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缺芯成手机行业“照妖镜”:厂商恐慌性囤货,

发布时间:2021/06/28 丨 文章来源:未知 丨 浏览次数:

凯博国际资讯网:复旦大学微电子学院教授、矽典微结合开创人徐鸿涛博士给《中国新闻周刊》讲了一个故事,一家国际知名的芯片厂商希望把一款产品转到一家晶圆代工厂消费,这家代工厂表示本人需求购置设备才干扩大产能停止消费,于是就联络设备厂商,但是设备厂商表示本人也没法出产设备,由于没有芯片厂商的芯片。他提示,这不是一个“段子”,而是真实发作的状况,“这是一个死循环”。

“缺芯”的现状曾经影响了半导体产业链上的各个环节,这场去年年底由汽车芯片短缺牵引出的“缺芯潮”已然逐渐蔓延。一开端可能只是某个类别、某种制程芯片的短缺,但裹挟着人们关于供给链平安的隐忧,“缺芯潮”的涉及范围在不时扩张,高盛最新研讨报告指出,全球多达169个行业在一定水平上遭到芯片短缺的打击。

手机芯片常常被以为是供给最为充足的品类,相比于此前缺芯的汽车行业在芯片产能中不高的占比,手机及其周边产品芯片产能占领台积电这家全球最大的晶圆代工厂三成以上。一旦缺芯,影响面更大。

缺芯以至引发了半导体产业史无前例的紊乱。“一款芯片能够在多个制程投产,企业会选择性价比最高的制程,比方一款芯片本来在65nm制程投产,但由于该制程产能紧缺,企业就会下认识向下一个制程节点推进,选择在40nm或28nm投产,这样层层传送,一些去年尚未紧缺的制程产能也逐步变得紧缺。”徐鸿涛说。

产能通道越来越拥堵

商定的采访时间曾经过去40分钟,刘东才坐到《中国新闻周刊》记者对面,他是上海一家芯片设计公司CEO,刚刚完毕与华虹宏力指导会面的他慨叹,“如今想要见代工厂的人一面太难,邀约屡次才布置了这次会面。”

这背后是晶圆代工厂紧俏的产能。集成电路产业有两种商业形式,一种是IDM形式,即芯片设计、制造、封装、测试四个环节在同一家企业完成。与之相对应的是专业分工形式,四个环节由不同企业完成,芯片设计公司将消费外包给晶圆代工厂,两者相似苹果与富士康间的关系,人们熟知的台积电、中芯国际便属晶圆代工厂,其位置有如衔接沙漏两个玻璃球的狭窄通道,有几芯片以怎样的速度托付终端客户,恰恰取决于“通道”的宽窄。

“对晶圆代工厂而言,最根本的产能单位就是25片晶圆,即1个LOT,不同品种的芯片尺寸各异,一片晶圆能够切割出数量不等的芯片,从一千颗左右到上万颗。”刘东通知《中国新闻周刊》,“我们每月只希望增加200片产能,但如今哪怕增加1个LOT的产能都很难,由于这就意味着其他公司的产能被削减。”

据华虹宏力2020年财报披露,其2020年月产能可达22万片8英寸等值晶圆。有上海市集成电路行业协会人士通知《中国新闻周刊》,目前华虹宏力产能应用率以至已达100%~104%。

手机厂商是芯片的大客户之一

刘东的公司希望增加一款OLED屏幕电源管理芯片的产能,本来方案在今年进入导入期,估计产能200片/月,客户包括主流OLED屏幕厂商,下游客户是手机等3C产品厂商。刘东坦言,“下游传导来的压力十分大,客户以至责备我们不守商业信誉。”

每月新增200片晶圆产能都难以完成,这是芯片产能紧缺的影响曾经传导至手机等3C产品厂商的一个缩影。在刘东的记忆中,产能紧缺从去年第三季度便已显现,至第四季度已与当今状况相差不多。

一位无晶圆厂商担任人向《中国新闻周刊》回想,去年八九月间曾经在投片时感到艰难。所谓投片,是指芯片设计公司向代工厂下订单,假如有产能便会随之进入产线。“去年八九月时可能要等一两周,到10月、11月时可能就要等候一两个月了,如今则是每个月都要到代工厂沟通,看看能不能挤出一些产能。”

