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从一颗1美元芯片看芯片危机:汽车大厂损失超600亿 仍看不到曙光

发布日期:2021-04-07  来源:

愈演愈烈的芯片短缺问题已经让规模达到4500亿美元的半导体行业陷入危机。为何局面会发展到如此地步?我们可以从一颗造价只有1美元的普通显示驱动芯片的短缺中看出一丝端倪。

汽车行业一“芯”难求

全球芯片产业由数百种不同芯片组成,来自高通、英特尔的高端芯片售价便宜的要100美元,贵的甚至超过1000美元。这些芯片驱动着强大的计算机或者你口袋中的高端智能机。

相比之下,一颗显示驱动芯片却显得十分普通:它的唯一用途就是传输基本指令,点亮你的手机、显示器或者导航系统上的屏幕,售价只有1美元。

1美元芯片的大作用

然而,芯片行业以及越来越多的科技领域之外的公司面临的麻烦就是找不到足够的显示驱动芯片,汽车制造商就是很好的例子。显示驱动芯片制造公司无法满足飙升的需求,导致价格大涨,造成了液晶面板的供不应求和成本上涨。液晶面板是制造电视、笔记本电脑、汽车、飞机以及高端冰箱的必要组件。

“没法凑合着生产。即便其他所有组件都已经到位,但是缺少显示驱动芯片,你就没法制造你的产品。”投行伯恩斯坦半导体行业分析师斯特希·拉斯贡(Stacy Rasgon)表示。

芯片交付周期越来越长

现在,少量看似微不足道的芯片的短缺正波及全球经济。福特汽车、日产汽车、大众汽车等汽车制造商已经削减了汽车产量。咨询公司AlixPartners预计,芯片短缺将导致汽车制造商在今年第一季度损失逾140亿美元收入,全年损失610亿美元。

局面在扭转前很可能会进一步恶化。美国得州遭遇的罕见冬季风暴严重冲击了美国芯片生产。汽车芯片供应商瑞萨电子位于日本的一家关键工厂的大火导致该厂关闭一个月。三星电子警告称,芯片行业的供需“严重失衡”。芯片代工巨头台积电表示,尽管工厂产能利用率已经超过100%,但是依旧无法满足需求。

“自我们公司创建以来的过去20年里,我从未见过这样的局面,”台湾奇景光电CEO吴炳昌称,该公司是行业领先的显示驱动芯片供应商,“各种应用都缺乏芯片。”

疫情下的误判

芯片短缺危机源自去年新冠肺炎疫情暴发时的一场无可厚非的误判。当新冠肺炎去年开始在全球蔓延时,许多公司预期人们会因为生活变得艰难削减支出。

“我下调了我的所有预期,我当时以金融危机为模型,”拉斯贡称,“但是需求却迅速反弹。”

奇景光电CEO吴炳昌(左)

困在家中的人们开始购买技术,不断购买。他们买了更好的电脑和更大的屏幕,这样他们就能远程工作。他们还为孩子购买了新笔记本电脑,以方便上网课。他们采购4K电视、游戏主机、打奶器、空气炸锅、搅拌机来让隔离下的生活变得更有味。疫情转变成了一场延长版的黑色星期五网上购物狂欢节。

疫情令汽车制造商们感到措手不及,他们在封城期间关闭了工厂。由于没有顾客光临他们的展厅,需求大降。他们告知供应商,停止发送组件,包括汽车越来越不可少的芯片。

接着在去年年底,需求开始恢复。人们想要外出,但又不想使用公共交通工具。汽车制造商重开工厂,向台积电、三星等芯片制造商发出求助,收到的回应却是“等着吧”。芯片制造商们已经无法以足够快的速度生产芯片来满足其传统忠实客户的需求。

成熟芯片工艺的产能限制

吴炳昌在2001年与他的哥哥吴炳昇创办了奇景光电,吴炳昇现在担任董事长。他们一开始为笔记本电脑、显示器生产驱动芯片,这也是他们在行业成名的业务。奇景光电在2006年上市,并伴随计算机行业一起成长,扩张到了智能机、平板电脑以及触摸屏领域。他们的芯片现在被用于几十种产品中,从手机、电视机到汽车。

吴炳昌解释称, 他无法通过让工人们加班加点的方式提高显示驱动芯片产量。奇景光电设计显示驱动芯片,然后把它们交给台积电、联电等代工商生产。他的芯片使用的是所谓的“成熟工艺”,设备所用技术至少比尖端工艺落后两代。这些机器按照16纳米或更高的宽度在硅基片上蚀刻电路,而高端芯片则采用的是5纳米工艺。

8英寸晶圆可制造的芯片更少

眼下的瓶颈是,这些成熟工艺生产线已经在满负荷运转。吴炳昌指出,疫情推动了这波强劲需求,导致制造合作伙伴无法生产出足够的显示驱动芯片供面板使用。这些面板被用于电脑、电视机、游戏主机以及所有需要搭载屏幕的新产品。例如冰箱、智能温度计以及车载娱乐系统。

车载系统的驱动芯片产量更是捉襟见肘,因为它们通常使用的是8英寸硅晶圆进行生产,而不是更为先进的12英寸晶圆。全球第二大硅晶圆制造商Sumco Corp报告的去年8英寸设备生产线的晶圆产能大约为每月5000片,低于2017年的水平。

没有人会建立更多的成熟工艺生产线,原因是这不具备经济效益。现有生产线已经全部折旧完毕,并进行了微调以实现近乎完美的良率。这意味着,基本显示驱动芯片的生产成本不到1美元,更先进版本也不会高出太多。对于工厂来说,购买新设备,然后以更低的良率重新开始意味着更高的成本。

“建立新产能造价太昂贵了。”吴炳昌表示。台湾联咏科技等奇景光电的同行也面临同样的限制。

液晶屏价格大涨

显示驱动芯片的短缺导致了液晶面板价格的飙升。去年1月到今年3月,一块50英寸液晶电视面板的售价增长了一倍。彭博行业研究分析师马修·坎特曼(Matthew Kanterman)预计,液晶面板价格将不断上涨,一直持续到今年第三季度。他指出,显示驱动芯片遭遇了“可怕的短缺”。

液晶电视价格飙升

玻璃的短缺让情况进一步恶化。主要玻璃制造商已经报告他们的生产工厂出现了事故,包括日本电气硝子工厂在去年12月的停电、日本旭硝子(Asahi Glass)子公司AGC韩国工厂在1月份的爆炸。显示面板咨询机构DSCC联合创始人田村义雄(Yoshio Tamura)表示,至少在今年夏季前,玻璃生产很可能依旧受限。

4月1日, 日本主要电脑外设制造商I-O Data Device将26英寸液晶显示器的售价平均上调了5000日元,这是该公司自20年前开始销售显示器以来的最大幅度涨价。I-O Data Device发言人称,由于组件成本上涨,公司不涨价将无法赚钱。

看不到曙光

对于奇景光电的业务来说,这一切都是恩惠。奇景光电的销售额正在飙升,其股价自去年11月以来已经增长两倍。

但是,吴炳昌并未对此感到欢欣鼓舞。他的所有业务都建立在满足客户需求上,因此在这种关键时刻无法满足客户的需求令人沮丧。他并不预期这种芯片短缺危机会很快结束,尤其是汽车芯片。

“我们还未到达能够看到曙光的境地。”他说。(作者/箫雨)

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