誰(shuí)偷走了科技企業(yè)的芯片？

哈佛大學(xué)教授史兆威（Willy Shih）在近兩小時(shí)的專(zhuān)訪中，全方位解析了全球芯片短缺對(duì)汽車(chē)、手機(jī)、家電等消費(fèi)品生產(chǎn)、生存的影響。

編譯| 渣渣輝   排版| Sybil

出品 | 科技智谷

自COVID-19（新冠疫情）爆發(fā)以來(lái)，全球?qū)π酒男枨笠呀?jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了供應(yīng)，芯片荒給與微電子有所交集的行業(yè)都造成了不小的困擾。例如，近一段時(shí)間以來(lái)一部分主流汽車(chē)制造商選擇將有未完成的汽車(chē)在停車(chē)場(chǎng)等待安裝芯片，而PS5和Xbox系列的游戲機(jī)也是一機(jī)難求，甚至像微波爐和冰箱等僅包含簡(jiǎn)單控制器的家電也受到影響紛紛漲價(jià)……

是什么導(dǎo)致了芯片短缺？為什么會(huì)發(fā)生這種情況？我們?cè)撊绾螖[脫它的負(fù)面影響？知名科技媒體The Verge近期邀請(qǐng)到了哈佛商學(xué)院教授，前IBM、Silicon Graphics芯片和半導(dǎo)體供應(yīng)鏈專(zhuān)家——史兆威（Willy Shih），為我們?nèi)轿唤馕鰹槭裁创舜稳蛐酒倘钡暮?yīng)能夠傳導(dǎo)至消費(fèi)者？

01

問(wèn)題一：持續(xù)的芯片短缺似乎不會(huì)很快結(jié)束，而且似乎沒(méi)有人能預(yù)測(cè)它什么時(shí)候結(jié)束，那么影響如此巨大的芯片短缺指是什么？以及芯片短缺后發(fā)生了什么？

當(dāng)我們談?wù)撔酒瑫r(shí)，實(shí)際上有很多不同的芯片。從用于筆記本電腦的微處理器芯片到用于手機(jī)的芯片或用于索尼 PlayStation 游戲機(jī)、電視機(jī)、汽車(chē)、冰箱或其他任何東西的芯片，芯片無(wú)處不在。現(xiàn)在人們傾向于認(rèn)為，在我的手機(jī)中只有內(nèi)存和處理器這兩個(gè)芯片，實(shí)際上手機(jī)中有幾十個(gè)芯片（例如電容芯片）。而在現(xiàn)代汽車(chē)也需要100多個(gè)不同的芯片來(lái)控制如引擎、儀表板、控制臺(tái)、導(dǎo)航系統(tǒng)等等，甚至像電動(dòng)車(chē)窗這樣的東西也會(huì)有微處理器芯片，因?yàn)橛眯酒瑏?lái)做它們比用機(jī)械連接和類(lèi)似的東西做更便宜。

然后當(dāng)你看到一個(gè)復(fù)雜的產(chǎn)品，比如一輛汽車(chē)，你可以在這輛車(chē)上消耗100多個(gè)控制器芯片和各種其他芯片，你現(xiàn)在面臨的問(wèn)題是，我只需要缺一個(gè)這些芯片，然后我無(wú)法制造車(chē)輛，這才是真正的問(wèn)題所在。而這一些芯片是否短缺取決于一天中的時(shí)間、一周、一個(gè)月等等，以及其他人在購(gòu)買(mǎi)什么。所以這就是問(wèn)題所在，我們遇到的這些短缺阻礙了制造商制造產(chǎn)品。如果您是產(chǎn)品制造商，您經(jīng)常會(huì)談到這個(gè)產(chǎn)品是否訂單明確？我們是否擁有制造它所需的所有組件？這就是我們現(xiàn)在看到的麻煩所在，因?yàn)橐粋€(gè)芯片或幾個(gè)芯片都不夠。

前幾天有一個(gè)故事，關(guān)于福特在制造卡車(chē)時(shí)去掉了一些芯片，把它們放在停車(chē)場(chǎng)等待，然后重新安裝芯片，因?yàn)樗麄兛赡苤皇窍脒\(yùn)行工廠。

因?yàn)槠?chē)廠是非常昂貴的資產(chǎn)，你有數(shù)億美元被捆綁在其中，而你想要做的是讓它繼續(xù)運(yùn)行。如果你是汽車(chē)制造商，例如底特律的三巨頭之一，通常這些生產(chǎn)線每分鐘生產(chǎn)一輛，但你卻沒(méi)有零件。我認(rèn)為最近一輛汽車(chē)的平均售價(jià)超過(guò)了 4萬(wàn)美元，這意味著他們每分鐘都會(huì)損失 4萬(wàn)美元的銷(xiāo)售額，所以他們所做的是把這些車(chē)輛拿出來(lái)停在某個(gè)地方，希望當(dāng)芯片進(jìn)來(lái)視，他們可以迅速把它們放回去，但是這樣做時(shí)后面你必須把它們帶回來(lái)把它們送回工廠，有時(shí)你將不得不拆卸一些東西來(lái)把芯片放進(jìn)去，所以這又增加了很多額外的工作。

02

問(wèn)題二：我們談?wù)撔酒瑫r(shí)，會(huì)面對(duì)很多不同種類(lèi)、晶圓廠、供應(yīng)商、工藝節(jié)點(diǎn)的芯片，但如果只是在基本層面上來(lái)看芯片是如何制造的？它們來(lái)自哪里？以及供應(yīng)鏈?zhǔn)窃鯓拥模?/span>

