缺“芯”，扼住了鋼鐵巨獸的咽喉！巨頭博弈還是大國崛起_風聞

停產、芯片告急、極度短缺……後新冠疫情時代我們遇到了新的麻煩。

汽車行業因為“缺芯”而不得不停工停產；阿宅們因為索尼PS5越來越難買而叫苦不迭；華強北的顯卡被炒上天價；小米中國區總裁盧偉冰在微博上傾倒苦水，“今年芯片太缺了，不是缺，是極缺”。

上述的種種局面都指向了一個問題——芯片短缺，這已然是無法解決的業界共識。幾乎所有用到芯片的行業都因為芯片短缺問題受到了衝擊。

進入三月以來，越來越多的車企宣佈因為半導體供應緊張的問題不得不暫停部分工廠的生產計劃。儘管該問題從去年年底就開始顯現，產業鏈也早已未雨綢繆。但是當前汽車半導體超過半年的交貨週期，令陷入困境的車企一籌莫展。

究竟是什麼原因造成了芯片短缺的問題？

當新冠疫情重塑了人類的生活

一切還要從去年的新冠疫情開始説起。2020年疫情爆發以來，遠程辦公、遠程上課使得筆記本電腦、平板電腦成為炙手可熱的商品。**居家令使得筆記本電腦的銷量達到十年以來的新高度。**根據IDC預估的數據顯示，2020年筆記本出貨量達到2.16億台，同比增長26.4%，平板電腦出貨1.59億台，同比增長10%。

與此同時網絡視頻服務的盛行也讓網絡攝像頭、鼠標鍵盤等辦公配件供不應求。當人們開始減少外出，並且習慣在家中辦公和學習，就難免會購買一些提升居家生活質量的商品。更大的電視，空氣淨化器等各類智能IoT硬件便成為人們的新寵。

**另一個不可忽視的因素是5G手機的大規模普及。**數據顯示，2020年，在全球智能手機出貨量飽和的情況之下，5G滲透率出現了大幅度的上升。就5G手機而言，其對半導體等IC部件的消耗量是4G手機的兩倍以上，因此5G手機也成為半導體消耗的大户之一。

全球智能手機出貨量及5G滲透率：資料來源：村田，國盛證券研究所

以上提到的各種商品，都是中高端芯片的需求大户。在疫情對各行各業形成衝擊的背景下，半導體的需求卻在逆勢上漲。

2020年10月至今，比特幣的漲幅超過400%，如今一枚比特幣的價格的價格已經逼近60000美元。比特幣的價格暴漲催生了新一輪的“挖礦”熱潮。各種“礦廠”如雨後春筍一般冒出，不僅是中國，全球其他國家的礦主都在加大挖礦的力度。**顯卡作為挖礦過程中的核心部件，其價格在旺盛市場需求的驅動之下水漲船高。**一些公司對於顯卡的需求，少則幾千張，多則上萬張。

不僅是C端，B端也在瘋狂買買買

除了消費電子領域的需求暴漲，手機廠商也在瘋狂囤積着芯片。

**早在2019年，華為就已經成為全球科技產業鏈具有話語權和影響力的公司，在供應鏈上全球科技公司形成了密不可分的關係。**根據市場調研公司Gartner的報告，2019年華為在半導體採購的支出達到了208.04億美元，是僅次於三星和蘋果的全球第三大芯片採購方。

在新冠疫情和美國商務部禁令的雙重壓力之下，華為在2020年的上半年的芯片採購量大幅增長，通過不斷囤積芯片的方式以應對隨時會到來的“斷供”寒冬。

台積電作為華為最大的代工廠，在美國對華新出口禁令生效前承接了華為方面的海量5nm訂單。台積電方面對於此次超級訂單啓用了“超急單”方案：在120天寬限期內，台積電全廠5nm、7nm、和12nm的投片量飛速拉昇，完全是將產能拉滿的節奏。

有數據顯示，直到去年5月華為被美國商務部徹底“封殺”之前，華為在芯片囤積上的投入達到了1800億元，足以滿足接下來一整年的需求。

眼看華為瘋狂囤積芯片的舉動，國內各大手機廠商因為擔心代工廠訂單飽和而導致產能也紛紛“效仿”華為屯貨。加上禁令讓華為丟失了一部分高端手機市場的份額，各大手機廠商都對於填補這一缺口而虎視眈眈。**因此囤積芯片逐漸發展為了各大產商之間產能爭奪的大戰。**業內人士表示，屯三個月的量都是一種常態，有些公司甚至會屯六個月的量。

產能跟不上需求增長的步伐

半導體被譽為“現代工業的糧食”，在經歷半個多世紀的發展之後，半導體的應用早已深入我們生活的方方面面。一顆小小芯片的誕生要經歷無數的環節，從設計，製造到最後進行封裝和測試，每一個環節都有不同的參與者。每個環節分工明確，環環相扣。

簡單來説，半導體產業鏈分為上、中、下游三個環節，上游環節包括材料、設備、EDA以及IP和四大部分，中游包括設計、製造、封測。下游主要為半導體的應用，包括了PC、醫療、電子、通信、物聯網等。

