如今芯片短缺問(wèn)題，不只是中國(guó)才有，全球都出現(xiàn)了缺芯的局面。毫不夸張地說(shuō)，我們?nèi)粘Ｉ钪写蟛糠謻|西都是所依賴這些被稱為半導(dǎo)體的晶圓狀電路芯片驅(qū)動(dòng)的。

據(jù)估計(jì)，汽車的40%與電子產(chǎn)品有關(guān)。這使得這一關(guān)鍵部分的短缺與美國(guó)經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)，以至于拜登總統(tǒng)在2月24日簽署了一項(xiàng)行政命令，授權(quán)對(duì)美國(guó)經(jīng)濟(jì)的六個(gè)部門進(jìn)行長(zhǎng)期供應(yīng)鏈審查，并對(duì)半導(dǎo)體及其制造所需的材料進(jìn)行短期審查。

根據(jù)賓夕法尼亞大學(xué)的說(shuō)法，為了了解短缺的范圍、先例，以及短缺是否會(huì)很快結(jié)束，沃頓商學(xué)院松下制造與物流教授Morris A.Cohen解釋了目前的情況。

半導(dǎo)體是什么?它為哪些典型的東西提供能量或者是必需的?

現(xiàn)在，幾乎所有的東西。你的電話、電視、家用電器、汽車——你能想到的都有。我們使用半導(dǎo)體芯片來(lái)控制和修改過(guò)程，作為消費(fèi)者和個(gè)人，我們擁有和使用。我們也在工業(yè)設(shè)備、飛機(jī)、汽車上使用它們——它們無(wú)處不在。

媒體的話題似乎集中在汽車上。為什么？

汽車正面臨著芯片短缺危機(jī)。芯片供應(yīng)不足導(dǎo)致他們?cè)谑澜绺鞯仃P(guān)閉工廠、減產(chǎn)和裁員。原因是，生產(chǎn)商沒(méi)有芯片，很多人都沒(méi)有想過(guò)這一點(diǎn)，其實(shí)我們今天的車?yán)镉泻芏嘈酒?。你可以把汽車看作一臺(tái)移動(dòng)的電腦。每輛車都有各種各樣的系統(tǒng)，包括暖氣、空調(diào)、娛樂(lè)、發(fā)動(dòng)機(jī)，它們都由電子芯片控制和監(jiān)控。在制造業(yè)，你很清楚，當(dāng)制造商缺少一個(gè)零件時(shí)，不管它有多小，你都無(wú)法完成裝配或裝運(yùn)產(chǎn)品。順便說(shuō)一下，這以前也發(fā)生過(guò)。

所以這是有先例的?

對(duì)。2011年，日本福島發(fā)生了著名的地震，其后果是有一家名為Renasas的主要為汽車行業(yè)，也為其他行業(yè)生產(chǎn)芯片的公司受到了地震影響。這家離福島不遠(yuǎn)的工廠是全球汽車芯片的主要供應(yīng)商。由于海嘯和地震，工廠被關(guān)閉了。因此，全球產(chǎn)能大幅下降，降幅約為25%——非常明顯。世界各地的工廠不得不削減產(chǎn)量，關(guān)閉日本、德國(guó)和中國(guó)的制造商。當(dāng)時(shí)，所有這些制造商都在安裝組裝所需的模塊，稱為“組件”，即娛樂(lè)系統(tǒng)、燃油監(jiān)控系統(tǒng)或氣候控制系統(tǒng)。所有這些模塊，由不同的供應(yīng)商生產(chǎn)，然后組裝到汽車上。如今，許多組件和組件使用了大量芯片。事實(shí)證明，對(duì)于世界各地的許多制造商來(lái)說(shuō)，這家工廠是主要的供應(yīng)來(lái)源。所以，當(dāng)它倒下時(shí)，所有人都被打亂了。有趣的是，大多數(shù)公司甚至不知道這家工廠是他們供應(yīng)商的供應(yīng)商。這就是供應(yīng)鏈的本質(zhì)。它們不僅包括第一級(jí)供應(yīng)商，而且要求第一級(jí)以下的所有級(jí)別也滿足需求。這就形成了我們稱之為“菱形”的供應(yīng)鏈，也就是說(shuō)，有一個(gè)完美的瓶頸。所有的物流都必須經(jīng)過(guò)這一點(diǎn)，當(dāng)物流中斷時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)停止。

