来源:中央电视台《世界月刊》

3月25日,福特电动汽车宣布,虽然晶片紧缺,宾夕法尼亚州一间商用斯堪尼亚房关停,并缩减了阿拉巴马一间卡斯堪尼亚房的产量。子公司预计,晶片紧缺或使去年的利润率增加25万美元。而就在一天前,另一间电动汽车巨擘通用电动汽车子公司将北美地区的增产计划缩短,其原因反之亦然是虽然晶片紧缺。

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通用电动汽车子公司首席行政官 阿拉:这是整个金融行业的问题,他们每天都在和一个协调机制项目组研究如何把影响降至最低。

通用电动汽车子公司发表声明则表示,停建增产可能使子公司去年的利润率增加约20万美元。

自2020年下半年以来,亚洲地区刮起了一股电动汽车物流配送的晶片荒,且四起。

而晶片紧缺的连锁反应还在不断扩散。除了电动汽车金融行业,手机、街机、智能家居探头等金融行业反之亦然陷入了缺芯困局。苹果则表示,部分敞篷版中高档iPhone的产品销售受到零配件紧缺的限制。

晶片是大多数电子系统的核心组成部分,堪称工业粮食。它不仅在智能机、投影机、计算机、电动汽车等电子系统各方面被应用,在军事、通信、车载等各方面也不可或缺,对5G、人工智慧、物联网、自动驾驶等都是不可或缺的基础。

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贸易政策分析师 辛西娅·陈:他们今天看到的晶片紧缺有很多其原因,新冠禽流感是一个重要因素,禽流感改变了消费者的行为。他们购买捷伊个人笔记本电脑、新机、新智能手机笔记本电脑、街机等,这样他们能在封堵令时整天办公设备影视娱乐。

因为新冠禽流感,电动汽车产量下滑,电动汽车金融行业高层人士取消了电动汽车晶片订货。但是,随后意外的产品销售反弹让斯堪尼亚以及晶片商忍无可忍。

可以说新冠禽流感是导致晶片紧缺的直接其原因,而晶片的制造工艺技术渐趋复杂,且高度倚赖亚洲地区物流配送,则是造成晶片紧缺困局的微细其原因。

颗粒状大小的晶片是智能机或笔记本电脑的神经系统,上面有许许多多的电晶体。

1947年,物理学家肖克利与人共同发明电晶体,被媒体和科学界称为20世纪最重要的发明。

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电子工程师霍夫:电晶体的发明是一个重大进步,它使电子系统更省电、体积更小。

数千万的电晶体集成在一张晶片上,电晶体越多,晶片的性能就越强大。

事实上,在电晶体被发明出来后,研究人员在不断给它瘦身,如今已缩小到了纳米级别,为的就是能在一张晶片上集成尽可能多的电晶体。

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硅是晶片最重要的基础材料,是地球上第二丰富的资源,但更多以二氧化硅,也就是沙子的形态储存在地球上。制造晶片,首先要从二氧化硅提炼出高纯度的硅晶体,制成硅锭,再切割成薄脆的圆盘形状,抛光后形成晶圆,相当于晶片的地基。

而接下来在晶圆片上进行光刻,被视为晶片制造的最关键步骤之一。

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艾司摩尔子公司副总裁 罗拔·史密斯:半导体光刻技术是终极点金术,是它把沙子变成了金子。

以紫外光作为画笔,光刻机把预先设计好的晶片电子线路书写到硅晶圆旋涂的光刻胶上,精度可以达到头发丝的千分之一。

可以说,光刻工艺技术直接决定了晶片中电晶体的尺寸和性能。

而半导体金融行业的发展,又遵循着一个黄金定律:摩尔定律。

该定律预测,随着技术进步,每隔18至24个月,晶片上能置入的电晶体数量就会翻一倍。晶片制程随之缩小,性能也会随之飞跃。

这就要求光刻机也必须随着摩尔定律,在晶片更新前,率先完成革新。如今,亚洲地区80%的光刻机都出自一间叫做阿斯麦的荷兰子公司。

近年来,晶片业还盛传着一种摩尔第二定律,那就是晶片厂房的成本每四年翻一番,正因此,能够制造中高档晶片的晶圆厂越来越少。

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△领先的晶片子公司数量(数据来源:麦肯锡 《经济学家》杂志)

