哈佛商学院|疫情高峰已成过去，全球「缺芯」为何还未痊愈？( 二 )

索尼和台积电近日宣布，将投资70亿美元在日本建设一座能够生产旧元件的芯片工厂，但要到2024年底才能投产。英特尔也在投资建设几座技术先进的新工厂，但也得2024年才会上线。
约菲指出，只有荷兰ASML公司（全球最大的半导体设备制造商之一）能够供应生产尖端芯片所需的极紫外光刻机，售价高达1.2亿美元。但ASML无法加快供应速度，满足暴增的需求。
设备和材料短缺
生产半导体所需的许多物品也很短缺。制作印刷电路板的基片，也就是固定芯片的表面，一直以来都很难采购。
这些电流板是芯片之间相互通讯的关键。康奈尔大学纳米科学与技术研究中心运营总监罗恩·奥尔森（Ron Olson）还指出，与制造过程相关的某些复杂物品，例如个人防护用品和天然气管，现在也出现延迟交货。
建设新工厂和扩大现有工厂的产能，也对半导体生产设备供应链构成压力。“我们往往会关注芯片工厂，但芯片工厂需要一整套东西才能成为芯片工厂，这些东西现在也出问题了。”康奈尔大学材料工程教授克里斯·奥博（Chris Ober）说，“如果大家都想生产芯片，那就会抢购同样的设备。”
高度专业化的半导体设备生产商数量有限，交货周期很长。此外，在工厂安装和测试这些设备的可靠性同样要耗费很多时间。
“买设备要花半年到一年，然后还要进行各种工艺开发和设备鉴定。”奥尔森说，“这都要花时间。”
劳动力短缺
要满足日益增长的芯片需求，除了得建更多芯片厂之外，还得招更多的人。半导体贸易组织IPC 9月末发布报告称，将近4/5的制造商难以招到合适的工人，欧洲和北美的问题尤其严峻。
要处理芯片生产过程中使用的有毒化学物质，员工得接受专门的培训，这就给增加用工量带来了又一个瓶颈。企业现在都在靠更高的薪资、更灵活的工作时间还有培训和教育机会来吸引新员工。
美国《俄勒冈人报》报道称，英特尔甚至在在电视和广播上投放了“求助”（help wanted）广告，专门招募勤工俭学的大学生。
资源向尖端芯片倾斜老式芯片“难产”资源不足的进一步影响在这时就体现出来了——并非所有芯片都“生而平等”。
电源控制芯片、微控芯片和传感器等简单半导体元件成为主要的短缺来源。这些设备的复杂度远不及智能手机和游戏机使用的CPU和GPU，使用的制造工艺也不算复杂。但它们的应用范围极其广泛，从微波炉到医疗设备，再到玩具，几乎所有产品都会用到这种电子元件。
电子元件平台Sourceability副总裁约什·普希（Josh Pucci）表示，许多产品中使用的电源控制芯片曾经只要1美元，但如今却暴涨到150美元。IC Insights表示，这类元件的交付周期已经从4-8周延长到24-52周。老式芯片生产设备如今难以找到，而这些产品的短缺推升此类设备需求。
市场研究公司Gartner预计，2021年第二季度的全球芯片工厂产能利用率达到95.6%，而2019年第二季度仅为76.5%。Gartner分析师高拉夫·古普塔（Gaurav Gupta）表示，这表明工厂已经满负荷运行，因为有些生产线需要停机维护。
芯片代工企业GlobalFoundries的CEO汤姆·考菲尔德（Tom Caulfield）今年10月表示，他的公司产能已经预订到2023年。Analog Devices的部分产品面临极高的需求，该公司CFO今年8月对投资者表示，订单已经排到本月开始的下一财年。
芯片厂商面临的部分挑战在于，有些客户可能出现“加倍预订”的情况，即为了防止供应不足故意超量采购，从而导致未来的需求趋势难以预测。“加倍预订导致的现货短缺令情况更加糟糕。”哈佛商学院教授威利·施（Willy Shih）说。