2022年晶圆产能还要缺多久？
2020年8月，晶圆产能紧缺的苗头刚刚出现，缺“芯”潮还未爆发。我们邀请了曾任职台积电、格罗方德、苏州宜确、锐迪科，在晶圆制造、代工、运营有着16年经验的行业老兵张德林作了“紧绷的晶圆产能，IC设计公司该如何应对？”的主题分享，引起不少关注。一年半过去，缺“芯”潮全面爆发，这一问题仍然是IC设计厂商绕不过的难题，面对的挑战甚至比以往更加严峻。（详情可见文末推荐阅读）
张德林，现任钧犀资本/景嘉高创基金副总经理
2022年2月23日，在由芯片超人和天风研究所联合举办的“首届半导体产业峰会暨芯智库成立大会”上，我们再次邀请了张德林分享当下半导体行业人士最关注的话题：《2022晶圆产能还要缺多久？》。以下是演讲全文，芯智库整理如下：
1、不仅晶圆产能缺，设备、封测…都缺
2、晶圆产能为什么这么缺？
3、面对缺“芯”有哪些应对之策？
4、汽车产业链变革带来哪些“芯”机会？
5、晶圆产能还要缺多久？
“产能缺多久”这个题目严格意义上比较难回答，因为晶圆厂比较敏感，不好出来讲；设计公司里，拿到产能的也不能出来讲，没拿到产能的还在忙碌产能。所以这个问题只能由我们做投资的“客串”分析一下，跟大家做一个分享和探讨。
我的从业经历和晶圆产能、封测密切相关，我在台积电做过工艺工程师，做过工艺整合，去创业公司折腾过，也在格罗方德做过销售，因此比较理解很多设计公司的需求。现在恰好又做投资和国产化，做相应设计公司的孵化，而且在我投的项目里以设计公司居多，现在想在行业内继续为大家做点事情，所以才有了今天的分享。
01
不仅晶圆产能
设备、封测、基板……都缺！
缺设备、晶圆、封测、封装基板和框架、被动元件、SiC衬底。
我们一直说晶圆产能缺，严格意义说，如果把晶圆产能外扩去看，都有哪些行业发生了缺货？哪些是跟我们半导体相关的？提到晶圆产能，其实我们经常都是说CMOS类晶圆产能，还包括功率类的MOS、二极管、TVS，甚至包括碳化硅的二极管、碳化硅的MOS都发生了缺货，还包括IGBT的模块等。
从设计公司的角度，晶圆代工厂流片完要去封测厂做封测，也遭遇了工程批排程困难，量产订单交期变长，甚至有些排产排不进，还缺了LeadFrame和基板，甚至在马来西亚有疫情的时候，框架的交期大大延长。电感、电容就更不用说了，大家经常看到中国台湾包括国内的很多厂家在调价。
晶圆的衬底也经历过缺货，到目前供货都非常紧张，如8寸、12寸，尤其在一些先进工艺的晶圆上。材料缺，设备也缺。反过来说，海外大的设备商包括二手设备的交期也变长了，很多时候是一个互相的影响。
最极端的例子就是汽车产业链大面积缺货造成车的停产，从美洲、北美，一直到欧洲，甚至到日本、中国，好多大的整车厂都遭遇了部分缺货，主要是缺各类车的MCU、ESC（电子稳定控制单元），包括很多提升汽车功能的芯片，甚至一些汽车点烟器里的芯片也遭遇了缺货。
02
晶圆产能为什么这么缺？
固定产能+疫情，缺货愈演愈烈
缺芯的原因有多种，其实在2020年上半年疫情逐渐缓解的时候，已经看到了疫情的影响，比如市场在加量补货。当时缺的主要原因，是因为晶圆厂的产能是固定的，每天的投片量是固定的，如果市场景气度差，大家都不投片，这个产能就失去就失去了，即使从晶圆厂下线可以多投线 ，但通常产能有瓶颈的工艺会造成整体变慢。我们从2021年上半年甚至到五六月份时，晶圆厂的投片才陆续恢复。
另外一个重要原因，我们知道国内的H公司，包括备货、拉货，造成了整个供应链的紧张，好多产能逻辑是优先保障他的供应，也挤压了很多客户。相关制裁变紧了之后，有更多手机产业链的厂商认为自己能把市场份额都拿下来，又开始疯狂备货，因此在疫情等几个原因叠加的情况下，造成了缺货愈演愈烈。
