火災(zāi)、地震……日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的危機(jī)正加劇全球“缺芯荒”

Silicon Chips

日本接連遭受地震、火災(zāi)，使得部分芯片工廠停產(chǎn)，這讓本已吃緊的全球芯片產(chǎn)業(yè)雪上加霜。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月20日下午6點(diǎn)09分（北京時(shí)間17點(diǎn)09分），日本東北部宮城縣發(fā)生里氏7.2級(jí)地震，日本氣象廳預(yù)測(cè)震源深度為60千米，并對(duì)宮城縣附近海域發(fā)出了海嘯預(yù)警，預(yù)期高度將達(dá)到1米，數(shù)千個(gè)家庭疏散。地震發(fā)生后大約1小時(shí)，當(dāng)局解除了海嘯警報(bào)。

對(duì)于半導(dǎo)體市場(chǎng)而言，兩個(gè)月前福島地震造成的沖擊或?qū)⒃俣壬涎�。日本宮城縣有眾多半導(dǎo)體設(shè)備工廠，例如東京電子、宮城尼康精機(jī)則制造LCD與IC生產(chǎn)用步進(jìn)光刻機(jī)所需零件。此外，富士通、電容器廠商N(yùn)EC/TOKIN、豐田汽車也分別在宮城或福島縣擁有生產(chǎn)設(shè)施。

按照以往的情況來看，由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)遍布日本全國，震中附近的半導(dǎo)體公司或多或少會(huì)受影響。

更早之前的3月19日凌晨，日本最大、全球排名第三的車載芯片廠商瑞薩電子（Renesas Electronics）的一家主力工廠發(fā)生火災(zāi)，導(dǎo)致部分生產(chǎn)線停工。

初步調(diào)查結(jié)果顯示，這場(chǎng)大火是由于電鍍?cè)O(shè)備上的電流超過負(fù)荷而引起的，具體原因還在調(diào)查之中。該工廠主要生產(chǎn)用于控制汽車行駛的芯片，在這一領(lǐng)域瑞薩電子占到了全球市場(chǎng)份額中約兩成。盡管此事件沒有造成人員傷亡或者建筑損毀，但是產(chǎn)線廠房一樓的無塵車間有5%的區(qū)域著火，面積達(dá)到了600平米左右，其中有11臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備受損，占到整條生產(chǎn)線的2%。

預(yù)計(jì)此次火災(zāi)會(huì)讓瑞薩電子月銷售額減少約170億日元，相當(dāng)于人民幣10億元，該工廠停產(chǎn)時(shí)間可能在三個(gè)月以上。日經(jīng)新聞報(bào)道指，由于受火災(zāi)影響的生產(chǎn)項(xiàng)目中有三分之二是車載芯片，所以此事件直接沖擊到部分日系車廠的供貨情況。豐田、本田方面均對(duì)此表示，停產(chǎn)如果長(zhǎng)期化，或?qū)�產(chǎn)生影響。

根據(jù)瑞薩電子總裁兼CEO柴田英利（Hidetoshi Shibata）3月30日發(fā)表的最新說法，這一主力工廠的芯片庫存將在4月下旬耗盡，屆時(shí)將停止供貨。瑞薩電子整體的供應(yīng)將陷入停滯狀態(tài)，目前無法掌握受損的具體后果。為了減少損失，該公司正在考慮由旗下的其他工廠或是代工企業(yè)來進(jìn)行代替生產(chǎn)。

有券商預(yù)估，本次瑞薩電子工廠的火災(zāi)事件會(huì)讓日系車廠Q2（2021年4-6月）全球產(chǎn)量恐減少120萬輛。

影響是顯而易見的。

芯片制造企業(yè)通常要24小時(shí)不間斷運(yùn)營，由于產(chǎn)業(yè)規(guī)模和技術(shù)復(fù)雜性，即便火災(zāi)與地震帶來的影響是短期性的數(shù)百萬，甚至數(shù)億美元損失。盡管，日本芯片企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)模略遜于美歐、中國等，但在芯片短缺的行業(yè)關(guān)鍵時(shí)期下，意料之外的事件將會(huì)加劇全球“缺芯荒”，加速惡化全球芯片的供應(yīng)情況。

日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)全面制霸設(shè)備與材料

從時(shí)間來看，日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)始于昭和時(shí)代的1960年左右。隨著美國的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇與技術(shù)授權(quán)，日本在1986年以DRAM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器芯片）市場(chǎng)占有率達(dá)80%反超美國，成為了世界半導(dǎo)體第一強(qiáng)國，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐步從美國轉(zhuǎn)向日本。

