隨著 COVID-19 大流行和復(fù)蘇期間需求激增，半導(dǎo)體行業(yè)經(jīng)歷了最長的短缺之一,，從 2020 年春季到 2021 年秋季,。德勤預(yù)計它將至少持續(xù)到 2022 年,。
個人電腦、智能手機(jī),、數(shù)據(jù)中心,、游戲機(jī),、其他消費品,，尤其是汽車行業(yè)仍在感受到這種影響。從 2020 年到 2022 年,，短缺的累積收入影響可能超過 5000 億美元,。
下一次半導(dǎo)體短缺可能與這次一樣大或更大。該公司表示,，鑒于芯片對多個行業(yè)的重要性日益增加,，經(jīng)濟(jì)損失可能更大。因此,，它研究了半導(dǎo)體制造商,、分銷商、客戶（半導(dǎo)體供應(yīng)鏈）和政府可以做些什么來避免另一場潛在的災(zāi)難,。這個問題是如此之大,，以至于單一公司，甚至一個行業(yè),，都無法單獨產(chǎn)生影響,。
有些人可能認(rèn)為今天的短缺是一次偶發(fā)性事件。只要我們沒有百年一遇的全球大流行病,、日本一家主要芯片廠的大火,、德克薩斯州的冰凍以及一艘船被困在蘇伊士運河中——所有這些都恰逢其時——下一次短缺就不會發(fā)生”可能沒有那么嚴(yán)重吧？
圖：幾十年來，芯片行業(yè)經(jīng)歷了6次下跌和短缺,。
圖片來源：德勤
但德勤表示,，在未來十年內(nèi)，幾乎可以肯定的是,，全球經(jīng)濟(jì)衰退,、重大天氣事件以及關(guān)鍵海港或海峽附近的破壞等事件的組合可能幾乎同時發(fā)生。目前存在的芯片制造行業(yè)和供應(yīng)鏈,，本質(zhì)上很容易受到干擾,，這使得短缺不可避免。
在過去的三十年里,，我們已經(jīng)看到了六次與今天類似的持續(xù)時間或程度的短缺,。有時短缺會發(fā)生或因科技泡沫或 2009 年經(jīng)濟(jì)衰退等外部沖擊而加劇。
增加芯片行業(yè)的產(chǎn)能一直是昂貴而笨重的,。它發(fā)生在由技術(shù)和市場力量驅(qū)動的波浪中,，并且在決定建造晶圓廠（或半導(dǎo)體制造廠）和該晶圓廠生產(chǎn)其第一批產(chǎn)品（成品晶圓）之間有很長的前置時間。因此,，真正的問題不是是否會再次出現(xiàn)短缺,，而是何時以及嚴(yán)重程度如何？
打破牛鞭效應(yīng)
圖：芯片短缺的解決方案
當(dāng)供應(yīng)鏈中的溝通不暢導(dǎo)致供需不同步時,，牛鞭就是銷售的蹺蹺板,。
所有不同的參與者都需要做好各自的部分，共同努力,，同時不要造成過剩,。德勤表示，公司應(yīng)該根據(jù)它們在更廣泛的半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)和價值鏈中扮演的角色來選擇特定的行動或行動的組合,。
整個芯片產(chǎn)業(yè)都致力于以前所未有的水平提升整體產(chǎn)能,。從 2021 年到 2023 年，三大參與者的資本支出可能會超過 2000 億美元,，到 2025 年可能達(dá)到 4000 億美元,。
各國政府還承諾了數(shù)千億美元。德勤預(yù)計,，到 2023 年底,，全球每月開工的 200 毫米晶圓（在芯片工廠加工并切成單個芯片）將從 2020 年的約 2000 萬片增加到 3000 萬片。
200 毫米和 300 毫米晶圓尺寸的產(chǎn)能都將增長,，兩者的增長速度大致相同,。需要明確的是，200mm 的增長主要來自現(xiàn)有晶圓廠產(chǎn)能的增加,，而不是全新工廠的建設(shè),，這將占 2020 年至 2022 年間近 120 億美元的資本設(shè)備支出,。
圖：德勤對芯片的容量預(yù)測
從技術(shù)角度來看，主流制程節(jié)點和更先進(jìn)的工藝節(jié)點（10nm以下,，主要是3nm,、5nm和7nm）的產(chǎn)能將比更成熟的工藝節(jié)點增長得更快. 值得注意的是，對晶圓尺寸和所有工藝節(jié)點的需求都在增長,，而不僅僅是最先進(jìn)的,。
僅在三年內(nèi)將產(chǎn)能廣泛增加 50% 就足以彌補(bǔ)未來的短缺，對嗎,？答案并不那么明顯,。
芯片產(chǎn)業(yè)除了提升整體產(chǎn)能之外，還應(yīng)該打造本土產(chǎn)能,。芯片制造在地理上是集群的,，需要分布在更多的地區(qū)。2020年東亞（包括日本和中國,，接近60%）的集中度已經(jīng)引起了美國,、歐洲和中國政府的關(guān)注，并且已經(jīng)開始計劃在這些國家或地區(qū)建設(shè)新工廠,，如以及以色列,、新加坡和其他國家。
在芯片供應(yīng)的地理集中度上移動針頭是困難的,。全球有超過 400 家半導(dǎo)體制造工廠,，并宣布計劃到 2022 年新增 24 座 300 毫米晶圓廠，但同期僅新增 10 座 200 毫米晶圓廠,。
其中一些在韓國和中國臺灣地區(qū),。在這些集群之外的新位置添加幾十個可能會有所幫助,。德勤表示,，新的地點只會導(dǎo)致東亞的集中度下降幾個點，這意味著到 2023 年它仍將生產(chǎn)一半以上的芯片,。
該行業(yè)還應(yīng)該在戰(zhàn)略上變得精益——芯片買家,、分銷商和零售商需要確定選擇哪種精益水平。有一種東西太瘦了,。
需要打破需求端的牛鞭,。原始設(shè)備制造商（系統(tǒng)公司）、分銷商/供應(yīng)商和客戶受到牛鞭效應(yīng)的影響,，其中供應(yīng)鏈各層利益相關(guān)者之間延遲的溝通被對需求信號的判斷放大,。這需要改變。
智能運營能力對半導(dǎo)體制造至關(guān)重要,，半導(dǎo)體制造本質(zhì)上是復(fù)雜和敏感的,，在很大程度上是自動化的,，并且由資本密集型工廠支持。促進(jìn)數(shù)字流程建模,、運營監(jiān)控,、與材料可用性同步的工廠運營以及響應(yīng)式工廠調(diào)度調(diào)整的功能使工廠運營團(tuán)隊能夠以高資產(chǎn)利用率高效運營。
德勤表示,，許多制造商在 2021 年春季開始數(shù)字化轉(zhuǎn)型,。需要持續(xù)創(chuàng)新才能更好地適應(yīng)未來供應(yīng)鏈驅(qū)動的業(yè)務(wù)中斷。所有這些都需要密切溝通,。
需求的增長速度與計劃的容量增長速度大致相同（或更快）,。需求驅(qū)動因素包括 5G、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí) (AI/ML),、智能邊緣和物聯(lián)網(wǎng) (IoT),。其中一些是關(guān)于為已經(jīng)使用大量芯片的產(chǎn)品提供越來越強(qiáng)大的芯片，但有些是關(guān)于將芯片添加到以前沒有芯片的產(chǎn)品中,。