疫情高峰已成过去 全球「缺芯」为何还未痊愈?( 二 )


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最新数据显示 , 2020年8月至2021年8月间的全球芯片销售额增长了29.7% 。 需求受益于云计算和5G等技术的推动 , 而汽车和家电等各类产品也都在加大芯片的使用量 。
哈佛商学院教授、前英特尔董事大卫·约菲(David Yoffie)表示 , 居家办公、居家娱乐和电子商务使得许多高科技产品的需求暴涨 , 这出乎许多人的意料 。
芯片厂商大约到一年前才意识到这种需求的持续力度 , 但转向并非一朝一夕之事 。 新建芯片工厂需要耗费数十亿美元 , 还要花费好几年时间 。 约菲指出:“大约需要两年时间才能建起一座新工厂 。 而且工厂规模越来越大 , 成本越来越高 , 也越来越复杂 。 ”
索尼和台积电近日宣布 , 将投资70亿美元在日本建设一座能够生产旧元件的芯片工厂 , 但要到2024年底才能投产 。 英特尔也在投资建设几座技术先进的新工厂 , 但也得2024年才会上线
约菲指出 , 只有荷兰ASML公司(全球最大的半导体设备制造商之一)能够供应生产尖端芯片所需的极紫外光刻机 , 售价高达1.2亿美元 。 但ASML无法加快供应速度 , 满足暴增的需求 。
设备和材料短缺生产半导体所需的许多物品也很短缺 。 制作印刷电路板的基片 , 也就是固定芯片的表面 , 一直以来都很难采购 。
这些电流板是芯片之间相互通讯的关键 。 康奈尔大学纳米科学与技术研究中心运营总监罗恩·奥尔森(Ron Olson)还指出 , 与制造过程相关的某些复杂物品 , 例如个人防护用品和天然气管 , 现在也出现延迟交货 。
建设新工厂和扩大现有工厂的产能 , 也对半导体生产设备供应链构成压力 。 “我们往往会关注芯片工厂 , 但芯片工厂需要一整套东西才能成为芯片工厂 , 这些东西现在也出问题了 。 ”康奈尔大学材料工程教授克里斯·奥博(Chris Ober)说 , “如果大家都想生产芯片 , 那就会抢购同样的设备 。 ”
高度专业化的半导体设备生产商数量有限 , 交货周期很长 。 此外 , 在工厂安装和测试这些设备的可靠性同样要耗费很多时间 。
“买设备要花半年到一年 , 然后还要进行各种工艺开发和设备鉴定 。 ”奥尔森说 , “这都要花时间 。 ”
劳动力短缺要满足日益增长的芯片需求 , 除了得建更多芯片厂之外 , 还得招更多的人 。 半导体贸易组织IPC 9月末发布报告称 , 将近4/5的制造商难以招到合适的工人 , 欧洲和北美的问题尤其严峻 。
要处理芯片生产过程中使用的有毒化学物质 , 员工得接受专门的培训 , 这就给增加用工量带来了又一个瓶颈 。 企业现在都在靠更高的薪资、更灵活的工作时间还有培训和教育机会来吸引新员工 。

疫情高峰已成过去 全球「缺芯」为何还未痊愈?

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美国《俄勒冈人报》报道称 , 英特尔甚至在在电视和广播上投放了“求助”(help wanted)广告 , 专门招募勤工俭学的大学生 。
资源向尖端芯片倾斜 , 老式芯片“难产”资源不足的进一步影响在这时就体现出来了——并非所有芯片都“生而平等” 。
电源控制芯片、微控芯片和传感器等简单半导体元件成为主要的短缺来源 。 这些设备的复杂度远不及智能手机和游戏机使用的CPU和GPU , 使用的制造工艺也不算复杂 。 但它们的应用范围极其广泛 , 从微波炉到医疗设备 , 再到玩具 , 几乎所有产品都会用到这种电子元件 。


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