踏入平成時(shí)代（1989-2019），日本芯片電子產(chǎn)業(yè)開始與美國抗衡，其產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，深受美國供應(yīng)商和消費(fèi)者歡迎。美國的電子產(chǎn)業(yè)受到嚴(yán)重打擊，尤其是芯片工業(yè)，甚至出現(xiàn)大量虧損。于是，美國決定反制。此后逐步面臨美國打壓，日本芯片產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)受到影響，芯片技術(shù)研發(fā)受阻，最后既失去了世界第二大經(jīng)濟(jì)體的桂冠，也從半導(dǎo)體神壇隕落。

據(jù)美國集成電路研究公司的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示。到2007年，日本半導(dǎo)體占全球市場(chǎng)份額已從1990年的49%跌至7%，從鼎盛時(shí)期獨(dú)霸全球十大半導(dǎo)體公司中六個(gè)席位，到近兩年在名單中碩果僅存東芝半導(dǎo)體一家企業(yè)。

由于美國分化日本實(shí)力，以及受到經(jīng)濟(jì)泡沫影響，銀行低息借貸方式的籌資行為不再可行。加上市場(chǎng)份額逐漸被吞噬，固守IDM模式的日本企業(yè)負(fù)重累累，疲于投資再創(chuàng)新，與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的差距被拉大，擴(kuò)大了日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的惡性循環(huán)。由于落后于市場(chǎng)的反應(yīng)，日本已被韓國三星奪走新型DRAM市場(chǎng)。

不過，盡管日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)日漸失勢(shì)，但其基本盤還在，尤其在芯片設(shè)備、材料方面，依然為全球提供超過50%的重要半導(dǎo)體材料和40%以上的半導(dǎo)體制造設(shè)備。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈概況圖（來源：頭豹研究院）

這意味著，作為全球產(chǎn)業(yè)鏈的上游，日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)把握絕大多數(shù)芯片企業(yè)的核心命脈。2018年，美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)調(diào)查公司VLSI Research發(fā)布全球TOP 15半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備廠商，其中日本廠商獨(dú)占7席。

具體來看，在半導(dǎo)體材料部分，芯片需要19種必備材料，日本在硅晶圓、合成半導(dǎo)體晶圓、光罩等14種重要材料方面分別占據(jù)超過50%的份額，在極高的技術(shù)壁壘面前，日本半導(dǎo)體材料行業(yè)依然保持著絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

例如信越化學(xué)，作為全球最大的有機(jī)硅供應(yīng)的日本半導(dǎo)體企業(yè)，已占據(jù)全球超30%的硅芯片供應(yīng)，堪比材料界的“臺(tái)積電”、“英特爾”。

在造芯片過程中將圖形復(fù)制到晶圓上，就要用到光罩（光掩膜版）技術(shù)。而全球最大的光罩生產(chǎn)商同樣來自日本；同時(shí)，包括光刻工藝得以實(shí)現(xiàn)選擇性刻蝕的關(guān)鍵材料“光刻膠”，核心技術(shù)依然被日本和美國企業(yè)所壟斷。例如全球最大的光刻膠生產(chǎn)商、日本合成橡膠公司JSR，信越化學(xué)等，均處于行業(yè)領(lǐng)先地位。

全球半導(dǎo)體必備材料、設(shè)備日本份額占比

在半導(dǎo)體設(shè)備方面，作為制造芯片的“工具”，設(shè)備必不可少。在這一領(lǐng)域必備的26種設(shè)備中，包括涂布/顯影設(shè)備、清洗設(shè)備、氧化爐、減壓CVD設(shè)備等，日本企業(yè)在10種設(shè)備所占的市場(chǎng)份額超過一半以上。

比如開頭提到的瑞薩電子，其是日立剩余半導(dǎo)體和集成電路部門、三菱的系統(tǒng)LSI部門與NEC其剩余的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)綜合的產(chǎn)物。該公司制造的芯片，因價(jià)格低廉，核心環(huán)節(jié)幾乎都是IDM形式的本土自研、制造，成為全球汽車電子產(chǎn)業(yè)中的佼佼者。

隨著瑞薩電子火災(zāi)事件帶來的影響不斷蔓延，日本政府稱，救助該公司是其優(yōu)先要?jiǎng)?wù)。

日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省IT產(chǎn)業(yè)部門主管Kazumi Nishikawa表示，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省計(jì)劃要求設(shè)備制造商支持瑞薩電子，確保對(duì)這家公司的訂單要優(yōu)先考慮。3月24日，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省舉行了半導(dǎo)體相關(guān)專家會(huì)議，與瑞薩電子CEO柴田英利共同商議，力圖收集產(chǎn)業(yè)各界的意見，以減輕對(duì)日本經(jīng)濟(jì)的影響。

惠譽(yù)董事Roman Schorr表示，汽車工業(yè)是日本的關(guān)鍵所在，因此任何影響汽車工業(yè)的事件都會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生廣泛影響，如今這么多需要解決的事情，而取決于一家工廠的生產(chǎn)，這情況“令人震驚”。