徐鸿涛解释说,其实一款芯片一旦进入消费线到交货,这个时间相对固定,快一点的话不到两个月,慢一点是两到三个月,但排队等候进入产线的时间与产能有关,“如今时间曾经很难讲”。

等候所带来的焦虑曾经传导到下游厂商。上海来远电子科技有限公司(下称“来远电子”)主要产品是TWS耳机电源管理芯片和效劳于手机快充功用的协议芯片,总经理苏淼说,有一位做手机周边电子产品的客户专程从深圳飞到上海,就是为了看一款快充芯片的消费进度,“我通知他芯片曾经进入封装环节,但他还是执意想要亲身看芯片是不是真的在封装。”

而小米管理层今年已于多个场所谈及缺芯话题。今年2月,小米集团合伙人、高级副总裁卢伟冰曾发布微博称,“哎,今年芯片太缺了。不是缺,是极缺……”“芯片缺货的周期不会太短,今年肯定不可能缓解,悲观的话明年上半年会缓解,但我觉得也有一定的难度,也可能明年会呈现整体缺货的情况。”大厂曾经提早开端囤货,4月底,卢伟冰再度谈及这个话题时透露,以骁龙888芯片为例,小米拿到的货可能是中国一切其他厂商加起来1~2倍。



4月14日,慕尼黑上海电子展上展出的汽车芯片

“产业链都首先保证手机芯片供给,由于手机是拉动其他消费电子产品消费的中心。”刘东透露,如今不论下几订单,晶圆代工厂每月分配给每家芯片设计公司的产能都是定额,“想要投产哪些产品本人定,在这种状况下的确会砍掉一些消费类产品客户,全力保证华米OV这样的手机厂商。”

波士顿咨询与美国半导体协会发布的报告显现,智能手机运用芯片的销售额以26%的占比在6个应用范畴中排名首位。虽然如此,手机厂商依然遭到芯片短缺的冲击,苹果亦遭到影响。彭博社去年11月初曾报道称,苹果正面临电源管理芯片短缺。

“华米OV对产业链的议价才能跟苹果不在一个数量级,苹果不光会关注芯片设计公司这一级供给商,还会协助他们拿到代工厂的产能保证。”一位国内手机厂商的供给链人士通知《中国新闻周刊》,理论上说,即便全世界都缺芯,苹果手机也不会缺。

真实需求与恐慌囤货,或许各有一半

产能紧缺的背后是需求的迸发,“宅经济”通常被以为是去年以来消费电子产品需求增加的缘由。

2020年,笔记本电脑出货量同比增长30%,到达2.24亿台,新冠肺炎疫情于去年第二季度在全球爆发,平板电脑销量在当季便增长了17%,全年增幅也到达21%。此外,与远程办公、“宅经济”等相关的电子产品例如摄像头、耳机、显现器、效劳器等均呈现销量激增的现象。



随着越来越多生活用品的电子化、智能化,对芯片的总需求量正在不时上升

而随着电子产品,以至一些居家用品的智能化,其所需的芯片数量也在不时上升。上海菲戈恩微电子科技有限公司(下称“菲戈恩”)CEO黄昊向《中国新闻周刊》举例说,以前一盏台灯不需求任何芯片,但随着5V可调光LED台灯的提高,至少需求将电压从220V转换至5V的MOS管芯片和LED驱动芯片。“包括日常见到的电动自行车由于由电能驱动也需求电源管理芯片”。

同样,智能手机所搭载的芯片数量也在不时攀升。在5月底的一场演讲中,卢伟冰引见说,一部5G手机所需求的芯片的数量和产能大约是4G手机的两倍,射频芯片的需求大约是4倍,而且5G手机开展速度十分快,这形成了大量的芯片需求。

“智能手机需求搭载的电源管理芯片越来越多,每一套子系统,如射频、音频、WiFi等都需求单独的电源管理芯片,在智能手机具有多条电源轨的状况下,电源管理系统也一定是散布式的。”苏淼以近期手机厂商颇为短缺的电源管理芯片为例解释,“智能手机的功用在增加,相当于在河流主干道上分出更多主流,而每一条主流都需求装备电源管理芯片。”

