芯片對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人民生活的重要性不言而喻。但2020年下半年以來，芯片產(chǎn)能不足的狀況愈演愈烈。造成全球缺芯困局的原因來自供給、需求以及貿(mào)易制裁引發(fā)的產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)整三方面。未來只有政府、企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)、民間資本步調(diào)一致，形成合力，盡快突破關(guān)鍵核心技術(shù)難關(guān)，才能推動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

當(dāng)今信息社會(huì)，芯片無處不在，發(fā)揮著舉足輕重的作用。2020年下半年以來，芯片產(chǎn)能不足的狀況愈演愈烈。牽一發(fā)而動(dòng)全身，汽車、電子等多個(gè)行業(yè)受此影響面臨供應(yīng)緊張的問題，并引發(fā)銷售端的漲價(jià)潮。全球缺芯的原因?yàn)楹?，被“卡脖子”的中國芯片產(chǎn)業(yè)前景如何，這些問題都值得深入分析探討。

全球芯片短缺逐步蔓延

2021年，因缺芯導(dǎo)致產(chǎn)品減產(chǎn)或漲價(jià)的行業(yè)已經(jīng)從汽車行業(yè)蔓延至消費(fèi)電子、智能家電等領(lǐng)域。

一是汽車行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2021年5月上旬，全球數(shù)十家車企因芯片短缺而被迫減產(chǎn)甚至停產(chǎn)，包括通用汽車在美國、加拿大、墨西哥、韓國的工廠，福特在美國、德國的工廠，豐田在捷克的工廠，本田在日本、美國、加拿大的工廠，三菱在日本、泰國的工廠?，F(xiàn)代、沃爾沃、戴姆勒、斯巴魯、日產(chǎn)等也出現(xiàn)停工減產(chǎn)現(xiàn)象。另外，一汽大眾、上汽大眾、廣汽豐田、蔚來等中國車企也停產(chǎn)若干天。有咨詢公司預(yù)測(cè)，全球汽車芯片短缺的狀況將在整個(gè)2021年延續(xù)，可能直到2022年第二季度才能完全恢復(fù)。

二是手機(jī)行業(yè)。手機(jī)芯片用量十分驚人，“缺芯”狀況也十分嚴(yán)重。目前比較緊缺的主要是中高端芯片，蘋果公司的iPhone12系列、iPad等主流產(chǎn)品的產(chǎn)能受到芯片短缺的制約，而此前華為芯片由于受到美國的制裁，在一段時(shí)間內(nèi)僅靠庫存度日。

三是家電行業(yè)。近年來，在“智慧家庭”的趨勢(shì)下，家用電器行業(yè)的芯片需求也越來越大。受芯片短缺的影響，家電產(chǎn)能受到制約，價(jià)格出現(xiàn)攀升。如TCL近期上調(diào)所有尺寸電視價(jià)格，而格力、海爾、海信、奧克斯、志高等品牌空調(diào)價(jià)格也出現(xiàn)100元至300元的上漲。

四是游戲機(jī)行業(yè)。微軟的最新游戲機(jī)Xbox Series X自2020年11月上市以來，供貨量十分有限，微軟預(yù)計(jì)在2021年6月之前，該系列機(jī)型都會(huì)供不應(yīng)求。日本娛樂廠商任天堂的社長則表示，由于芯片缺貨，該公司的主力游戲機(jī)Switch可能無法達(dá)到計(jì)劃產(chǎn)量;索尼也表示，2021年由于缺芯，PlayStation系列游戲機(jī)第五代（PS5）的生產(chǎn)受到很大影響。

五是安全防衛(wèi)行業(yè)。2021年以來，安全防衛(wèi)芯片的緊缺狀況有增無減，特別是全球最大的安防芯片制造商海思，受美國制裁影響出貨困難，各大廠商均對(duì)原有型號(hào)的機(jī)型價(jià)格進(jìn)行上調(diào)，幅度從10%至30%不等。市場(chǎng)安防芯片供給不足的狀況預(yù)計(jì)要到2022年才有可能緩解。

全球芯片短缺的多重原因

造成全球缺芯困局的原因來自供給、需求以及貿(mào)易制裁引發(fā)的產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)整三方面。