這種情況發(fā)生在2011年，主要制造商花了好幾個(gè)月的時(shí)間才恢復(fù)生產(chǎn)水平。是4個(gè)月還是6個(gè)月恢復(fù)生產(chǎn)，這取決于制造商。每個(gè)人都說(shuō)，“我們吸取了教訓(xùn)，知道自己的弱點(diǎn)在哪里。這種事肯定不會(huì)再發(fā)生了。”

它再次發(fā)生，聽(tīng)起來(lái)像是紙牌屋。

現(xiàn)在不僅僅是日本，豐田和三星也是汽車行業(yè)芯片的主要供應(yīng)商。這并不是說(shuō)他們被打亂了，只是因?yàn)榫薮蟮男枨笞兓?，他們沒(méi)有足夠的產(chǎn)能。這種情況不僅存在于汽車行業(yè)，而且存在于所有消費(fèi)電子產(chǎn)品制造商，它們使用的芯片比汽車行業(yè)多得多?？紤]一下去年由于大流行而發(fā)生的情況。我們?cè)诩依锟措娨?，使用我們的設(shè)備，人們購(gòu)買更多，消費(fèi)電子產(chǎn)品和其他設(shè)備的需求已經(jīng)上升。此外，(2020年)前兩個(gè)季度，汽車需求大幅下降。人們不買車了。因此，所有的制造商都認(rèn)為他們將不得不縮減規(guī)模，他們沒(méi)有訂購(gòu)更多的庫(kù)存。他們是有效的;這就是所謂的“即時(shí)”庫(kù)存管理或“精益”制造。因此，他們沒(méi)有訂購(gòu)額外的庫(kù)存。

去年下半年，汽車需求激增，人們突然開(kāi)始買車。當(dāng)制造商去訂購(gòu)更多的芯片時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)產(chǎn)能不足，因?yàn)楫a(chǎn)能已經(jīng)分配給了其他行業(yè)，比如消費(fèi)電子行業(yè)。

這只是疫情造成的嗎?

疫情是根本原因。它極大地?cái)_亂了需求模式，企業(yè)對(duì)這種需求沖擊的反應(yīng)方式或未能預(yù)料到這種沖擊，導(dǎo)致了一個(gè)問(wèn)題。制造商應(yīng)該能夠管理這些東西，這就是我們?cè)诠?yīng)鏈管理課程中教授的內(nèi)容：如何將風(fēng)險(xiǎn)降至最低，并使供需相匹配。不幸的是，他們?cè)谶@個(gè)地方摔倒了。你可以指指點(diǎn)點(diǎn)，說(shuō)他們做了錯(cuò)誤的決定，做出了各種事后解釋，但這主要是由前所未有的需求變化造成的。消費(fèi)類電子產(chǎn)品需求爆炸，導(dǎo)致汽車工業(yè)崩潰。

有沒(méi)有在美國(guó)制造芯片的趨勢(shì)?

聯(lián)邦政府已經(jīng)提出了一個(gè)名為“美國(guó)芯片”(CHIPS for America)的計(jì)劃，旨在促進(jìn)美國(guó)制造業(yè)?，F(xiàn)在我們所有人都知道供應(yīng)鏈的中斷。我研究這個(gè)課題好幾年了，沒(méi)人知道我在做什么。如果我們?cè)诿绹?guó)有更多的芯片制造工廠，我們就不會(huì)那么依賴外國(guó)供應(yīng)商，在生產(chǎn)中斷時(shí)也不會(huì)那么脆弱。這倒是真的。因此，美國(guó)政府現(xiàn)在正在推出激勵(lì)措施，試圖從本質(zhì)上把美國(guó)的半導(dǎo)體制造業(yè)帶回美國(guó)，這被稱為“回流”。美國(guó)過(guò)去在芯片生產(chǎn)方面占據(jù)主導(dǎo)地位，現(xiàn)在已降至全球產(chǎn)能的12%，這一比例相當(dāng)可觀，但過(guò)去這個(gè)比例要高得多。半導(dǎo)體是一個(gè)重要的產(chǎn)業(yè)，它不僅對(duì)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要，對(duì)國(guó)防也是如此。這些芯片在航空航天和軍事系統(tǒng)中被大量使用。

這就是論證。但是，建造一家半導(dǎo)體代工廠——一家生產(chǎn)芯片的工廠——現(xiàn)在的價(jià)格是40億到50億美元。組裝一座工廠需要數(shù)年的時(shí)間，甚至一旦投產(chǎn)，也需要長(zhǎng)達(dá)一年的時(shí)間來(lái)調(diào)整過(guò)程，使產(chǎn)量達(dá)到可行的水平。在前6到9個(gè)月，他們還需要測(cè)試和修改。你不能按下開(kāi)關(guān)就把工廠帶回家。

那可能也是一份技巧性的工作，對(duì)吧?

