3月17日，沃爾沃汽車公司表示，由于全球半導(dǎo)體芯片供應(yīng)短缺，該公司將于本月暫停或調(diào)整中國和美國工廠的生產(chǎn)。
沃爾沃不是個例。去年底以來，一場席卷全球的“缺芯”危機(jī)持續(xù)蔓延，愈演愈烈。汽車芯片告急、手機(jī)芯片極缺、顯卡漲價……幾乎所有用到芯片的行業(yè)都受到不同程度的沖擊，國內(nèi)外多家知名廠商因芯片供應(yīng)不足被迫停工或減產(chǎn)。
全球“芯慌”現(xiàn)狀如何?問題究竟出在哪里?反觀中國芯片產(chǎn)業(yè)，我們又該如何破除困局?
多家車企停產(chǎn)減產(chǎn)，芯片短缺波及眾多行業(yè)
“3月，沃爾沃汽車將在部分汽車廠臨時暫停或調(diào)整生產(chǎn)。我們預(yù)計情況將在第二季度變得嚴(yán)峻，因此決定采取措施，最小化對生產(chǎn)的影響，同時每天努力改善問題。”沃爾沃汽車在一份郵件聲明中宣布。此前，沃爾沃汽車首席執(zhí)行官霍坎·薩穆埃爾松表示，汽車行業(yè)芯片短缺問題可能會給公司第一季度業(yè)績造成巨大風(fēng)險。
芯片，又稱微電路、集成電路，是智能電器的核心部件，充當(dāng)“大腦”的角色。可以說，芯片之于信息科技時代，是類似煤與石油之于工業(yè)時代的重要存在。
從管理引擎的模塊到自動剎車和輔助駕駛技術(shù)，許多系統(tǒng)都必須使用芯片。沒有芯片，就意味著無法生產(chǎn)，汽車行業(yè)正飽受其苦。近期，本田、大眾、福特等車企紛紛宣布，由于芯片供應(yīng)不足而減產(chǎn)或關(guān)停部分工廠。
據(jù)美國消費者新聞與商業(yè)頻道(CNBC)報道，芯片短缺將導(dǎo)致今年全球汽車行業(yè)的收入損失超過600億美元。英國埃信華邁公司發(fā)布數(shù)據(jù)預(yù)測，一季度全球汽車因芯片短缺將減產(chǎn)67.2萬輛，這一問題將持續(xù)到今年秋天。
芯片短缺的“蝴蝶效應(yīng)”正在顯現(xiàn)。手機(jī)、游戲機(jī)、安防攝像頭等行業(yè)同樣面臨“缺芯”困局。蘋果公司表示，部分新款高端iPhone的銷售受到零部件短缺的限制;由于生產(chǎn)瓶頸，索尼公司或?qū)o法在2021年完全滿足其PS5產(chǎn)品的需求。
安防攝像頭廠商所用的主控芯片、存儲芯片、WiFi芯片等核心零部件均出現(xiàn)缺貨情況。在深圳華強(qiáng)北電子批發(fā)市場，安防產(chǎn)品交貨周期已經(jīng)普遍拉長半個月左右，下游代理商都適當(dāng)增加了囤貨。有企業(yè)負(fù)責(zé)人表示，去年9月200萬像素常用款攝像頭140多元，現(xiàn)在已經(jīng)漲到210多元。
芯片廠商對供貨情況也不樂觀。盡管全球芯片代工廠幾乎都在滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，訂單積壓問題仍未緩解，一些訂單將推遲40周甚至更久交付。臺積電表示，正和客戶商討解決汽車芯片嚴(yán)重短缺問題。高通、安森美、英偉達(dá)、美光、AMD等芯片制造廠商請求客戶耐心等待，因為從汽車到消費類電子產(chǎn)品，生產(chǎn)商對芯片的需求都在急劇增長。
疫情疊加貿(mào)易摩擦，一“芯”難求短期難解
業(yè)內(nèi)人士注意到，自2020年第四季度以來，適用于汽車的200毫米晶圓等部件就已嚴(yán)重短缺。
據(jù)分析，汽車芯片的短缺原因大致如下：一是全球汽車行業(yè)回暖超出預(yù)期，芯片需求大增;二是由于美國對一些中國制造商的出口管控，使得芯片制造設(shè)備、材料等采購事項被迫延后，擴(kuò)產(chǎn)計劃也隨之受到影響;三是隨著全球疫情蔓延，遠(yuǎn)程辦公、居家娛樂、在線教育等推動電子產(chǎn)品消費復(fù)蘇，個人電腦、電視、平板電腦、智能手機(jī)等出貨量明顯增長。市場研究機(jī)構(gòu)IDC的報告顯示，2020年三季度全球個人電腦出貨量為8130萬臺，同比增長14.6%，創(chuàng)下近十年市場同比最高漲幅。
2020年5月，華為被美國列入實體清單將滿一周年之際，美國政府啟動第二輪制裁，要求使用美國技術(shù)的晶圓代工廠在替華為生產(chǎn)芯片前，必須先獲得美國政府許可，現(xiàn)有訂單要在9月15日前完成。5月至9月間，各大廠商都忙著為華為的急單開足馬力。