實(shí)際上有兩個(gè)部分。一個(gè)是設(shè)計(jì)部分，設(shè)計(jì)部分涉及工程師布置電路，該電路將具有晶體管，并且它將以特定方式連接許多其他組件，他們通常使用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)芯片，然后將設(shè)計(jì)文件交送給制造商。

現(xiàn)在，這種設(shè)計(jì)可以從相對(duì)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)（如今有成百上千個(gè)晶體管）發(fā)展到最復(fù)雜的設(shè)計(jì)（單個(gè)芯片設(shè)計(jì)中將包含 120 億個(gè)晶體管）。因此，當(dāng)您涉及到那些更復(fù)雜的設(shè)計(jì)方面時(shí)，還有一個(gè)與之相關(guān)的供應(yīng)鏈。因?yàn)槿绻O(shè)計(jì)具有 120 億個(gè)晶體管的芯片，坦率地說(shuō)，第一次將每個(gè)晶體管都連接到正確位置的可能性為零。所以現(xiàn)在人們?cè)诂F(xiàn)代芯片設(shè)計(jì)中所做的是，他們使用稱(chēng)為知識(shí)產(chǎn)權(quán)塊或 IP 塊的預(yù)先設(shè)計(jì)的塊，這些塊是已知的。所以你決定，“我想制造一個(gè)控制器芯片?！彼阅銖挠?guó)的 ARM 之類(lèi)的公司那里購(gòu)買(mǎi)了一個(gè)處理單元設(shè)計(jì)，他們很受歡迎，然后你可能需要 USB 接口，所以你得到了一個(gè) USB IP 塊，你獲得了許可。軟件工具供應(yīng)商擁有所有這些庫(kù)，允許您將芯片與已知的良好邏輯塊拼接在一起，然后您設(shè)計(jì)需要定制的東西。然后你把它送到要制造這個(gè)芯片的代工廠或工廠。所以這實(shí)際上也是一個(gè)非常復(fù)雜的供應(yīng)鏈，需要你有一個(gè)工具制造商，還需要 IP 塊和類(lèi)似的東西，這就是設(shè)計(jì)部分。

圖片源于ASML官網(wǎng)

實(shí)際的制造是從硅片開(kāi)始的。在這里，你所擁有的是某人在一個(gè)巨大的硅錠中制造的單晶硅，然后他們把它切成最先進(jìn)的是300毫米直徑（大約12英寸直徑）的硅片，當(dāng)他們切開(kāi)它并拋光這些硅片時(shí)，它們是一個(gè)完美的晶體。然后他們要做的是在晶圓上制作晶體管和互連的圖案?，F(xiàn)在，這個(gè)供應(yīng)鏈也是相當(dāng)復(fù)雜的。你有一個(gè)制造硅錠的人，然后把它切成晶圓。然后這些晶圓被送到這些巨型工廠（制造芯片的工廠）。

在工廠內(nèi)，制造商將首先在硅上鋪設(shè)晶體管的圖案。他們要做的是多步驟的光刻、蝕刻和沉積。他們將使用一系列復(fù)雜的步驟來(lái)建立一層又一層的晶體管。他們將使用多層來(lái)建立它。然后他們會(huì)鋪設(shè)一個(gè)由小銅線組成的互連網(wǎng)絡(luò)，他們也在上面打印，以連接所有這些晶體管?，F(xiàn)在，在舊技術(shù)中，這經(jīng)常是350個(gè)步驟，這可能需要45至60天才能從頭到尾完成。而一些較新的技術(shù)，如最先進(jìn)的芯片，進(jìn)入你的新臺(tái)式電腦、筆記本電腦或你的iPhone等等，這些將使用多達(dá)700多個(gè)步驟。 

但是，如果你通過(guò)700個(gè)步驟獲得99%的產(chǎn)量，當(dāng)你完成時(shí)，你將在最后沒(méi)有得到任何可行的東西。所以你真的需要在每一步都有99.99%以上的收益率?，F(xiàn)在，當(dāng)您考慮一個(gè)有 700 個(gè)步驟的流程時(shí)，您需要以非常高的產(chǎn)量執(zhí)行每個(gè)步驟。因?yàn)槿绻谝徊降氖找媛蕿?99%，第二步的收益率為 99%，你和我會(huì)想，“哇，這很好，對(duì)吧？”但是，如果您通過(guò) 700 個(gè)步驟獲得 99% 的收益，那么當(dāng)您完成時(shí)，您最終將一無(wú)所獲，這是可能的。所以你真的需要每一步都有 99.99% 以上的收益率。因?yàn)楫?dāng)你走到第690步時(shí)，如果你有一個(gè)低收益的步驟，你就不得不把之前的所有東西都扔掉，這真的是一個(gè)阻力。因此，這是一個(gè)非常嚴(yán)格的過(guò)程，需要很多步驟，這將需要60天或更多的時(shí)間，才能讓晶圓全部通過(guò)。

