始於2020年底的“缺芯”風暴持續至今，牽動全球産業鏈。背後原因，既有新冠肺炎疫情這一黑天鵝事件，也有不同市場主體對晶片供需形勢的誤判，多重因素疊加，供需失衡加劇。
縱觀全球，晶片産業版圖初步形成“美歐亞”三足鼎立的態勢，生産製造逐步向亞洲轉移。近年來，國內晶片産業也在快步追趕。這一輪晶片全球爭奪戰下，廣東製造的發力點在哪？業界和學界達成共識：做強設計優勢，補齊製造短板。2020年，廣東積體電路産業收入超過1700億元，其中晶片設計營收1484.6億元。瞄準打造全國積體電路産業第三極，廣東發力工業級晶片。
“我們專門成立了一個40人的晶片採購團隊，全球範圍找貨”，廣州極飛科技創始人兼CEO彭斌一直為晶片發愁。作為一家智慧硬體企業，需要各種類型的晶片，“從今年初到現在，漲價超十倍仍買不到”。
業內普遍認為，目前正處於能源革命和計算革命兩個大創新的交匯時期，手機、高性能計算、電動汽車以及AIOT（人工智慧物聯網）對晶片的需求強勁。多家研究機構預測，由於産能提升需要時間，“缺芯荒”可能延續到2022年。
疫情衝擊全球晶片産業，粵港澳大灣區更要把握機遇承接高端製造業的國際轉移。
一“芯”難求
汽車、電子資訊産業産能“縮水”
一“芯”難求，全球缺貨。最先受到晶片直接影響的是汽車産業。去年12月，大眾宣佈調整在中國、北美和歐洲工廠的生産計劃。今年1月，福特、日産、本田、豐田等車企紛紛宣佈停産減産。一季度，飽受“缺芯”困擾的汽車行業全球産能受到影響。
根據市場研究公司IHS Markit（艾信華邁）數據，一季度全球汽車減産近100萬輛，其中近70%是由晶片短缺導致。波士頓諮詢則預計，汽車晶片短缺影響將持續到第三季度。
作為汽車製造和消費大省，廣東汽車産業同樣面臨晶片短缺的問題。
廣汽集團總經理馮興亞接受記者採訪時稱，今年上半年在智慧網聯、動力總成和新能源等領域受晶片短缺影響較大，“預計下半年供應情況將有所緩解，但根本解決還需要一段時間。僅從産能建設週期推算，預計要到2022年之後才恢復正常”。
目前，中國汽車産業對於晶片進口高度依賴。數據顯示，中國汽車産銷量約佔全球33%，但在全球近500億美元的汽車晶片市場規模中，中國僅佔4.5%，車規級MCU晶片國産化率不足5%。
晶片按功能主要分為存儲晶片、處理器晶片和特定功能晶片等：存儲晶片主要應用在電腦硬碟、手機存儲等領域；處理器晶片是電腦、手機的“大腦”，其中車規級MCU晶片的需求更是與日俱增；特定功能晶片則包括通信晶片、電源管理晶片等品類。
疫情下，晶片供應受到衝擊，加上對不同晶片市場的預判存在誤差，供需平衡被打破。“缺芯”從汽車蔓延到電子資訊再到整個製造業，牽動全球産業鏈。
第二季度，手機等消費電子産品的“缺芯”問題集中爆發。
今年4月，在華為公司第18屆全球分析師大會上，華為輪值董事長徐直軍談到晶片時直言：美國對華為及其他公司的制裁造成了全球企業恐慌性備貨。
不僅僅是華為，OPPO、小米等企業同樣面臨“缺芯”困境。
5月新品發佈會上，小米集團合夥人盧偉冰介紹，一部手機上面有114顆晶片，缺芯已波及全球手機市場。隨後，OPPO方面也表態稱：任何一家手機廠商都不能完全避免。
