近期，一股缺芯潮水席卷全球，许多行业都面临着无芯可用的情形。好比晶圆厂8英寸和12寸晶圆都处于全球性的主要状态，芯片面临着供需失衡的事态。

早在2020年12月，民众公司就曾忠言称，由于半导体欠缺，2021年第一季度公司将遭遇大规模生产中止，届时将调整中国、北美和欧洲工厂的生产。虽然部门业内人士已经预推测芯片将面临欠缺的状态，但显然缺芯潮已远远超出了行业预估，减产效应正在全球多个行业之间伸张。再加上美国寒潮和日内陆震的影响，让原本缺芯的状态雪上加霜。

而近期，美国接连对中兴，华为，中芯国际等企业实行封锁，导致海内的芯片行业也陷入逆境。这些种种征象，都不得不让我们关注到一个大问题：全球面临着缺芯的事态！为什么造芯是一件云云难题的事情？针对缺芯和造芯，我们主要有十个主要问题要重点关注。

Q1：现在缺的是什么芯片？是汽车芯片照样手机、电视等消费电子芯片？

A：现在芯片的欠缺已经伸张到了多个行业，包罗手机、平板、游戏机、小我私人电脑等消费电子产物，汽车行业应用的传感器，MCU等。除此之外服务器挖矿用的显卡也异常紧缺。手机供应链人士透露，高通全系列物料的交付限期已延伸至30周以上，其中CSR蓝牙音频芯片的交付周期已达33周以上。高通的客户包罗小米，华为，诺基亚等众多海内外公司，可以预见的是，多家终端商的交货也会受到影响。而小米团体副总裁，红米Redmi品牌总司理也在微博示意，今年的手机芯片极缺！克日红米K40接纳了高通骁龙888和875处置器，现在在官网及电商平台也是一机难求！

据悉，民众，本田，福特，丰田等车企已经减产。凭证调研机构IHS Markit最新讲述，芯片欠缺预计将导致今年第一季度全球近100万辆轻型车辆延产。

Q2：缺芯主要是哪个环节的问题？是原质料供应照样生产环节，照样测试等其他的环节？

A：缺芯主要照样属于制造环节。现在在高端芯片领域，全球的主要产能都在台积电和三星。也只有这两家能制造7nm及5nm的芯片。然则IC设计公司的订单已排满了，包罗高通，苹果，英特尔，AMD，英伟达等。在中低端领域，由于新能源汽车，自动驾驶，IoT等行业的兴起，对芯片的需求也有所增添。而设计和封测环节并不是此次缺芯的缘故原由，封测在芯片整个产业链相对简朴，注重只是相对，也是海内优先生长的偏向，现在海内封测在全球也处于领先职位。

Q3：是什么缘故原由造成的缺芯？是疫情照样芯片的生产周期问题、供需不平衡问题，抑或是政治问题？

A：缺芯的缘故原由很庞大，其中疫情的影响最大，主要体现在两方面。一方面是由于去年疫情的发作，隔离的需要，许多Foundary和其上游的质料供应商不得不歇工，造成交货周期延伸。另一方面是由于疫情以来，许多公司接纳在家办公，同时学生在家上网课，这就导致条记本、平板电脑需求量的显著提升。

固然缺芯尚有其他的缘故原由，2020四序度以及2021年是5G手机大面积铺开的时间，换机潮的来临也让手机市场异常活跃。在这种靠山下，囤芯片也成为了一种趋势，这造成供需失衡，进一步加剧了芯片的欠缺。

（注：2020年下半年至今海内5G手机市场出货量）

Q4：当前的解决方案是什么？生产手机芯片的流水线，能否用来生产汽车芯片？或者是生产汽车的芯片来生产手机芯片？预计多久能缓解这个问题？

A：当前芯片欠缺的问题受到了全球的关注。现在想直接通过增添产线，扩大制造规模解决芯片欠缺问题很难题。由于芯片制造流程极其庞大，需要光刻机，刻蚀机等众多高周详仪器的支持，同时需要大量的高端人才投入进去，这其中消耗的资金都以数十亿计！在新冠疫情和美国制裁等黑天鹅事宜的靠山下，芯片制造商能做的有限。若是盲目扩张产线，订单填不满，就可能会带来巨额亏损，在芯片欠缺缓解以后，过剩的产能同样会晤临诸多问题。