所以，這就是晶圓廠所做的工作?，F(xiàn)在你有一個(gè)晶片，如果它是一個(gè)微處理器，上面可能有大約 500 個(gè)芯片。如果它是汽車(chē)控制器之類(lèi)的東西，你可能會(huì)在上面安裝 4000 個(gè)芯片，因?yàn)樗鼈儾粫?huì)占用太多空間。那么他們所做的就是將晶圓拿走，通常將其運(yùn)往東南亞或中國(guó)。還有一些稱(chēng)為外包組裝和測(cè)試工廠的公司，他們會(huì)將這些小探針?lè)旁诿總€(gè)芯片上并測(cè)試哪些是好的，以確保它們是好的。然后把好的他們記錄在電腦里，他們會(huì)記住，然后他們會(huì)把它們分開(kāi)，然后把它們打包。所以，這是另一組這樣做的公司。其中很多在馬來(lái)西亞和越南。我今天早上剛聽(tīng)說(shuō)越南將對(duì) COVID-19 進(jìn)行嚴(yán)格的封鎖。因此，這將影響那里的許多包裝工廠。

在這些芯片被封裝后，它們會(huì)被送到其他人那里，后者會(huì)將它們放在電路板上，有時(shí)會(huì)一直組裝成成品。有時(shí)它會(huì)交給將它們放在電路板上的人，然后他將電路板發(fā)送給其他人。因此，您在供應(yīng)鏈中有多個(gè)層次，從原始硅片、設(shè)計(jì)、晶圓廠、組裝和測(cè)試以及封裝到電路板等等。這是一個(gè)跨越許多國(guó)界的漫長(zhǎng)、連續(xù)的過(guò)程。當(dāng)遇到 COVID-19之類(lèi)的疾病時(shí)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)后果都將被放大數(shù)倍。 

03

問(wèn)題三：硅錠是一個(gè)巨大的硅塊被切成片？就像字面意思一樣，一塊巨大的石頭進(jìn)入工廠的一側(cè)，然后硅片從另一側(cè)出來(lái)，被變成芯片？

首先他們要做的是融化它。所以他們有這個(gè)巨大的熔融硅桶，然后他們?cè)谶@個(gè)桿上取一個(gè)晶體，然后他們拉出一個(gè)看起來(lái)像魚(yú)雷的東西。但這將是一個(gè)巨大的錠，直徑大約為一英尺，直徑為 300 毫米。有很多這些高科技制造工藝令人難以置信，人們從未見(jiàn)過(guò)，但這就是他們對(duì)硅錠所做的。

如果你想看到一些非常瘋狂的東西，就像你和我現(xiàn)在正在看著對(duì)方的平板顯示器，它們由半毫米厚的玻璃板制成，通常有一張大床那么大，而這些都是在一個(gè)單一的、光學(xué)上完美的板材中鑄造的?？祵帉?duì)這種熔融玻璃有一種工藝，它從槽的兩側(cè)溢出，從槽溢出，在槽下方熔化，然后作為光學(xué)完美的薄片冷卻，厚度為 0.5 毫米，相當(dāng)于一張?zhí)卮筇?hào)床的寬度，然后一個(gè)機(jī)器人在它冷卻時(shí)抓住它并用金剛石切割機(jī)將其切掉。

在硅制造過(guò)程中，對(duì)于一個(gè)工廠內(nèi)最先進(jìn)的工具，通常你會(huì)有數(shù)百個(gè)不同的工具。實(shí)際上，在大型晶圓廠中，例如您可能會(huì)在臺(tái)積電（臺(tái)灣半導(dǎo)體制造公司）看到的晶圓廠，您將擁有數(shù)以千計(jì)的此類(lèi)工具。這些工具是處理這些晶圓并做各種事情的大型機(jī)器。大多數(shù)工具的成本從幾百萬(wàn)美元開(kāi)始，最昂貴的工具超過(guò) 1.5 億歐元。因此，一臺(tái)機(jī)器的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)1.5億美元。這是在晶圓上實(shí)際打印圖案的光刻機(jī)，最先進(jìn)的光刻機(jī)，例如，如果你正在看你的iPhone的芯片，它使用臺(tái)積電最先進(jìn)的工藝，那些有所謂的極紫外光光刻系統(tǒng)。

為了得到這種極紫外光，他們所做的是，用激光蒸發(fā)錫，即金屬。然后當(dāng)汽化的錫掉落時(shí)，他們用另一個(gè)激光器擊中錫滴，并產(chǎn)生這種等離子體，從而****出這種極紫外光。這很瘋狂。然后它穿過(guò)這個(gè)鏡子系統(tǒng)，因?yàn)槟悴荒苡苗R頭來(lái)照射極紫外光。你必須使用鏡子將其聚焦到這些小的狹窄圖案中。我實(shí)際上去過(guò)他們制造這些鏡子的工廠，鏡子的表面光滑到一個(gè)原子的水平。所以當(dāng)我看著這些鏡子時(shí)，制造鏡子的人說(shuō)："如果我們把這個(gè)系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)月球，當(dāng)那束光到達(dá)月球時(shí)，其寬度也僅有20厘米寬。" 

04

問(wèn)題四：你所描述的是一個(gè)異常復(fù)雜的系統(tǒng)，其中嵌入了許多異常復(fù)雜的技術(shù)，我也與很多消費(fèi)品 CEO 交談過(guò)，他們有的認(rèn)為芯片短缺是因?yàn)橐咔閷?dǎo)致工廠停工所致。難道只是因?yàn)楣S停止生產(chǎn)，做出重新啟動(dòng)的決定需要很長(zhǎng)時(shí)間？是消費(fèi)者對(duì)PS5的需求猛增嗎？究竟是什么原因?qū)е铝诵酒倘保?/span>