此前有传言称,正是由于芯片紧缺,华为不再随手机赠送电源适配器,即人们常说的“充电器”。固然受访的多位电源管理芯片设计厂商都向《中国新闻周刊》承认了这一说法,但随着快充的提高,充电器所需芯片数量的确在成倍增长。



编辑参观者在2020中国国际半导体博览会上观看中芯国际消费的芯片

“以前手机运用的充电器只需求两颗芯片,但随着Type-C充电接口提高,快充时期到来,充电器用到五六颗芯片很正常。”刘东说,过去充电线也不需求芯片,但往常适用于快充的充电线都要搭载一颗协议芯片,“仅此一项所带来的芯片需求增量便是‘天量’。”

确实,以智能手机的出货量,每部手机哪怕只增加一颗芯片都会构成“天量”需求。

上海酷芯微电子有限公司(下称“酷芯微电子”)董事长姚海平对《中国新闻周刊》说,“比方从iPhone 8 到 iPhone 12,摄像头数量从1个增加到3个,意味着所需芯片数量也在成倍增长,智能手机每年的出货量能够到达10亿级,仅摄像头数量增加给芯片产能带来的压力不可思议。”

理想中,从2020年下半年开端,效劳于摄像功用的CIS芯片便呈现短缺,Omdia在今年1月的报告中指出,应用在中低端手机的500万像素和800万像素的CIS芯片正面临严重短缺现象。全球第二大CIS供给商三星从2020年12月开端,曾经将其CIS的价钱提升了40%,而其他CIS供给商也提价20%左右。

智能手机所需芯片数量在增加,但这似乎并缺乏以解释短期内订单的激增。

“安卓手机简直百分之百有指纹辨认功用,扫除苹果的各类终端,2020年指纹辨认芯片的市场范围为10亿颗,相比2019年增幅达10%~15%,9亿颗用于智能手机,剩下的被平板电脑、笔记本电脑、智能门锁等市场瓜分。”黄昊通知《中国新闻周刊》,去年菲戈恩指纹辨认芯片出货量为4000万颗,今年估计增长50%,到达6000万颗,5500万颗被手机厂商采购,主要客户便是三星与一家国内手机厂商。

“50%的增幅的确超越往年。”黄昊剖析,一方面是拿到了主要面向亚非拉手机市场的客户的订单,“南亚4G网络根本上在过去两年提高,印度、巴基斯坦、孟加拉国三国有20亿左右人口,从功用机切换到智能机增量明显。”此外,另一个缘由便是三星为了争夺华为空出的市场增加备货。

2020年,先是华为突击囤货,继而引发其他手机厂商或是为了争夺市场,或是出于恐慌备货。2020年末,华为存货及其他合同本钱高达1676.67亿元,而2020年上半年,这一数据曾高达1803.9亿元。华为轮值主席郭平曾在去年9月15日美国禁令生效后引见,禁令生效当天还在入库最后一批货。



2021世界半导体大会上展出的台积电消费的芯片

姚海平解释,华为海思突击囤货,招致可能原本只要5%的供给缺口,扩展成了10%,以至15%,每家厂商看到产能紧缺的状况后都要囤货,又进一步扩展了产能缺口,形成恶性循环。晶圆代工厂无从知晓客户所下订单是有真实需求,还是出于恐慌性囤货。“业界难以判别真实需求与囤货的占比,或许各有一半。”

有小米供给商通知《中国新闻周刊》,比方小米的真实需求可能只要1000万颗芯片,但在产能紧缺的状况下,为了最大水平保证供给链平安,其会给A、B两家供给商同时下单1000万颗芯片,而A、B两家供给商同时会向晶圆代工厂下单1000万颗芯片订单,招致代工厂账面上多出1000万颗芯片需求,从而加剧了晶圆厂的产能慌张。

这即是台积电董事长刘德音所谓“反复下单”要素。他此前曾表示,不肯定性及市占率改动的时分,一定会有超额订购的状况呈现。

“各个厂商都要备足子弹争夺市场,去年9月份以来,各个手机厂商的订单量都有所上升,去年9月、10月间指纹辨认芯片也阅历过短缺,主要就是关于激增的市场需求短少准备。”黄昊说,三星指纹辨认芯片的订单量增长明显。