這些工廠是完全自動(dòng)化的。你可能會(huì)看到奇怪的人，但不會(huì)太多。我們有一個(gè)主要的半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)，為芯片工廠生產(chǎn)硬件。他們每年銷售數(shù)十億美元。其中最大的一個(gè)是應(yīng)用材料。芯片生產(chǎn)成本的主要組成部分是設(shè)備，它是高度自動(dòng)化的。組裝設(shè)備需要大量的熟練工人，運(yùn)營(yíng)工廠也需要一定數(shù)量的熟練工人。維護(hù)也是一個(gè)大問(wèn)題，因?yàn)槿绻慌_(tái)機(jī)器停機(jī)，工廠就會(huì)停機(jī)并停止生產(chǎn)，而這種中斷可能會(huì)造成每小時(shí)10萬(wàn)美元的損失。

這是一個(gè)資本密集型、復(fù)雜的行業(yè)。能力也受到巨大的技術(shù)變革的影響。每?jī)赡昊蛉?，制造商就?huì)改變技術(shù)，因?yàn)樗麄儠?huì)提出更好的芯片或設(shè)備設(shè)計(jì)。因此，這個(gè)行業(yè)受到摩爾定律的控制，即每18個(gè)月生產(chǎn)一個(gè)芯片的成本就會(huì)下降一半。這種情況已經(jīng)持續(xù)了40年。正因?yàn)槿绱?，我們擁有了令人驚嘆的廉價(jià)電子產(chǎn)品。

但生產(chǎn)這些產(chǎn)品的技術(shù)一直在不斷改進(jìn)和更新。我花了很多時(shí)間在這個(gè)行業(yè)。這是一個(gè)充滿挑戰(zhàn)的行業(yè)。像COVID - 19這樣的中斷導(dǎo)致主要客戶的需求像這樣來(lái)回波動(dòng)，將會(huì)有中斷。確實(shí)有。

這個(gè)問(wèn)題怎么解決？

我認(rèn)為它不會(huì)很快消失。你不可能在一夜之間創(chuàng)造產(chǎn)能，所以我們將不得不承受后果。

公司現(xiàn)在可以做出決定，實(shí)現(xiàn)彈性，從而減輕未來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，這也是他們都在努力做的事情。這可能基于尋找其他供應(yīng)商或重新設(shè)計(jì)產(chǎn)品和流程，或建立零部件庫(kù)存。這些都在盡可能地進(jìn)行。而這也會(huì)產(chǎn)生一定的效果。類比衛(wèi)生紙，當(dāng)危機(jī)開(kāi)始時(shí)，你去超市看到的是空蕩蕩的貨架。但正如我之前所說(shuō)，這并不是因?yàn)楫a(chǎn)能不足，衛(wèi)生紙的制造量足以滿足需求。我不是專家，但我認(rèn)為消費(fèi)不會(huì)有那么大的變化。所以，這是個(gè)問(wèn)題，"衛(wèi)生紙都去哪兒了？一半以上的衛(wèi)生紙都是以大卷紙的形式生產(chǎn)的，這些大卷紙都是給機(jī)構(gòu)用戶的，比如學(xué)校和工廠。而它們都被關(guān)閉了。你不能為家庭購(gòu)買大卷紙，它不適合。所以，你必須重新包裝生產(chǎn)。這需要時(shí)間，但不是幾年或幾個(gè)月--幾個(gè)星期就能重新調(diào)整機(jī)器。因?yàn)檫@基本上是同樣的產(chǎn)品。他們還必須重新分配可用的供應(yīng)，以動(dòng)態(tài)地重新平衡供應(yīng)和需求。他們做了所有這些事情，結(jié)果一個(gè)月后，商店的貨架上有很多衛(wèi)生紙。這個(gè)問(wèn)題就解決了。

你可以嘗試在半導(dǎo)體上做同樣的事情，但不會(huì)有那么好的效果。你不能只是重新包裝它們。

汽車中使用的芯片對(duì)于汽車的設(shè)計(jì)也是高度專業(yè)化的。你不能把雪佛蘭Bolt芯片用在特斯拉上。因此，你不能集中供應(yīng)和重新分配。你可以用衛(wèi)生紙做到這一點(diǎn)，因?yàn)樗且环N商品。但這些芯片是高度專業(yè)化的，這就限制了集中供應(yīng)以緩解這一危機(jī)的能力。

原文標(biāo)題：專家分析 | 半導(dǎo)體芯片短缺不會(huì)很快結(jié)束

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