汽車芯片告急、手機(jī)芯片極缺……世界正在鬧“芯”荒

    近期，關(guān)于芯片短缺的消息一個接一個。汽車芯片告急、手機(jī)芯片極缺．．．．．．幾乎所有用到芯片的行業(yè)都受到了沖擊，多家知名廠商因芯片供應(yīng)不足被迫停工或減產(chǎn)，幾乎全世界都在鬧“芯”荒。

    芯片短缺“蝴蝶效應(yīng)”不斷蔓延

    3月25日，福特汽車宣布，由于芯片短缺，俄亥俄州一家商用車工廠停產(chǎn)，并削減了肯塔基一家卡車工廠的產(chǎn)量。公司預(yù)計，芯片短缺或使今年的利潤減少25億美元。

    而就在一天前，另一家汽車巨頭通用汽車將北美的減產(chǎn)計劃延長，原因同樣是由于芯片短缺。

    通用汽車首席執(zhí)行官巴拉：這是整個行業(yè)的問題，我們每天都在和一個跨部門團(tuán)隊研究如何把影響降到最低。

    通用汽車發(fā)言人表示，停工減產(chǎn)可能使公司今年的利潤減少約20億美元。

    自2020年下半年以來，全球掀起了一股汽車供應(yīng)鏈的“芯片荒”，且愈演愈烈。

    而芯片短缺的“蝴蝶效應(yīng)”還在不斷蔓延。除了汽車業(yè)，手機(jī)、游戲機(jī)、安防攝像頭等行業(yè)同樣陷入了“缺芯”困局。蘋果公司表示，部分新款高端iPhone的銷售受到零部件短缺的限制。

    芯片是絕大多數(shù)電子設(shè)備的核心組成部分，被譽(yù)為“工業(yè)糧食”。它不僅在智能手機(jī)、電視機(jī)、計算機(jī)、汽車等電子設(shè)備方面被廣泛應(yīng)用，在軍事、通信、遙控等方面也不可或缺，對5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛等都是必不可少的基礎(chǔ)。

    貿(mào)易政策分析師西爾維亞·陳：我們今天看到的芯片短缺有很多原因，新冠疫情是一個重要因素，疫情改變了消費者的行為。我們購買新的個人電腦、新手機(jī)、新平板電腦、游戲機(jī)等，這樣我們能在封鎖令時在家辦公娛樂。

    因為新冠疫情，汽車銷量下滑，汽車業(yè)高層取消了汽車芯片訂單。但是，隨后意外的銷售反彈讓車廠以及芯片商措手不及。

    可以說新冠疫情是導(dǎo)致芯片短缺的直接原因，而芯片的制造工藝日趨復(fù)雜，且高度依賴全球供應(yīng)鏈，則是造成芯片短缺困境的深層原因。

    指甲蓋大小的芯片是智能手機(jī)或電腦的“大腦”，上面有數(shù)不清的晶體管。

    1947年，物理學(xué)家肖克利與人共同發(fā)明晶體管，被媒體和科學(xué)界稱為“20世紀(jì)最重要的發(fā)明”。

    電子工程師霍夫：晶體管的發(fā)明是一個重大進(jìn)步，它使電子設(shè)備更省電、體積更小。

    數(shù)千萬的晶體管集成在一張芯片上，晶體管越多，芯片的性能就越強(qiáng)大。

    事實上，在晶體管被發(fā)明出來后，研究人員在不斷給它瘦身，如今已縮小到了納米級別，為的就是能在一張芯片上集成盡可能多的晶體管。

    硅是芯片最重要的基礎(chǔ)材料，是地球上第二豐富的資源，但更多以二氧化硅，也就是沙子的形態(tài)儲存在地球上。制造芯片，首先要從二氧化硅提煉出高純度的硅晶體，制成硅錠，再切割成薄脆的圓盤形狀，拋光后形成晶圓，相當(dāng)于芯片的“地基”。

    而接下來在晶圓片上進(jìn)行光刻，被視為芯片制造的最關(guān)鍵步驟之一。

    艾司摩爾公司副總裁丹尼·布朗：半導(dǎo)體光刻技術(shù)是終極點金術(shù)，是它把沙子變成了金子。

    以紫外光作為“畫筆”，光刻機(jī)把預(yù)先設(shè)計好的芯片電子線路書寫到硅晶圓旋涂的光刻膠上，精度可以達(dá)到頭發(fā)絲的千分之一。

    可以說，光刻工藝直接決定了芯片中晶體管的尺寸和性能。

    而半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，又遵循著一個黃金定律：摩爾定律。

    該定律預(yù)測，隨著技術(shù)進(jìn)步，每隔18至24個月，芯片上能置入的晶體管數(shù)量就會翻一倍。芯片制程隨之縮小，性能也會隨之飛躍。

    這就要求光刻機(jī)也必須隨著摩爾定律，在芯片更新前，率先完成革新。如今，全球80%的光刻機(jī)都出自一家叫做阿斯麥的荷蘭公司。

    近年來，芯片業(yè)還盛傳著一種“摩爾第二定律”，那就是芯片工廠的成本每四年翻一番，正因此，能夠制造高端芯片的晶圓廠越來越少。

    芯片生產(chǎn)周期也比較長，平均周期達(dá)26周時間，要經(jīng)過數(shù)千道工序。

    可以說，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)侨蚧潭茸罡叩漠a(chǎn)業(yè)鏈，必須以合作的方式才能完成。供應(yīng)鏈一旦受損，整個行業(yè)都會受影響。