“我們判斷缺芯至少會影響一年甚至更長，第三季度會是最缺貨的一個季度”，盧偉冰表示，一部5G手機所需要的晶片數量約為4G手機的兩倍，射頻晶片的需求是四倍，而一輛智慧汽車需要的晶片數量約1000多顆。
根據美國半導體産業協會SIA發佈的報告《在不確定的時代加強全球半導體供應鏈》，若未來沒有全球産業鏈合作，將導致半導體價格總體上漲35%至65%，繼而導致消費端電子設備成本上升。
粵開證券研究院首席策略分析師陳夢潔認為，從庫存週期看，5G手機和AIOT等對12英寸數字晶片的需求增長，短時間內無法有大量實質性産能供給；從創新週期看，目前正處於能源革命和計算革命兩個大創新的交匯時期，電動車+無人駕駛將帶來持續的需求，無人駕駛對半導體的需求更強勁。
斷供風波
多重因素疊加，供需失衡加劇
歷史數據顯示，晶片行業自有其發展週期，一般三年左右會出現一次短缺，但均能通過價格機制自我調節，數月可實現供需平衡。一向供求大體平衡的晶片産業，為何會突然全球告急？
在高通中國區董事長孟樸看來，此次晶片大規模告急，一方面緣于需求快速增長，另一方面則是企業對需求誤判導致供給不足。
出現這一問題的核心變數，是始於2019年底的黑天鵝事件——新冠肺炎疫情。
從供給端來看，2020年初産能減縮已顯端倪。由於生産工藝複雜、週期長且産品易氧化，晶片産業形成了“以銷定産、低庫存甚至零庫存”供給模式。去年初，受疫情影響，全球經濟一度短暫“停擺”，由此晶片廠商對未來市場作出悲觀預期，在一二季度縮小了産品庫存和晶片訂單。
不料需求端卻意外增長。受疫情影響，遠端辦公、線上教育等成為剛需，5G、人工智慧、物聯網等應用擴張加速。去年三、四季度，手機、平板等終端電子産品銷量大增，導致晶片需求量暴漲。而已縮減的晶片産能則很難在短期內恢復，供需矛盾凸顯。
從全球晶片産業格局看，美國擁有英特爾、AMD、高通、德州儀器等巨頭，覆蓋全産業鏈；歐洲在工業電子等方面優勢明顯，位於荷蘭的阿斯麥在光刻機市場佔據壟斷地位，佔全球市場80%。
據美國半導體工業協會估計，全球晶片市場的年産值大約為4260億美元，僅次於石油。近年來，半導體行業越來越呈現寡頭壟斷的行業格局，“雞蛋集中在少數幾個籃子裏”也加劇了晶片斷供的風險。
與此同時，疊加中美貿易摩擦，尤其隨著美國對華為的制裁打壓不斷升級，進一步引發全球企業恐慌性備貨，不斷搶佔有限的晶片産能，供需矛盾進一步加劇。
而汽車行業則更加複雜。受疫情影響，去年初汽車銷量嚴重下滑，車企紛紛調低包括晶片在內的零部件需求。隨著下半年市場反彈，尤其是智慧電動汽車的異軍突起，晶片需求持續被推高。然而由於晶片存量産能已被消費類電子所搶佔，汽車行業“缺芯”顯得更為緊迫。
需求拉動供給復蘇，進入2021年晶片産能形勢有好轉跡象。國際半導體産業協會數據顯示，今年一季度全球硅晶圓出貨面積較上季度增長4%，達到3337百萬平方英寸，同比上升14%。
正值此關鍵時期，全球多場自然災害卻密集來襲，形勢再度急轉直下。2月13日，日本遭遇了7.3級大地震，東芝、富士通等半導體工廠受創。隨後美國德州遭遇罕見暴風雪襲擊，恩智浦、英飛淩、三星等多家半導體工廠停工減産。3月19日，日本企業瑞薩電子發生火災導致部分産線停工，而該公司在全球車用單片機晶片市場佔近三分之一份額。
“缺芯”潮仍在持續，旺盛的市場需求對於全球半導體行業可謂“甜蜜的痛苦”。據摩根大通的分析預測，全球晶片需求比目前産能高出10%-30%，預計需1年後才能平衡。