刘东以至以为,一些大的公司也会把供给链作为武器去攻击竞争对手,“由于市场上的货就这么多,一家公司拿到了货就意味着另外一家公司缺货。”

这种恐慌型备货曾经从终端厂商传导至芯片厂商,姚海平指出,如今会向代工厂下比拟大的订单,“代工厂实践分配的产能跟公司需求的产能根本上是均衡但趋紧的状态,但这无疑使得代工厂的产能显得愈发拥堵。”

构造性缺芯之困

真实需求的增长与恐慌下的备货共同推高了需求侧,但供应侧显然没有做好足够的准备,这也与晶圆代工厂产能弹性缺乏有关。“普通而言,代工厂的产能应用率会维持在80%以上,往常提升至接近100%的程度,其实产能弹性十分小,即便增加百分之二三十的需求,都会给供给链带来恐慌。”一位晶圆代工厂人士向《中国新闻周刊》解释。

随着“缺芯潮”蔓延,各家晶圆代工厂的产能应用率都维持高位,台积电自去年以来不断维持在100%以上,今年第一季度,中芯国际的产能应用率也达98.7%。产能的确难以匹配需求的增长,波士顿咨询与美国半导体协会发布的报告显现,假如要在2030年满足当年对芯片的需求,需求在现有产能的根底上增加56%。



2020年2月18日,在北京经济技术开发区,中芯国际消费厂的工作人员在操作设备

但产能缺乏在当下的表现更多是某类芯片产能缺乏,用卢伟冰的话说便是“构造性缺货”。那么缺货的又是哪些芯片?

今年3月底,上海市科学技术委员会与上海市集成电路行业协会曾发布过一份“芯片紧缺专题调研报告”,其提供应《中国新闻周刊》的调研结果显现,受影响最大的是电源管理、显现驱动类产品,产能供应均匀只要30%左右,而挪动通讯及手机周边产品、存储器产品、指纹辨认传感器产品的产能范围满足率在80%~85%。

卢伟冰以5月底发布的Redmi Note10 Pro为例,称其一共用到114颗芯片,其中有三类芯片最为紧缺:处置器芯片、屏幕驱动芯片以及电源充电芯片。

“一些先进制程的芯片并不面临严重缺货,反而是像屏幕驱动芯片、电源管理芯片这样的周边产品缺货。但是最后发现,一部手机少任何一颗芯片都出不了货,这反映了半导体产能存在构造性问题。”苏淼通知《中国新闻周刊》。

刘东公司的电源管理芯片客户包括华米OV等手机厂商,他说,今年以来,电源管理芯片每个月的出货量在9000万到1亿颗之间,其中约一半用于手机,去年同期这一数字仅为5000万到6000万颗。但往常每月不到1亿颗的出货量远不能满足订单需求,“每月接到的订单量在1.5亿到1.6亿颗之间,假如要满足手机客户的需求,现有产能需求翻倍。”电源管理芯片之短缺由此可见一斑。

晶圆代工厂一端的感受亦是如此,5月14日,中芯国际结合首席执行官赵海军在投资人会议上称,目前成熟制程产能仍是十分吃紧,缺口最大的是 0.15/0.18 微米的电源管理芯片,他以至直言,“电源管理芯片的缺口十分大,基本无法处理。”

0.15/0.18微米的制程,远非外界颇为关注的5nm、7nm这样的“先进制程”,采用“成熟制程”的电源管理芯片为何堕入短缺?“随着快充的提高,手机等电子产品关于电源管理芯片的请求进步,芯片面积越来越大,使其可以经过更大电流,一片晶圆产出的芯片数量在减少。”刘东解释,“电源管理芯片根本投产于8英寸晶圆,但是在过去一段时间,代工厂更多在扩大12英寸晶圆产能,8英寸晶圆产能停滞不前,这一轮同样十分紧缺的MCU(微控制处置器)同样多投产于8英寸晶圆。”