其實(shí)，在疫情期間還發(fā)生了幾件事。讓我們從汽車(chē)行業(yè)開(kāi)始，因?yàn)槲艺J(rèn)為這已經(jīng)得到了很多的關(guān)注，因?yàn)槟抢锏男酒倘币呀?jīng)削減了生產(chǎn)。所以讓我們先看看汽車(chē)行業(yè)，因?yàn)槲艺J(rèn)為它告訴你一個(gè)更廣泛的故事。

當(dāng)我們想到汽車(chē)行業(yè)時(shí)，我們應(yīng)該記住中國(guó)是世界上最大的汽車(chē)市場(chǎng)。中國(guó)通常每年生產(chǎn)和銷(xiāo)售約 2500 萬(wàn)輛汽車(chē)，而美國(guó)的產(chǎn)量通常在 1150 萬(wàn)輛左右，而美國(guó)則大量進(jìn)口汽車(chē)。所以中國(guó)市場(chǎng)比美國(guó)大得多。我之所以這么說(shuō)，是因?yàn)樵?2020 年 1 月，中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)已經(jīng)擺脫了兩年銷(xiāo)量下滑的局面，這是在疫情來(lái)襲之前。

然后疫情來(lái)了，中國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)量在 2 月份下降了 82%，在 3 月份下降了 46%，而歐洲和美國(guó)有一個(gè)延遲的反應(yīng)。在歐洲，2020 年 3 月和 4 月的汽車(chē)銷(xiāo)量分別下降了 46% 和 80%。在美國(guó)，3 月和 4 月分別下降了 39% 和 52%?，F(xiàn)在，我們必須回想那些時(shí)代并記住新聞報(bào)道是什么。汽車(chē)制造商，尤其是底特律的三巨頭，認(rèn)為“我們不想破產(chǎn)?！逼?chē)銷(xiāo)量下降，他們正試圖節(jié)省現(xiàn)金，所以他們正在裁員、關(guān)閉工廠。

但與此同時(shí)，隨著居家工作，我們看到了消費(fèi)的巨大增長(zhǎng)：筆記本電腦、游戲系統(tǒng)、平板電視、健身器材、家用電器。當(dāng)時(shí)我想買(mǎi)一個(gè)冰柜，我的經(jīng)銷(xiāo)商說(shuō)，“你在開(kāi)玩笑嗎？沒(méi)注意嗎？”這就像，“我?guī)讉€(gè)月來(lái)都無(wú)法存貨?！蹦鞘且?yàn)槟切┮彩褂眯酒Ｋ园l(fā)生的事情是汽車(chē)制造商取消訂單或不訂購(gòu)，因?yàn)樗麄冋f(shuō)，“我們不需要所有這些芯片?！比绻慊氐?2020 年 5 月，波士頓咨詢(xún)集團(tuán)發(fā)布了這一預(yù)測(cè)，即在最有可能的情況下，2020 年全球汽車(chē)銷(xiāo)量總體上將下降 14% 至 22%，他們最樂(lè)觀的預(yù)測(cè)是下降 12%。

然后發(fā)生的事情是，隨著世界開(kāi)始開(kāi)放，尤其是美國(guó)，我們看到這種繁榮始于夏季。當(dāng)汽車(chē)制造商意識(shí)到時(shí)，“哦，哇。我們需要訂購(gòu)更多的芯片?！彼羞@些容量，或者這些芯片的大部分容量，已經(jīng)被其他玩家占用了，所以這是一種動(dòng)態(tài)。

當(dāng)時(shí)正在發(fā)生的另一種動(dòng)態(tài)，美國(guó)制裁了華為等多家中國(guó)企業(yè)。因此，中國(guó)公司在 2020 年夏天向這些工廠下了大量訂單，因?yàn)樗麄儾恢朗裁磿r(shí)候會(huì)被切斷供應(yīng)，當(dāng)時(shí)中國(guó)公司非常依賴(lài)美國(guó)芯片，所以他們開(kāi)始儲(chǔ)存大量芯片，因?yàn)檫@讓他們能夠繼續(xù)經(jīng)營(yíng)下去。

然后發(fā)生的第三件事是我們遇到了一些真正的中斷。早在 2020 年 10 月，就有一家名為 Asahi Kasei Microsystems 的日本半導(dǎo)體公司 AKM。他們發(fā)生了一場(chǎng)工廠火災(zāi)?，F(xiàn)在他們是一家專(zhuān)業(yè)的芯片制造商，生產(chǎn)模擬和數(shù)字轉(zhuǎn)換器之類(lèi)的東西，用于許多產(chǎn)品中。所以我們?cè)谀抢锇l(fā)生了火災(zāi)。我們?cè)诘驴怂_斯州遭遇寒冷天氣停工，這導(dǎo)致奧斯汀的恩智浦工廠和奧斯汀的三星工廠關(guān)閉。當(dāng)你切斷電力并關(guān)閉這樣的晶圓廠時(shí)——它們消耗大量電力，你不能讓它們繼續(xù)使用發(fā)電機(jī)——重新啟動(dòng)需要幾個(gè)月的時(shí)間。那么我們就有了。然后在今年 3 月，日本瑞薩的晶圓廠發(fā)生火災(zāi)，該晶圓廠生產(chǎn) 40% 的汽車(chē)微控制器。因此，在所有這些供需轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)上，你實(shí)際上在幾個(gè)小公司中拿出了很多產(chǎn)能。但同樣，如果你沒(méi)有這些特定的芯片，那么你就有麻煩了。

