集微網(wǎng)消息，最近，ASML首席執(zhí)行官Peter Wennink在財(cái)報(bào)會(huì)議上分享了一則軼事——一些大型工業(yè)公司正在購(gòu)買洗衣機(jī)，以拆出其中的芯片用以制造設(shè)備。如此嚴(yán)肅場(chǎng)合，Wennink自然不會(huì)只是為了開一個(gè)玩笑。
在當(dāng)天的會(huì)議上，ASML公布了第一季度財(cái)報(bào)，雖然凈銷售額、凈利潤(rùn)均高于分析師預(yù)期，但同環(huán)比均大幅度下降，且毛利率下滑超過5個(gè)百分點(diǎn)。不盡如人意的表現(xiàn)，固然與當(dāng)前國(guó)際形勢(shì)不穩(wěn)、上游原材料漲價(jià)相關(guān)，但從Wennink當(dāng)天的發(fā)言來看，最關(guān)鍵的掣肘恐怕還在于產(chǎn)能不足。
今年伊始，除了ASML，包括應(yīng)用材料、愛德萬測(cè)試等半導(dǎo)體設(shè)備巨頭都曾多次公開表示產(chǎn)能無法滿足需求。筆者從業(yè)內(nèi)了解到，作為芯片擴(kuò)產(chǎn)的基礎(chǔ)，當(dāng)前設(shè)備生產(chǎn)的最大掣肘，卻也正是來自于缺芯。而這種看似無解的死循環(huán)，將給深陷過剩擔(dān)憂的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，帶來更多不確定因素。
圖源：華爾街日?qǐng)?bào)
與車廠“搶芯”落下風(fēng) 設(shè)備交期再拉長(zhǎng)拖累下游擴(kuò)產(chǎn)
據(jù)業(yè)內(nèi)人士向筆者透露的3月美國(guó)設(shè)備廠商會(huì)議紀(jì)要，由于設(shè)備制造所需要的芯片在與汽車芯片的產(chǎn)能爭(zhēng)奪中處于劣勢(shì)，包括AMAT、Lam Research、KLA等設(shè)備制造商都面臨著芯片短缺問題，KLA主要是傳感器短缺。
“這是個(gè)死循環(huán)，而產(chǎn)能緊缺就是因?yàn)樗姥h(huán)而導(dǎo)致的?！笔聦?shí)上，筆者在去年6月發(fā)布的《“芯荒”夾擊半導(dǎo)體設(shè)備 國(guó)產(chǎn)廠商能解這個(gè)結(jié)嗎？》一文中，就曾指出過這種死循環(huán)的存在，只是由于設(shè)備擴(kuò)產(chǎn)較晶圓代工相對(duì)滯后，當(dāng)時(shí)這一核心矛盾尚未爆發(fā)，直到今年伊始，才受到了業(yè)內(nèi)的關(guān)注。
眾所周知，半導(dǎo)體制造設(shè)備種類繁多，除了晶圓制造環(huán)節(jié)以外，更上游的硅片制造每個(gè)流程所用設(shè)備也不盡相同。在此基礎(chǔ)上，不同的設(shè)備又需要不同數(shù)量和類型的半導(dǎo)體器件，包括FPGA、PMIC、傳感器、MCU、PLD，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，功率放大器和存儲(chǔ)芯片等。芯片需求之雜不亞于汽車。
上述人士表示，當(dāng)前半導(dǎo)體設(shè)備缺少的主要是一些通用芯片，包括傳感器以及仍在缺芯風(fēng)口浪尖的MCU。不巧的是，與汽車芯片類似，用于半導(dǎo)體設(shè)備的芯片同樣對(duì)穩(wěn)定性、耐用性要求甚高，一般壽命要求10-20年，大部分產(chǎn)能同樣由幾大MCU原廠掌握，而后者有限產(chǎn)能目前更多分配給了汽車。
據(jù)了解，半導(dǎo)體制造設(shè)備所需的芯片占全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的份額遠(yuǎn)低于1%，從原廠的角度來看，其規(guī)模和獲利能力遠(yuǎn)不如汽車芯片，自然排單靠后。且根據(jù)筆者此前從業(yè)內(nèi)獲悉，原廠原本每年分配給半導(dǎo)體制造設(shè)備商的產(chǎn)能就是固定的，如果市場(chǎng)緊缺，也沒有多余的貨可以出，而且沒有應(yīng)急計(jì)劃。
然而，正是這不到1%的份額，幾乎成為了剩下99%芯片制造的最大掣肘。根據(jù)SEMI提出的“乘數(shù)效應(yīng)”，例如，制造一臺(tái)MCU測(cè)試設(shè)備需要約100顆FPGA芯片，但該設(shè)備一年可以測(cè)試近1000萬顆MCU，乘數(shù)效應(yīng)約為10萬倍。進(jìn)一步推算，一臺(tái)測(cè)試設(shè)備測(cè)試的MCU大約可用于制造100,000輛汽車。
乘數(shù)效應(yīng)；圖源：SEMI Research
可以預(yù)見，在晶圓廠狀似如火如荼的新產(chǎn)能擴(kuò)建推進(jìn)背后的隱憂。根據(jù)SEMI預(yù)測(cè)，2020年-2024年將有86家新晶圓廠或主要晶圓廠擴(kuò)建，這意味著在此期間，8英寸晶圓廠總產(chǎn)能將增長(zhǎng)20%，12英寸晶圓廠總產(chǎn)能將增長(zhǎng)44%，如此規(guī)模的擴(kuò)產(chǎn)，對(duì)設(shè)備廠商產(chǎn)能提出了更高、且?guī)缀蹼y以達(dá)到的要求。