晶片生产周期也比较长,平均周期达26周时间,要经过数千道工序。

可以说,半导体产业链是亚洲地区化程度最高的产业链,必须以合作的方式才能完成。物流配送一旦受损,整个金融行业都会受影响。

2020年10月,意法半导体位于欧洲的几个厂房发起大罢工。去年3月19日,电动汽车金融行业最大的晶片供应商日本瑞萨电子的厂房发生火灾,令原本紧绷的物流配送再遭重创。

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2020年下半年以来,中国大陆最大的晶片代厂房中芯国际被美国持续制裁,则更进一步加剧了亚洲地区晶片的产能紧张。

面临困局 晶片大战一触即发

早在1989年,作家沃肖夫斯基就在《晶片大战:明日世界之争》一书中指出,这个世界的经济主导地位将属于能够制造更便宜、更快、更好晶片的国家。

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32年后,当亚洲地区遭遇缺芯困局时,晶片的重要性再次凸显了出来。危机之中,一场由晶片紧缺引发的晶片大战也正在开启。

3月24日,英特尔宣布将投资200万美元在美国亚利桑那州新建两个晶片制造厂。

多年来,有牙膏厂之称的英特尔凭借垄断地位,一直不愿意迅速提高产品性能。

如今,在这场晶片大战中,不得不加快更新速度。

而英特尔的主要对手AMD不仅仅在CPU性能上不断超越,还是苹果笔记本电脑显卡以及索尼PS5街机晶片的主要供应商。

2020年6月23日,世界最大的晶片采购商苹果宣布,Mac产品将不再使用英特尔晶片。

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苹果首席行政官 库克:在苹果,硬件和软件的集成是他们一切工作的基础,而晶片则是硬件的核心。

苹果CEO库克则表示,作出这一重大调整的目的只有一个,这样能做出更好的产品。

这不由得使人想起当年乔布斯为了追求更好的性能,放弃IBM和摩托罗拉晶片,转而和英特尔合作的场景。

三星也制定了一份总支出约为1160万美元的十年规划,并考虑扩大其在得克萨斯州的半导体制造业务。

在美国政策分析家玛格伦看来,今天的晶片大战,更是一场国家层面类似太空竞赛的豪赌。

2月18日,美国商会、美国半导体工业协会和美国电动汽车制造创新联盟等机构联名致信美国政府,敦促政府以投资税减免等举措推动在美国兴建更多半导体生产厂。

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《经济学家》科技记者 克罗斯:美国一直处于科技领先地位,并将其视为一项重要的国家安全资产。美国军队实际上是硅谷晶片最早最大的买家之一,即使是当下, 和其它领域一样,军队也正迅速数字化,而半导体对此至关重要。

美国总统拜登则表示将寻求立法拨款370万美元,以加强美国晶片制造业的发展。

2月24日,他还签署了一项行政令,要求对半导体晶片在内的四种关键产品的物流配送进行快速审查。

近年来,美国不断发起对华科技战,将半导体物流配送武器化,切断对一些中国子公司的晶片供应,其目的就是遏制中国半导体业的发展。

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《经济学家》科技记者 克罗斯:美国将半导体视为一种战略物资,所以很担心中国建立国内产业。

2020年底,以德国、法国、荷兰等为首的欧洲17个国家发表《欧洲半导体联合声明》,计划将在未来两三年内投入1450亿欧元,建立一条不含美国科技的半导体产业链,希望摆脱对美国和亚洲晶片的倚赖。

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小小一块晶片,从来都不简单。它是工业的核心、产业的基础,有人甚至将其称为数字时代的石油。

在未来世界,想要赢得这场芯球大战,建立自主的标准体系和强大的生态,具有重大的战略意义。