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2020年下半年以来，元器件缺货涨价已经成为市场主旋律。缺芯甚至影响到下游终端市场正常运行，造成了汽车产业的严重减产。疫情后下游需求集中爆发是本轮缺货涨价潮的导火索，因中美关系不确定性而带来的产业链恐慌性备货，则部分放大了需求的弹性。
与缺货涨价潮随之而来的是全球半导体景气度的持续高涨，2021年 1月全球半导体行业销售额同比增速高达13.2%。ICInsights 更是预计 21年全球半导体市场增速有望达19%。
那么这场缺货涨价潮什么时候开始，又将什么时候结束？它将给我们的整个供应链带来哪些深远的影响呢？
关于“跳楼”的故事
文章开头先说个“跳楼”的故事。
今年8月，博世中国副总裁徐大全（DavidXu）在朋友圈用文字阐述了近期因缺货或引起断供，并一张白纸黑字写着“六层。跳还是不跳？带上领导还是不带”的文字，处处透露着“绝望”。
据徐大全阐述，某半导体芯片供应商的马来西亚Muar工厂因受新一波新冠疫情影响，Muar工厂3000多名员工中上百人感染疫病，20余人因疫病牺牲。继之前数周关厂，当地政府关闭博世公司部分产品线至8月21日。此举将会直接影响到博世ESP/IPB、VCU、TCU等芯片生产，预计8月份后续基本会处于断供状态。他表示，对祖国汽车行业带来的巨大影响非常抱歉和无奈。
下方的评论区中，博世中国总裁陈玉东调侃地回复：“跳！否则九月没机会跳了”，徐大全也顺势开玩笑地表示领导说得对。车企高管们也被“吓坏”了，纷纷在评论区中评论。
2021涨价潮回顾
今年以来，已经有多家半导体原厂发布涨价函。
ADI在涨价函中表示，在ADI与Maxim合并之后，Maxim的产品将保持原来的6%涨幅，ADI的部分产品也将进行调涨，涨价将于12月5日正式生效。涨价原因主要是原料价格不断上涨，尤其是晶圆。
SiliconLabs表示，半导体供应链危机影响严重，SiliconLabs不仅要竭力满足客户目前的产能需求，还需要进行产能扩张应对长远的需求。随着原材料、晶圆、封测、物流、人力等成本的增加，SiliconLabs将从11月28日正式涨价，未出货订单也将按照最新价格执行。
东芝近日发布了一封英文涨价函，涨价函显示，其光电耦合器将于2022年1月开始正式涨价。
联发科、瑞昱等WiFi芯片厂商则表示将再涨10%。此外，还有多家大厂宣布2022年一季度将涨：
缺芯涨价潮越演越烈，涨价环节先由晶圆代工、封测环节，而后传导至芯片乃至终端产品。最早联电、格芯和世界先进等多家晶圆代工厂针对8 英寸代工急单与新增投片订单报价上调约10%-15%，此后价格不断上调。而进入21 年，涨价潮从8 英寸蔓延至12 英寸。
由于晶圆代工产能供不应求，新冠疫情升温，全球半导体供应链短缺情况愈演愈烈，芯片缺货问题恐延续到2023～2024年。台积电除了早前取消了往年给客户的折扣（变相涨价）外，还公布了一则涨价消息：成熟制程将调涨10～20％，先进制程涨幅也达到10％，价格将于2022年第一季度开始生效。据悉，此轮调涨成熟制程主要针对16nm以上，先进制程则针对7nm及更先进制程。
联电将启动新一波长约涨价措施，主要针对营收占比高达三成以上的三大美系客户，涨幅约8%至12%不等，2022年元月起生效。联电目前美系主要客户包含超微、高通、德仪、英伟达等大厂，并握有英飞凌、意法半导体等欧洲大厂订单。
KeyFoundry和三星也表示，晶圆代工价格将提高15%~20%，新价格将在4~5个月后正式生效。
力积电2022年第一季度预估涨价超10%，预期每半年调涨一次。力积电董事长黄崇仁日前也对外明确指出，现在跟客户谈的已是2023年订单，涨价是大势，只要客户毛利率超过力积电的就会调涨。世界先进等业者第一季将跟进涨价，平均涨幅超过10％。