在缺芯死循環(huán)下，即使在需求終端雜音漸起的當(dāng)下，半導(dǎo)體設(shè)備的交期仍在延長(zhǎng)，在某些情況下，交期已從過去的幾個(gè)月延長(zhǎng)至兩年或三年，預(yù)訂的訂單也會(huì)延遲交付。這種瓶頸已影響到了設(shè)備廠商的銷售，除了ASML的業(yè)績(jī)下滑外，Lam Research 4月也表示，短缺使其無法從強(qiáng)勁的需求中充分受益。
12英寸二手設(shè)備漲價(jià) 代工廠加入“夾芯板”陣營(yíng)？
需要指出的是，雖然目前市場(chǎng)對(duì)8英寸產(chǎn)線的需求依然火熱，但12英寸仍然是大勢(shì)所趨。據(jù)筆者了解，目前主要設(shè)備原廠的8英寸設(shè)備幾乎都停產(chǎn)了，而且停產(chǎn)很久了，絕大部分設(shè)備廠產(chǎn)能還是供應(yīng)12英寸設(shè)備。而目前的缺芯困境，也讓設(shè)備漲價(jià)潮從8英寸進(jìn)一步蔓延至12英寸。
業(yè)內(nèi)人士對(duì)筆者表示，在新設(shè)備獲取受限的情況下，已有不少客戶轉(zhuǎn)向二手設(shè)備市場(chǎng)。年初至今，12英寸二手設(shè)備價(jià)格大約上漲了至少30%，個(gè)別設(shè)備例如CDSEM，已從2019年最低的約15萬美元漲至120萬美元，“LAM的刻蝕設(shè)備從2年前的約55萬美元漲到現(xiàn)在的150萬美元。”
設(shè)備價(jià)格的高漲，勢(shì)必將給新產(chǎn)能投放在即的下游晶圓廠帶來壓力。就在最近，包括臺(tái)積電、三星、聯(lián)電在內(nèi)的頭部廠商均被披露開始了新一輪漲價(jià)，在部分終端需求疲軟態(tài)勢(shì)超過預(yù)期的當(dāng)下，此番漲價(jià)與上游設(shè)備和材料的漲價(jià)關(guān)系甚大，且上游硅晶圓漲價(jià)，也與設(shè)備漲價(jià)有一定關(guān)聯(lián)。
可以預(yù)見，代工廠的漲價(jià)將進(jìn)一步擠壓更下游設(shè)計(jì)廠的利潤(rùn)，而這種擠壓到了一定程度，為了守住成本線，設(shè)計(jì)廠對(duì)于代工漲價(jià)的接受程度一再降低，又將反噬代工廠，屆時(shí)，代工廠也將成為又一個(gè)“夾芯板”，尤其是二、三線代工廠以及在設(shè)備獲取上本就困難重重的中國(guó)大陸代工廠。
危機(jī)當(dāng)頭，不少組織和企業(yè)均已意識(shí)到問題的嚴(yán)重性。上述人士表示，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)（SIA）已在各處協(xié)調(diào)，以解決設(shè)備廠缺芯問題。MCU原廠之一Microchip表示，已將將芯片設(shè)備供應(yīng)商視為優(yōu)先客戶?！叭绻吃O(shè)備制造商確定某個(gè)芯片產(chǎn)品是一個(gè)瓶頸，這就會(huì)成為我們的首要任務(wù)?！?
設(shè)備廠也在采取各種方式確保供應(yīng)鏈或在流程上縮短設(shè)備交付時(shí)間。應(yīng)用材料表示，該公司已加強(qiáng)了與供應(yīng)商的合作，增加工廠和現(xiàn)場(chǎng)的勞動(dòng)力，具體措施包括“向供應(yīng)商站點(diǎn)發(fā)送應(yīng)用資源、鑒定替代零件、投資供應(yīng)鏈，以創(chuàng)造性的方式與客戶合作以加速發(fā)貨，包括在他們的站點(diǎn)合并系統(tǒng)模塊”等。
然而，這似乎很難阻止與汽車行業(yè)因“一顆芯片引發(fā)大規(guī)模減產(chǎn)”類似的悲劇在半導(dǎo)體設(shè)備上重演。一方面，各大機(jī)構(gòu)需要開出怎樣的價(jià)碼來說服芯片原廠在產(chǎn)能滿載下優(yōu)先向設(shè)備廠供應(yīng)芯片仍然懸而未決，另一方面，除了芯片之外，其他零部件的緊缺，正在將設(shè)備廠產(chǎn)能供應(yīng)不足拖向另一個(gè)深淵。
據(jù)韓媒報(bào)道，美國(guó)、日本、德國(guó)等先進(jìn)零部件供應(yīng)商的交貨時(shí)間已大幅增加，面臨瓶頸效應(yīng)的產(chǎn)品包括精密溫度計(jì)、電力線通信(PLC)設(shè)備等。一些部件，如PLC設(shè)備，交期已延長(zhǎng)了12個(gè)月以上。從美國(guó)進(jìn)口的試驗(yàn)設(shè)備制造韓國(guó)企業(yè)試圖在本土購(gòu)買零部件，但由于零部件制造企業(yè)庫存不足，未能如愿。
寫在最后
半導(dǎo)體設(shè)備的缺芯困境，再一次凸顯了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的整體性。這種整體性不僅需要上中下游能夠?qū)┬枨闆r進(jìn)行及時(shí)傳導(dǎo)，并且還要求供應(yīng)鏈以全局的視角考慮產(chǎn)能分配的優(yōu)先級(jí)。后者可能是一個(gè)全新的視角，給當(dāng)前因復(fù)雜因素試圖強(qiáng)行割裂的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，帶來分歧。
（校對(duì)/隱德萊希）