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問(wèn)題五：火災(zāi)發(fā)生的頻率如何？我覺(jué)得因?yàn)樾酒倘?，我們不斷?tīng)到供應(yīng)鏈中斷的消息。但在一個(gè)正常的年份，有多少這樣的中斷發(fā)生？

這是比較不尋常的?，F(xiàn)在，瑞薩晶圓廠與在 2011 年日本東北部地震和海嘯期間遭受大規(guī)模破壞的工廠相同。在那次中斷之后幾個(gè)月，我實(shí)際上訪問(wèn)了那家工廠。因?yàn)楫?dāng)那個(gè)在 2011 年倒閉時(shí)，它關(guān)閉了豐田、日產(chǎn)和本田，通用汽車(chē)的幾條生產(chǎn)線，我認(rèn)為是歐洲的 PSA 生產(chǎn)線。他們召集了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的人，讓該晶圓廠重新上線。但隨后像豐田這樣的公司說(shuō)，“哦，我們要從中吸取教訓(xùn)。”他們有更多的芯片庫(kù)存。因此，直到最近，豐田還沒(méi)有像一些美國(guó)制造商那樣遭受同樣的命運(yùn)。但總的來(lái)說(shuō)，這類(lèi)事件相對(duì)較少。

在消費(fèi)者技術(shù)報(bào)道方面，我經(jīng)常思考的一件事是，我們?cè)谀撤N程度上被寵壞了，因?yàn)槊磕晏O(píng)果都會(huì)推出帶有新芯片的新iPhone。也許它只是一個(gè)不同的名字，但或許它真是一個(gè)新的芯片，而且其制程工藝往往更小。我認(rèn)為消費(fèi)科技界有一種信念，即每個(gè)新產(chǎn)品都包含新的芯片技術(shù)。我從這次談話中得到的是，有很多芯片只是靜態(tài)的，只是商品。通用汽車(chē)并沒(méi)有為電動(dòng)車(chē)窗控制器尋找下一個(gè)重要的工藝節(jié)點(diǎn)。他們已經(jīng)確定了他們從供應(yīng)商那里得到的東西，并且正在為此而努力。 

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問(wèn)題六：你如何看待這個(gè)市場(chǎng)？有多少芯片市場(chǎng)是新東西的？

我認(rèn)為您強(qiáng)調(diào)了一個(gè)非常重要的點(diǎn)：確實(shí)存在兩個(gè)不同的世界。如你所述，有一個(gè)領(lǐng)先的邊緣。這主要是進(jìn)入智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)中心的芯片，以及高性能芯片。世界上很大一部分地區(qū)使用舊的工藝技術(shù)。有時(shí)它們比你在蘋(píng)果手機(jī)中找到的東西要老五或六代。因此，這些芯片的制造成本要低得多，因?yàn)榧夹g(shù)要求不高，設(shè)備已經(jīng)完全折舊了。它已經(jīng)被支付了。所以這些是更多的商品芯片。

現(xiàn)在，即使在您的 iPhone 中，您也將擁有諸如電源管理芯片或顯示驅(qū)動(dòng)器芯片之類(lèi)的商品芯片。在 iPhone 中它會(huì)有點(diǎn)不同，但你的電視機(jī)將使用顯示驅(qū)動(dòng)芯片?；蛘哂幸活?lèi)芯片在集成電路存在的時(shí)間就已經(jīng)存在，稱(chēng)為定時(shí)器計(jì)數(shù)器芯片。去年，我試圖為我們?cè)诠鹕虒W(xué)院進(jìn)行的設(shè)計(jì)練習(xí)買(mǎi)一些。我每年都買(mǎi)，從來(lái)沒(méi)有遇到過(guò)購(gòu)買(mǎi)難題。因此，很多采用舊技術(shù)的舊芯片都是常見(jiàn)的商品，有時(shí)一塊芯片只需 50 美分。但它也突出了一個(gè)問(wèn)題，很多人不區(qū)分這兩種芯片，兩種芯片是兩個(gè)截然不同的市場(chǎng)。

供應(yīng)鏈中發(fā)生的另一件事是大量重復(fù)訂購(gòu)或囤積。現(xiàn)在，沒(méi)有人愿意承認(rèn)他們正在這樣做，因?yàn)楝F(xiàn)在這樣做有點(diǎn)反社會(huì)。但是讓我們想想這個(gè)問(wèn)題。假設(shè)您正在制造筆記本電腦，并且您擁有大量芯片而您的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手沒(méi)有。所以這意味著你將獲得他們的市場(chǎng)份額。因此，如果您是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，他們會(huì)說(shuō)，“是的，我不可能將市場(chǎng)份額輸給那些小丑。訂購(gòu)額外的籌碼?！彼悦總€(gè)人都非常清楚，“如果我有芯片，我就會(huì)獲得市場(chǎng)份額。如果我沒(méi)有芯片，我就會(huì)失去市場(chǎng)份額。我會(huì)確保我有額外的籌碼。”因此，當(dāng)你有的人在供應(yīng)緊張的情況下額外訂購(gòu)，會(huì)發(fā)生什么？它使情況變得更糟。

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問(wèn)題七：你認(rèn)為人們?cè)谂?gòu)買(mǎi)的 PS5 或 Xbox Series X 之間的分裂，與汽車(chē)制造商無(wú)法獲得芯片來(lái)完成他們的汽車(chē)之間的分歧，是否與同一根源問(wèn)題有關(guān)？或者它們是不同的因果關(guān)系？