2021年，很多小的芯片设计公司都有生存危机，我们听说国外的某家电源模拟类晶圆厂的很多中国客户从原来1000片/月直接被砍到了50片/月，有的直接不给投了，这对芯片设计公司的打击巨大，我想在座很多朋友都听到过这种困难。
新能源汽车需求大爆发
从2020年底到2021年，新能源电动汽车的需求大量爆发，造成汽车持续不断地经历缺“芯”，而很多芯片的短缺到汽车上是一个集中式的爆发。大家都知道丰田的精益化管理，讲究零库存，需要的时候再找供应商，市场不景气的话甚至去砍产能，此时供应商不会优先保证汽车的供应，晶圆厂有可能把产能挪给其他的消费类电子，如PC等。当然，海外疫情导致很多海外晶圆厂封测厂人员隔离或轮岗，产能长期受到不利影响，甚至影响到新厂产能的扩充。
缺芯的链式反应：缺设备→缺芯→over booking
而芯片产业相互影响，缺芯造成设备缺，设备缺了造芯又困难，例如焊线机需要用到TI、ADI等海外大公司的芯片，由于缺少芯片，造成机台交付的延迟。这造成了一个大家最常讲到的现象，行业内叫 over booking，大家都没有货，但解决办法不是等，而是多要，多要了需求就会叠加累积。
举个例子，如果马来西亚因为疫情封国不能出货，造成很多汽车的模组模块也不能出货，那产业链上的企业都会加紧备货，在全球再加价买，供给并不会增加，但是这个需求已经被连续放大好几倍了。
03
面对缺“芯”有哪些应对之策？
从设计公司的角度来看，一个初创的设计公司可用的手段不多，每个公司面临的情况不一样，可以根据公司的实际情况去重视运营，但运营也不可能在短时间内见效，需要长期的研发，对工艺的深入理解，以及多平台的互动。
我听到最多的是总部位于福州的某头部芯片设计公司的供应链管理做得不错，它有至少六家foundry。在没有更多选择之前，只能增加晶圆厂，这是最直接有效的方法，特别是相对紧缺的工艺，即使总的产能被挤压，但也会留一些出来。像T公司、S公司此类比较规范的大晶圆厂，它们给产能的时候会认真审视客户的真实需求，但稍小一些的排名靠后的晶圆厂，其实对中国设计公司的挤压比较严重。
加价与大量预付订单
最常用的办法就是加价。很多时候中国公司不光要跟国内的设计公司PK 拿产能，还要跟国外其他大的设计公司PK。而对于大的设计公司来说，晶圆厂跟他的议价能力有限，但对小公司来讲，最好的利器可能就是加价、溢价，多拿一点产能。这可能在相对短的时间内比较有效，因为等到大家都做了，挤到一起，这招可能就不好使了。
与策略一致的晶圆厂合作，深度绑定
一般晶圆厂的销售政策会扶持一些策略客户，这些客户到底有没有潜力，有没有成长性？如果我们的产品既有毛利又有成长性，而对这个晶圆厂来说是一个很好的发展品类，它也会给予特别的支持，或在接产能的时候做一些“保护”。
产品要有毛利，建立直接账号，且属于晶圆厂支持的细分领域。最好把设计公司做到一定的规模，跟foundry直接做生意，获得他们的直接支持。细分领域也是如此，虽然销售被追产能追得厉害，但一些细分领域的客户还是要“保护”的。
盯住增量，可以尝试回答这几个问题：哪几家晶圆厂在扩产？扩的什么工艺？扩的工艺何时能开出？要盯紧扩产的晶圆厂，特别是需要大量晶圆产能的CIS类设计公司，他们在新的晶圆厂的合作这方面抓得比较紧。
多种渠道备货
很多芯片设计公司在晶圆厂有自己的账号，在晶圆厂的代理商可能也有些渠道拿产能，多种渠道各显神通，甚至还可以通过一些大的设计公司拿到产能。透过他们去拿一些产能，在短时间内解决一部分困难，这也是大家心照不宣的一种做法。
