全球晶片短缺讓產業蒙上漫長陰影，且不見盡頭

高科技產品與低科技產品曾經界線明確，但如今從電動牙刷以至衛星，所有產品都具備電子元件所打造的智慧功能。此外，許多產品中的晶片數量，也超乎我們的想像。試想一下：1990 年時，一般高階汽車中有 7 至 30 個半導體。曾有人預測，此數字可能會飆升到 300 個。

但此預言跟現況差遠了。如今，一般汽車各種不同的子系統，平均整合了 1,300 個半導體 (不只是豪華車款)。這在 1990 年時難以想像，現在或至少到最近則被視為理所當然。歷史學家也許有一天會說「2021 是晶片大短缺年」，這也提醒我們，在汽車及我們喜愛的所有其他裝置中，半導體扮演關鍵的角色。

隨著裝置越來越稀缺且更加昂貴，身為消費者的我們，可能會經歷一些痛苦，但未來還會有更多痛苦等著我們。儘管前置時間長，但電子元件的製造商和經銷商們仍在加班趕工，以滿足客戶的供給需求。然後，裝置製造商們痛心地發現，貨船漂浮在海上無法進港，原本應展示其產品的商店貨架空空如也。

我們知道此等慘況是如何演變而來，但不知道會惡化到什麼地步，以及多快會開始好轉。

追溯短缺問題

半導體的前置時間通常以週為單位，現在則以年為單位，等候 12 至 15 個月並不少見。這種情形能追溯到幾個市場現實面，包括：

1. 新冠肺炎：疫情封城期間，供應鏈常發生問題及中斷，但製造醫療裝置 (例如呼吸器、溫度計和其他救生設備) 的醫療保健製造商，其需求不斷增加且快速提升。
2. 需求規劃不良：在面對潛在商業挑戰時，客戶和供應商會減少開銷，以為商機將會消失，進而降低晶片和最終產品的供貨性。
3. 需求飆升：汽車、家電、家庭劇院系統、遊戲主機和其他商品的需求飆升。庫存的電腦及相關的生產力裝置，幾乎都被在家工作者和學生搶空。
4. 產業變化：尖端晶圓代工廠的建造成本很高，根據某些估算，平均為 150 至 200 億美元。而且，這些工廠的建造時間很長，從無到有需要兩年或更長的時間。雖然目前的晶圓代工廠已達到最大產能，但要提升產量以滿足更高的需求明顯很難，而且許多客戶被迫吸收晶片短缺所引起的更高價格。
5. 新技術：人工智慧 (AI)、電動車 (EV)、雲端運算和 5G 網路等新技術所使用的晶片量超越以往。此需求會持續攀升。
6. 氣候變遷：不斷變化的氣候型態帶來多種天然災害，包括洪災、天氣事件和火災，都對電子產業供應鏈造成影響。

圖 1：在過去一年半的時間裡，半導體業銷量快速成長，主要是受到疫情引發的現實層面帶動。(圖片來源：Semiconductor Industry Association)

此外，根據經銷商表示，雖然半導體短缺問題不斷登上頭條，但短缺情形已蔓延至其他元件。電阻、電容和以半導體作為建構模塊的產品 (例如振盪器)，也更難取得。更糟的是，電子元件所需的多種製造原料也受到限制，例如樹脂及一些貴金屬。

先進半導體和導線架所用的基板也同樣供應短缺。不只是材料，人力也出現短缺，因此人員招募已經變成持續性的難題。上述各種實情告訴我們，這個問題不會在幾週或幾個月內解決，可能會持續短缺許多年。

問題涵蓋的範圍遭到低估

這個問題的規模和廣度不容小覷。最近舉辦的 Industry Tech Days 中，有一場主題演講為「晶片短缺對電子業的衝擊」。Microchip Technology 執行主席 Steve Sanghi 在此提到，該公司截至 6 月 30 日為止的季度淨銷售額為 15 億美元，但拖欠型銷售額 (因短缺而無法履行的訂單)，佔該數字的其餘 50%。他表示：「如果將疫情前的水準視為正常水準，則總積欠量是此水準的四倍」，並補充道，他們銷售的每一種產品前置時間都超過 52 週。他預測，半導體業爭搶產能的情形起碼會至少持續一年的時間。

因晶片短缺被迫停止生產的車廠，可能只是短缺問題的冰山一角。汽車設計傾向使用較舊的半導體，其產能需求自然較為固定且可預測，因為半導體公司及其客戶已轉往較新、利潤更高的設計。不過，現在市場研究人員對其他市場也感到憂心忡忡。最明顯的是手機業。

本月初，Apple 向消費者宣佈推出^兩款新手機與平板型號並且出貨。此成就代表他們擁有一流的供應鏈，並經過細心規劃。其他手機製造商可能並未準備得如此充分，而智慧型手機的銷量持續升高。Gartner 追蹤到 2021 年第一季的智慧型手機銷量增加 26%，並且發現整體手機銷量年增率成長 22%。雖然 Gartner 表示，全球晶片短缺尚未衝擊智慧型手機產業，但其分析師表示，這真的有可能發生，並且手機價格可能會因此上漲。

圖 2：Gartner 的供應鏈半導體庫存指數顯示，短缺情形至少會持續到今年年中。(圖片來源：Gartner，2021 年 5 月)

對處理能力的需求永遠不會減退。我們會繼續使用更多內建越多電子元件的裝置。雖然電子產業從許多方面來看前景樂觀，但建立適當的供應鏈基礎架構，對減少痛苦將發揮關鍵作用。隨著晶片製造商打造新的晶圓代工廠，且經銷商擁有更大的庫存容納能力，透過嚴謹的供應鏈和謹慎的客戶關係管理資源來投資未來，將會帶來回報。

參考資料

1: https://www.allaboutcircuits.com/tech-days/summer-2021/

2: https://www.apple.com/newsroom/2021/09/iphone-13-lineup-new-ipad-mini-and-ninth-generation-ipad-arrive-worldwide/