由于业界看好疫情趋缓及经济解封后，芯片短缺问题会延续到2023年之后，所以超过半数客户都选择签订2～3年长约。晶圆代工厂2022年第一季价格全面上涨已成定局，若没有签订长约价格涨幅还会更高。
封测端同样供不应求，打线封装、覆晶封装全面吃紧。20年四季度 IC封测龙头日月光投控已对第四季度的封测新单和急单调涨约20%至 30%，20年 11 月份再度宣布2021 年 1季度再调涨封测报价约5~10%不等。且公司于业绩说明会上预计，公司产能维持满载，打线封装短缺将持续至2021 年。
上游产能的涨价带来的就是半导体原厂的交期不断的延后。涨价缺货更进一步传导至终端产品，其中受影响最大的当属汽车市场。汽车中需用到大量MCU及 MOSFET、IGBT等功率半导体，如正常情况下MCU 交期在 8周左右，而目前英飞凌、恩智浦、瑞萨电子等国际大厂交期普遍高达24-52 周。由于芯片短缺，下游本田、日产、丰田、福特、大众、通用等整车厂均相继发布停产或减产规划。
各类半导体平均交货期，来源：ECIA
2021年第四季度各类芯片交期表，来源：ittbank
供给端：12寸产能增长较多，8寸将长期不足
与上一轮2017-2018 年全球晶圆产能紧缺不同，本轮缺货呈全线产能紧缺的态势。
首先是5nm-7nm 产能长期供不应求。由于高技术难度和研发成本居高不下，先进制程逐渐为少数晶圆厂垄断，目前仅有台积电、三星两家在7nm 及以下工艺角逐。
先进制程代工成为卖方市场，出于对高性能运算需求的驱使，一有更先进制程新产能爬出便遭苹果、高通、AMD、英伟达等瓜分，如PC、服务器、游戏机的CPU、GPU，矿机ASIC 芯片等需求爆发，皆是5nm -7nm 产能供不应求的关键推手。
10nm-20nm产能紧缺已有部分缓解。14nm主要用于生产 4G手机处理器、服务器芯片、机顶盒芯片、安防芯片、物联网SOC 等，且据IC insights 数据，10-20nm产能占比在38.4%，为各制程产能中最大占比。未来伴随着5G 渗透率提升，4G手机需求亦将下行，该制程的产能紧缺将进一步缓解。
40-65nm工艺长期维持供需紧平衡，需求爆发与挤出效应加剧产能紧缺。40-65nm工艺制程需求旺盛，下游囊括车载MCU、CIS、IOT通讯芯片、NorFlash等众多下游市场，长期以来维持供需紧平衡状态，而一旦有某市场需求快速爆发，便容易挤压整体产能造成缺货。进入21 年以来，为缓解汽车严重缺货，台积电以超级急单方式插单生产汽车芯片，转移部分触控面板驱动IC 和 CIS用产能，导致 CIS、WiFi蓝牙芯片、Norflash 等更为吃紧。
此外，近两年来，8英寸主流晶圆厂产能利用率长期维持在90%以上。随着20 年下半年以来各下游需求快速爆发，产能远不能满足供给。长期以来8英寸晶圆扩产力度较小，2016-2019年均复合增速在3.7%。且由于众多6 英寸及以下尺寸晶圆厂被关闭或改建，增加8 英寸晶圆产能负担。一方面，由于12 英寸晶圆相比8 英寸晶圆面积更大，在材料和工艺成本适度增加的情况下可切割芯片数量越多，芯片成本可下降40%以上。另一方面，12英寸晶圆厂投资效率更高。建设5 万片/月产能产线，130nm的 8英寸产线所需设备投资约为14 亿美元，而90nm 12 英寸投资额约为21 亿美元，因此等效8 英寸产能规模下，90nm12 英寸产线相比 130nm8 英寸产线所需投资额较少。晶圆厂更有动力建设12 英寸产线。