8月17日，美國政府再下一道禁令，要求全球所有芯片企業(yè)只要使用了美國技術(shù)，出貨給華為前必須獲得美國政府許可。至今，高通、聯(lián)發(fā)科等芯片廠商向華為供貨仍受限。由于缺貨，2020年四季度以來，華為P40等舊款手機(jī)的渠道價格不降反升。
與此同時，受疫情帶來的停工停產(chǎn)影響，中國大陸以外的半導(dǎo)體供應(yīng)遲遲難以全面恢復(fù)。去年10月，意法半導(dǎo)體位于歐洲的幾個工廠發(fā)起大罷工，日本旭化成集團(tuán)旗下晶圓廠大火，令原本緊繃的供應(yīng)鏈再蒙重創(chuàng)。2020年下半年以來，中國大陸最大的芯片代工廠中芯國際被美國持續(xù)制裁，加劇了全球芯片產(chǎn)能緊張。
回顧這場仍在持續(xù)中的“缺芯”潮，不難發(fā)現(xiàn)，疫情是其中的重要原因，而美國對中國企業(yè)的無理打壓遏制則無異于“雪上加霜”。
中國芯片產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)六十載，“缺芯少魂”仍是困境
小小一塊芯片，從來都不簡單。
上億個晶體管在指甲蓋大小的硅晶片上精確排布，前后經(jīng)過近5000道工序，每次迭代，總能深刻影響半導(dǎo)體領(lǐng)域的行業(yè)格局。
錢學(xué)森曾感慨：“60年代，我們搞兩彈一星，結(jié)果得到很多;70年代我們沒有搞半導(dǎo)體，結(jié)果失去很多。”中國芯片產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)60余年風(fēng)雨，“缺芯少魂”仍然是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大困境。
1953年，半導(dǎo)體被列入第一個五年計劃的重點攻關(guān)項目。此后由于國內(nèi)外局勢變化，項目不得已暫停。改革開放后，民生問題被擺在首要位置，直到1990年“908工程”出臺，我國才第一次對微電子產(chǎn)業(yè)制定計劃。2014年，國家成立千億規(guī)模集成電路投資基金，意在扶持中國企業(yè)發(fā)展。在美國禁令后，該基金發(fā)揮了重要作用，通過注資力挺國內(nèi)芯片行業(yè)渡過難關(guān)。
安邦智庫認(rèn)為，不同產(chǎn)業(yè)的市場化程度不同、全球化程度不同，“舉國之力”的效果也完全不同。“兩彈一星”“北斗系統(tǒng)”都是戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，其市場化程度不高。嚴(yán)格來說，這些戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的直接客戶只有一個——國家。這意味著，相關(guān)的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)是封閉的，不需要考慮成本、市場化競爭，相對容易。
但對于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說，涉及的則是市場化的、開放的產(chǎn)業(yè)大系統(tǒng)。從芯片基礎(chǔ)架構(gòu)、IC設(shè)計、芯片制造到封裝測試、半導(dǎo)體設(shè)備、關(guān)鍵材料等，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)侨蚧潭茸罡叩漠a(chǎn)業(yè)鏈，必須以合作的方式才能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)目標(biāo)。
關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的，只能通過自主創(chuàng)新、自主可控的途徑獲取
在高鐵、家電等諸多工業(yè)領(lǐng)域，我們都成功實現(xiàn)了跨越趕超，為什么在芯片等方面卻沒能看到這種景象?為什么一再被別人“卡脖子”?
