為什麼晶元短缺那麼長時間

1. 為什麼全球晶元短缺

疫情影響，全球晶元產能下降。

疫情是最直接的原因，由於國際疫情遲遲無法徹底控制，病毒傳播風險一直存在，防控力度小，防控措施滯後，,導致晶元生產廠商無法全負荷生產，生產效率下降。再者，由於晶元本身製造工藝流程復雜，高端晶元不同生產環節更是由全球不同廠商來完成。

只要其中某一個環節受疫情影響無法正常運作，整個晶元製造流程便會陷入停滯，造成整體的產能下降,晶元源頭供應量減少,但市場需求量依舊在遞增,此消彼長,自然就造成了全球電子行業晶元短缺。

需知：

加上美國斷供，加劇了晶元短缺狀況。美國將華為、中芯國際列入實體名單,禁止向其供應半導體元件與材料,意圖通過徹底斷供來遏制頭部企業發展,進一步擴大自身對市場的掌控力,本就短缺晶元的年景加上刻意的針對,加劇了國內晶元短缺的狀況。

作為科技領域新興的人工智慧行業,在晶元短缺的情況下,又會面臨怎樣的影響?未來又將朝什麼方向發展?總的來說,可以用「短期無虞,長期影響較大」來說明晶元荒對人工智慧行業的影響。

2. 晶元短缺原因是什麼

1、消費需求的全面回升。

不管是汽車消費電子，筆記本電腦、智能手機等各個品類，已經出現了急速回升現象。全球半導體材料均出現了大幅上漲，

代工廠基本全部出現滿載狀態，台積電、聯電、GF目前的產線均面臨很大的壓力，價格上漲、代工廠滿員，直接拉升了晶元廠商的產品價格。例如晶元供應商已經告知所有合作夥伴，全線產品價格，都將上漲。

2、客戶臨時加單情況嚴重。

今年情況比較特殊，市場情況和商家的預期出現了很大的偏差，導致後期客戶加單情況嚴重。例如華為了在9月15日前，加快囤貨，對各個晶元廠家的下單量出現暴增的現象。廠家為了滿足華為的供貨要求，向半導體材料商的下單量也出現了暴增，最終導致整個產能提前釋放。

3、智能手機廠商擴大產能。

明年作為5G智能手機全面推廣的關鍵年，各個手機廠商現在都摩拳擦掌，准備大幹一番。到目前為止，小米的預計出貨量將達到3億台，榮耀的目標出貨量是1億台，蘋果iPhone的目標出貨量為2.3億台，出貨量的暴增，使得整個市場的零部件處於緊缺的狀態。

4、晶元代工廠的產能缺口較大。

各個代工廠為了擴大產能，都開始投資新廠。例如台積電在美國投資的5nm產線，可以極大地拉高台積電的5nm產能，滿足更多客戶的需要。但是「遠水救不了近火」，從晶元代工廠從建廠到產出，整個周期較長，短期內5nm產能缺口依然巨大。

晶元製造商不能增加產量來滿足需求；

簡而言之，全球電腦晶元供應大部分來自台灣，大部分由台灣半導體製造公司(TSMC)生產，這對於汽車公司來說無疑是雙重打擊，工廠在亞洲，並且台積電的產能表示也無能為力，遠水救不了近火。

除此之外，由於擔心國家安全，特朗普將華為列入貿易黑名單，美國晶元公司Xilinx不得不暫停向華為的部分銷售。中國現在正致力於建立自己的晶元生產。

美國也在做同樣的事情，讓台積電在自己的海岸上建一個120億美元的晶元工廠。每個人都希望能夠保證自己的晶元供應，而目前的短缺使得這成為一個更加優先的問題。

3. 晶元全線缺貨，為何晶元如此缺貨

自2020年第四季度以來，晶元已無貨，到2021年，它變得越來越嚴重。不僅汽車晶元缺貨，而且所有晶元都開始缺貨，並且整個半導體行業都受到了影響。實際上，自從晶元被發明以來，整個半導體行業已經運作了超過半個世紀，並且運作良好已經超過了半個世紀。尚未出現如此嚴重的貨物短缺。那是什麼原因呢？使半導體行業變得脆弱，導致2021年晶元嚴重短缺。