基于此，台积电示意，可以通过优化芯片生产流程，以提高效率，进而增添产能。为了缓解海内汽车芯片的欠缺现状，2月26日，我国工信部牵头相关单元体例了《汽车半导体供需对接手册》，收录了59家半导体企业的568款产物。笼罩盘算芯片、控制芯片、功率芯片、通讯芯片等10大类，53个小类产物，占汽车半导体66个小类的80%。《手册》还收录了26家汽车及零部件企业的1000条产物需求信息。这样在供应侧和需求侧之间，由政府搭建起桥梁，可以缩短供应链，缓解芯片的欠缺问题。

手机处置器一样平常都用的是14nm以下的先进制程，而汽车所用到的芯片大多是14nm以上的成熟工艺。芯片在设计之初就要确定工艺制程，好比我们设计一款5nm的手机芯片，设计完成后，把GDSII文件交付给28nm的汽车芯片产线，会导致许多电气和工艺参数不匹配，导致无法生产。在现在手机芯片和汽车芯片都处于欠缺的状态下，需要划分提高其产能，从一方为另外一方挪用产能并不是一个很好的计谋。

凭证业内剖析师提供的数据，现在全球芯片的需求比产能高约10％~30％，要填补这个缺口，制造商需要3~4个月提升产能。测试芯片封装到系统应用，可能需要近半年的周期，产物再到消费者手中，可能需要一年时间，乐观估量的话，缺芯的状态可能延续到2022年第一季度。

Q5：本轮的芯片危急，更多是露出了中国芯片产业存在的短板，照样更多展示了中国芯片产业存在的时机？中国芯片产业在这一轮危急下，应该重点做什么?着重生产汽车芯片，照样手机芯片？

A：本轮芯片危急，既露出了我国芯片产业的短板，我们也从中看到了伟大的时机。

从商业角度来看，在已往我国的要害芯片耐久依赖入口，中国芯片多年入口总额跨越了石油。2019年中国芯片入口总额约3000亿美元，而石油入口总额约2400亿美元。操作系统、高端光刻机仍被外洋公司垄断，90%以上传感器来自外洋。以手机SoC芯片为例，手机终端商若是使用高通手机芯片，除了要支付芯片购置用度外，还需向高通缴纳专利使用费。纵然手机终端商不使用高通芯片，仍需要向高通定期报备手机出货情形，并缴纳专利费。高额的入口用度，也造成了每年2000多亿的商业逆差。

（泉源：海关总署）

从生长角度来看，国际事态风云转变，半导体供应链懦弱，任何一环出问题都市严重影响到整个产业链。无论是汽车芯片照样手机芯片都存在随时断供的风险。以是芯片的国产替换化势在必行。从国家的层面来看，现在已经出台了一系列政策，好比把集成电路设为一级学科，给予半导体企业税额的减免，确立集成电路尺度化委员会等。然则仅仅这些还不够，集成电路是一个前期投资高，回报周期长的行业，许多公司在最初几年很难盈利，纵然流片乐成，若是销量不佳依然会晤临亏损的尴尬事态。以是小我私人以为国家可以增强政策上的激励，从而为行业注入新的活力。与此同时，要加大羁系力度，设立准入门槛。近年来，芯片烂尾的征象频发，在中 美半导体产业博弈的要害节点，这样的行为可以说造成了极为恶劣的影响！

半导体作为手艺麋集型的产业，也希望国家能确立一套完整的知识产权珍爱机制，在半导体产业链的微弱环节，努力激励创新，营造优越的产业环境。好比，EDA作为芯片设计的支持点，我国起步的较早。1993年，我国集成电路设计中央公布了首套EDA工具 “熊猫系统” ，然则由于种种缘故原由，生长缓慢，时至今日，也只是在芯片设计的某些点具有不错的工具以及优化能力，缺少周全支持产业生长的工具。现在，海内的EDA市场大部门都被三大EDA厂商Cadence，Synopsys和Mentor朋分，海内的芯片设计严重依赖于外洋的EDA。

（注：2020年全球EDA市场占有率）

EDA企业可以先从某点入手，好比芯禾科技，在后端方面水平突出，国家可以多指导海内的中小企业使用，然后再争取境外高端客户，以客户需求驱动生长，实现产物的快速迭代，进而形成良性的生态循环。

