全球半导体短缺现象日益突出（全球供应链不稳定导致的半导体区域化）

乌克兰问题对全球地缘政治稳定造成了巨大打击KrF和ArF光刻技术应用于世界上的每一种半导体工艺中，由于乌克兰在氖气供应链领域的地位，乌克兰问题对氖气供应产生一定的影响，也影响到蚀刻剂的化学输入本文想写一个更重要的话题：半导体的生命——供应链，并讨论即将到来的由于供应链和地缘政治的不稳定带来的区域化浪潮，下面我们就来说一说关于全球半导体短缺现象日益突出?我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!

全球半导体短缺现象日益突出

乌克兰问题对全球地缘政治稳定造成了巨大打击。KrF和ArF光刻技术应用于世界上的每一种半导体工艺中，由于乌克兰在氖气供应链领域的地位，乌克兰问题对氖气供应产生一定的影响，也影响到蚀刻剂的化学输入。本文想写一个更重要的话题：半导体的生命——供应链，并讨论即将到来的由于供应链和地缘政治的不稳定带来的区域化浪潮。

即使是最普通的铅笔背后也有极其复杂的供应链。铅笔供应链故事已经被许多著名经济学家如莱昂纳德·里德、米尔顿·弗里德曼和唐纳德·J·布德雷引用。简而言之，制造铅笔需要世界上不同地方的人共同协作。而与半导体相比，铅笔的供应链相形见绌。半导体行业供应链无疑是复杂庞大的。

首先，所有半导体都是从硅开始的。一个大的硅晶体经高温制造出来，后将其切片并清洗成晶片，切片过程精细以保持完美的晶体结构。SK Sirtron、Sirtronic、Global Wafer、Sumco和ShinEtsu是硅片的主要制造商。一些硅晶体产自美国和欧洲，采用特殊技术，如法国公司Soitec，以及美国公司Wolfspeed的碳化硅。但总体看，超过90%的原晶圆来自日本、中国台湾、新加坡和韩国。显然，从半导体供应链的源头，就存在着深度的供应链集中。

光刻通常被认为是半导体制造中最重要的一步。虽然大多数人都知道ASML是荷兰光刻之王，但并未意识到日本在光刻领域呈完全垄断局势。东京电子拥有超过97%的光刻胶涂布机和显影剂的市场份额。此外，日本在EUV光刻胶涂布机和显影剂上拥有100%的份额，这些都是由日本制造。此外，Shin Etsu、JSR和Tokyo Ohka Kogyo三家日本公司负责生产所有先进的ArF和EUV光刻胶。尽管光刻是欧洲的主导领域，但实际上，若没有日本的辅助工具和化学品，ASML工具将无用武之地。

美国公司，如Applied Materials、Lam Research和KLA，在半导体设备的某些细分市场中也有自己的垄断地位，这些细分市场涉及沉积、蚀刻和光刻等。目前，半导体工具在美国、荷兰和日本的主导地位和集中度是受认可的。

西方国家面临的一大危机是极少有晶圆厂位于本土。超过90%的DRAM和NAND在日本、韩国、中国台湾、中国大陆和新加坡生产。所有在理论密度超过每平方毫米1亿个晶体管的节点上制造的芯片都是在中国台湾和韩国制造的。五分之四的代工厂的总部设在中国台湾、韩国和中国大陆。剩下的格芯，总部虽位于美国，但其最大的制造工厂位于新加坡。

事实上，格芯目前最大的扩张项目在新加坡，一旦全面扩张，新加坡将生产其所需晶圆的半数之多。同时，其大约四分之一的晶圆将于德国生产。格芯有超过75%的晶圆产能将来自美国以外，“美国内存生产商”美光公司（Micron）80%以上的晶圆产能在中国台湾和新加坡。即便这两家公司的总部和研发部门都雇佣了许多美国人，但其制造业并不在西方。与此同时，欧洲最大的半导体公司之一的英飞凌，目前正于马来西亚生产最先进的碳化硅而非于本土生产。

