一场全球性灾难的完美风暴正在导致全球半导体短缺

由:Patrick j . Kiger|

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纽约马尔他的Global Foundries工厂等半导体生产工厂已成为焦点,因为半导体生产所必需的关键电子元件短缺,阻碍了经济从大流行中复苏。亚当·布隆伯格Glanzman / /盖蒂图片社

不管你最近是去买新车、洗衣机、游戏机还是其他任何东西,你可能已经发现你想要的东西比以前贵得多,而且越来越难找到。例如,一些高端电视的价格自去年这个时候以来上涨了近30%《连线》杂志最近报道。新车供应如此短缺,以至于二手车的价格飞涨,据统计,一辆土星的价格比去年上涨了26%以上,这个品牌已经消失了十多年驱动器

这是怎么回事?所有这些产品都有一个共同点,那就是它们含有半导体.也被称为微芯片或者说是集成电路,它们已经成为我们现代世界的智能设备的重要组成部分,实现了我们期望自己拥有的各种奇迹。目前,由于COVID-19对亚洲半导体工厂的破坏性影响,以及大流行导致的消费者需求扭曲,令美国制造商措手不及,半导体供应不足。

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而且这场危机在好转之前可能还会变得更糟。全球市场研究和咨询公司Gartner最近预测,全球半导体短缺将持续到今年剩余时间,正常的供应水平要到2022年第二季度才会出现。

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美国总统乔·拜登(中间)在华盛顿特区白宫罗斯福厅举行的虚拟峰会上发表讲话,白宫正试图找出解决全球汽车制造商闲置短缺的办法。
彭博社/盖蒂图片社

“洗碗机、恒温器、吸尘器、咖啡机和汽车——所有东西都有电子设备,”解释说Rob Handfield.他是美国银行大学北卡罗莱纳州立大学供应链管理的杰出教授,也是该校的主任供应链资源合作社该公司研究并致力于改善不同行业的产品流动。

短缺最明显的原因是过去一年半以来COVID-19造成的破坏。三个季度东亚是世界上半导体制造能力最大的地区,在疫情早期,一些国家被迫暂时关闭了半导体工厂和其他业务——尽管其他国家,如中国,认为半导体产业的劳动力是必不可少的工人BBC新闻报告。国际航运电子产品的销售也受到了疫情的影响。最近,在世界主要半导体来源之一的台湾,COVID-19感染病例再次激增,可能会影响在最需要它的时候进行生产。

半导体短缺发生之时,正值大流行隔离迫使数百万人呆在家里,远程工作和娱乐。这刺激了消费者对电子产品的渴望。据Handfield说,半导体制造商预计市场将会下滑,因此没有投资增加产能。相反,当需求激增时,芯片代工厂(工业术语为“晶圆厂”)没有准备好满足需求。麦肯锡公司分析显示半导体制造商在2020年利用了88%的工厂产能,这没有留下太多的空间来快速提高生产以满足需求。

Handfield表示,因此,一些工厂完成订单所需的时间从通常的12周缩短到了20至22周。他解释说:“当你订购它们时,你几乎六个月都见不到它们。”

与此同时,需要半导体作为零部件的制造商也出现了误判。汽车行业受到的冲击最大。根据最近的一项研究,今天的汽车和越野车依靠电脑来调节从进入气缸的燃料到刹车和转向的一切纽约时报文章在美国,一辆高端汽车可以包含3000多个微芯片。

去年春天流感大流行来袭时,大多数汽车制造商降低了他们的预测,解释说布伦特。莫里茨他是宾夕法尼亚州立大学供应链管理副教授Smeal商学院.相反,“对汽车和卡车的需求高于预期,”莫里茨在一封电子邮件中解释道。“许多依赖公共交通或拼车的人都想拥有自己的汽车。”

一个Moritz说,今年春天,一家为几家主要汽车制造商提供芯片和电子模块的日本主要供应商加剧了汽车行业的短缺,尽管这家工厂再次接近满工。

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台湾南部曾文大坝的水库正在干涸,台湾正经历数十年来最严重的干旱。由于生产需要大量的水,这场危机可能会加剧本已严重的全球半导体短缺。
山姆叶/法新社/盖蒂图片社

解决这个问题并不简单,也不容易。制造半导体需要在一块微小的硅片上蚀刻多达20层有图案的电路层,这是一个复杂的过程常见问题解答半导体行业协会总部位于华盛顿的一家贸易组织解释道。Handfield表示,完成这些任务所需的工厂可能需要两到三年的时间才能建成。

美国参议院最近通过了一项旨在增强美国科技行业与中国竞争能力的法案,该法案将向国内半导体制造商提供520亿美元的研发和制造补贴,CNBC报告。

这项立法仍需众议院投票表决,它将促进美国芯片制造业的发展12%从1990年的37%下降。)在这里建造新的晶圆厂可能有助于增加美国制造的半导体供应。但它不会对当前的短缺产生太大的直接影响。

汉德菲尔德解释说:“很多人都在讨论把更多的芯片制造业务带回美国,但这并不是说你可以建一座工厂就开始生产芯片。”半导体制造商也需要自己的供应链。汉德菲尔德举了一个例子,一家大型亚洲制造商有2500家不同的供应商。

汉德菲尔德说:“我们不可能在一夜之间就重现这种情况。”

另外,由于疫苗等原因,美国国内的新型冠状病毒感染症(covid - 19病毒)有所缓解,因此半导体的需求和供不应求的情况可能会更加严重。

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2021年4月28日,一名员工在英国一家生产工厂检查印刷电路板。继苹果和三星之后,三大洲的汽车制造商也因此次危机而出现了生产萎缩和收入减少的现象,因此,全球芯片短缺的情况越来越严重。
彭博社/盖蒂图片社

“刺激资金的组合,人们并没有把钱花在其他东西,比如假期,空中旅行,餐厅吃饭,看到人们想花在使用芯片的消费品,新电脑、显示器、平板电脑和各种各样的消费电子产品,”莫里茨解释说。“这给供应链带来了额外的压力。”

展望未来,“我们对半导体的使用将不断增长,”他说莫里斯科恩他是宾夕法尼亚大学沃顿商学院(University of Pennsylvania's Wharton School)制造与物流系松下公司(Panasonic)的教授。“增加产能成本高昂,需要很长时间。因此,随着我们在产品和服务中嵌入更多的智能和计算能力,供需匹配的问题应该会变得更加困难。”

但从积极的一面看,莫里茨预计汽车制造商和其他制造商将从危机中吸取教训,并学会如何避免未来发生类似事件。

莫里茨说:“也许,目前能有所帮助的最大创新是建立供应链的弹性。”“汽车行业以减少库存而闻名,但在这种情况下,对效率和低库存的追求导致了短缺。当然,库存并不是建立弹性的唯一途径,但拥有闲置产能、灵活性和良好的供应商关系可以帮助缓解未来的短缺。我预计,汽车行业将更多地从战略角度看待半导体,而不是将其视为一种商品,但这种心态很难打破。”

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