CEO抓运营、抓产能
以上讲了不少供货的问题，其实从一个设计公司来说，无论是个别工艺还是整体缺货的状态，都会遇到一些问题或者困境。从运营的角度看，看到的是foundry的产能缺，包括封测，甚至是测试机的产能都缺，那么，我们要怎么备库存呢？
在疫情影响的时候，大家往往只能寄希望于积压的物流不出状况，物流报关，每个地方都要卡紧。而foundry会带来很多产能问题，比如MPW排不上，要投片的时候受到限制，掩膜制作的时间大大延长等。
到目前为止，很多晶圆厂的掩膜制造的时间长则一个月以上，甚至两三个月，这对公司整个研发节奏，包括新产品的推出都会带来非常大的影响。这时就要看一下综合工艺平台或者产品计划，该如何平衡研发时间和运营效率？因为对设计公司来说，运营效率很重要，超过半年或更长时间做计划，是一件很困难的事。
采用多种灵活方式
半导体过热也带来相应的问题，特别在产能缺少的时候，又都把这些问题叠加到一起了。这些问题原本就有，而掩膜的产能缺少，可选择的不多，包括广州也在新建一些掩膜工厂，掩膜工厂的缓解还要很长时间，从目前的投资角度看，这确实是一个很好的投资点。
从市场推广的角度来看，缺货时能做的不多，供应和保供的优先级远远大于产品的性能和表现。可以看到一些现象，有企业为了拿到货，导致劣币驱逐良币，那些现货的产品性能没有那么好，但卖得很好，而这种产品在芯片领域不会持久，我们还是要回到公司长期的产品规划，要把产品做好，而且市场缺不代表一直缺，要知道现在已经有回调的迹象。
从财务金融角度来看，产能如此紧张的时候，在产业备货上一定要看好自己的库存、现金流、成本，以及整个综合成本、财务的控制等等，从维护客户的角度说，这些必不可少。因为贵的晶圆成本高昂，市场不景气的话，最终还是要公司自己来买单。
04
汽车产业链变革带来哪些“芯”机会？
新能源化智能化汽车增量在整个市场的变革：传统零部件→特斯拉模式，现有产业链分工合作和车规芯片特殊性影响缺芯。
还有一个例子，这么多缺芯放在一个特定的细分领域，特别是汽车电子商，特别能反映一个情况，那就是由于增量和整个市场的变革所引起的产品的急剧增加或者变化。
在汽车供应链上，下游包括主机厂，上面是ABCD，我们传统叫Tier 1，再往上就是给Tier 1提供芯片和模块的Tier 2，最后到上面的Tier 3就是晶圆厂或封测厂。
回顾传统的汽车产业，主机厂有需求要跟Tier 1订，这是过去十几、二十年或更长时间的产业链供应状态，但在新能源汽车上，特别是以特斯拉为代表的汽车的产业链引起了变革。
1、“缺芯”推动整车厂向上游芯片供应商深度渗透和合作
首先，持续近半年的晶圆代工产能紧张蔓延，缺芯导致全球汽车行业减产和涨价，同时，成熟的芯片代工模式逐步渗透到汽车电子，原有的IDM 模式被逐步打破，Fab/Fabless模式已成为新的增长模式。
也就是说，从车的迭代周期来看，以前一款车可以卖两三年，一个芯片要承诺8年、10年的寿命，但对于新能源电动车来说，整个车型迭代就只有12个月，研发的时间可能连一年都不到。而原有的Tier 1没有办法响应主机厂，他们在缺货以后放大了这个事件，主机厂直接找芯片设计公司，或者也去跟芯片设计公司一起去找晶圆厂，需要什么样的产能和什么样的工艺支持，甚至有德国制造商、美国制造商，找到美国商务部，再找到中国台湾的晶圆厂，要求把所有汽车芯片的优先级提高，催促尽快交晶圆，这是过去这一年发生的情况之一。