芯片制造完成后，将其切割并封装。供应链问题在外包组装和测试（OSAT）阶段最令人担忧。其中90%以上的封装测试在东亚完成，60%以上的芯片封装量在中国完成。即使芯片于西方制造，但都要在亚洲完成供应链中关键的一步。不像制造业，大多数工具仍然来自西方公司，在外包组装和测试领域，大多数工具依旧在东亚制造。Kulick and Soffa、Besi、ASMPacific和SET几乎全部的工具制造业位于中国大陆、新加坡、马来西亚和越南。Disco是将晶圆研磨和切割成芯片的工具市场领导者，也是唯一一家总部位于西方盟国日本的公司。

统观整个半导体全球供应链，可见其严重缺乏弹性。排名前十的代工厂，即台积电、三星、格芯、联电、中芯国际、高塔半导体、力晶、VIS、华虹半导体和东部高科，都在亚洲拥有最大的生产基地。除全球代工厂外，它们的总部均位于亚洲。所有3D NAND制造商，三星、SK 海力士、Western Digital、Kioxia、美光和长江存储都在东亚进行大批量生产，其中美光在东亚的份额甚至超过80%。DRAM制造商也不外如是。绝大多数芯片切割、组装和测试都在东亚进行。

就输入和输出而言，半导体供应链是全球化的，但大多数晶圆厂并非如此。乌克兰问题，加上西方反应疲软，各晶圆厂股市急剧变化。在乌克兰问题发生后的第二天，台积电下跌了7%以上，处于最低水平。与此同时，全球第三大晶圆厂格芯收盘上涨了14%以上。

押注英特尔是对世界地缘政治不稳定的对冲。各国政府领导人逐渐意识到半导体对经济、国家安全各方面的影响力。美国的芯片和竞争法案现在都将进入会议进程，以完成并使这520亿美元的燃料推动半导体行业。就在上周，欧盟发布了《芯片法案》，该法案得到迅速推进。

英特尔首席执行官帕特·基辛格（Pat Gelsinger）在该话题上发表了一些激烈的言论，尤其谈到让美国和欧洲在半导体制造业的市场份额恢复到更高的水平。

随着半导体短缺继续在世界各地蔓延，地缘政治不稳定加剧，各国政府希望将半导体供应链区域化。韩国对此推行了重要激励措施和国家举措，日本近期也通过了新的激励政策使当地的半导体制造法律化。美国和欧盟看起来也会紧跟其后推进相应政策。公平的竞争环境必须与中国台湾，尤其是中国大陆法律规定的激励措施相匹配。拟议中的欧洲和美国半导体投资并没有创造公平的竞争环境，反而开始蚕食中国大陆逾2500亿美元的半导体补贴。拟议中的工厂区域化将对供应链影响深远。

区域化的第一个含义是，将会有从大型千兆晶圆厂转向小型晶圆厂的趋势。对千兆晶圆厂的定义是每月生产能力超过10万片晶圆的晶圆厂。我们可以从台积电目前在日本、美国和中国的投资中看到这一点。这些晶圆厂比中国台湾的千兆晶圆厂小，这可能意味着它们的效率较低。由于涉及刀具位置、循环时间、每个刀具的吞吐量、刀具之间的时间差异、晶圆厂的晶圆高速传输等极其复杂的多元演算的性质，故而大型晶圆厂会比许多小型晶圆厂的运行效率更高。因为一个更大的工厂能够更好地平衡这些因素，从而从每个工具中提取更多的吞吐量来提高生产率。这些多个小工厂可以有同样多的工具，但它们的产量会相对较低。区域化对工厂的资本密集度有直接影响，因将用来衡量建造工厂的收入与支出。

第二个含义是效率较低的运营商将得到奖励。集成设计制造商，如英特尔、三星、德州仪器、意法半导体、英飞凌和恩智浦，在通过晶圆厂获得晶圆和最大限度地利用其工具方面不如纯晶圆厂。因此，整个行业的资本密集度将继续上升。英特尔表示，其长期资本密集度约为30%，净资本密集度为25%。德州仪器因其一贯的大规模回购而成为华尔街的宠儿，该公司表示其长期资本密集度正在从6%上升到10%。

摩尔定律的推行变得越来越困难，因为每一种新工艺涉及的工艺步骤远多于密度增益。与此同时，区域化带来了更多更小的晶圆厂。此外，对英特尔、三星等效率较低的公司进行补贴。毫无疑问，这都将增加半导体制造业的资本密集度。简而言之，现在是成为晶圆制造设备生产商的大好时机。

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