澳大利亞《對話》網(wǎng)站近日發(fā)文稱，全球半導(dǎo)體短缺突顯出一個令人關(guān)注的趨勢：美國本土制造的芯片數(shù)量在全球市場所占份額僅為12％，而且還在不斷減少。美國總統(tǒng)拜登已發(fā)布行政令，要求對關(guān)鍵產(chǎn)品的供應(yīng)鏈進行審查，這引起人們對美國本土半導(dǎo)體制造能力數(shù)十年來下降的關(guān)注。

　　美國半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會2020年9月的報告數(shù)據(jù)顯示，全球芯片制造75％的產(chǎn)能已轉(zhuǎn)移到東亞地區(qū)。美國在全球半導(dǎo)體制造市場的份額已從1990年的37％下降到如今的12％。美國工業(yè)（包括汽車和國防工業(yè)）使用的半導(dǎo)體芯片有88％是在美國以外生產(chǎn)的。

　　美國制造能力減弱，政府投入不足

　　美國芯片公司越來越依賴國際合作伙伴來制造其設(shè)計的芯片，這反映了美國芯片制造能力的減弱。

　　雖然美國半導(dǎo)體公司擁有全球芯片銷售市場47％的份額，但只有12％是在美國本土制造的。要滿足人們對更快、更智能電子產(chǎn)品的期望，就需要創(chuàng)新芯片設(shè)計，而這反過來又依賴于現(xiàn)有的最先進的制造技術(shù)。

　　半導(dǎo)體制造技術(shù)的進步基于每平方毫米晶體管的數(shù)量，晶體管是芯片中最小的電子元件。擁有最先進的半導(dǎo)體制造技術(shù)和設(shè)備的晶圓廠，目前可生產(chǎn)5納米芯片。這個數(shù)字指的是工藝，而不是任何特定的芯片功能。一般來說，納米額定值越小，每平方毫米容納的晶體管就越多。

　　韓國等國家和地區(qū)目前正在籌建3納米晶圓廠，而美國甚至還沒有7納米晶圓廠。美國英特爾公司宣布，其7納米晶圓廠要到2022年末或2023年初才能投產(chǎn)。這阻擋了美國制造最先進芯片的步伐。

　　文章稱，韓國、新加坡和中國每年都在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上投資高達數(shù)百億美元。這些投資不僅包括設(shè)備本身，還包括為向下一代晶圓廠轉(zhuǎn)移所必需的研發(fā)和工具開發(fā)。相比之下，美國的激勵措施明顯不足。

　　全球需求旺盛，美國陷入困境

　　隨著新冠肺炎疫情的蔓延，公眾對手機、筆記本電腦和其他居家辦公設(shè)備的需求以及互聯(lián)網(wǎng)使用量增加，芯片需求隨之水漲船高，這給晶圓廠帶來了產(chǎn)能壓力。

　　全球汽車行業(yè)預(yù)測，疫情大流行期間對汽車的需求有所下降，因此減少了用于車輛安全、控制、排放和駕駛員信息系統(tǒng)的半導(dǎo)體芯片的訂單。然而需求的下降只是暫時的，2020年末，新車銷售量開始迅速回升，車用半導(dǎo)體芯片的嚴(yán)重短缺突然成了各大新聞媒體的標(biāo)題新聞。

　　造成半導(dǎo)體芯片產(chǎn)能不足窘境的原因之一是，進入半導(dǎo)體制造業(yè)的門檻高得驚人。一家半導(dǎo)體代工廠的建立需要滿足一個十分陡峭的學(xué)習(xí)曲線：首先需要100億—120億美元的前期投資，然后至少3年才能投入生產(chǎn)。即使到那時，也不能保證一家新晶圓廠的芯片產(chǎn)量能與現(xiàn)有的芯片產(chǎn)量相匹敵。芯片會迅速迭代，價格壓力是科技行業(yè)的一個主要問題，因此盈利能力面臨著很多風(fēng)險。

　　2021年初比特幣價格的大幅上漲，也增加了傳統(tǒng)上用于挖掘數(shù)字貨幣的圖形處理單元的需求，進一步加劇了半導(dǎo)體供應(yīng)的問題。

　　所有這些都足以導(dǎo)致一些廠商產(chǎn)能耗盡，并大幅延遲完成訂單的交貨期，從而導(dǎo)致我們今天看到的半導(dǎo)體供應(yīng)的“旱情”。

　　最近，美國8個州的州長敦促拜登向半導(dǎo)體公司施壓，要求暫時將當(dāng)前全球產(chǎn)能的一小部分重新分配，以解決全球汽車芯片短缺的問題。不過，文章認(rèn)為，這種重新分配不可能在不造成其他地方短缺的情況下完成，而且也不可能很快完成。

　　文章認(rèn)為，盡管拜登總統(tǒng)盡了最大努力，但由于芯片業(yè)存在的準(zhǔn)入障礙和各種供應(yīng)鏈的系統(tǒng)性問題，未來3年內(nèi)美國的情況不太可能會改善。

　　（來源：科技日報    張佳欣）