其次是“芯”机遇，整车厂商将会直面拥抱芯片厂商甚至是投资芯片设计公司，合作开发、定制化服务和产品迭代将促进其汽车产品革新。
也就是说核心的在车上面，一个是备料的需求，一个是新增长的新能源的需求，新能源的车所含的芯片越来越多，对产业链来讲既是危也是机，因为在以前的汽车产业链里面，本土的汽车芯片供应商真的不多，目前是本土汽车芯片和模块做好的发展机遇。
2、整车厂商作为终端系统，参与芯片定义有优势
整车厂商具备市场需求、技术指标、产品定义及迭代等闭环全流程优势。类似于华为，其作为基站及手机终端闭环系统厂商，开发的基带芯片在通信信号等方面领先于高通，占据芯片定义及标准优势，并打通用户端和研发端并建立高效的软件开发、交付体系。
相应地，整车厂将参与到整个芯片的投资，甚至要自己开发一些芯片，Tier 1原来的地位可能在下降，包括中国的本土的Tier 1的地位可能上升，本土的芯片公司的话语权也在上升，甚至有一些主机厂和即将成为主机厂的公司也投了晶圆厂。
3、汽车芯片投入加速，合作+自研打造自主可控供应体系
过去一年看到的变化是主机厂越来越重视自己的供应链，而且要重视自己的供应链，晶圆在哪生产，在哪制造，封测在哪，过没过车规？因此中国的整个产业链在近一两年加速变革，原来由Tier 1、主机厂主导，变成主机厂直接和晶圆厂去沟通，和设计公司大量交互。
长期来看，技术突破才是根本所在，高端芯片关系着产品定义话语权，只有持续加大研发投入力度，才能具备自研自造的能力，并攻克汽车领域“卡脖子”技术，有效突破产业瓶颈。
汽车里面用到的芯片实在太多，比如我们现在的座椅，无论射频、车内氛围灯，包括AI对话、语音，以前只有一个点火器的汽车才有IGBT，现在不管混动还是纯电，IGBT控制着电池模块、电驱，还有第三代半导体碳化硅，供货火热的一定会是碳化硅的Mos或者模块。
汽车功率芯片，如特斯拉、比亚迪为代表采用的碳化硅，会大大提升车的续航里程和加速效果，而汽车里面的半导体数量在成倍或多倍地增加，包括存储、摄像头等等，需求在显著增加。大家通常觉得，有两千多万辆汽车在中国，但这个两千多万辆已经不是之前的两千多万辆的车，这里的汽车芯片内容已经变了。
05
产能还要缺多久？
最后做一个简单的总结，产能究竟还要缺多久？
1、封测、基板产能从2021 Q4逐渐松动
封测产能我了解得比较多，包括基板产能，现在陆续有一些松动了。
2. BCD、40nm、车规工艺仍紧缺到年底甚至2023年
3. 高阶ABF基板交期一年以上
高阶的ABF基板，用于CPU、GPU封装，这种基板材料会一直缺，国内生产不了，没办法缓解。
4. 大电流IGBT模块紧缺到2023年
大电流的IGBT模块、碳化硅的模块会持续缺。
5. SiC衬底及SiC MOS紧缺到2023年甚至更久
6. 车规芯片等
车规芯片要看情况，有一些仍受缺货影响。MCU价格也在回落，TWS从去年开始慢慢不那么缺了，而电源类的BCD仍很紧张，因为40nm的整个工艺晶圆厂扩产比较少，特别是用在车规上面的工艺，在很长时间内还是非常缺，甚至紧张到明年。
作者简介
张德林，钧犀资本合伙人。2004年，校招加入台积电（上海）有限公司，从事半导体专业领域16年。对半导体晶圆制造、GaAs&RFSOI射频、芯片设计运营与销售有实操经验。曾任外资格罗方德半导体中国区销售、宜确半导体运营副总裁、锐迪科微电子功率放大器运营负责人、台积电资深工艺整合工程师等职务。2020年8月份，曾作报告精准预测晶圆产能短缺的情况。
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