由于晶圆厂逐渐向12 英寸升级，也使得设备供应商不再供应8 英寸新设备。新建或扩产8 英寸晶圆厂，只能通过购买二手设备得方式扩充产能。二手设备供应商SurplusGlobal 表示，行业需要2000-3000 台新的或翻新8 英寸设备来满足8 英寸晶圆厂的需求，但可用8 英寸设备不到500 台。从全球TOP10 晶圆代工厂产能看，2017年之后，包括 12英寸在内，TOP10 厂商产能基本仅维持小幅增长。此外，即使8 英寸产线当前开始扩产，也需要2-3 年建设期，短期难以满足产能要求。
据IC Insights 数据，2009年以来关闭或改建晶圆厂数量高达100 家，其中8 英寸 25家，但更多的则是 6英寸及 4英寸等晶圆厂，数量高达64 家。6寸晶圆产线的关停，使得需求向8 寸晶圆转移，进一步增加8 寸晶圆产能压力。
2009年以来晶圆厂关闭数量（家），来源：ICInsights
尽管各大晶圆厂开始进行产能扩张，但远水救不了近火。从扩产到真正晶圆上市，至少还有两到三年的周期，所以从供给侧来看，短期产能紧缺无法缓解。
需求端：Q4消费类需求下降，汽车、服务器依然火爆
从需求端来看，今年缺货最严重的汽车行业将缓解，但长期紧张持续。车用MCU 紧缺是造成汽车断崖式缺货的主要原因，目前全球约70%的车用 MCU由台积电生产，顶级供应商对台积电依赖度高。20年上半年，受疫情冲击汽车销量不佳，整车厂遵循JIT经营模式而大幅砍单，2H20汽车芯片占台积电营收比例由5%-6%降至2%-3%。而下半年开始汽车销量反弹超预期，整车厂重启拉货，但由于供应难以快速恢复，远无法满足市场需求。
不过一季度起，台积电将以超级急单方式插单生产汽车芯片，汽车严重缺芯可能将逐步缓解，但长期来看车用MCU、IGBT等功率器件仍将维持供需紧平衡状态。
汽车、工业市场普遍遵循JIT（准时制）生产模式，来源：MBA智库百科
汽车MCU 供应商及其对台积电依赖程度，来源：IHS markit
智能手机在2020年受到疫情和华为事件的影响，各大手机厂加大了备货力度。但由于SOC 供应商的准备不足，手机出货仍不及预期。进入2021年，中低端机型的套片供给快速改善，依旧缺货的芯片主要有旗舰机套片，CIS，电源芯片。据信达电子产业链调研，旗舰机处理器高通骁龙888在三星处代工良率不足50%；前期德州暴雪亦影响了高通RF Transceiver 及三星CIS在三星德州工厂处的生产；此外快充需求的旺盛，使得手机Charger 相关的电源芯片数量显著增多。
相对于手机而言，PC、平板电脑等“宅经济”需求放量增长。市场普遍认为PC、平板电脑的爆发性需求主要受疫情催化，疫情后人们生活方式、生产方式已有改变。再加之数字货币狂潮对游戏电脑、笔记本的需求推动。2021年Q1，全球 PC出货量达 8398万台，同比增长达55.2%。而在线办公、元宇宙等概念的出现，将进一步存进服务器市场的增长。
从半导体产业下游需求结构来看，据IC Insights 数据，计算机、通讯、消费为前三大下游市场，2019年占比分别为35.6%、35.6%、11.8%。而随着汽车电子化发展，汽车市场占比持续提升，自1998 年的4.7%提升至2019 年的8.7%。展望2024 年，汽车市场占比将进一步提升至9.7%，凸显汽车电子的高成长性。而计算机、通讯、工业等市场，也将迎来应用结构的转换，5G等新兴应用同样将长期推动全球半导体持续成长。
1998-2024F半导体细分下游市场占比，来源：ICInsights
渠道端：元器件“炒货”风险
在分析元器件的涨价缺货中，有一种观点是中国本土的元器件渠道商“炒货、囤货”行为，放大了市场的缺货情况。
对此笔者有不同的意见，笔者认为缺货的限制主要还是来自于上游foundry，因为产能已经固定住了，不管渠道商使出浑身解数也没办法凭空变出晶圆来。
