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今年芯片为什么缺货?2021半导体行业短缺是因为什么?

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-04-02  浏览次数:26

  自2020年下半年以来,全球掀起了一股汽车供应链的“芯片荒”,且愈演愈烈。

  而芯片短缺的“蝴蝶效应”还在不断蔓延。除了汽车业,手机、游戏机、安防摄像头等行业同样陷入了“缺芯”困局。苹果公司表示,部分新款高端iPhone的销售受到零部件短缺的限制。

  贸易政策分析师西尔维亚·陈:我们今天看到的芯片短缺有很多原因,新冠疫情是一个重要因素,疫情改变了消费者的行为。我们购买新的个人电脑、新手机、新平板电脑、游戏机等,这样我们能在封锁令时在家办公娱乐。

  因为新冠疫情,汽车销量下滑,汽车业高层取消了汽车芯片订单。但是,随后意外的销售反弹让车厂以及芯片商措手不及。

  可以说新冠疫情是导致芯片短缺的直接原因,而芯片的制造工艺日趋复杂,且高度依赖全球供应链,则是造成芯片短缺困境的深层原因。

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  指甲盖大小的芯片是智能手机或电脑的“大脑”,上面有数不清的晶体管。

  1947年,物理学家肖克利与人共同发明晶体管,被媒体和科学界称为“20世纪最重要的发明”。

  电子工程师霍夫:晶体管的发明是一个重大进步,它使电子设备更省电、体积更小。

  数千万的晶体管集成在一张芯片上,晶体管越多,芯片的性能就越强大。

  事实上,在晶体管被发明出来后,研究人员在不断给它瘦身,如今已缩小到了纳米级别,为的就是能在一张芯片上集成尽可能多的晶体管。

  硅是芯片最重要的基础材料,是地球上第二丰富的资源,但更多以二氧化硅,也就是沙子的形态储存在地球上。制造芯片,首先要从二氧化硅提炼出高纯度的硅晶体,制成硅锭,再切割成薄脆的圆盘形状,抛光后形成晶圆,相当于芯片的“地基”。

  而接下来在晶圆片上进行光刻,被视为芯片制造的最关键步骤之一。

  艾司摩尔公司副总裁丹尼·布朗:半导体光刻技术是终极点金术,是它把沙子变成了金子。

  以紫外光作为“画笔”,光刻机把预先设计好的芯片电子线路书写到硅晶圆旋涂的光刻胶上,精度可以达到头发丝的千分之一。

  可以说,光刻工艺直接决定了芯片中晶体管的尺寸和性能。

  而半导体行业的发展,又遵循着一个黄金定律:摩尔定律。

  该定律预测,随着技术进步,每隔18至24个月,芯片上能置入的晶体管数量就会翻一倍。芯片制程随之缩小,性能也会随之飞跃。

  这就要求光刻机也必须随着摩尔定律,在芯片更新前,率先完成革新。如今,全球80%的光刻机都出自一家叫做阿斯麦的荷兰公司。

  近年来,芯片业还盛传着一种“摩尔第二定律”,那就是芯片工厂的成本每四年翻一番,正因此,能够制造高端芯片的晶圆厂越来越少。

  芯片生产周期也比较长,平均周期达26周时间,要经过数千道工序。

  可以说,半导体产业链是全球化程度最高的产业链,必须以合作的方式才能完成。供应链一旦受损,整个行业都会受影响。

  2020年10月,意法半导体位于欧洲的几个工厂发起大罢工。今年3月19日,汽车行业最大的芯片供应商日本瑞萨电子的工厂发生火灾,令原本紧绷的供应链再遭重创。

  2020年下半年以来,中国大陆最大的芯片代工厂中芯国际被美国持续制裁,则更进一步加剧了全球芯片的产能紧张。


 
 
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