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2023.10.18产业相关讯息

全球为何都在抢晶片?半导体就像空气无所不在

有无数例子和轶闻证明供应链危机的严重程度。儘管如此,有两个行业比其他行业更关键,因为它们影响了许多供应链,这两个行业是半导体和汽车。在进一步探讨供应链诊断和列出全球供应链崩溃的原因清单之前,我们将先详细考量这两个行业。

半导体是称为晶片的小型化积体电路,由数十亿个电晶体、电容器和电阻器组成,分层舖在硅上。半导体不只是其他设备的零件,它们是我们使用的大多数实体和数位系统的心脏、大脑和肺。电脑和智慧手机是半导体最明显的用途,但它们还只是整体用途的表面。你的洗衣机、烘乾机和洗碗机都有内嵌晶片,可以调节温度、週期和时间。你的咖啡机、冰箱、家庭警报系统、跑步机和恆温器也是如此。最重要的是,如果没有由半导体控制的讯号和感测器,你的汽车将无法行驶。工业设备和机器人技术靠半导体运行,这些和其他更多应用都被纳入物联网(IoT)的大项下。这些装置不但在你使用它们时与你互动,它们还会与设备製造商进行通讯。这就是为什麽你会定期收到电子邮件或简讯,询问你是否需要更换印表机墨水匣、汽车机油或新滤水器的原因。装置已经知道答案并提示你採取行动。在一个暗藏凶险的趋势中,这些装置还可以互通讯息。社区中的一组Alexa监听装置可以相互通知被认为不寻常的事情。我们距离Alexa打电话给员警—或联邦调查局—只有一步之遥。

半导体不只是无所不在;它们构成了全球经济的庞大部分。全球GDP的二二%以上是由半导体推动的数位经济活动组成。半导体是世界上第四大的贸易产品。智慧手机和电脑中使用的晶片嵌入事先设计的功能,包括中央处理单元和图像处理内核。智慧手机、个人电脑、伺服器和记忆体佔整体半导体应用市场的六○%。剩下的四○%属于工业电子、消费电子、汽车和无线基础设施应用。我们生活在智慧家庭,并在智慧厨房中做饭。一辆典型的汽车有超过一千四百个半导体,用于处理从安全带警告灯到引擎转速各系统的资讯。你的汽车是有轮子的电脑。半导体就像空气—它们无所不在,没有它们你就无法生存。

这意味着全球供应链与全球半导体供应链是一体的。即使是像纺织品和有机农产品这种软商品,也是使用半导体的设备製造和运输。不幸的是,全球半导体行业高度集中在源头。二○二○年年全球半导体製造业收入的六○%以上来自一个国家—台湾。超过五四%的全球营收由一家公司创造—台湾积体电路製造(tsmc)。全球半导体製造业营收佔比超过一○%的唯一另一个国家是南韩,佔比达一八%;几乎所有佔比都由三星(Samsung)创造。台积电和三星的重要性不只是它们的市场份额,也是因为它们生产几乎所有最先进的晶片(现在是五奈米级,很快将达到三奈米级)。共产中国是一个相对较小的参与者(约佔全球产量的二五%),且几乎没有最先进的晶片产能。这种高度集中的来源对任何製造业投入来说,都违背供应链风险管理人的建议。多样的採购来源可以在发生中断时保持韧性。但高度集中是现实。

现在,这种集中正以供应链瓶颈的形式付出代价。二○二一年十月二十八日《华尔街日报》报导:

全球半导体短缺正在恶化,等待时间拉长了,买家纷纷囤积产品,要想结束这种短缺可能到明年才会实现。需求没有一如预期那样放缓。供应路线发生堵塞。无法预测的生产问题,打击已经全能运转的工厂。

结果就是製造商和买家都普遍面临困惑。为企业寻找晶片的电子零件经销商Princeps电子公司营运总监渥克(Ian Walker)表示,一些尝试下新订单的买家得到的交货日期是在二○二四年。

