球半導體產業逆勢上揚，預估2020年全球晶圓代工產值年增長將高達23.8%，突破近10年高峰。

隨著蘋果iPhone 12取消充電器和耳機等配件，加之原裝配件價格較高，不少消費者選擇第三方授權品牌產品，在為快充市場帶來新的紅利的同時，PD快充芯片也成為此輪快充芯片缺貨的主力。

臺系如天鈺科技、偉詮電、通嘉科技等快充芯片企業訂單已排滿到明年第二季度。與此同時，大陸快充芯片原廠和方案商的境況也同樣慘烈，預定的快充芯片交期已超3個月以上。

“相對蘋果原裝配件的價格，第三方配件的價格優勢也更吸引消費者，20W PD快充一時間成為香餑餑，現在能維持交貨的企業不算多。在訂單暴增的情況下，即使能交貨，成品交期也必然有一定的滯后。”業內人士表示。

在此影響之下，iPhone 12系列此前也一度出現下架，即使后期重新上架，其發貨時間也延長近一個月之久，也側面佐證了快充芯片缺貨的傳聞。

談及快充芯片缺貨狀況何時能出現轉機，業內人士坦言：“明年上半年，芯片缺貨情況都難以緩解。”

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同樣缺貨的TWS耳機芯片

相對于快充充電器，2019年～2020年真正爆發巨大需求的恐怕要數TWS耳機了，然而，出色的市場表現也成為其芯片缺貨的原因。

TWS藍牙耳機市場也在飛速增長，對于芯片的需求越來越大。不僅如此，隨著蘋果發布會落幕，iPhone12系列產品不再標配耳機，這或將再次引起擁有類似問題的安卓廠商也相繼取消有線耳機，從而使藍牙耳機市場進入新一輪的增長。

進一步提升了對于芯片的需求。根據供應鏈信息不完全統計，2020年山寨AirPods出貨量已達6億，占據了大量藍牙耳機芯片的出貨量份額。

藍牙音頻市場近幾年也呈現出快速遞增式增長，市場對于藍牙芯片的需求量也在不斷上升，藍牙耳機芯片廠商始終處于增加產能階段。從藍牙技術聯盟《2020藍牙市場行業報告》中可以看出，2019年藍牙音頻傳輸設備年出貨量達到了11億，預計2024年出貨量將達到15.4億，這也大大增加了芯片廠商的壓力。

從2020年下半年開始，各家新品紛紛開始發布，如華為、三星等手機廠商紛紛推出最新迭代產品，而還有如帝瓦雷、一加等廠商首款TWS耳機發布上市，為藍牙耳機市場注入新的活力。

產品扎堆上市直接導致芯片供不應求。由于此次疫情的影響是全面爆發的，其它電子消費類產品同樣面臨著相同的問題。而芯片需求的急劇增加，使得疫情下上游晶圓代工商產能與需求量之間出現了極大地不平衡，從而導致大范圍的芯片缺貨問題。

據深圳市芯聯銳創科技有限公司CEO宋朔表示：“不單單是藍牙主芯片缺貨，諸如NOR Flash還有各類耳機觸控壓力傳感器芯片也都缺貨，所以說這個缺貨情況是普遍而全面的。”他認為這一狀況會持續很長一段時間，“缺貨預計持續到明年的二季度末，部分元器件供貨緊張甚至要持續緊張到明年三季度。”

此外，TWS藍牙主控芯片供應鏈相關人士也透露，其部分主力的芯片型號已經從以往的10—20天發貨時間延長至30-60天。

財信證券指出，這次產能的緊張主要是由于需求的推動，相對來說可持續能力較長，據業內人士預測8英寸晶圓廠產能緊缺的狀況或將持續到2021年，并且代工價格將可能繼續上漲，一些上游IC設計廠及IDM廠以轉嫁成本為由，已開始與客戶協商調漲芯片價格。

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全球車企意外減產

快充、TWS耳機等芯片缺貨，除產能受限外，會出現漲價風波嗎?在這個問題還沒討論出結果的時候，知名車企大眾卻傳出了因芯片缺貨而可能“停產”的新聞。

12月6日周日，央視財經的報道提到，大眾中國已經因為關鍵零部件芯片短缺而面臨生產中斷的風險。長城證券汽車行業首席分析師孫志東在接受央視采訪時稱，目前主要是博世和大陸的ESP芯片比較緊缺，但主要采用日本電裝芯片的豐田和本田，目前還沒有聽說類似的情況。

大眾中國方面表示，新冠疫情所帶來的不確定性影響到了一些特定汽車電子元件的芯片供應。而中國市場的全面復蘇也進一步推動了需求增長，使得情況更加嚴峻，導致一些汽車生產面臨中斷的風險。大眾集團(中國)正在密切關注事態發展，也已經和總部、相關供應商展開協調工作，積極采取應對措施。目前，相關車輛的客戶交付沒有受到影響。

一汽-大眾相關負責人表示，電子元件芯片確實供應數量出點問題，但沒有部分媒體說的那么嚴重，目前大眾中國方面統一在協調供應商的資源，目前沒有影響到正常的交付。

對于汽車行業來說，芯片也是必不可少的零部件之一，特別是中高端芯片是ESP(電子穩定系統)和ECU(電子控制單元)等汽車重要部件所必須使用的模塊，受此次芯片短缺的影響，國內主要的ESP和ECU供應商博世和大陸也面臨停工的風險。

此次汽車芯片短缺主要是由上游芯片企業受疫情影響陸續停產，意法半導體公司罷工，東南亞芯片組裝工廠停工等多重因素導致，造成全球市場半導體缺貨嚴重。其中，車載電子穩定程序系統ESP和智能發動機控制系統ECO是受到汽車芯片短缺影響最大的兩個模塊。

對此，汽車零部件巨頭博世集團方面表示將竭盡全力保持供應穩定，德國大陸集團方面則稱，盡管半導體生產商已通過擴大產能來應對近期激增的需求，但擴充的產能需要6到9個月才能實現，因此芯片短缺可能將持續到2021年。

此外，有傳聞稱，芯片短缺導致部分車企停擺。針對這一傳聞，比亞迪方面回應稱，該公司在新能源電池、芯片等方面有一整套產業鏈，不僅可以充分自給，還有余量外供。

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加強自主研發，轉危為機

有業內統計數據顯示，汽車芯片在全球芯片產業中的需求占比僅為10%左右，但受疫情因素影響，大量芯片產能向電子消費類轉移。此外，今年下半年以來中國汽車市場快速增長，也進一步加劇了芯片企業對汽車行業的供應壓力。

數據顯示，2019年全球汽車芯片市場規模約為475億美元，但我國自主品牌車企芯片產業規模不到150億元，約占全球的4.5%，而我國汽車產業規模占全球市場達30%以上。有業內人士提出，隨著汽車智能化升級，芯片將代替發動機成為未來汽車產業的“生死命門”。

當然，汽車之外，消費電子市場的半導體芯片同樣需要補鏈，加大自主研發或許有機會能專為危機，小伙伴，你們覺得呢?