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芯片扩产速度不及预期的原因是什么?

被忽视的工控芯片其实是半导体扩产的关键...

随着5G、AI、车用与高性能需求表现强劲,全球IDM与晶圆代工大厂都在纷纷扩产,同时PCB产业也受惠国际大厂长约包产能,迎来新厂建置与现有产线去瓶颈与升级潮。这意味着相关供应链营运表现至2024年都不用担心。nxxesmc

但这股扩产潮有一大关键问题来自于设备不足,设备业相关人士表示,不论是半导体或是PCB相关设备,都面临交期延迟难以改善困境,并指出物流问题及零件与材料短缺为关键所在。nxxesmc

目前,半导体设备的交货期已从2021年年中的6个月延长至18个月以上。其中,相关设备所搭载的各式各样的工控芯片成为缺货重灾区,包括MCU、 FPGA与嵌入式处理器的供货都十分紧张。微芯科技、意法半导体的芯片交期已长达50周,冲击众多关键设备。nxxesmc

上游晶圆代工、IDM厂产能供不应求或者排期问题,使得设备最后内外组装完成,但缺了芯也出不了货,连锁效应下,也全面扰乱晶圆代工、PCB大厂巨额扩产计划。装机的日程难以推进,上下游复杂的混乱情况短期恐难解决。nxxesmc

半导体、PCB设备交期由半年拉长至1年以上。ASML执行长Peter Wennink日前就直言,从未见过如此严重的供应链限制,半导体设备交期不断延长,芯片短缺产生的影响恐将持续,其中,采用成熟制程的芯片,应用领域广泛,在上游产能供不应求下,致使短缺更为严重。nxxesmc

虽然近期笔记本电脑、手机等消费性电子需求走弱,频传IC设计大砍订单空出产能,但实际上,所释出的产能立即由车用、通信等应用的芯片大单完全吞食,无法满足庞大订单需求。nxxesmc

相关设备公司表示,如同车用市场大闹芯片荒,严重影响了汽车生产与销售,而工控芯片荒,也导致了半导体与PCB等不少自动化设备生产卡关,交期持续延长。具体产品包括MCU、 FPGA与嵌入式处理器等,这些短缺的工控芯片影响了众多关键设备的交期。nxxesmc

工控产品的缺芯已经反映在多个层面,包括PLC、变频器等产品的缺货。变频器的交货期已经从4-6周延长到16-24周。面临车用、工控芯片需求供不应求下,瑞萨于2022年初启动涨价,而意法也在3月底再度调涨报价。nxxesmc

工控芯片主要用于电机控制、仪器仪表、低压配电、电动工具等多元应用场景,但由于工控市场规模有限,工控芯片相对而言不那么受重视。nxxesmc

据调研机构Omdia报告指出,2020~2024年全球工控芯片市场规模年复合增长率为4.9%,至2024年全球工控芯片市场销售规模将达623亿美元。2020年中国汽车制造业营业收入达到8.16万亿元,而中国工控市场规模约为2057亿元,是汽车行业的四分之一。在这样的规模差距之下,工控芯片的订单不得不给其他芯片“让路”。nxxesmc

具有少量多样特性的工控芯片应用领域广泛,但主要以成熟制程生产,此又是近年晶圆代工产能最为吃紧的部分,在晶圆代工、IDM厂以订单规模或客户重要性排序下,并未列入优先供货行列,连带也使得也要用到多样芯片的半导体、PCB相关设备料件缺货而出不了货。nxxesmc

目前包括ASML、Lam 等全球众多设备大厂都面临芯片缺货,设备交期一再延迟挑战。同时半导体设备厂商又会优先供货台积电、英特尔等大客户,排挤效应下,也影响其他业者扩产计划。nxxesmc

另外近年载板大扩产的PCB公司还遭遇光学、湿制程等关键设备交期长达1年半,甚至2年以上的问题。因为生产设备交期拉长且难以预估,目前与客户洽谈的ABF载板产能合约更已至3~5年后。nxxesmc

整体而言,半导体、PCB设备所需芯片缺货问题至少将至2023、2024年后,已可预见众厂扩产时程将难如预期实现。nxxesmc

集成电路产业与工控领域的关系其实是相辅相成的。集成电路产品是支撑工业的重要组成部分,而工业水平提高能会直接影响集成电路生产环节的相关工艺。因此工控芯片急需得到重视。nxxesmc

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