渥克说:「我们真的感觉好像已经用光存货了。」

这个瓶颈不只是半导体製造商造成的延误。晶圆厂本身在採购自己的投入方面也遭遇了困难,包括基材(以细铜线连接晶片到电路板的树脂面板),甚至是製造晶片的纯硅所不可或缺的硅石。建造一座新的基材工厂可能需要长达两年的时间。基材供应的延迟预计将持续到二○二三年或更晚。其他延误因素是德州的恶劣天气和相关能源短缺导致晶圆厂关闭,以及马来西亚与疫情有相关的晶圆厂关闭所造成。即使是製造出来的晶片也会遇到影响交付的其他供应链瓶颈,包括全球运输的延误。在这类情况下,终端使用者往往诉诸过度订购和囤积,导致情况更加恶化。这是很少单一事件能导致複杂系统故障的另一个例子:它通常是事件的汇聚—在这种情况下是投入、天气、运输和疫情等事件的汇聚。

半导体短缺的影响立即表现为汽车短缺。疫情促使纽约和洛杉矶等大城市的人口外逃到郊区和农村地区。这导致对新车的需求激增,因为那些习惯于公共交通或在城市中心散步的人现在开车上路了。通用汽车和福特等汽车製造商无法跟上新车的需求,原因是半导体短缺,而半导体是二十一世纪汽车的大脑。即使是生产出来的汽车也无法轻易运送到经销商,因为铁路公司僱用的人手不足和送货的卡车司机短缺。疫情导致的封锁和缺勤,也使经销商本身无法为客户提供全面服务。从半导体到汽车厂、从运输物流到客户服务的供应链全都陷于困境。而供应链困境再一次直接助长了通货膨胀,导致二手车价格也大幅飙升。这些二手车可能有人用过,但至少你可以用一定的价格买到。对于那些需要汽车的人来说,它们是城里唯一的选择。

这些限制因素并不容易缓解。观察家们审视卡车司机短缺的情况说:「只要僱用更多司机就能解决!」然而司机并不急着接受被许多人认为没前途的工作(部分原因是机器人和无人驾驶车辆的出现),车队运营商也不急于僱用更多司机,因为万一瓶颈减轻,它们将不得不在六个月后解僱他们。当然,这些情况或多或少都确保了瓶颈不会减轻。

记者古德曼(Peter S. Goodman)描述一位卡车司机在汽车运送中心工作的情况:

皮涅加(Dave Pinegar)已经上路三个小时,他从堪萨斯州威奇托(Wichita)的家往西南方行驶近二百英里来到到这里。

「早起的鸟儿有虫吃,兄弟。」他说。

他滚动浏览选项。跑一趟俄克拉荷马州的断箭城(Broken Arrow)可以为他赚四百五十二美元,而跑更长途到阿肯色州马耳威恩(Malvern)可以赚七百一十七美元。最长的路线—到俄亥俄州巴达维亚(Batavia)六百四十一英里的路程—可以赚九百二十九美元,但至少会让他远离妻子和两个女儿一个晚上。

他选择一趟可以回威奇托的行程,只能赚二百九十九美元。如果没有任何意外,他将在中午回到家。皮涅加运送的货物显示出供应链的複杂性。

首先,他将在堪萨斯州恩波里亚(Emporia)的一家经销商停留,卸下三辆在南韩工厂生产的雪佛兰开拓者(Trailblazer)休旅车。然后他将继续前往威奇托,载运两辆费尔法克斯工厂生产的雪佛兰Malibus,和两辆凯迪拉克—一辆在密西根州兰辛製造的CT5轿车,和一辆德州沃思堡附近生产的Escalade休旅车。最后还有一辆在墨西哥製造的蓝色雪佛兰Silverado皮卡车。

有时候他得面对愤怒的经销商为汽车花了多久时间才送达而生气。但近几个月来因为晶片短缺让汽车变成贵重商品,以至于他经常受到掌声欢迎,甚至在他卸货时有人为他录影。

「我感觉自己像是圣诞老人。」他说。

早上六点钟刚过,第一缕曙光从铅色的天空中渗出时,皮涅加开始把分派给他的汽车开上他的拖车坡道,好像在马戏团耍特技那样。然后他把拖车开出大门,消失在州际公路上。

从这时候起如果出任何差错,容错的馀地就变得小多了。

在半导体和卡车运输呈现的动态,也出现在纺织、飞机维修、採矿和许多其他行业。这些供应链有各自的瓶颈,但当一个供应链的产出是另一个供应链的投入时,或者一个运输环节是多种产品的管道时,它们就会相互影响。这种相互依存的关係是供应链此种複杂动态系统的本质。

詹姆斯.瑞卡兹着《大缺货:供应链断裂、通膨飙升与地缘冲突如何拖垮全球经济?》/ 工商时报 书房编辑
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