本周，在談到全球芯片產(chǎn)能短缺時,，臺積電董事長劉德音表示,，之所以形成這樣的局面,，主要有三大原因：一是新冠肺炎疫情造成生產(chǎn)鏈的銜接不順利；二是美中貿(mào)易爭端造成供應鏈及市占率的變化和不確定性,；三是疫情加速了數(shù)字化轉(zhuǎn)型,。

　　具體來看，自2020年初新冠肺炎疫情發(fā)生以來,，全球生產(chǎn)鏈銜接不順利,，為了維持足夠的芯片支持供應鏈運作，庫存水位提高成為常態(tài),。另外,，美中貿(mào)易爭端，使得華為遭受美國禁令而無法獲取芯片,，在這種情況下,，其它手機廠商擴大下單量，以爭取華為的市占率,。此外,，不確定性也是一個重要因素，具體是指無法知道未來的芯片供應會不會因為外在變量造成中斷,，不確定性的消除,，很大程度上取決于美中兩國之間如何協(xié)商取得共識。

　　劉德音表示,，不確定性及市占率改變的時候,，一定會有超額訂購情況。對臺積電來說,，過去產(chǎn)能是先到先拿,，但現(xiàn)在無法這樣做，臺積電全力支持產(chǎn)能供給,，但會盡量分析哪些是最急切的需求,，像車用芯片缺貨影響到經(jīng)濟及就業(yè)，就要先支持并解決,，臺積電正在做這些事情,。

　　另外，疫情加速了數(shù)字化轉(zhuǎn)型,，如遠距工作及教學帶動筆電出貨大幅增加,，人工智能（AI）及5G的大趨勢也因此加速發(fā)展,，所以對芯片的需求也大幅增加,。劉德音表示，隨著疫情得到控制,，生產(chǎn)鏈短暫中斷的情況會獲得改善,，但數(shù)字化轉(zhuǎn)型不會停止。

　　劉德音認為，總體來看,，全球芯片的整體產(chǎn)能仍大于需求,，像現(xiàn)在產(chǎn)能很短缺的28nm，全球產(chǎn)能仍大于實際需求,，只是因為新冠肺炎疫情或美中貿(mào)易紛爭而造成供給吃緊,。

　　綜上，可以看出,，相對于當下業(yè)內(nèi)普遍認為的芯片整體產(chǎn)能不足,，劉德音給出了不同的看法，他認為,，在宏觀層面,，全球整體芯片產(chǎn)能是供大于求的，當下產(chǎn)能的短缺,，更多的是微觀層面變化后形成的“假象”,。而劉德音提到的兩點，很值得注意：一是芯片供應鏈及市占率的變化和不確定性,，是造成相當多種芯片供不應求的一個重要原因,；二是像現(xiàn)在產(chǎn)能很短缺的28nm，從宏觀層面來看,，全球產(chǎn)能仍供過于求,。

　　芯片供應鏈轉(zhuǎn)移

　　芯片供應鏈及市占率的變化和不確定性，在近兩年產(chǎn)能短缺的市場中體現(xiàn)得越來越突出,。某些類型芯片,，在相對短的時間內(nèi)，市場需求猛增,，供給嚴重不足使得芯片生產(chǎn)鏈發(fā)生變化和轉(zhuǎn)移,，這種變化就會給市場帶來一定的不確定性。在這方面,，典型代表就是CIS（CMOS圖像傳感器）的供不應求,，使得行業(yè)兩大巨頭索尼和三星的CIS生產(chǎn)鏈出現(xiàn)了很大的變化：由于產(chǎn)能不足，在2019年,，索尼史上首次將其部分重要CIS生產(chǎn)外包給了臺積電,；三星則將部分DRAM產(chǎn)線改造為CIS產(chǎn)線。

　　特別是三星,，為擴大CIS產(chǎn)能,，該公司于2017年開始改造12英寸DRAM產(chǎn)線FAB 11，用于生產(chǎn)CIS,，2018年底完成改造,；同時對FAB 13進行改造,。三星原本擁有1條CIS芯片專用產(chǎn)線，名稱為S4-Line,，2019年,，該公司CIS產(chǎn)能約為4.5萬片/月，隨著FAB 11和FAB 13線轉(zhuǎn)為CIS專用線,，三星的產(chǎn)能將擴充到12萬片/月,，目標是超過索尼每月10萬片的產(chǎn)能。

　　進入2021年以后,，CIS依然是供不應求,。據(jù)Omdia統(tǒng)計，中低端CIS嚴重短缺,，三星從2020年12月起調(diào)漲CIS 價格40％,，其它CIS供應商也漲價20％。導致這一波CIS 漲價的主因是8英寸晶圓代工產(chǎn)能吃緊,，投片在8英寸晶圓生產(chǎn)的電源管理IC,、驅(qū)動IC、指紋辨識IC,、MOSFET 等產(chǎn)品,，自2020下半年就陸續(xù)缺貨漲價。

　　此外,，一些CIS的IC設計企業(yè),，為了擺脫到處找產(chǎn)能而不得的被動局面，開始自建晶圓前后道產(chǎn)線,，以保證給客戶供貨,。

　　除了CIS，近期產(chǎn)能最緊張的就是汽車芯片,。為了獲得產(chǎn)能,，歐美各國政府出面與臺積電協(xié)商，希望后者能增加汽車芯片產(chǎn)能,。由于臺積電擁有全球汽車芯片70%的產(chǎn)能,，所以，該公司的舉動會產(chǎn)生很大影響,。為了盡快解決汽車芯片荒問題,，臺積電緊急啟動了特別緊急快件，要在相對短的時間內(nèi)擠出原計劃生產(chǎn)其它芯片的產(chǎn)能,，用于生產(chǎn)汽車芯片,。