您必須查看各個(gè)產(chǎn)品的構(gòu)建材料和細(xì)節(jié)。所以我不能就具體細(xì)節(jié)發(fā)表權(quán)威意見(jiàn)，但我確實(shí)觀察到你在供應(yīng)鏈中有這種分層。例如我是一家汽車(chē)制造商，我將從我的一級(jí)供應(yīng)商，博世或大陸或類(lèi)似的人那里購(gòu)買(mǎi)關(guān)鍵子系統(tǒng)，他們可能從其他人那里購(gòu)買(mǎi)電路板，然后使用由恩智浦或英飛凌或德州儀器制造的芯片，他們可能自己制造芯片，或者他們可能去找像臺(tái)積電這樣的公司來(lái)制造芯片。

現(xiàn)在所面臨芯片短缺的是被稱(chēng)為 "輕型工廠 "的公司。換句話說(shuō)，他們有一些自己的制造，但是他們將更先進(jìn)的制造外包給代工廠。而且我認(rèn)為發(fā)生的事情是人們沒(méi)有意識(shí)到，當(dāng)我一路走下來(lái)時(shí)，我可能會(huì)與我沒(méi)有意識(shí)到的另一個(gè)行業(yè)的某個(gè)人共享一家代工廠。好的。那么問(wèn)題來(lái)了，如果你是臺(tái)積電或其他代工廠之一，“我如何分配我的產(chǎn)能？”我不知道這是不是正在發(fā)生的事情，但我知道美國(guó)政府、德國(guó)人和許多其他國(guó)家都給臺(tái)積電打電話說(shuō)，“你必須為我們的汽車(chē)工業(yè)分配更多的產(chǎn)能，因?yàn)槲矣羞@么多人因?yàn)槲覀儾荒芙M裝汽車(chē)而失業(yè)?！迸_(tái)積電確實(shí)增加了他們向汽車(chē)行業(yè)發(fā)送的芯片數(shù)量。好的，那么問(wèn)題來(lái)了，還有誰(shuí)被做空了？

我看到的其中一件事是，我們與許多汽車(chē)公司的 CEO 就芯片問(wèn)題進(jìn)行了交談。福特的首席執(zhí)行官表示：“我以前只是向我的一級(jí)供應(yīng)商下訂單，現(xiàn)在福特從事直接購(gòu)買(mǎi)芯片的業(yè)務(wù)，因?yàn)槲也幌朐俅蜗萑脒@種情況?！边@感覺(jué)就像是對(duì)供應(yīng)鏈的重新排序，當(dāng)最終組裝商說(shuō)：“我將開(kāi)始以一種我以前從未有過(guò)的方式直接購(gòu)買(mǎi)組件?！边@是否會(huì)對(duì)整個(gè)芯片供應(yīng)鏈的運(yùn)作方式產(chǎn)生溢出效應(yīng)，或者只是一個(gè)時(shí)刻？

我參加了一個(gè)活動(dòng)，其中一個(gè)大的代工廠正在宣布擴(kuò)產(chǎn)，他們有來(lái)自汽車(chē)制造商的客人明確表示：“我們必須成為芯片制造商的戰(zhàn)略合作伙伴?！币簿褪钦f(shuō)，我將從歷史上與供應(yīng)商的交易性和懲罰性關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)榕c供應(yīng)商的戰(zhàn)略性伙伴關(guān)系。我將觀察到的是，豐田一直采用這種方法，而且他們?cè)谝咔槠陂g的表現(xiàn)要好得多。 

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問(wèn)題八：目前科技行業(yè)的主題之一是整合，芯片代工廠整合度很高，先進(jìn)的代工廠只有少數(shù)幾個(gè)，這種整合好不好？是不是要分裂了？有沒(méi)有一種感覺(jué)，也許世界的命運(yùn)不應(yīng)該掌握在三個(gè)代工公司的手中？

從創(chuàng)新的角度來(lái)看，較少的多樣化不一定是好的，因?yàn)槟阏嬲胍氖莿?chuàng)新的新想法和創(chuàng)新的新設(shè)計(jì)脫穎而出。因此，如果您將它們整合到幾個(gè)供應(yīng)商中，我不確定這將如何進(jìn)行。我們看到芯片整合肯定在進(jìn)行。其中很多是由如今成為制造商的資本和規(guī)模要求驅(qū)動(dòng)的。

如果您是汽車(chē)制造商，當(dāng)您設(shè)計(jì)芯片并對(duì)其進(jìn)行鑒定時(shí)，您計(jì)劃在整個(gè)模型運(yùn)行中使用該芯片。所以你不能在中間切換，除非你設(shè)計(jì)它的想法是“我將能夠容納兩個(gè)不同的部分或三個(gè)不同的部分，這樣我就可以在它們進(jìn)來(lái)時(shí)替換它們?！蔽覀?cè)诙倘逼陂g看到特斯拉重新設(shè)計(jì)了他們的一些零件以使用不同的芯片，因?yàn)樗麄儫o(wú)法獲得他們一直在使用的芯片。