第一，結(jié)構(gòu)性失衡、疫情及災(zāi)害因素導(dǎo)致供給端吃緊。芯片供給不足的現(xiàn)象在2020年下半年就開始顯現(xiàn)，制造先進(jìn)制程（28nm、14nm、7nm、5nm等）的12英寸晶圓，以及制造成熟制程（28nm以上）的8英寸晶圓產(chǎn)能均十分緊缺。從供給能力不足的原因分析來看，一是結(jié)構(gòu)性失衡。近些年，芯片大廠熱衷于擴(kuò)大12英寸晶圓產(chǎn)能，忽視8英寸晶圓產(chǎn)能，而汽車、家電等所需芯片大多采用8英寸晶圓制作，在8英寸晶圓產(chǎn)能不足的情況下，開始擠壓12英寸晶圓產(chǎn)能。二是疫情及自然災(zāi)害導(dǎo)致工廠停工。受新冠疫情影響，2020年全球大多數(shù)芯片供應(yīng)商受到了沖擊，被迫減產(chǎn)甚至停工。2021年以來，日本發(fā)生7.3級(jí)強(qiáng)震，極寒天氣席卷美國導(dǎo)致芯片工廠被迫停工停產(chǎn)，使全球芯片供應(yīng)能力不足的局面更加嚴(yán)峻。

第二，多重因素刺激芯片需求端爆發(fā)。根據(jù)市場(chǎng)機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)，2021年全球晶圓需求將增長三成以上，多重因素導(dǎo)致此次芯片需求大幅增加。一是在2020年新冠肺炎疫情的背景下，日常人們的工作和學(xué)習(xí)方式發(fā)生明顯變化，居家辦公、居家生活時(shí)間大幅增長，推動(dòng)個(gè)人電腦、平板電腦等消費(fèi)電子產(chǎn)品，掃地機(jī)、凈水器、游戲機(jī)等智能家電銷售火爆。二是第五代移動(dòng)通信（5G）手機(jī)以及智能汽車新品迭出，耗費(fèi)數(shù)倍于之前普通產(chǎn)品的芯片。如5G手機(jī)的電源管理、射頻器件的芯片用量分別是4G手機(jī)的3倍和2.5倍;而每輛智能汽車有可能采用超過300顆微控制單元，是傳統(tǒng)每輛汽車（70顆）的4倍多。三是華為在美國制裁之前大量購買先進(jìn)制程芯片也推動(dòng)了手機(jī)行業(yè)搶購芯片的熱潮。

第三，貿(mào)易制裁影響產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)轉(zhuǎn)。近年來，美國對(duì)中芯國際等企業(yè)采取了嚴(yán)厲的制裁措施，如果沒有美國政府的許可，中芯國際將無法獲得和使用美國產(chǎn)品和專利，這使產(chǎn)能集中于成熟制程的中芯國際無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少了汽車家電等所需芯片的供貨，同時(shí)使相關(guān)訂單涌向其他芯片企業(yè)，給原有較為順暢的產(chǎn)業(yè)鏈增加了堵點(diǎn)，加劇了芯片供需失衡狀況。

中國芯片產(chǎn)業(yè)的短板與機(jī)遇

在全球缺芯的背景下，中國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展既存在短板，也面臨機(jī)遇。

中國芯片發(fā)展的短板

芯片是由不同種類型的集成電路或者單一類型集成電路形成的產(chǎn)品。近年來，中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，市場(chǎng)體量不斷擴(kuò)大，自2005年開始就成為全球最大的集成電路市場(chǎng)。據(jù)市場(chǎng)機(jī)構(gòu)估算，2020年，中國集成電路市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1434億美元，較2019年增長9%。根據(jù)我國工信部的數(shù)據(jù)，2020年我國集成電路銷售收入達(dá)到8848億元人民幣。依托全球獨(dú)一無二的大市場(chǎng)，我國芯片產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展也十分迅速。在封裝測(cè)試環(huán)節(jié)處于領(lǐng)先地位，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也差距較小，但在晶圓代工方面差距明顯，目前制約我國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸有三處：

第一，資金投入不足。芯片產(chǎn)業(yè)因制造流程繁復(fù)，產(chǎn)品種類龐雜，技術(shù)更新較快而兼具資本密集型和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)，無論是生產(chǎn)制造還是研發(fā)封測(cè)都需要持續(xù)的大量資金投入。盡管我國近年來不斷加大半導(dǎo)體行業(yè)的投資，仍有較大提升空間。2019年全球半導(dǎo)體資本性支出最大的是韓國，占比為31%;其次為美國，占比28%;中國臺(tái)灣占比17%，名列第三;而中國大陸排名第四，只占10%。研發(fā)占銷售收入的比重方面，中國大陸僅排名第五，只有8.3%，前四名分別是美國（16.4%）、歐洲（15.3%）、中國臺(tái)灣（10.3%）和日本（8.4%）。2020年，各路資金紛紛進(jìn)入我國芯片產(chǎn)業(yè)，據(jù)市場(chǎng)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，半導(dǎo)體行業(yè)股權(quán)投資金額超過1400億元人民幣，創(chuàng)下有史以來中國半導(dǎo)體一級(jí)市場(chǎng)上投資額的紀(jì)錄，但從計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)固定資產(chǎn)投資完成額來看，全年累計(jì)同比增長12.5%，卻是2014年以來增速最慢的年份，可見芯片產(chǎn)業(yè)從投資到產(chǎn)出是一個(gè)長期持續(xù)、逐步落地的過程。