　　據(jù)悉，臺積電正將部分55納米HV制程產(chǎn)能,，由部分觸控面板驅(qū)動IC（TDDI）轉(zhuǎn)移給車用,。

　　除了CIS和車用等芯片生產(chǎn)鏈發(fā)生較大變化之外，不同尺寸的晶圓產(chǎn)線也在近兩年出現(xiàn)了轉(zhuǎn)移,，特別是原本采用8英寸晶圓生產(chǎn)的芯片,，開始向12英寸晶圓產(chǎn)線轉(zhuǎn)移。

　　8英寸晶圓原本用于生產(chǎn)成熟制程和特殊工藝的芯片,，如PMIC,、顯示驅(qū)動IC，CIS,，MCU,，MEMS等，但是,，近些年,，隨著傳統(tǒng)8英寸晶圓產(chǎn)能供不應求，以及14nm及更先進制程的普及,，市場對12英寸晶圓的需求日益迫切,，這方面的成本效率越發(fā)突出。因此,，8英寸向12英寸晶圓轉(zhuǎn)型的速度開始加快,，除了傳統(tǒng)存儲和邏輯芯片之外，越來越多的PMIC,、顯示驅(qū)動IC,，CIS，MCU等芯片,，也開始采用12英寸晶圓生產(chǎn)了,。

　　綜上，無論是CIS和汽車芯片大規(guī)模缺貨,，還是原本用8英寸晶圓生產(chǎn)的芯片向12英寸產(chǎn)線轉(zhuǎn)移,，都在很大程度上打亂了原有秩序和平衡。這種供應鏈較大規(guī)模的變化,，會在很大程度上進一步強化市場對芯片產(chǎn)能不足的預期,，從而加重重復下單，客觀上使產(chǎn)能更加吃緊,。而且,，產(chǎn)業(yè)鏈大規(guī)模變化，打破了傳統(tǒng)格局,，必定會給整個市場帶來更多的不確定性,，也就是如前文劉德音所說的。

　　不同制程工藝產(chǎn)能的差異

　　如前文所述,，劉德音認為,，現(xiàn)在產(chǎn)能很短缺的28nm,，從宏觀層面來看，全球產(chǎn)能仍供過于求,。

　　如何理解這個觀點呢,？恐怕要從不同制程工藝的市占率，及其多年以來的變換情況來分析了,。在這方面,，IC Insights在2020年底曾經(jīng)有過一份統(tǒng)計，很適合用于對以上觀點的討論,。

　　按照IC Insights的統(tǒng)計和預測,，各種半導體制程的市占率正向著相對更加均衡的方向發(fā)展。

　　如圖所示,，在2019年,，10nm以下先進制程的市占率僅為4.4%，而到2024年,，其比例將增長到30％,。在該時間段內(nèi)，10nm -20nm制程的市占率將從38.8%,，下降到26.2%,；20nm-40nm制程的市占率將從13.4%，下降到6.7%,；不過,，從該統(tǒng)計和預測來看，40nm以上成熟制程的比例在這些年當中沒有出現(xiàn)明顯變化,。

　　這五大類制程,，從發(fā)展趨勢來看，大致可以分為三種：一是10nm以下先進制程,，市占率呈現(xiàn)上升態(tài)勢,；二是10nm -20nm，20nm-40nm制程,，市占率總體呈現(xiàn)下降態(tài)勢,；三是40nm及以上制程，市占率長年持平,。

　　這些似乎可以從宏觀層面解釋臺積電董事長劉德音所說的：現(xiàn)在產(chǎn)能很短缺的28nm,，從宏觀層面來看，全球產(chǎn)能仍供過于求,。

　　首先,，可提供10nm以下先進制程的廠商只有臺積電、三星和英特爾這三家，而市場需求總體呈上升狀態(tài),，因此,，無論是從宏觀，還是微觀層面來看,，這類制程產(chǎn)能都是缺的,。

　　而10nm -20nm和20nm-40nm制程的市占率變化情況則正相反，總體呈現(xiàn)下降態(tài)勢,，宏觀市場需求是萎縮的。而在當下這個時間段內(nèi),，由于多種因素的影響,，使得這一區(qū)間內(nèi)部分制程的產(chǎn)能顯得供不應求，就像28nm,，但在宏觀層面上,，市場需求市占率是呈下降態(tài)勢的，就很容易形成供大于求的局面,。也就是如劉德音所說的,。

　　而40nm及以上制程的市占率呈持平態(tài)勢，則說明市場需求是旺盛的,，從宏觀層面來看,，供需基本持平。

　　因此,，是否可以這樣解釋劉德音認為全球芯片產(chǎn)能實際上是供大于求的：從宏觀層面看,，10nm以下先進制程供不應求，10nm -20nm和20nm-40nm制程供大于求,，40nm及以上制程供需基本持平,。然而，從上圖中2020和2021年的情況來看,，10nm以下先進制程市占率比10nm -20nm和20nm-40nm制程的小很多,，因此，10nm -20nm和20nm-40nm的供大于求總量要大于10nm以下先進制程供不應求總量,，抵消后,，則呈現(xiàn)供大于求的狀態(tài)。

　　而到了2024年,，如圖所示,，三種制程的市場率基本持平，各占三分之一,，或許到那時,，全球芯片產(chǎn)能會呈現(xiàn)出更佳的供需平衡狀態(tài)。

　　結(jié)語

　　從微觀層面看,，當下的全球芯片產(chǎn)能確實供不應求,，而從宏觀層面來看,，情況似乎又是相反的。半導體業(yè)的這種現(xiàn)象如同一門“玄學”,，很值得進一步探究,。