從歷史上看，汽車(chē)制造商沒(méi)有這樣做，因?yàn)樗某杀靖摺Ｋ麄兿胍龅氖亲屢粋€(gè)晶圓廠有資格制造一個(gè)零件。在汽車(chē)制造商使用 TSMC 的零件之前，晶圓廠必須經(jīng)過(guò)認(rèn)證，并且該芯片必須經(jīng)過(guò)認(rèn)證，然后您將在整個(gè)模型運(yùn)行中使用它。所以我真的不相信它會(huì)改變那么多，因?yàn)閺哪撤N意義上說(shuō)，他們已經(jīng)被鎖定了。

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問(wèn)題九：你說(shuō)建造晶圓廠需要很長(zhǎng)時(shí)間和很多錢(qián)。那具體是多久？多少錢(qián)？

因此，首先他們必須建造建筑物，然后您必須將所有設(shè)備搬進(jìn)來(lái)，您必須使其清潔、合格并啟動(dòng)并運(yùn)行。在亞洲，他們將在一年內(nèi)建造這些東西。他們將在第二年搬入設(shè)備，在年底前使其合格并運(yùn)行。在美國(guó)或西方，需要更長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)槲覀兊男膽B(tài)與亞洲不同。我們將做所有的許可，所有的聽(tīng)證會(huì)，以及所有這些事情。因此，如果它花費(fèi)的時(shí)間延長(zhǎng) 50% 到兩倍，我也不會(huì)感到驚訝。

現(xiàn)在的現(xiàn)代工廠，一個(gè)接近前沿的工廠，最小的有效規(guī)模將花費(fèi)你100多億美元，而一個(gè)真正有效的規(guī)?？赡軐⒒ㄙM(fèi)你接近200億美元。想想這能產(chǎn)生多少折舊。在亞洲，人們的心態(tài)是每一天，每一個(gè)小時(shí)，這個(gè)東西不運(yùn)行，就會(huì)讓我損失幾萬(wàn)，幾十萬(wàn)，有時(shí)是幾百萬(wàn)美元。我在圣誕節(jié)期間去過(guò)亞洲，那里的人拿著千斤頂和澆筑混凝土，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為，"伙計(jì)，這件事每早完成一分鐘，我們就可以早一點(diǎn)賺錢(qián)。"我們?cè)谖鞣經(jīng)]有這種心態(tài)。

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問(wèn)題十：我們不會(huì)在文化上改變這種心態(tài)，但是否可以通過(guò)政策來(lái)克服這種心態(tài)，讓它走得更快？

如果我們所做的是比通常情況下更快地獲得許可，這會(huì)有所幫助。GlobalFoundries在紐約馬耳他建造的工廠，速度相對(duì)較快。他們得到了紐約州的大量補(bǔ)貼。我忘記了獲得所有許可證和進(jìn)行施工到底花了多長(zhǎng)時(shí)間，但它比較慢。這些天有更多的緊迫感，但我們?nèi)匀粵](méi)有這種心態(tài)。而不是批評(píng)，政府談的是好的工會(huì)建筑工作，所以他們的成本更高。因此，你只需要將其折合到成本中，最終你必須在現(xiàn)金流中收回。

現(xiàn)在，拜登計(jì)劃給予芯片 500 億或 520 億美元的激勵(lì)、補(bǔ)貼，這夠嗎？這是第一次付款嗎？這是需要繼續(xù)在美國(guó)開(kāi)始制造更多芯片的事情嗎？

我想說(shuō)，對(duì)于首付來(lái)說(shuō)這還算不錯(cuò)。華盛頓內(nèi)部有人給我打電話，問(wèn)我需要多少錢(qián)才能趕上臺(tái)積電。我剛剛?cè)ミ^(guò)紐約馬耳他的GlobalFoundries工廠，他們花了150億美元來(lái)修建每月產(chǎn)能3萬(wàn)片的14納米晶圓工廠，而臺(tái)積電12號(hào)晶圓廠的產(chǎn)能為每月25萬(wàn)塊晶圓，14號(hào)廠有大約25萬(wàn)個(gè)，臺(tái)積電15號(hào)、18號(hào)有大約25萬(wàn)片。所以我告訴這個(gè)人，"哦，我不知道。你可能要花10倍于GlobalFoundries在紐約馬耳他的花費(fèi)。"我可以聽(tīng)到他從椅子上摔下來(lái)。

等他回過(guò)神來(lái)，他說(shuō)：“你說(shuō)什么？”我說(shuō)，“我不知道，10 倍，1500 億美元。也許不是1500億美元，也許是 1400 億美元，但你必須意識(shí)到臺(tái)積電今年將花費(fèi)超過(guò) 300 億美元，而這只是一家公司。他們?nèi)ツ昊ㄙM(fèi)了 20 多億美元，在過(guò)去十年中，他們每年花費(fèi) 10 到 200 億美元。在此之前的十年里，他們每年的支出大約為 5 到 100 億美元，他們已經(jīng)為此投入了 35 年的資金。因此當(dāng)造芯被炒得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的時(shí)候，我擔(dān)心它究竟能帶來(lái)多大的變化？

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問(wèn)題十一：雖然臺(tái)積電顯然花了很多錢(qián)，但他們是最前沿的晶圓廠，他們擁有最復(fù)雜的流程節(jié)點(diǎn)，他們制造最復(fù)雜的芯片。而在美國(guó)確實(shí)有像英特爾這樣的公司正試圖轉(zhuǎn)向提供這些類(lèi)型的服務(wù)，這是一個(gè)具有爆炸性需求的業(yè)務(wù)，擁有巨大口袋的客戶(hù)，可為什么英特爾不直接說(shuō)，"我們要做一個(gè)資本籌集，花這筆錢(qián)？"