最近半年，由于全球“缺芯荒”影響，包括日產(chǎn)、豐田、蔚來等多家車廠均宣布已減產(chǎn)或臨時(shí)停工。因此，此次火災(zāi)事件無論對(duì)日本的汽車行業(yè)，還是日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)均有重大影響。

據(jù)彭博數(shù)據(jù)顯示，2020年，日本汽車出口額為9.6兆日元（約880億美元），晶圓芯片出口額為4.1兆日元（約376億美元），這兩個(gè)領(lǐng)域在日本出口類別中排名居前。據(jù)三菱UFJ摩根士丹利證券估算，到2021年上半年，將使日本國內(nèi)主要汽車公司的減產(chǎn)總量達(dá)165萬輛。

全球?yàn)楹螘?huì)“缺芯”？

對(duì)于全球芯片短缺問題，晶圓代工龍頭臺(tái)積電董事長(zhǎng)劉德音近日表示，芯片吃緊主要有三個(gè)原因：一是新冠疫情導(dǎo)致供應(yīng)鏈庫存堆積；二是不確定因素增加，來自此前美中關(guān)系使芯片供應(yīng)鏈與市場(chǎng)占比的轉(zhuǎn)移，其他競(jìng)爭(zhēng)者預(yù)期華為因制裁失去市占后可以拿到更多市占，這些不確定因素導(dǎo)致重復(fù)下單，實(shí)際產(chǎn)能其實(shí)大于真正市場(chǎng)需求；三是新冠疫情加速各行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

劉德音強(qiáng)調(diào)，不論在哪個(gè)國家和地區(qū)生產(chǎn)都會(huì)有這些因素，希望對(duì)企業(yè)、國家不要有誤解。

具體來說，由于芯片晶圓所用的“硅”來源于自然界的硅砂之中，硅砂主要成分是二氧化硅，其儲(chǔ)量并不是取之不盡，用之不竭的。而且，上游的晶圓材料，下游制造封裝依然要經(jīng)歷多達(dá)幾百，甚至上千道工序，期間耗時(shí)長(zhǎng)達(dá)半年以上。整個(gè)芯片制造過程周期都是不確定的，有可能會(huì)進(jìn)一步拉長(zhǎng)。

此外，半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展奉行三段論，從存貨到消化庫存再到重新拉庫存。在總供應(yīng)不變的情況下，需求時(shí)強(qiáng)時(shí)弱，存在從強(qiáng)轉(zhuǎn)弱或從弱到強(qiáng)的動(dòng)態(tài)變化，芯片缺貨屬于正常情況，且存在一定的缺貨周期。但當(dāng)下這一動(dòng)態(tài)出現(xiàn)不平衡和矛盾點(diǎn)，芯片缺貨的周期規(guī)律發(fā)生巨大變化。

紫光集團(tuán)聯(lián)席總裁陳南翔在前幾天的Semicon China 2021大會(huì)上表示，從2016年到2021年，市場(chǎng)均出現(xiàn)了不同程度的芯片產(chǎn)品短缺的情況，2016年DRAM 短缺，2017年連Flash NAND芯片也短缺，2018年功率半導(dǎo)體短缺。

2020年的新冠疫情，更是加劇了全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)“缺芯潮”。

在全球新冠疫情大流行中，制造產(chǎn)線上的工人們居家隔離，全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈陷入停擺，部分產(chǎn)能轉(zhuǎn)移到中國，但國內(nèi)晶圓廠大部分不具備車規(guī)級(jí)芯片制造標(biāo)準(zhǔn)，加上中美關(guān)系因素等，直接導(dǎo)致全球芯片供應(yīng)出現(xiàn)斷層，產(chǎn)能吃緊。

對(duì)于整車廠來說，如果確定要生產(chǎn)某款車型，其半導(dǎo)體訂單至少在6個(gè)月前就要敲定，方便芯片代工廠及時(shí)統(tǒng)籌客戶需求，提前布局。但目前，NXP（恩智浦）、高通、意法半導(dǎo)體、英飛凌的車用芯片都面臨原材料緊缺現(xiàn)象，制造產(chǎn)能吃緊，造成博世等上游供應(yīng)商的集成模塊ESP（電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)）、ECU（電子控制單元）等生產(chǎn)進(jìn)度受限，最終傳導(dǎo)至整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)鏈條。

多重因素交織下，全球“缺芯潮”形成了多米諾骨牌效應(yīng)，企業(yè)恐慌嚴(yán)重。缺芯、漲價(jià)、缺貨現(xiàn)象近段時(shí)間且有愈演愈烈之勢(shì)。