“因為我們有短板。”中國工程院院士倪光南坦陳，這些短板包括芯片設(shè)計和制造、大型工業(yè)軟件、移動操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)軟件等方面。“實踐反復(fù)證實，關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的，只能通過自主創(chuàng)新、自主可控的途徑獲取。”
以光為刀，將設(shè)計好的電路圖投射到硅片之上——光刻是芯片制造的關(guān)鍵步驟。根據(jù)“摩爾定律”，集成電路上可容納元器件的數(shù)量每隔18至24個月就會增加一倍。芯片制程隨之縮小，性能也會隨之飛躍。光刻機(jī)則必須領(lǐng)先芯片設(shè)計，率先完成革新。
“如果我們交不出EUV，摩爾定律就會從此停止。”全球最大的光刻機(jī)設(shè)備制造商荷蘭ASML公司曾如此放言。
2018年“中興事件”后，中芯國際緊急向ASML公司訂購了一臺價值1.2億美元的EUV光刻機(jī)，這幾乎相當(dāng)于這家國內(nèi)最大芯片加工企業(yè)2017年的總利潤。3月3日晚，中芯國際發(fā)表公告稱，已與ASML公司簽訂價值12億美元的購買協(xié)議，交付期至今年12月31日。
天價設(shè)備，不買不行。業(yè)內(nèi)早已達(dá)成共識：必須使用EUV光刻機(jī)才能使國產(chǎn)芯片進(jìn)入7納米甚至5納米時代，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
ASML公司的主要股東是三個最先進(jìn)的芯片制造廠家——三星、臺積電和英特爾。該公司每年光刻機(jī)產(chǎn)量不過數(shù)十臺，優(yōu)先供應(yīng)這三家股東。中國企業(yè)訂貨得排隊，交貨期近兩年，交貨后生產(chǎn)線調(diào)試約一年，至少三年過去，中國就落后于最先進(jìn)芯片制造工藝一代以上。
歷史一再證明，要想補上“短板”沒有捷徑可走，唯有努力奮斗、不斷創(chuàng)新，一步一步踏實追趕。
危機(jī)暴露全球芯片供應(yīng)矛盾，解決供應(yīng)鏈安全問題迫在眉睫
半導(dǎo)體需求巨大，而上游制造廠商產(chǎn)能不足——這一矛盾在此輪“缺芯”危機(jī)中尤為突出。緩解供應(yīng)鏈壓力，增強(qiáng)供應(yīng)鏈安全性，成為擺在政府和企業(yè)面前的迫切問題。
2月24日，美國宣布啟動對包括半導(dǎo)體芯片在內(nèi)的四種關(guān)鍵產(chǎn)品供應(yīng)鏈為期100天的評估，并將促進(jìn)國會撥款370億美元扶持美國芯片制造業(yè)發(fā)展。有分析指出，此舉或為擺脫對海外供應(yīng)商的依賴。去年12月7日，歐洲17國也發(fā)表聯(lián)合聲明，提出將從兩個方面加強(qiáng)歐洲的電子和嵌入式系統(tǒng)價值鏈：一是強(qiáng)化處理器和半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)，二是在整個供應(yīng)鏈中擴(kuò)大工業(yè)影響力，以此應(yīng)對來自關(guān)鍵技術(shù)、安全和社會方面的挑戰(zhàn)。
以汽車為例，電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化已成為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展潮流和趨勢，而半導(dǎo)體是支撐汽車“三化”升級的關(guān)鍵。工信部電子信息司司長喬躍山表示，整體看國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)對于汽車產(chǎn)業(yè)的需求，以及對汽車半導(dǎo)體產(chǎn)品的開發(fā)和推廣經(jīng)驗不足，在車用領(lǐng)域尚未形成系統(tǒng)化供應(yīng)能力。2020年四季度以來芯片產(chǎn)能供應(yīng)緊缺，更凸顯汽車半導(dǎo)體供應(yīng)能力不足的問題。