我認(rèn)為英特爾在新任 CEO 帕特·基辛格（Pat Gelsinger）的領(lǐng)導(dǎo)下會(huì)花錢(qián)。他們已經(jīng)承諾為位于亞利桑那州和新墨西哥州的兩個(gè)新工廠提供200多億美元?；粮裨谠L問(wèn)法國(guó)和歐洲時(shí)也一直表示，"如果為我們提供補(bǔ)貼，也許我們會(huì)在歐洲建造更多的工廠"。英特爾在愛(ài)爾蘭已經(jīng)有一個(gè)大型工廠，他們?cè)谝陨幸灿幸粋€(gè)大型的、非常重要的工廠。因此，英特爾確實(shí)有一個(gè)全球足跡。我認(rèn)為英特爾是為了試圖重新爬上頂峰。英特爾確實(shí)有很多能力。我認(rèn)為所有的大公司，英特爾、臺(tái)積電以及三星面臨的挑戰(zhàn)是，如今做出錯(cuò)誤技術(shù)選擇的風(fēng)險(xiǎn)真的非常大。

所以他們可能不會(huì)像他們需要的那樣冒險(xiǎn)，盡管我認(rèn)為英特爾現(xiàn)在似乎表現(xiàn)出愿意承擔(dān)一些風(fēng)險(xiǎn)的跡象。例如，有人可能會(huì)爭(zhēng)辯說(shuō)，英特爾多年來(lái)一直處于領(lǐng)先地位，但后來(lái)他們對(duì)極端紫外線持保守態(tài)度。他們?nèi)套×?，沒(méi)有像臺(tái)積電那樣投資大量制造能力。這就是沒(méi)有承擔(dān)足夠風(fēng)險(xiǎn)、更加規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的例子之一。臺(tái)積電押對(duì)了。英特爾在這方面沒(méi)有下注，因此他們有點(diǎn)落后。這并不意味著他們無(wú)法通過(guò)承擔(dān)一些風(fēng)險(xiǎn)，將大量投資投入到基礎(chǔ)研發(fā)中來(lái)趕上。

再來(lái)說(shuō)說(shuō)臺(tái)積電，他們是一家什么樣的公司？當(dāng)人們考慮到芯片短缺的問(wèn)題，而臺(tái)積電就在其中，他們應(yīng)該如何考慮臺(tái)積電？

他們應(yīng)該把臺(tái)積電看成一個(gè)頑固的人。臺(tái)積電于 1980 年代從臺(tái)灣工業(yè)技術(shù)研究院 ITRI 分拆出來(lái)。追求這種代工模式，他們真正創(chuàng)造了代工模式，即把你的設(shè)計(jì)發(fā)給我，我為你制造。在那些日子里，這是大多數(shù)芯片制造商不想做的工作，因?yàn)樗琴Y本密集型的，而且是一項(xiàng)艱苦的工作。在整個(gè) 80 年代和 90 年代以及 2000 年代初期，臺(tái)積電一直在堅(jiān)持不懈地改進(jìn)他們的產(chǎn)品，并成為一家非常以服務(wù)為導(dǎo)向的公司。換句話說(shuō)，他們的角色是滿足客戶(hù)的需求。

美國(guó)的很多人看著它，說(shuō)，好吧，他們?cè)敢庾鲞@個(gè)。這不是一個(gè)非常有利可圖的生意，他們可以比我做得更好。那么我為什么要做呢？

現(xiàn)在在這個(gè)過(guò)程中實(shí)際發(fā)生的事情是他們學(xué)習(xí)并非常擅長(zhǎng)，他們獲得了規(guī)模，他們能夠在多個(gè)客戶(hù)之間聚合規(guī)模。在半導(dǎo)體業(yè)務(wù)中，規(guī)模非常重要，因?yàn)槟闳绾潍@得良品率、如何改進(jìn)工藝是通過(guò)制造芯片、將它們銷(xiāo)售給人們，并學(xué)習(xí)如何更有效地做到這一點(diǎn)。因此，他們能夠在多個(gè)不同的客戶(hù)之間聚合規(guī)模，許多美國(guó)無(wú)晶圓廠公司和政策制定者認(rèn)為這是不可能的，但他們做到了。他們頑強(qiáng)地投資。當(dāng) GlobalFoundries 成立時(shí)，他們認(rèn)為這是一個(gè)致命的威脅。然后他們瘋狂地投資以領(lǐng)先于他們。所以你必須以最大的尊重來(lái)看待他們的所作所為。

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問(wèn)題十二：我們問(wèn)了很多CEO，你認(rèn)為芯片短缺什么時(shí)候會(huì)結(jié)束？他們認(rèn)為仍然會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間而且永遠(yuǎn)都不確定。你認(rèn)為什么時(shí)候會(huì)結(jié)束？你認(rèn)為它會(huì)結(jié)束嗎？

它不會(huì)像終點(diǎn)線處的膠帶斷裂一樣，讓芯片短缺這件事戛然而止。相反，供應(yīng)增加會(huì)將需求穩(wěn)定在更合理的水平，屆時(shí)人們將有大量庫(kù)存需要處理，我想出現(xiàn)這一現(xiàn)象的時(shí)間節(jié)點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)在2022年年中。

原文：《WHY THE GLOBAL CHIP SHORTAGE IS MAKING IT SO HARD TO BUY A PS5》