所谓8英寸、12英寸指两种不同面积的晶圆,12英寸晶圆产线在近年成为扩产的主力。广发证券研报显现,1990年第一座8英寸晶圆厂树立后,其数量曾阅历疾速扩张,到2007年到达200座,尔后8英寸晶圆厂的数量逐渐下滑,如在2008年至2016年间,就有37座8英寸晶圆厂关闭、15座8英寸晶圆厂转为12英寸。直到2018年,8英寸晶圆厂刚才进入复苏阶段,一个标志性事情便是当年台积电自2003年以来初次宣布新建8英寸晶圆厂方案。

固然晶圆面积越大所能切割出的同一品种芯片数量也越多,但关于一些品类的芯片来说,短期内难以摆脱对8英寸产线的依赖。

“从久远看,12英寸晶圆产线肯定是趋向,但远水解不了近渴,基于8英寸晶圆的芯片设计没法直接拿到12英寸产线消费,由于其请求芯片设计公司更改设计,相当于产品迭代,需求时间。”深迪半导体公共关系担任人黄杜通知《中国新闻周刊》。

刘东则从本钱角度解释了为何电源管理芯片依赖于8英寸产线,“基于8英寸产线的0.18微米制程芯片以至能够说是目前全世界最短缺的芯片,由于假如将其迁移至12英寸晶圆,制程就要变为0.1微米或90nm,0.18微米能够说是8英寸产线和12英寸产线的分界限,其能够将8英寸的性能发挥到极致,由此取得了极高的性价比,假如迁移到12英寸产线,芯片的性价比会降低,从而失去市场竞争力。”

面临相似窘境的还有MCU。“如今市场上最缺的可能就是8位MCU,应用于一些简单的控制场景,比方家电、玩具、电动牙刷等。”苏淼解释,除了8英寸产能紧缺的要素,在整体产能偏紧的状况下,一些芯片厂商将有限产能更多分配给高附加值产品,招致像电源管理芯片、8位MCU缺货,此前一颗8位MCU最廉价时只卖到4毛钱。

关于芯片设计公司来讲,在分配到的产能有限的状况下,常常会投产附加值更高的芯片。刘东通知《中国新闻周刊》,公司希望首先保住汽车和工业级客户,这类产品的毛利更高,而且从久远看需求稳定。

关于一些国际芯片厂商来讲亦是如此。有小米供给商向记者透露,小米本来大量采购德州仪器的电源管理芯片,但由于手机芯片的毛利率较低,德州仪器选择保住车规芯片产能,不再承受小米订单,招致小米转而寻觅国内供给商。“这局部订单转移到国内芯片设计公司后,其只能向代工厂下单,像这类从国际芯片厂商,特别是IDM厂商排斥出的订单也加剧了代工厂的产能紧缺”。

附加值更高的芯片挤掉附加值较低的芯片的产能,层层传送,一些消费电子产品所需的芯片产能同样会被手机芯片挤掉。

“目前国内无人机厂商最为紧缺的就是WiFi芯片,本来高通有一款高性能WiFi芯片十分合适无人机运用,但由于高通可以拿到的产能同样紧缺,就将有限产能分配给手机芯片,从而砍掉WiFi芯片产能。”姚海平透露,公司因而在今年拿到五六千万颗的新增订单,“这关于国内厂商是时机,但在产能紧缺的状况下能否接住也是考验。”

但挖苦的是,被以为低附加值的MCU反而成为当下价钱涨幅最大的芯片,多家芯片厂商担任人都通知《中国新闻周刊》,以前一颗几毛钱的MCU往常以至能够被炒到近10元,“今年做MCU的厂商反而赚翻了”。

凶猛的涨价潮

当然,涨价的不止是MCU。从制造,到封装,以至到上游的原资料,芯片产业链都在涨价,压力之下,芯片涨价成为必然。

以指纹辨认芯片为例,黄昊引见,从细分品类来看,用于智能门锁的指纹辨认芯片价钱大约同比上涨了80%,而更多应用于手机的超薄屏下指纹辨认芯片的涨幅大约在20%。在正常状况下,一颗超薄屏下指纹辨认芯片的价钱大约为5美圆。“这两种芯片的面积都比拟大,因而会占用上游晶圆厂更多的资源,从而上涨的幅度较为明显,像超薄屏下指纹辨认芯片一片12英寸的晶圆只能切出1000多颗。”相比之下,一片8英寸晶圆能够切出万余颗电源管理芯片。