第二，人才儲(chǔ)備不足。隨著我國芯片產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，所需從業(yè)人數(shù)也日益增多，相關(guān)人才存在供不應(yīng)求的問題。一方面，基礎(chǔ)人才不足。中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院的報(bào)告指出，2019年集成電路行業(yè)的從業(yè)人數(shù)在51.2萬人左右，增長11%，預(yù)計(jì)2022年，所需從業(yè)人數(shù)約為75萬人，須增加20多萬從業(yè)人員才能滿足需要，而以目前的增長率，僅能增長10萬人左右，總量缺口較大。另一方面，高端人才緊缺。培養(yǎng)一名合格的芯片工程師大概需要10年，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起步較晚，合格工程師的數(shù)量尚不能滿足需求。而以美國為首的西方國家又對(duì)我國引進(jìn)高技術(shù)人才設(shè)置重重障礙，使得引進(jìn)具備前瞻理念和國際視野的行業(yè)高端人才之路更加艱難。

第三，核心技術(shù)及裝備不足。一是制造工藝落后。目前，全球領(lǐng)先的臺(tái)積電已經(jīng)量產(chǎn)5nm、7nm，正研制3nm制程;三星也正在積極推進(jìn)5nm、3nm制程的研發(fā);而中國大陸實(shí)力最雄厚的中芯國際目前僅實(shí)現(xiàn)了14nm工藝量產(chǎn)，工藝水平與世界領(lǐng)先水平相差較大。二是制造裝備和材料嚴(yán)重受制于人。光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、離子注入機(jī)、高純度（99.9999%以上）晶圓硅片等設(shè)備、材料也都大多掌握在美歐日韓企業(yè)手中。三是設(shè)計(jì)軟件也被外國壟斷。全球電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件三巨頭新思科技（Synopsys）、鏗騰電子科技有限公司（Cadence）以及明導(dǎo)國際（Mentor Graphics）壟斷了中國芯片設(shè)計(jì)市場(chǎng)的95%以上。

中國芯片產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇

在全球缺芯的背景下，中國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展也面臨機(jī)遇。

第一，政策支持力度不斷加大。近年來，中國政府高度重視半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)?！吨腥A人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中明確強(qiáng)調(diào)加快智能制造、核心光電子器件和高端芯片等領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)突破和應(yīng)用。此外，《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干政策》等相關(guān)政策也對(duì)促進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了全方位的政策保障，中國芯片產(chǎn)業(yè)在“十四五”期間有望迎來一個(gè)政策紅利期。

第二，美國制裁倒逼我國企業(yè)快速成長。美國制裁華為、中興、中芯等高科技企業(yè)，短期來看給中國芯片產(chǎn)業(yè)帶來了重重壓力，長期來看，將倒逼中國芯片產(chǎn)業(yè)加大自主研發(fā)的力度，下大力氣推動(dòng)進(jìn)口替代。目前國產(chǎn)芯片已經(jīng)在分立器件、傳感器、無線通信芯片、應(yīng)用處理器等細(xì)分領(lǐng)域具備較高進(jìn)口替代能力。據(jù)波士頓咨詢公司預(yù)測(cè)，美國如果繼續(xù)推行對(duì)中國半導(dǎo)體企業(yè)的制裁措施，5年內(nèi)美國半導(dǎo)體企業(yè)在中國的營收將減少一半以上，并喪失8%的全球市場(chǎng)份額，中國企業(yè)可以借美國企業(yè)退出的機(jī)會(huì)不斷提升自己的市場(chǎng)份額。

第三，中國有望在芯片細(xì)分領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)彎道超車。在“處理器的性能每隔兩年翻一番”的摩爾定律越來越逼近極限時(shí)，中國芯片企業(yè)或許可以在某些細(xì)分市場(chǎng)獲得領(lǐng)先地位。隨著我國全面鋪開新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，交通、水利等重大工程建設(shè)（簡(jiǎn)稱“兩新一重”），高速鐵路、智能電網(wǎng)、新能源汽車、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、超高清視頻等重點(diǎn)場(chǎng)景的芯片產(chǎn)品自主創(chuàng)新能力會(huì)進(jìn)一步提升。寒武紀(jì)、中星微等中國科創(chuàng)企業(yè)正在大力研發(fā)人工智能、物聯(lián)網(wǎng)芯片，在這些芯片細(xì)分賽道有彎道超車的可能。

總體而言，芯片對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人民生活的重要性不言而喻。未來只有政府、企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)、民間資本步調(diào)一致，形成合力，盡快突破關(guān)鍵核心技術(shù)難關(guān)，才能推動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

（郭可為為中國工商銀行城市金融研究所高級(jí)分析師。本文編輯/謝松燕）