在這兩件事的背後，還有另一個因素，那就是鑄造廠已將其生產能力從8英寸晶圓緩慢地調整為12英寸晶圓，因為8英寸晶圓主要用於28nm及以上工藝。英寸主要用於14nm及以下工藝。對於鑄造廠而言，12英寸晶圓具有更高的產量和更先進的技術。但這導致8英寸晶圓生產能力趨緊，許多汽車晶元和消費電子產品都基於8英寸晶圓。將這三個關鍵因素放在一起後，從汽車晶元到整個生產鏈的全球晶元都缺貨了。這種情況將需要大約一年的時間才能緩解。畢竟，晶元的工藝非常嚴格。製造商不允許隨意調整，而安全性和穩定性是首要要求。

4. 為什麼會發生大面積晶元短缺，是什麼打亂了半導體產業的節奏

之所以近期全球發生大面積晶元短缺，這是因為以美國為首的西方社會為了打壓中國的科技發展，阻撓以華為為代表的中國科技公司，發展科技就從晶元上來卡中國的脖子，所以造成了晶元相對來說短時間的短缺，但是困難是暫時的，中國一定會克服這個問題。當然，我們也應該看到美國這樣做，其實是損人不利己的行為。制裁的雙刃劍不僅使中國獲取晶元困難，對於全球的其他市場也造成了相當大的打擊。

5. 為什麼晶元會短缺

全球晶元產業鏈正在重建，手機晶元及周邊、包括汽車產業對晶元的需求擠壓，再加上受疫情（及自然災害）黑天鵝事件及供應鏈各方的心理預期，各種因素疊加之下，晶元需求激增和供應不足的矛盾瞬間被放大。

眾所周知，幾乎所有電子設備中都有晶元，並且每個設備所包含的晶元數量正在不斷增加；而當晶元開始變得越來越復雜的時候，也就意味著其將更難生產。

一方面，在消費者端，受疫情影響，遠程工作和學習日益普及，人們傾向購買更多 PC 及其他電子產品（包括游戲機、電視機、智能家電等）；另一方面，在生產者端部分公司提前購入了大量的半導體庫存，這無疑也給給供應鏈帶來了不少壓力。

即便包括台積電和格羅方德半導體在內的主要代工廠都宣布了擴張計劃，但 ASML、應用材料公司、KLA、泛林集團等公司可能要花費數月的時間來製造 fab 工具，然後還需要一些時間來安裝設備。

對於許多產品來說，積壓的訂單越來越多，而半導體公司要解決產量問題則需要幾個月（甚至更長）的時間。

眼下，很多晶元代工廠應該都屬於滿負荷運轉狀態，這種陡增的訂單需求同時也限制了代工廠接受新訂單的能力，進而會影響工廠對高端晶元的製造和探索，更不用提沒有晶圓廠的話，製造商絕不可能滿足現有的產品需求！

6. 全球晶元荒愈演愈烈，晶元為什麼短缺

1.近年來隨著5G、AI以及IoT的發展，市場對晶元的需求正又在迅速提高，一個普及計算(Ubiquitous Computing)的時代正在來臨。

2.疫情使得很多地區物流阻斷，OEM上半年無法正常備貨，另外各類遠程辦公、教育，以及數據中心擴容造成各類終端市場的需求猛增，所以到下半年，市場的需求在晶圓代工廠這個環節被放大，而缺貨的情形進一步造就了市場恐慌，讓大家激進囤貨，以比正常庫存天數1.5倍甚至2倍的規劃來建庫存以尋求供應安全。

3.地緣政治和與之引起的產業鏈移動所造成的。對於數字晶元廠商來說，由於本來就大都在晶圓代工廠生產，即便供應鏈發生平移對全球總產能需求來說不會有太大變化。但是對模擬廠商影響較大，因為傳統模擬IDM大廠很多在美國。以往由於模擬器件種類多單價低的特點決定了大部分OEM不輕易冒險更換供應商。但這次由於地緣政治原因許多中國OEM選擇轉向亞洲的fabless，而fabless用的是foundry生產，這在對代工廠產能需求上帶來了較大影響。

7. 為什麼晶元市場緊缺

現在晶元市場短缺，不過是五種原因造成的：

1，美國的制裁打破了全世界晶元供應的節奏。本來全世界晶元供應是正常的，沒有什麼晶元短缺。美國制裁，比如制裁華為，華為就需要趕快備貨，大量訂貨，這樣全很多產能都被華為占據了，這就會讓一些晶元的正常生產無法進行。後面再調過來，又會有很多問題。

