席卷全球的“缺芯”危機持續(xù)蔓延 如何強壯中國“芯”
席卷全球的“缺芯”危機持續(xù)蔓延
強壯中國“芯”
3月17日，沃爾沃汽車公司表示，由于全球半導體芯片供應短缺，該公司將于本月暫�；蛘{整中國和美國工廠的生產。
沃爾沃不是個例。去年底以來，一場席卷全球的“缺芯”危機持續(xù)蔓延，愈演愈烈。汽車芯片告急、手機芯片極缺、顯卡漲價……幾乎所有用到芯片的行業(yè)都受到不同程度的沖擊，國內外多家知名廠商因芯片供應不足被迫停工或減產。
全球“芯慌”現(xiàn)狀如何？問題究竟出在哪里？反觀中國芯片產業(yè)，我們又該如何破除困局？
多家車企停產減產，芯片短缺波及眾多行業(yè)
“3月，沃爾沃汽車將在部分汽車廠臨時暫�；蛘{整生產。我們預計情況將在第二季度變得嚴峻，因此決定采取措施，最小化對生產的影響，同時每天努力改善問題。”沃爾沃汽車在一份郵件聲明中宣布。此前，沃爾沃汽車首席執(zhí)行官霍坎·薩穆埃爾松表示，汽車行業(yè)芯片短缺問題可能會給公司第一季度業(yè)績造成巨大風險。
芯片，又稱微電路、集成電路，是智能電器的核心部件，充當“大腦”的角色�？梢哉f，芯片之于信息科技時代，是類似煤與石油之于工業(yè)時代的重要存在。
從管理引擎的模塊到自動剎車和輔助駕駛技術，許多系統(tǒng)都必須使用芯片。沒有芯片，就意味著無法生產，汽車行業(yè)正飽受其苦。近期，本田、大眾、福特等車企紛紛宣布，由于芯片供應不足而減產或關停部分工廠。
據美國消費者新聞與商業(yè)頻道(CNBC)報道，芯片短缺將導致今年全球汽車行業(yè)的收入損失超過600億美元。英國埃信華邁公司發(fā)布數(shù)據預測，一季度全球汽車因芯片短缺將減產67.2萬輛，這一問題將持續(xù)到今年秋天。
芯片短缺的“蝴蝶效應”正在顯現(xiàn)。手機、游戲機、安防攝像頭等行業(yè)同樣面臨“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；由于生產瓶頸，索尼公司或將無法在2021年完全滿足其PS5產品的需求。
安防攝像頭廠商所用的主控芯片、存儲芯片、WiFi芯片等核心零部件均出現(xiàn)缺貨情況。在深圳華強北電子批發(fā)市場，安防產品交貨周期已經普遍拉長半個月左右，下游代理商都適當增加了囤貨。有企業(yè)負責人表示，去年9月200萬像素常用款攝像頭140多元，現(xiàn)在已經漲到210多元。
芯片廠商對供貨情況也不樂觀。盡管全球芯片代工廠幾乎都在滿負荷運轉，訂單積壓問題仍未緩解，一些訂單將推遲40周甚至更久交付。臺積電表示，正和客戶商討解決汽車芯片嚴重短缺問題。高通、安森美、英偉達、美光、AMD等芯片制造廠商請求客戶耐心等待，因為從汽車到消費類電子產品，生產商對芯片的需求都在急劇增長。
疫情疊加貿易摩擦，一“芯”難求短期難解
業(yè)內人士注意到，自2020年第四季度以來，適用于汽車的200毫米晶圓等部件就已嚴重短缺。
據分析，汽車芯片的短缺原因大致如下：一是全球汽車行業(yè)回暖超出預期，芯片需求大增；二是由于美國對一些中國制造商的出口管控，使得芯片制造設備、材料等采購事項被迫延后，擴產計劃也隨之受到影響；三是隨著全球疫情蔓延，遠程辦公、居家娛樂、在線教育等推動電子產品消費復蘇，個人電腦、電視、平板電腦、智能手機等出貨量明顯增長。市場研究機構IDC的報告顯示，2020年三季度全球個人電腦出貨量為8130萬臺，同比增長14.6%，創(chuàng)下近十年市場同比最高漲幅。
2020年5月，華為被美國列入實體清單將滿一周年之際，美國政府啟動第二輪制裁，要求使用美國技術的晶圓代工廠在替華為生產芯片前，必須先獲得美國政府許可，現(xiàn)有訂單要在9月15日前完成。5月至9月間，各大廠商都忙著為華為的急單開足馬力。
8月17日，美國政府再下一道禁令，要求全球所有芯片企業(yè)只要使用了美國技術，出貨給華為前必須獲得美國政府許可。至今，高通、聯(lián)發(fā)科等芯片廠商向華為供貨仍受限。由于缺貨，2020年四季度以來，華為P40等舊款手機的渠道價格不降反升。