与此同时，要增强国际方面的相助。美国对中国芯片的一系列制裁，也间接的袭击了欧洲的半导体公司。从最近的新闻“欧洲17国团结生长半导体”来看，欧洲也在追求半导体破局。而中欧相助，是一个双赢的事态。对欧盟来说，中国拥有全球最大的半导体市场，这么大的一块蛋糕是异常具有吸引力的。而对中国来说，现在的半导体手艺与国际的先进水平还存在较大差距，短时间内无法完全靠自己实现自力自主。而与欧盟相助，不仅可以填补我们手艺的短板，也会大大促进我国半导体手艺的生长。

Q6：国际的芯片巨头，在这一轮危急中应该做什么？

A：对芯片设计公司和终端需求公司来说，要合理地放置产物的生产节奏，调整备货周期，增添供应商选择，优化供应链结构，从而提高公司的抗风险能力。对制造公司来说，优化制造流程，尽快提高产能为当务之急。从公司之间来看，在这场全球缺芯的危急中，国际的巨头应该保持开放相助，才气更快的缓解现在的事态。

Q7：美国寒潮和日内陆震对这次缺芯危急的影响有多大？主要影响的是什么芯片？

A：美国德州是半导体大州，拥有15家晶圆代工厂（FAB），著名的德州仪器总部就坐落于此。除了德州仪器，此次受影响的半导体企业包罗三星，恩智浦，英飞凌，Skorpios，X-FAB，Qorv，以及着名的模拟芯片代工厂TowerJazz等。

据悉，现在关闭的工厂主要是位于奥斯汀的5家FAB厂，划分为三星12英寸厂（建于1996年）、恩智浦橡树山8英寸厂（1991年投产）、恩智浦奥斯汀手艺与制造中央8英寸厂（1995年投产）、英飞凌8英寸厂（1995年投入使用）以及Skorpios 12英寸工厂（1989年投入使用）。

三星位于奥斯汀的12寸晶圆厂，是三星较老的制造厂之一。其主要工艺节点为14nm、28nm等，主要生产DRAM、NAND等存储芯片和系统芯片，同时也为美国芯片商提供代工服务，约占三星逻辑芯片总产能的28%。凭证其工艺手艺可知，该工厂现在并未制造先进工艺的芯片，好比7nm及5nm的芯片。而三星10nm及以下的先进芯片仍主要在韩国本土生产，亦不会受到德州断电危急影响。最近，三星赴美建厂的新闻传的沸沸扬扬，新晶圆厂的设计被称为Project Silicon Silver（PSS）, 预计新晶圆厂将设计用于先进的3nm工艺节点。该新工厂原本设计在今年第二季度破土动工，最早预计在2023年第三季度投入运营。不知这一设计是否会因断电事宜有所延误。

恩智浦在奥斯汀的两家工厂主要生产种种传感器，微处置器（MPU），微控制器（MCU）等。这些芯片主要应用于汽车行业。凭证半导体行业考察的数据，MCU在传统的燃油汽车的半导体器件中占比为23%，可见MCU在汽车中的主要性。

英飞凌坐落于奥斯汀的工厂是收购赛普拉斯的晶圆厂，其主要生产13nm的存储芯片（NOR Flash），其也主要应用在汽车和工业市场内存芯片，占公司去年总营收的5%。虽然营收不高，然则基于现在芯片欠缺的现状，无疑进一步加剧汽车芯片缺货趋势。而日本东北区域地震，也造成日本汽车芯片龙头瑞萨电子宣布茨城工厂暂停生产，信越化工、三井化学等为芯片制造商供应质料的化工企业在福岛区域的工厂也暂停生产。

Q8：若何看待3月3日中芯国际与ASML签署12亿美元的协议购置光刻机？这次能购置到极紫外光刻机（EUV）吗？

A：现在这份协议并未透漏详细是什么型号的光刻机，但也许率是DUV光刻机。EUV光刻机所需要的极紫外光源是由美国Cymer提供的，现在还受美国的出口管制，以是不会出售给中国。

纵然是DUV光刻机，也分许多个型号，预计这次的采购会包罗NXT 1980Di，NXT2050i等高端型号，可以用于制造14nm或者制程更先进的芯片。

这次和ASML协议的签署，说明海内的DUV光刻机并未成熟，需要从外洋引进。但可以预知的是，海内DUV光刻机在某种水平上也取得了一定的希望，否则也不会允许ASML向中国出口DUV光刻机。