不難發現，芯片製造最為產業鏈的中游，是整個產業鏈的“中流砥柱”。我們耳熟能詳的蘋果，高通，實際上都採取了Fabless模式，即“沒有製造業務，只專注於設計”的集成電路設計運作模式。隨着產業鏈分工越來越細化，目前全球大部分的芯片設計公司都採取了這種模式，將芯片的製造交給了中游的代工廠進行生產。

2020年2季度全球晶圓市場份額，資料來源：IC insights

**芯片代工產業在多年歲月的洗禮之下形成了“一超二強”的局面。**其中的“一超”指的就是中國台灣的台積電，而“二強”指的是韓國的三星和美國的英特爾。

台積電在芯片代工行業已經成為是一覽眾山小的存在，在工藝製程上遙遙領先，是廠商爭相爭奪的“香餑餑”。**具體來看，台積電的晶圓代工的市場佔有率比其後面3個競爭者加起來的份額還要多。**數據顯示，2020年2季度台積電佔全球晶圓市場份額的52%。

“二強”中的三星因其在儲存芯片方面的優勢而成為全球第二大的芯片製造商。目前三星的生產技術被行業視為僅次於台積電的最佳選擇，包括高通、英偉達在內的公司都在追加對三星的訂單。

英特爾是美國芯片製造僅剩的強者，從利潤的角度來説英特爾遠超其他任何一家芯片製造商，而且將絕大部分的精力都集中在電腦芯片的製造上。不過因為在生產週期上的延遲和製程上的問題讓它在競爭對手面前顯得相對脆弱。

雖説芯片製造這條賽道還包括了像中國的中芯國際，台灣的聯電（UMC）和美國的格羅方德，但是這幾家公司的芯片製程工藝至少落後台積電2到3代，主要代工一些成熟製程工藝的芯片，市場份額還有待進一步的提高。

**不難看出，具有能力製造高端芯片的公司屈指可數，台積電和三星牢牢佔據着市場份額。任何競爭對手想要撬動這塊蛋糕都難如上青天。**究其原因還是因為行業壁壘太高。芯片製造是一個需要大量資本和極高精確度的行業；同時芯片製造的投資週期很長，還需要面臨着行業快速變化的風險。芯片代工廠為了收回投資，工廠必須007滿負荷運轉。這還遠遠不夠，如果製造出來的芯片很多都是壞的，那麼工廠也會血本無歸。台積電通過多年的技術積累，才將芯片製造的良品率提升到90%。

結論就是，除了台積電和三星，其他一個能打的都沒有。其餘的公司就只能撿一些剩飯來吃。

這也為2020年開始的芯片短缺的問題埋下了種子。在訂單鋪天蓋地襲來的時候，台積電和三星卻沒有辦法快速擴大生產線。原因就在於芯片製造非常依賴於全球只有幾個公司才能生產的高端設備，還需要那些鳳毛麟角的高端工程師參與生產和調試。

更關鍵的是，**不管是疫情還是華為都是黑天鵝事件，各大芯片製造廠商顯然是無法預測到這些突發事件的。**同時一條半導體產線的建設週期在18-30個月，資金投入超過上百億元。遠水解不了近渴，就算是代工廠立馬擴充生產線，產能的釋放也要到2年之後了。

天災加劇了芯片供應的困境

屋漏偏逢連夜雨，疫情、地震、極端天氣、火災，2021年發生的各種災難，讓本就十分緊張半導體供應變得更加匱乏。

今年2月13日，日本福島近海發生里氏7.3級地震。有日媒報道稱，地震發生之後發生大面積的停水和斷電。由於半導體制造工廠需要24小時連續運作的特殊性，一旦遇到事故停機，不僅需要檢查設備受損情況，更要確定生產線上的晶圓是否受到影響。

全球第三大汽車芯片提供商日本薩瑞電子，為了確認無塵車間內的生產設備和芯片產品是否完好無損，在地震之後暫停了生產線的運作。此外，電容器供應商村田、PCB大廠名幸也因為地震的影響而不得不暫停生產。

強震還導致芯片製造不可獲取的原材料光刻膠供應告急，包括JSR，信越等主要供應商生產與海外供貨受阻，信越更宣佈關閉廠區。

在光刻膠市場中，日本的JSR、東京應化、信越化學及富士電子四家日本企業佔到全球總市場份額的70%以上，幾乎將整個市場壟斷。

全球半導體市場份額，資料來源：前瞻產業研究院

光刻膠作為芯片封測的重要原材料，能製造約400萬顆芯片。上游光刻膠短缺，嚴重影響了芯片製造業的產能。

除了日本，美國的芯片製造業也因為自然災害而大傷元氣。

2月19日，一場史無前例的暴風雪重創了德州的電力供應。作為美國半導體生產的大州，德州雲集了三星、NXP、英飛凌等一眾大廠。停電使得這些半導體工廠運作停擺，且無一倖免。其中在德州主要生產Nor flash的賽普拉斯工廠，影響全球約5%的供應。