與此同時，受疫情帶來的停工停產影響，中國大陸以外的半導體供應遲遲難以全面恢復。去年10月，意法半導體位于歐洲的幾個工廠發(fā)起大罷工，日本旭化成集團旗下晶圓廠大火，令原本緊繃的供應鏈再蒙重創(chuàng)。2020年下半年以來，中國大陸最大的芯片代工廠中芯國際被美國持續(xù)制裁，加劇了全球芯片產能緊張。
回顧這場仍在持續(xù)中的“缺芯”潮，不難發(fā)現(xiàn)，疫情是其中的重要原因，而美國對中國企業(yè)的無理打壓遏制則無異于“雪上加霜”。
中國芯片產業(yè)歷經六十載，“缺芯少魂”仍是困境
小小一塊芯片，從來都不簡單。
上億個晶體管在指甲蓋大小的硅晶片上精確排布，前后經過近5000道工序，每次迭代，總能深刻影響半導體領域的行業(yè)格局。
錢學森曾感慨：“60年代，我們搞兩彈一星，結果得到很多；70年代我們沒有搞半導體，結果失去很多�！敝袊酒a業(yè)歷經60余年風雨，“缺芯少魂”仍然是產業(yè)發(fā)展的一大困境。
1953年，半導體被列入第一個五年計劃的重點攻關項目。此后由于國內外局勢變化，項目不得已暫停。改革開放后，民生問題被擺在首要位置，直到1990年“908工程”出臺，我國才第一次對微電子產業(yè)制定計劃。2014年，國家成立千億規(guī)模集成電路投資基金，意在扶持中國企業(yè)發(fā)展。在美國禁令后，該基金發(fā)揮了重要作用，通過注資力挺國內芯片行業(yè)渡過難關。
安邦智庫認為，不同產業(yè)的市場化程度不同、全球化程度不同，“舉國之力”的效果也完全不同。“兩彈一星”“北斗系統(tǒng)”都是戰(zhàn)略型產業(yè)領域，其市場化程度不高。嚴格來說，這些戰(zhàn)略型產業(yè)系統(tǒng)的直接客戶只有一個——國家。這意味著，相關的產業(yè)系統(tǒng)是封閉的，不需要考慮成本、市場化競爭，相對容易。
但對于半導體產業(yè)來說，涉及的則是市場化的、開放的產業(yè)大系統(tǒng)。從芯片基礎架構、IC設計、芯片制造到封裝測試、半導體設備、關鍵材料等，半導體產業(yè)鏈是全球化程度最高的產業(yè)鏈，必須以合作的方式才能實現(xiàn)產業(yè)目標。
關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的，只能通過自主創(chuàng)新、自主可控的途徑獲取
在高鐵、家電等諸多工業(yè)領域，我們都成功實現(xiàn)了跨越趕超，為什么在芯片等方面卻沒能看到這種景象？為什么一再被別人“卡脖子”？
“因為我們有短板�！敝袊こ淘涸菏磕吖饽咸龟悾@些短板包括芯片設計和制造、大型工業(yè)軟件、移動操作系統(tǒng)等基礎軟件等方面。“實踐反復證實，關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的，只能通過自主創(chuàng)新、自主可控的途徑獲取。”
以光為刀，將設計好的電路圖投射到硅片之上——光刻是芯片制造的關鍵步驟。根據“摩爾定律”，集成電路上可容納元器件的數(shù)量每隔18至24個月就會增加一倍。芯片制程隨之縮小，性能也會隨之飛躍。光刻機則必須領先芯片設計，率先完成革新。
“如果我們交不出EUV，摩爾定律就會從此停止�！比蜃畲蟮墓饪虣C設備制造商荷蘭ASML公司曾如此放言。
2018年“中興事件”后，中芯國際緊急向ASML公司訂購了一臺價值1.2億美元的EUV光刻機，這幾乎相當于這家國內最大芯片加工企業(yè)2017年的總利潤。3月3日晚，中芯國際發(fā)表公告稱，已與ASML公司簽訂價值12億美元的購買協(xié)議，交付期至今年12月31日。
天價設備，不買不行。業(yè)內早已達成共識：必須使用EUV光刻機才能使國產芯片進入7納米甚至5納米時代，達到國際先進水平。
ASML公司的主要股東是三個最先進的芯片制造廠家——三星、臺積電和英特爾。該公司每年光刻機產量不過數(shù)十臺，優(yōu)先供應這三家股東。中國企業(yè)訂貨得排隊，交貨期近兩年，交貨后生產線調試約一年，至少三年過去，中國就落后于最先進芯片制造工藝一代以上。
歷史一再證明，要想補上“短板”沒有捷徑可走，唯有努力奮斗、不斷創(chuàng)新，一步一步踏實追趕。