在整个半导体产业链条中，渠道商是相对最弱势的。“博弈的最佳状态是什么？就是我们既可以打也可以谈，谁也吃不了谁，这是一个最佳的状态。”深圳市金航标电子有限公司、深圳市萨科微半导体有限公司总经理宋仕强认为，渠道商相对原厂和晶圆厂没有任何博弈的资本，目前这种卖方市场的持续状况下，渠道商和中小客户只能被动接受上游传导下来的价格。
华强北电子人宋仕强
原厂高管在朋友圈说要跳楼，我们固然可以看成是一种调侃。但今年以来的缺货涨价潮中，真正要跳楼的，可能是下游的终端客户们。因为一波一波的涨价潮，已经逐渐榨干了他们最后一丝血肉。有渠道商在朋友圈发图表示，上游的涨价压力传导下来，最终买单的还是渠道商和终端客户。
可以说，中小的渠道商能够生存，得益于元器件的标准化程度不高，因为有几百万种料号存在，给了华强北的渠道商生存空间，但是毛利是非常低的。宋仕强在自己的公众号中写过不少今年“一夜暴富”的华强北故事，但他也表示暴富背后，更多的是极低的毛利和实实在在的“跳楼”风险。
他总结，元器件炒货的基础来自于半导体供应链的配套性，也就是2000颗料中，只要有100颗料缺货就会导致终端无法出货。如果能够提前预判到哪100颗料紧缺，就有了炒作空间。但是在实际操作中，这种判断完全基于经验，如果不是在某个领域深耕多年，对上下游的需求有基本判断，是很难评估的。他表示，目前的这种炒货更多是基于市场的价格波动进行的快速调整和反馈，周期非常短，所以利润其实并没有想象中高。
最后，宋仕强认为，今年的涨价潮已经透支了下游客户的财务成本，同时不少工厂的库存还没消化完。因此到了Q4目前的市场需求逐渐转淡。
点评：跳还是不跳，这是个问题
一方面是市场需求的转淡，另一方面是上游晶圆产能的继续紧缺。这两者的矛盾，其实体现了从上游到下游需求传导的时间差。一旦把握不好库存风险，跳楼的将不只是上游原厂。
展望2022年，库存的水位风险已经被越来越多的业内人士提及，质疑库存水位过高之声不绝如耳。
实际上，到了2021年Q4，市场上大部分的料号已经不再紧缺了。参考历史经验，新周期补库存的上行阶段一般持续4-5 个季度左右。
近日，立昂微董事长王敏文接受媒体专访表示，从供求关系的角度来看，这一轮景气周期或将持续至2023年下半年，另外，国内半导体硅片行业可能在两三年后进入到一个并购的阶段。
目前行业仍处于补库存阶段。由于市场需求变化到晶圆厂生产之间存在错位与时滞，即出现了库存周期。以最具代表性的半导体设计龙头公司库存水位来看，一般半导体库存周期为2-3 年左右。自2Q18 开始，行业处于去库存阶段，3Q19行业库存到达谷底，行业迎来短暂的补库存阶段，不过由于突发新冠疫情影响，产业链对未来需求判断不清，部分领域开启库存调整。不过20 年 3季度起，疫情消散，需求复苏，行业重新开始补库存，虽然目前库存水位有所抬升，但周转天数仍在下降。
各类电子元器件当前库存水平一览，来源：TPC
海外半导体设计龙头库存周期（十亿美元，右轴（天）），来源：Bloomberg
从产品需求来看，5G手机后面慢慢会见顶，但是汽车电动化、智能化、物联网的发展，产品的周期还在往上走。
从产能释放来看，2020年下半年各大晶圆厂纷纷扩产，预计要到2022/2023年开始逐渐释放产能。宋仕强则认为，晶圆厂的产能释放周期可能更长，要到三年时间。“建工厂是两年，把机器测试设备调整好，这两年如果我再把人员做好，把和下游的客户对接好的话，他是三年的周期。可能下游的封测周期会好一点，估计也是两年。”
笔者认为，本轮半导体行业缺货涨价由多个因素推动，并非仅有疫情黑天鹅因素，以及库存周期推动，更应该重视的是，当前迎来5G、AIOT、汽车电子等新一轮的需求爆发，半导体市场将迎来长达5-10 年的需求周期。
但值得注意的是，如果国产芯片没办法借助缺货潮加强自身内功，一旦缺货潮过去。被迫做国产替代的客户，有可能重新用回欧美芯片。点赞转发过100，笔者后续将推出国产芯片替代难点机会与挑战分析。