2，疫情也一定程度上影響一些晶元企業的正常開工和運行。

3，美國的大雪也造成了一些企業正常開工。

以上這些情況影響全世界晶元供應的影響不超過10%，應該是5%-10%之間。後兩種情況卻造成了更大的影響。

4，市場壓力造成生產企業大量備貨。我自己就早在去年就看到晶元供應要出問題，要求相關同事關注。生產商在多環節從原來不庫存晶元到增加備貨，有的企業備貨達9個月之多，這平均下來，增加了30%的晶元需求。

5，炒家入場。看到晶元短缺，市場要進入短缺階段，一些炒家也增加了晶元的囤積，這些晶元囤積也增加了10%的晶元需求。

所以原來可能有10%的供應影響，現在晶元的缺口達到50%左右，這就造成了晶元的極度緊張。而對炒家來說，一定要把晶元緊張的輿論造起來，結果是晶元大漲價，這樣才能賺大錢。其實市場上的晶元供應並沒有減少多少，這些晶元不是正常的到了生產領域，而是壓在倉庫里。

晶元短缺一定會在未來的半年到一年時間里成為晶元供過於求。這些晶元壓在庫里，需要佔壓資金，廠商的晶元多了，產品銷售並不增加，就會不再進貨，炒家如果晶元出不去，不可能當餅干吃，就會降價出貨。一過臨界點，晶元市場價格就會崩盤。

相關知識

指甲蓋大小的晶元是智能手機或電腦的「大腦」，上面有數不清的晶體管。1947年，物理學家肖克利與人共同發明晶體管，被媒體和科學界稱為「20世紀最重要的發明」。電子工程師霍夫：晶體管的發明是一個重大進步，它使電子設備更省電、體積更小。

數千萬的晶體管集成在一張晶元上，晶體管越多，晶元的性能就越強大。事實上，在晶體管被發明出來後，研究人員在不斷給它瘦身，如今已縮小到了納米級別，為的就是能在一張晶元上集成盡可能多的晶體管。

硅是晶元最重要的基礎材料，是地球上第二豐富的資源，但更多以二氧化硅，也就是沙子的形態儲存在地球上。製造晶元，首先要從二氧化硅提煉出高純度的硅晶體，製成硅錠，再切割成薄脆的圓盤形狀，拋光後形成晶圓，相當於晶元的「地基」。

而接下來在晶圓片上進行光刻，被視為晶元製造的最關鍵步驟之一。艾司摩爾公司副總裁丹尼·布朗：半導體光刻技術是終極點金術，是它把沙子變成了金子。

以紫外光作為「畫筆」，光刻機把預先設計好的晶元電子線路書寫到硅晶圓旋塗的光刻膠上，精度可以達到頭發絲的千分之一。可以說，光刻工藝直接決定了晶元中晶體管的尺寸和性能。

而半導體行業的發展，又遵循著一個黃金定律：摩爾定律。該定律預測，隨著技術進步，每隔18至24個月，晶元上能置入的晶體管數量就會翻一倍。晶元製程隨之縮小，性能也會隨之飛躍。

這就要求光刻機也必須隨著摩爾定律，在晶元更新前，率先完成革新。如今，全球80%的光刻機都出自一家叫做阿斯麥的荷蘭公司。

近年來，晶元業還盛傳著一種「摩爾第二定律」，那就是晶元工廠的成本每四年翻一番，正因此，能夠製造高端晶元的晶圓廠越來越少。晶元生產周期也比較長，平均周期達26周時間，要經過數千道工序。

可以說，半導體產業鏈是全球化程度最高的產業鏈，必須以合作的方式才能完成。供應鏈一旦受損，整個行業都會受影響。2020年10月，意法半導體位於歐洲的幾個工廠發起大罷工。今年3月19日，汽車行業最大的晶元供應商日本瑞薩電子的工廠發生火災，令原本緊綳的供應鏈再遭重創。

2020年下半年以來，中國大陸最大的晶元代工廠中芯國際被美國持續制裁，則更進一步加劇了全球晶元的產能緊張。

8. 為什麼會出現全球晶元短缺

全球晶元為何出現緊缺，其實有個重要的問題被台積電忽略掉了，魅族前高管李楠說，台積電喜歡報喜不報憂，他們在中國領域的市場營收佔比從接近四分之一暴降到6%，是因為失去華為這一大客戶，產能迅速減少，才導致5nm生產線沒有產量，最終造成全球晶元緊缺的局面 。目前5nm晶元的產量並沒有出現預料中的爆發現象，也許是產品的研發力度不夠，也許是各大廠商還在觀望。顯然他們都沒有華為對5nm晶元的需求更為迫切，華為所代表的的不只是產品，更是國產晶元設計的希望和未來。

