了解全球芯片短缺

了解全球芯片短缺,涉及微小元件的大危机半导体有助于为从手机到汽车的一切事物供电。以下是有关主要供应链问题的信息。

一个电脑芯片

从手机到计算机再到汽车,您拥有的几乎所有电器中都包含芯片。洗衣机、电动牙刷和冰箱等您意想不到的物品中甚至还有薯片。但是,这些为我们生活提供如此多动力的微小部件现在严重短缺。 “现在我们的全球供应链处于危机之中,”雪城大学供应链实践教授帕特里克彭菲尔德说。“我们以前从未见过如此巨大的影响。”


日产表示,由于芯片短缺,它将减少50万辆汽车的产量。由于缺乏半导体芯片,通用汽车不得不中断其部分皮卡生产,甚至停放了数千辆已完工但仍没有所需芯片的汽车。苹果公司首席执行官蒂姆库克在7月份警告公众,芯片短缺将影响其手机和平板电脑的销售。英特尔首席执行官PatGelsinger预测,供应满足需求还需要一两年的时间,专家表示假日购物可能无法提供我们习惯的多样性和选择。以下是芯片短缺是如何发生的——以及它何时可能结束。这些芯片是什么?

这些芯片,通常称为半导体,有时也称为微芯片,充当我们电子产品的大脑。它们是微小的技术奇迹,其中包含数十亿个晶体管,尽管芯片的大小可能会有所不同。(那些晶体管就像很小的门,允许电子通过或不通过。)它们的构建涉及多个步骤、时间和专家。例如,IBM的最新芯片将500亿个晶体管装入一个两纳米、指甲大小的空间。东北大学电气和计算机工程教授马特奥·里纳尔迪(MatteoRinaldi)说:“我想全世界每天使用的芯片将超过1000亿个。”“所以想想我们每天在生活中使用多少晶体管和半导体。”这些芯片是现代社会的命脉,但即使在大流行之前,对它们的需求也超过了供应。今年,经济学家罗里格林称半导体为“新石油”,指出台湾和韩国控制着当今芯片生产的最大份额。但是,虽然这些芯片是美国的发明,但目前制造它们的美国制造商的数量已经严重下降。CSIS战略技术项目高级副总裁兼主管JamesLewis说,1990年,37%的芯片是在美国制造的。到2020年,这一数字仅为12%。

什么是芯片短缺?
随着世界因 COVID-19 大流行而关闭,许多工厂随之关闭,导致芯片制造所需的供应数月无法供应。对消费电子产品的需求增加导致了供应链上的变化。随着制造商努力制造足够的芯片以满足新的需求水平,订单开始堆积。积压开始增长,增长和增长。
像福特这样的汽车公司必须预测他们生产汽车所需的芯片数量,并提前从芯片制造商之一订购。Penfield 表示,截至目前,芯片订单可能需要至少半年的时间才能收到。当前对芯片的需求如此之大,以至于制造商目前无法制造足够的芯片来满足它,这意味着消费者很快就会看到以更少的商品获得更高的价格。
但问题不仅仅在于制造业。随着 COVID 在亚洲蔓延,港口关闭,有时长达数月之久。世界上大约 90% 的电子产品通过中国的盐田港,该港最近被关闭,留下数百艘集装箱船等待停靠。
港口重新开放后,由于等待装运的物品堆积如山,瓶颈就出现了。运输供应链的许多部分没有能力处理这种堆积或已经发生的劳动力短缺,从而使供应链陷入进一步的危机。
什么导致芯片短缺?
“错误的决定,运气不好,然后需求增加。将这三个放在一起,就会出现短缺,”刘易斯说。大流行导致对设备的需求激增。人们在家中使用的平板电脑、手机和其他流媒体设备比以往任何时候都多,需求激增,超出了制造商的能力。
汽车行业的错误决定也加剧了短缺。刘易斯说,当 COVID 开始时,许多公司取消了芯片订单,因为他们认为经济将受到长期打击。尤其是车企取消订单,芯片企业转产消费类芯片,试图满足疫情爆发的需求。在重组他们的工厂以生产用于消费品而不是汽车的芯片后,随之而来的是汽车芯片的短缺。
世界上没有多少芯片制造厂,在大流行期间运行的少数几家受到一系列不吉利的天气事件的影响,进一步延迟了制造过程。日本的瑞萨工厂生产了全球近三分之一的汽车芯片,该工厂因火灾而严重受损,而德克萨斯州的冬季风暴迫使美国仅有的一些芯片工厂停产。生产这些芯片也需要大量的水,台湾严重的干旱也影响了生产。
中国是否发挥了作用?
虽然地缘政治担忧不是造成这种芯片短缺的主要原因,但一个持续的担忧是美国进行贸易战,中国希望拥有自己的芯片产业。它已成为中美竞争的焦点。
“对于许多需要半导体的设备来说,价格肯定会更高,”哈佛商学院教授大卫约菲说,他在英特尔董事会任职近三年。“有些产品实际上不会发货,或者它们会被延迟。”
汽车行业正受到重创,据估计,美国制造商今年的汽车产量将至少减少 1.5 至 500 万辆。福特和通用汽车已经限制生产。特斯拉修改了自己的软件以支持替代芯片以维持其生产水平。
虽然像苹果和三星这样的消费电子公司很早就开始储备芯片,使它们免于汽车行业面临的巨大延误,但苹果最近宣布,芯片短缺预计将推迟 iPhone 的生产,并且已经影响了 iPad 和 Mac 的销售。Xbox 和 Playstation 也供不应求。
什么时候能解决问题?
关于短缺何时结束的意见各不相同。芯片制造商意法半导体的首席执行官估计,短缺将在 2023 年初结束。汽车制造商 Stellantis 的首席执行官表示,短缺“将拖到 22 年,很容易”。英特尔首席执行官帕特里克·盖尔辛格 (Patrick Gelsinger)表示,短缺可能还会持续两年。
“我们可能有大约 9 到 10 个月的时间来度过这一切,”刘易斯说。“如果你能等得起,价格就会下降。”预计,未来 6 到 12 个月内,部分需求将开始放缓。但他估计,供应赶上需求并达到平衡可能需要两年时间。
“当你深入到 3 纳米和 2 纳米时,我们正在谈论下一代技术的水平,这就是火箭科学,而火箭科学是无法在纳秒内解决的问题。

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