危機暴露全球芯片供應矛盾，解決供應鏈安全問題迫在眉睫
半導體需求巨大，而上游制造廠商產能不足——這一矛盾在此輪“缺芯”危機中尤為突出。緩解供應鏈壓力，增強供應鏈安全性，成為擺在政府和企業(yè)面前的迫切問題。
2月24日，美國宣布啟動對包括半導體芯片在內的四種關鍵產品供應鏈為期100天的評估，并將促進國會撥款370億美元扶持美國芯片制造業(yè)發(fā)展。有分析指出，此舉或為擺脫對海外供應商的依賴。去年12月7日，歐洲17國也發(fā)表聯(lián)合聲明，提出將從兩個方面加強歐洲的電子和嵌入式系統(tǒng)價值鏈：一是強化處理器和半導體生態(tài)系統(tǒng)，二是在整個供應鏈中擴大工業(yè)影響力，以此應對來自關鍵技術、安全和社會方面的挑戰(zhàn)。
以汽車為例，電動化、網聯(lián)化、智能化已成為汽車產業(yè)的發(fā)展潮流和趨勢，而半導體是支撐汽車“三化”升級的關鍵。工信部電子信息司司長喬躍山表示，整體看國內半導體企業(yè)對于汽車產業(yè)的需求，以及對汽車半導體產品的開發(fā)和推廣經驗不足，在車用領域尚未形成系統(tǒng)化供應能力。2020年四季度以來芯片產能供應緊缺，更凸顯汽車半導體供應能力不足的問題。
提高芯片產業(yè)供應鏈自主性、可控性已經提上日程。針對汽車芯片供應緊張問題，工信部電子信息司和裝備工業(yè)一司指導中國汽車芯片產業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟等編制《汽車半導體供需對接手冊》并發(fā)布。據悉，《手冊》收錄了59家半導體企業(yè)的568款產品，覆蓋計算芯片、控制芯片、功率芯片等10大類，53小類產品，占汽車半導體66個小類的80%。工信部表示，將積極引導和支持汽車半導體產業(yè)發(fā)展，同時通過汽車半導體供需對接平臺等方式加強供應鏈建設，加大產能調配力度，為產業(yè)平穩(wěn)健康發(fā)展提供有力支撐。
聚焦制造短板，以自主創(chuàng)新強壯中國“芯”
芯片是信息產業(yè)的關鍵部件，也是中國科技發(fā)展的短板。在當前的外部挑戰(zhàn)下，它還給國人帶來了“卡脖子”之痛，其重要性不言而喻。
“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要提出，要深入實施制造強國戰(zhàn)略，加快補齊基礎零部件及元器件、基礎軟件等瓶頸短板，推動集成電路等產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。
目前，中國已經是全球規(guī)模最大、增速最快的集成電路市場。立足自身，不斷加強集成電路相關領域的科技創(chuàng)新，提升技術創(chuàng)新能力和產業(yè)發(fā)展的質量和自主權，是實現(xiàn)高質量發(fā)展的題中應有之義。
針對芯片制造環(huán)節(jié)，中國已經開始發(fā)力。日前，中國電科旗下裝備子集團成功實現(xiàn)離子注入機全譜系產品國產化，可為全球芯片制造企業(yè)提供離子注入機一站式解決方案，累計形成核心發(fā)明專利413項，實現(xiàn)我國芯片制造領域全譜系離子注入機自主創(chuàng)新發(fā)展，有望緩解我國芯片制造領域斷鏈、短鏈難題。
自主創(chuàng)新是提高產業(yè)鏈供應鏈安全性、可控性的關鍵，但這并不意味著與全球市場“脫鉤”。
“我們的思路應該是提升我國產業(yè)鏈的技術含金量，掌握更多核心技術，形成一種平衡，避免他國濫用技術制裁工具�！敝袊嗣翊髮W國際關系學院教授李巍建議：“歸根到底，我們需要營造鼓勵技術研發(fā)、推動技術升級的良好環(huán)境，鼓勵資源向高新技術領域聚集，創(chuàng)造條件讓科研人員甘坐冷板凳，安心從事技術研發(fā)，引導企業(yè)通過技術升級來謀求更大經濟收益。”
當今世界，無論誰再想構筑一堵科技之墻阻止競爭、隔斷技術交流，終歸是徒勞的，只會加速對方的技術進步。對重中之重的芯片制造業(yè)，短期上面臨的嚴峻挑戰(zhàn)，更應該成為我們把造芯這件事做好做強的動力。(本報記者 管筱璞 柴雅欣)