提高芯片產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈自主性、可控性已經(jīng)提上日程。針對汽車芯片供應(yīng)緊張問題，工信部電子信息司和裝備工業(yè)一司指導(dǎo)中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟等編制《汽車半導(dǎo)體供需對接手冊》并發(fā)布。據(jù)悉，《手冊》收錄了59家半導(dǎo)體企業(yè)的568款產(chǎn)品，覆蓋計算芯片、控制芯片、功率芯片等10大類，53小類產(chǎn)品，占汽車半導(dǎo)體66個小類的80%。工信部表示，將積極引導(dǎo)和支持汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時通過汽車半導(dǎo)體供需對接平臺等方式加強(qiáng)供應(yīng)鏈建設(shè)，加大產(chǎn)能調(diào)配力度，為產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)健康發(fā)展提供有力支撐。
聚焦制造短板，以自主創(chuàng)新強(qiáng)壯中國“芯”
芯片是信息產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵部件，也是中國科技發(fā)展的短板。在當(dāng)前的外部挑戰(zhàn)下，它還給國人帶來了“卡脖子”之痛，其重要性不言而喻。
“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要提出，要深入實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略，加快補齊基礎(chǔ)零部件及元器件、基礎(chǔ)軟件等瓶頸短板，推動集成電路等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。
目前，中國已經(jīng)是全球規(guī)模最大、增速最快的集成電路市場。立足自身，不斷加強(qiáng)集成電路相關(guān)領(lǐng)域的科技創(chuàng)新，提升技術(shù)創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的質(zhì)量和自主權(quán)，是實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的題中應(yīng)有之義。
針對芯片制造環(huán)節(jié)，中國已經(jīng)開始發(fā)力。日前，中國電科旗下裝備子集團(tuán)成功實現(xiàn)離子注入機(jī)全譜系產(chǎn)品國產(chǎn)化，可為全球芯片制造企業(yè)提供離子注入機(jī)一站式解決方案，累計形成核心發(fā)明專利413項，實現(xiàn)我國芯片制造領(lǐng)域全譜系離子注入機(jī)自主創(chuàng)新發(fā)展，有望緩解我國芯片制造領(lǐng)域斷鏈、短鏈難題。
自主創(chuàng)新是提高產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全性、可控性的關(guān)鍵，但這并不意味著與全球市場“脫鉤”。
“我們的思路應(yīng)該是提升我國產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)含金量，掌握更多核心技術(shù)，形成一種平衡，避免他國濫用技術(shù)制裁工具。”中國人民大學(xué)國際關(guān)系學(xué)院教授李巍建議：“歸根到底，我們需要營造鼓勵技術(shù)研發(fā)、推動技術(shù)升級的良好環(huán)境，鼓勵資源向高新技術(shù)領(lǐng)域聚集，創(chuàng)造條件讓科研人員甘坐冷板凳，安心從事技術(shù)研發(fā)，引導(dǎo)企業(yè)通過技術(shù)升級來謀求更大經(jīng)濟(jì)收益。”
當(dāng)今世界，無論誰再想構(gòu)筑一堵科技之墻阻止競爭、隔斷技術(shù)交流，終歸是徒勞的，只會加速對方的技術(shù)進(jìn)步。對重中之重的芯片制造業(yè)，短期上面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，更應(yīng)該成為我們把造芯這件事做好做強(qiáng)的動力。
(記者 管筱璞 柴雅欣)