此次协议的签署，对海内的的芯片制造来说是有利的。中芯国际可以继续研发14nm及以下的工艺，同时为中端芯片带来更多的产能，缓解现在芯片欠缺的压力。

Q9:有人说中国能造的出来原子弹、天问一号、嫦娥，却造不出来芯片，这些器械和芯片有可比性吗？

A：中国不是造不出来芯片，而是不具备先进工艺制程如7nm，5nm的芯片制造能力。而在高端芯片制造上面，依赖ASML的光刻机。

现在先进工艺制程的芯片主要用于消费电子产物，如手机，平板，电脑等。而在我国的军用，国防以及航空航天等领域，使用的芯片都是成熟工艺，好比90nm，65nm等，这些芯片的特点是要抗滋扰性强，而且不太在乎芯片的面积。以是并不要求最先进的工艺。可以说这些芯片完全是自给自足的。

与其说芯片与原子弹哪个更难造，不如说光刻机与原子弹哪个更难造。

ASML光刻机接纳了多个国家的顶尖手艺与高精尖硬件，光源手艺是美国的、光学装备是日本的、轴承是瑞典的、阀件是法国的、机械工艺和蔡司镜头是德国的、制造手艺则是来自台积电和三星。

以是现现在最好的光刻机着实并不是一个国家的手艺，而是整个西方最先进的工业系统，托举起了现在的ASML。以是其难，难在要光刻机所需要所有零部件都到达国际一流的水准，难在产业链中。

原子弹难在原质料不足，需要国家的基础工业支持以及众多高条理的科技人才介入，尚有一个就是政治因素。虽然原子弹也难，但两者对于一个国家的意义是完全差其余。一个是搞出来就能存活下来，一个是只有最优异的能存活下来。氢弹是军用品，没有商业竞争，也不需要思量消费者是否知足。而光刻机是商品，最终看的照样经济收益。

以是说，光刻机和氢弹的难度偏向，以及战略意义不在一个偏向上，也无法简朴的去对照。

Q10:我国能研发出成熟的光刻机吗？要多久？

A：事实上，我国已经有自己的光刻机了。现在最先进的光刻机是上海微电子装备（SMEE）的90nm制程光刻机。据传，今年将交付可以制造工艺为28nm芯片的光刻机，不外，现在并未有任何相关的新闻。

（图片泉源：民众新闻网）

现在我国产业的逆境在于高端光刻机，包罗DUV和EUV等。但并不意味着我们没有时机。光刻机的原理着实并不难，追赶比创新容易得多。也许第一台EUV光科技的研发需要大量的款项和科研资源投入，然则若是知道了原理，或者有原理图后，再模拟出来一台光刻隐秘容易许多。而且，时间在中国这边。半导体手艺已经靠近成熟。新手艺的生长放缓，中国就有时机迎头遇上。只要加速科研经费以及人才的投入，稳扎稳打，信托未来十年我们可以到达天下先进水平。

此次的缺芯潮显然是处于各方都始料未及的一个状态，而芯片欠缺造成的后续影响也不停凸显。据伯恩斯坦（Bernstein Research）研究机构示意，由于 2021 年全球局限内的汽车芯片欠缺，预计将造成 200 至 450 万辆汽车产量的削减，这相当于近十年以来全球汽车年产量的近 5%。我国作为拥有最大汽车市场的国家，自然也收到了严重的打击。在未来，车企若何构建零件采购系统，芯片行业若何自主可控成了我们必须要面临的问题，而在消费电子产物方面，未来一年也将面临涨价的隐患。然则，我们作为消费者也不必过于恐慌，究竟缺芯只是一种暂时的情形。

面临芯片卡脖子的问题，国家层面也给予了高度重视。两会时代，政协委员周玉梅示意，我们国家跟天下拥有先进手艺的国家相比仍然存在差距，这注释我们需要加大加速投入力度，重视手艺研发和芯片刷新升级。集成电路是从业职员的长征路，科技事情者一直在与时间赛跑，我们的芯片从无到有，从有到成，不停前进。集成电路产业对一个国家来说至关主要，关乎现在也影响未来，希望能有更多的眼光关注集成电路产业，更多优异人才投身于集成电路产业，也希望更多学子能够报考集成电路专业，为国家培育更多的手艺人才。

已往十年，我们在半导体领域已经取得了长足的提高，未来十年，中国芯片也存在着伟大的生长空间。芯片已经渗透到了人们生涯的每一个部门，新手艺如5G，人工智能，VR，边缘盘算的泛起也必将带来伟大的市场，而国产替换化，也将催生一大批新的半导体企业。只要我们稳扎稳打，耐劳攻坚，就一定会迎来属于我们自己的“芯”时代！