    2020年10月，意法半導(dǎo)體位于歐洲的幾個工廠發(fā)起大罷工。今年3月19日，汽車行業(yè)最大的芯片供應(yīng)商日本瑞薩電子的工廠發(fā)生火災(zāi)，令原本緊繃的供應(yīng)鏈再遭重創(chuàng)。

    2020年下半年以來，中國大陸最大的芯片代工廠中芯國際（54.350，0.56，1.04%）被美國持續(xù)制裁，則更進(jìn)一步加劇了全球芯片的產(chǎn)能緊張。

    面臨困境“芯片大戰(zhàn)”一觸即發(fā)

    早在1989年，作家沃肖夫斯基就在《芯片大戰(zhàn)：明日世界之爭》一書中指出，這個世界的經(jīng)濟(jì)主導(dǎo)地位將屬于能夠制造更便宜、更快、更好芯片的國家。

    32年后，當(dāng)全球遭遇“缺芯”困境時，芯片的重要性再次凸顯了出來。危機(jī)之中，一場由芯片短缺引發(fā)的“芯片大戰(zhàn)”也正在開啟。

    3月24日，英特爾宣布將投資200億美元在美國亞利桑那州新建兩個芯片制造廠。

    多年來，有“牙膏廠”之稱的英特爾憑借壟斷地位，一直不愿意迅速提高產(chǎn)品性能。

    如今，在這場“芯片大戰(zhàn)”中，不得不加快更新速度。

    而英特爾的主要對手AMD不僅僅在CPU性能上不斷超越，還是蘋果電腦顯卡以及索尼PS5游戲機(jī)芯片的主要供應(yīng)商。

    2020年6月23日，世界最大的芯片采購商蘋果公司宣布，Mac產(chǎn)品將不再使用英特爾芯片。

    蘋果公司首席執(zhí)行官庫克：在蘋果，硬件和軟件的集成是我們一切工作的基礎(chǔ)，而芯片則是硬件的核心。

    蘋果公司CEO庫克表示，作出這一重大調(diào)整的目的只有一個，這樣能做出更好的產(chǎn)品。

    這不由得使人想起當(dāng)年喬布斯為了追求更好的性能，放棄IBM和摩托羅拉芯片，轉(zhuǎn)而和英特爾合作的場景。

    三星也制定了一份總支出約為1160億美元的十年規(guī)劃，并考慮擴(kuò)大其在得克薩斯州的半導(dǎo)體制造業(yè)務(wù)。

    在美國政策分析家瑪格倫看來，今天的芯片大戰(zhàn)，更是一場國家層面類似“太空競賽”的“豪賭”。

    2月18日，美國商會、美國半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會和美國汽車制造創(chuàng)新聯(lián)盟等機(jī)構(gòu)聯(lián)名致信美國政府，敦促政府以投資稅減免等舉措推動在美國興建更多半導(dǎo)體生產(chǎn)廠。

    《經(jīng)濟(jì)學(xué)家》科技記者克羅斯：美國一直處于科技領(lǐng)先地位，并將其視為一項重要的國家安全資產(chǎn)。美國軍隊實際上是硅谷芯片最早最大的買家之一，即使是當(dāng)下，和其它領(lǐng)域一樣，軍隊也正迅速數(shù)字化，而半導(dǎo)體對此至關(guān)重要。

    美國總統(tǒng)拜登表示將尋求立法撥款370億美元，以加強(qiáng)美國芯片制造業(yè)的發(fā)展。

    2月24日，他還簽署了一項行政令，要求對半導(dǎo)體芯片在內(nèi)的四種關(guān)鍵產(chǎn)品的供應(yīng)鏈進(jìn)行快速審查。

    近年來，美國不斷發(fā)起對華科技戰(zhàn)，將半導(dǎo)體供應(yīng)鏈“武器化”，切斷對一些中國公司的芯片供應(yīng)，其目的就是遏制中國半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展。

    《經(jīng)濟(jì)學(xué)家》科技記者克羅斯：美國將半導(dǎo)體視為一種戰(zhàn)略物資，所以很擔(dān)心中國建立國內(nèi)產(chǎn)業(yè)。

    2020年底，以德國、法國、荷蘭等為首的歐洲17個國家發(fā)表《歐洲半導(dǎo)體聯(lián)合聲明》，計劃將在未來兩三年內(nèi)投入1450億歐元，建立一條不含美國科技的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，希望擺脫對美國和亞洲芯片的依賴。

    小小一塊芯片，從來都不簡單。它是工業(yè)的核心、產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，有人甚至將其稱為“數(shù)字時代的石油”。

    在未來世界，想要贏得這場“芯”球大戰(zhàn)，建立自主的標(biāo)準(zhǔn)體系和強(qiáng)大的生態(tài)，具有重大的戰(zhàn)略意義。