同時最為常用的顯卡、SDD、鍵盤也都要漲價了。不過具有諷刺意義的事，台積電的股價和營收卻創了新高了，目前接單接到手軟 ，台積電成了最終贏家。僅僅1-3月份的收入就高達3624億台幣，同比增長16.7%，連續三季度創收入新高。股價一路瘋漲到100元美元，這樣看來人家根本不差華為這種大戶。同時也並不是因為缺少了華為的訂單才導致全球缺芯，華為不能背鍋。

台積電肯定不能放任市場的丟失，華為訂單的消失直接促進了其他高端晶元的研發和投放。相信它們很快就能填補華為即將產生的高端空檔。隨著華為庫存晶元的迅速消耗，新品晶元也必將為下一步的高端手機市場注入新的力量。

9. 為什麼全球晶元短缺

目前看來，引起全球性晶元短缺的原因主要有消費需求的全面回升、客戶臨時加單情況嚴重、智能手機廠商擴大產能、晶元代工廠的產能缺口較大。

1、消費需求的全面回升

不管是汽車消費電子，筆記本電腦、智能手機等各個品類，已經出現了急速回升現象。全球半導體材料均出現了大幅上漲，代工廠基本全部出去滿載狀態，台積電、聯電、GF目前的產線均面臨這很大的壓力，價格上漲、代工廠滿員，直接拉升了晶元廠商的產品價格。例如晶元供應商已經告知所有合作夥伴，全線產品價格，都將上漲。

2、客戶臨時加單情況嚴重

今年情況比較特殊，市場情況和商家的預期出現了很大的偏差，導致後期客戶加單情況嚴重。例如華為了在9月15日前，加快囤貨，對各個晶元廠家的下單量出現暴增的現象。廠家為了滿足華為的供貨要求，向半導體材料商的下單量也出現了暴增，最終導致整個產能提前釋放。

3、智能手機廠商擴大產能

明年作為5G智能手機全面推廣的關鍵年，各個手機廠商現在都摩拳擦掌，准備大幹一番。到目前為止，小米的預計出貨量將達到3億台，榮耀的目標出貨量是1億台，蘋果iphone的目標出貨量為2.3億台，出貨量的暴增，使得整個市場的零部件處於緊缺的狀態。

4、晶元代工廠的產能缺口較大

各個代工廠為了擴大產能，都開始投資新廠。例如台積電在美國投資的5nm產線，可以極大地拉高台積電的5nm產能，滿足更多客戶的需要。但是「遠水救不了近火」，從晶元代工廠從建廠到產出，整個周期較長，短期內5nm產能缺口依然巨大。

全球晶元短缺殃及手機和游戲機行業：

據華爾街見聞報道，最近幾周，越來越多的行業領袖發出警告，他們無法獲得足夠的晶元來生產他們的產品。蘋果最近表示，一些新款高端 iPhone 的銷售受到零部件短缺的限制。

恩智浦和英飛凌都表示，這些供應限制已不再局限於汽車行業。索尼周三表示，由於生產瓶頸，該公司可能無法在 2021 年完全滿足其新款游戲機的需求。

10. 全球缺芯至少影響未來一年，你知道為什麼會出現缺芯的情況嗎

全球缺芯至少影響未來一年，出現缺芯的情況最主要的原因：

1.晶元需求不斷增加，特別是智能汽車對晶元的需要非常大；

2.疫情導致很多晶元企業沒有辦法正常生產，從而供應跟不上；

3.晶元門檻非常高，沒有企業能夠代工，從而導致沒有替代品。

隨著科技的不斷發展，人工智慧已經成為了未來的趨勢，智能化的設備都需要大量的晶元，特別是智能汽車對於晶元的需求非常高，每一輛智能汽車需要1000多顆晶元，這加劇了晶元的需求。全球缺芯至少影響未來一年，疫情也導致很多企業沒有辦法正常生產，從而供應跟不上。

小米中國區總裁盧偉冰說到：預計全球手機缺芯至少影響未來一年。此外，每一輛智能汽車需要一千多顆晶元，未來的一年甚至更長的時間，晶元的缺貨會從全面性的缺貨進入結構性的缺貨，今年的第三季度可能會是最缺貨的一個季度，小米汽車也面臨著這一問題。

三、疫情導致很多企業沒有辦法正常生產從而加劇晶元短缺

疫情對全世界都帶來了很大的影響，晶元企業也不例外，晶元企業如果沒有辦法正常生產，市場又沒有替代品，那麼只會讓晶元越來越緊張，這也是市場缺芯的原因。