编辑湖南郴州市一家企业消费车间内的机顶盒芯片

“关于电源管理芯片而言,其实大幅度涨价是涨不动的,只能去跟客户磋商,假如再持续之前的价钱就做不下去了,看看是不是能略微提价吸收这局部本钱,这样才干把生意做下去。”刘东说。

他透露,这背后是代工厂凶猛的涨价潮。“我们曾经在台湾的代工厂阅历过产能拍卖了,价钱被拍上了天,根本是之前的代工价钱乘以二。”

刘东引见,除去拍卖产能,台湾一家代工厂从去年第三季度开端曾经涨价三轮,“去年第三季度、第四季度,今年第一季度,每一轮涨价的幅度都在20%~30%之间,其实最终的结果也跟拍卖价钱相差不多。”

当然,明显涨价也并非一切代工厂的选择,一位代工厂人士说,大陆代工厂的涨幅也就是15%~20%之间。酷芯微电子的芯片有局部在台积电投产,姚海平透露,台积电并未拍卖产能,也并未大幅提价,但代工价钱的确更为坚硬。“目前代工厂的日子比拟舒适,但半导体产业周期性很强,他们也会有苦日子,因而更为看重与客户之间的长期关系。相比之下,反而是与客户联络没有那么严密的封装厂涨价明显,由于客户切换封装厂较为容易,黏性也没有那么强。”

据理解,目前国内封装价钱上涨了将近一倍,局部缘由是封装所需的铜的价钱大幅上涨。姚海平表示,大局部芯片的本钱构成中封装所占比例都会小于制造,但是关于一些对封装请求较高的芯片,如车载芯片,封装本钱以至会高于制形成本。“关于像酷芯微电子消费的一些用于无人机、智能家居产品的芯片,本来封装本钱只占到三分之一,往常逐渐上升至一半左右。”

芯片产业链提价明显,包括手机在内的消费电子产品的终端厂商又面临怎样的本钱压力?

“如今终端客户特别难受,我们的一些客户特地消费TWS耳机运用的电路板,目前曾经没有利润可言,但也要咬牙做下去,一颗MCU的价钱曾经从几毛钱上涨到几块钱,假如电源管理芯片再加价这些企业根本就挂掉了。”苏淼通知《中国新闻周刊》。

相比之下,一些整机品牌厂商的日子要好过一些,一家深圳的TWS耳机厂商表示,迫于本钱压力,企业曾经在电商渠道悄然提价,“幅度有限,可能只要几块钱,而且会砍掉一些之前的优惠,普通消费者难以发觉。”

其实,关于芯片本钱占比越来越高的智能手机而言,涨价的压力似乎更大,但目前似乎并没有看到智能手机明显的涨价。

“其实终端产品要想明显涨价还是挺难的,顶多是价钱愈加坚硬一点,或者打折少一点,比方“618”期间,可能就会发现手机的优惠幅度小了,经过这样的方式完整能够做到全年均匀下来每部手机的出货量高5%,但消费者可能感知并不明显。”姚建平说。

但是刘东也提示,假如要换手机的话要趁早,“如今手机厂商还不敢涨价,常常是真实消化不了本钱后才会思索涨价。像空调、冰箱这样直接本钱更高的产品曾经涨价,当然它们主要是由于大宗商品价钱上涨,手机没有涨价是由于厂商还有才能消化,由于它们的毛利率还比拟高,但估计到今年第三、第四季度调价就可能呈现。”

手机品牌realme 副总裁徐起此前曾表示,受手机供给链上游芯片、电池、套片等原资料紧缺影响,今年下半年手机价钱可能会产生浮动。“上半年的价钱要珍惜,下半年可能要看整体的供需关系,来决议手机产业的价钱走向。”

“缺芯是行业的照妖镜,也是试金石。”卢伟冰直言,“在缺芯之下,可能有的公司会高端涨价,中端降配,旗舰裸奔,把千元(机)的芯片用到旗舰(机),经过包装卖更高的价钱。”

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