Nor Flash前五大廠商曆年市佔率

Nor Flash龍頭公司華邦總經理陳沛銘曾表示，美國德州暴風雪“撞車”存儲器產能短缺，部分產品將一路缺到下半年。

3月19日，剛剛從地震後喘過氣來的薩瑞電子位於茨城縣那珂工廠發生火災，有32台機器在大火中受損，需要更換或修理，比最初估計的11台多了兩倍之多。

瑞薩總裁兼首席執行官柴田秀敏表示，瑞薩將在100天后完全恢復生產能力，該公司對於汽車廠商的芯片供應可能會在四月底左右停止。

汽車行業的寒冬

汽車電子作為全球半導體領域的第三大場景，在此次缺芯大潮中受到的衝擊最為明顯。

半導體應用領域的分佈情況， 資料來源：IC insights

新能源車的普及，使得功率半導體的需求快速增長，據英飛凌預測，2020-2030的十年間，自動駕駛從L2提升至L4/5，新能源汽車單車價值量有望提升5倍。

數字化電動化智能化對汽車電子的影響趨勢（美元/車）

 其實除了新能源車成為半導體的集合體之外，如今傳統的燃油汽車也安裝了大量控制汽車各項功能的芯片。**目前對於汽車廠商來説最短缺是MCU，**MCU是汽車的微控制單元，一輛傳統汽車上需要用到超過70顆MCU芯片。

**除了上述的消費電子擠佔產能，此次芯片短缺表面上的問題還在於汽車廠商嚴重低估了後疫情時代汽車市場的需求反彈。而深層次的原因在於汽車MCU芯片產業的集中度過高，**這種將雞蛋放在一個籃子中的行為大大降低了抗風險的能力。

MCU在汽車各模塊的應用日益廣泛

粵開證券指出，汽車MCU行業的門檻高，卻沒有話語權，而且廠商將七成的產能外包給了台積電。由於MCU芯片分散於汽車各個部分，汽車製造商對於車用芯片要求零不良率，以保證行車安全。汽車MCU芯片集中度很高，卻只佔台積電3%產能，量價均不高。

在疫情期間，各大車用芯片廠悲觀地估計了疫情對於全球汽車市場的需求。車規級的芯片大廠包括英飛凌、意法半導體、恩智浦、瑞薩都紛紛向芯片代工廠“砍單”。台積電曾經向這些芯片公司警告不要輕易砍單，否則一旦下一個客户填補了產能，就不能再釋放才能。

果不其然，芯片訂單過了這個村就沒了那個店。當市場的需求復甦之後，各汽車芯片廠商發現自己已經進不了台積電的大門了。由於產能都提供給了消費電子產品，台積電根本沒有空餘產能騰出來給汽車芯片，引發了從去年底開始的汽車芯片荒。

國產替代的機遇

新能源汽車的興起給了中國汽車工業一次彎道超車成為世界汽車強國的機會。但我們同時要看到在汽車電動化以及智能化的趨勢下，汽車半導體價值的不斷增加使得中國的汽車企業不得不面臨被國外公司“卡脖子”的風險。

機構指出，中國車規級MCU市場佔全球份額超過 30%，但幾乎 100% 依賴於進口。中高端芯片市場主要被博世、大陸集團、採埃孚等國際廠商所佔據。

華為被列入制裁事件也為半導體產業鏈的依賴問題敲響了警鐘。3月31日，華為公佈了2020年度財報。透過財報可以看出，美國政策對於佔據營收半壁江山的消費者業務受到的影響最大。從收入結構來看2020年消費者業務收入4829億元，佔比54.2%， 同比增長3.3%。相比2019年的34%的同比增長大幅放緩。

缺芯之痛讓華為手機在2020年第四季度的銷量同比下滑42.4%，出貨量從去年同期的全球第三一路下滑到2020年第四季度的第五位。

被列入“實體清單”的中國公司並不止華為一家，中芯國際同樣受到了美國政府的“特殊待遇”。破局半導體產業鏈全球化格局和大國博弈之下科技封鎖間的核心矛盾，目前我國在半導體產業鏈的國際分工中還處於中低端領域，高端產品仍被歐美日韓台公司所壟斷。產業鏈國產替代就成為了關鍵。

早在2019年，中國半導體行業協會公佈了《國家集成電路產業發展推進綱要》，文件中制定了明確的目標，到2030年，集成電路產業鏈環節達到國際先進水平，一批企業進入國際第一梯隊，實現跨越發展。

天風證券指出，本輪產業高景氣的原因在於產能緊張，漲價點起始於晶圓製造端。景氣度持續延續2個季度下，邏輯上會傳導到上游材料。下游晶圓製造開始尋求上游的替代。在順週期的情況下，材料板塊或迎來國產替代和下游晶圓廠擴產採購帶來的戴維斯雙擊機遇。

最後，我們認為當前缺芯的問題恰恰是為中國實現產業鏈升級以及國產替代提供了絕佳的機會，在宏觀經濟景氣度不斷提升的前提下，今年半導體上游的國產化替代或許就是一個主旋律。

（提示：文中提及的上市公司僅為個人觀點，不構成投資建議