值得注意的是，據(jù)央視財(cái)經(jīng)報(bào)道，“缺芯”的并非只有汽車行業(yè)。作為半導(dǎo)體芯片用量最大的市場(chǎng)，手機(jī)、電腦等消費(fèi)電子芯片同樣處于“全面缺貨”狀態(tài)。而且，安防行業(yè)的“缺芯”情況同樣也不容樂觀，安防產(chǎn)品（如攝像頭）交貨周期已經(jīng)普遍拉長(zhǎng)半個(gè)月左右。

下游“缺糧”，芯片短缺正引發(fā)蝴蝶效應(yīng)

全球最大手機(jī)芯片供應(yīng)商高通公司CEO安蒙在早前財(cái)報(bào)電話會(huì)上表示，高通芯片恐怕不能滿足行業(yè)需求，PC、汽車等聯(lián)網(wǎng)芯片訂單井噴，半導(dǎo)體行業(yè)芯片短缺已成為常態(tài)。

有行業(yè)人士則對(duì)鈦媒體App表示，由于5G旗艦芯片所使用都是7nm制程，現(xiàn)在全球能夠代工這類芯片的工廠只有三星、臺(tái)積電，所以價(jià)格將會(huì)水漲船高，甚至在產(chǎn)能不足的情況下還有所上漲。因此，芯片價(jià)格可能還會(huì)一直處于高位。

興業(yè)證券分析稱，受5G手機(jī)芯片用量大幅提升和關(guān)鍵廠商大幅備貨影響，芯片出現(xiàn)明顯供不應(yīng)求，加上受汽車等行業(yè)復(fù)蘇的推動(dòng)，部分下游仍在持續(xù)追單，導(dǎo)致供不應(yīng)求進(jìn)一步加劇，出現(xiàn)了歷史上少有的晶圓產(chǎn)能吃緊狀況。該證券機(jī)構(gòu)判斷，缺貨可能還會(huì)持續(xù)一年以上。

市場(chǎng)咨詢機(jī)構(gòu)AlixPartners則預(yù)計(jì)，在芯片短缺的影響下，全球汽車行業(yè)2021年的收入將減少606億美元。

值得一提的是，4月1日最新消息，由于產(chǎn)能吃緊，全球前50家無晶圓IC供應(yīng)商之一的“瑞芯微電子”發(fā)布調(diào)價(jià)通知函，即日起對(duì)芯片產(chǎn)品進(jìn)行不同程度價(jià)格的上調(diào)。在此之前，晶圓代工龍頭聯(lián)電、力積電等企業(yè)也宣布漲價(jià)10%以上，2022年幾乎所有芯片產(chǎn)能都被預(yù)訂一空。

鈦媒體了解到，截止目前，包括久美、盛群（HOLTEK）、信越化學(xué)、南亞、華新科、靈動(dòng)微電子、日本化學(xué)、瑞芯微、歐姆龍、友旺電子、尼吉康、賽靈思、信為科技、臺(tái)積電、聯(lián)電等多家半導(dǎo)體企業(yè)都已宣布產(chǎn)能吃緊，產(chǎn)品漲價(jià)。

受到產(chǎn)能吃緊因素影響，包括中芯國際、英特爾在內(nèi)的多家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)企業(yè)，紛紛宣布擴(kuò)產(chǎn)。中芯國際的深圳工廠計(jì)劃在2022年開始生產(chǎn)；臺(tái)積電的鳳凰城工廠則預(yù)計(jì)在2024年投產(chǎn)；英特爾也將在兩年內(nèi)在美國建造兩個(gè)新的7nm工廠。

但遠(yuǎn)水解不了近渴，兩年后的芯片供應(yīng)情況依然未知。行業(yè)人士指出，芯片短缺有可能只是一個(gè)短期三至六個(gè)月情況，屆時(shí)需求減少，芯片制造廠或有空置風(fēng)險(xiǎn)。

專用計(jì)算架構(gòu)研發(fā)商“中科馭數(shù)”創(chuàng)始人兼CEO鄢貴海在接受鈦媒體App采訪時(shí)指出，目前缺芯影響更多處在下游，所以作為國內(nèi)創(chuàng)業(yè)公司來說并不發(fā)愁。他認(rèn)為，“缺芯潮”對(duì)于頭部廠商、下游廠商（整車廠）影響更大。

“在整個(gè)行業(yè)來看的話，我沒有很悲觀看待這個(gè)事情。缺芯危機(jī)有可能也是中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的新機(jī)會(huì)。它有可能是對(duì)現(xiàn)有市場(chǎng)、全球供應(yīng)鏈體系的一種洗禮�！臂迟F海對(duì)鈦媒體App透露，該公司研發(fā)的最新DPU（面向數(shù)據(jù)中心的專用處理器）芯片預(yù)計(jì)將于2021年底流片，但這一時(shí)間也有推遲的風(fēng)險(xiǎn)。

在更多行業(yè)人士看來，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的缺芯潮、漲價(jià)潮仍會(huì)持續(xù)下去。