從供給端來看，晶片産能全球新一輪擴張已經開啟，包括臺積電、三星等晶片大廠均已提出擴張産能計劃。但由於投資大、週期長，短時間擴大晶片生産規模也並非易事。
萬聯證券分析師張瑞雙認為，全球各大晶圓廠正加大資本支出，正常情況下晶圓廠擴産週期在12-24個月。在去年疫情衝擊下，各大晶圓廠都未能及時調整擴産節奏，“預期新一輪産能供給最早也要到2021年底，真正可觀且有效的産能預計要在2022年二季度以後”。
迎來機遇
晶片製造逐步向亞洲轉移匯集
如此緊缺的晶片，主要原料卻幾乎觸手可及——沙子。
沙子主要成分為硅，高溫加熱提煉出98%以上高純度的多晶硅，再加熱熔化、提拉形成有序排練的單晶矽錠，切割打磨為硅晶圓，形成晶片的“地基”。
然後經過光刻、刻蝕、摻雜、薄膜沉積等上百道工序，在每個晶圓上構建起數百個極其複雜的多層互聯電路——倣若建設立體交通發達的超微型城市。接著剔除瑕疵晶片，再封裝測試，最後才形成可用的晶片。
因此，晶片製造也被稱為“集人類超精細加工技術之大成”。以採用了20奈米工藝蘋果手機晶片為例，其在不足指甲蓋大小的空間裏，包含了20億個電晶體結構。
如此複雜的工藝能實現大規模量産，是從太平洋彼岸的一次“叛變”開始。
64年前的秋天，舊金山灣區，8名年輕人從“電晶體之父”威廉·肖克利的實驗室大門走出，另立門戶，號“仙童”。
“仙童半導體公司開創了晶片産業，幾乎影響了今天每個人的生活。”7月初，粵芯半導體副總裁李海明接受採訪時説。粵芯半導體，是粵港澳大灣區擁有量産12英寸晶圓製造生産線的唯一一家企業。
從時間看，全球晶片産業格局幾經演變，背後既有經濟重心轉移的大趨勢，也有不同廠商模式的群雄逐鹿。
在發軔之初，仙童半導體開創了離岸工廠模式，此後隨著産業鏈條不斷延伸，技術、人才、工廠、服務等也向全球擴散。
晶片廠商按照模式可分為兩種：代工模式（即無晶圓廠商），主要負責晶片設計，將製造環節交給臺積電、粵芯半導體等企業；IDM模式，集設計、製造和封測于一體，以英特爾為代表。
20世紀70年代，依託國內高歌猛進的經濟發展，日本NEC從仙童半導體購買平面光刻生産工藝，新力與德州儀器成立合資公司，加上政府大力支援，成為美國晶片産業的有力競爭者。
同一時期，中國台灣也從封裝環節起步，逐步在垂直一體化晶片製造模式外，開創了晶片設計與製造分離的代工模式。
從空間上看，如今全球晶片産業已經形成“美歐亞”三足鼎立的態勢，晶片製造逐步向亞洲匯集：
日本在CMOS圖像感測器積累深厚，還是全球半導體設備和半導體材料的主要供應商；南韓在半導體存儲上強勢逆襲；中國台灣的晶圓産品佔據世界市場過半份額，率先實現7奈米和5奈米晶片量産；超過50家半導體公司在馬來西亞設廠，包括AMD、恩智浦、英特爾、英飛淩等半導體巨頭，馬來西亞成為全球半導體封裝測試的主要中心之一。
晶片生産向亞洲轉移——這也是全球産業鏈按照市場要素進行資源配置和分工的結果。
近年來，國內晶片産業也在快步追趕：中芯國際實現14奈米晶片量産，上海微電子在光刻機研發製造上取得可喜突破，長江存儲在存儲晶片領域逐步站穩腳跟……
然而，從晶片全産業鏈來看，國內短板仍舊明顯。
目前，國內半導體材料和設備主要依靠進口，高端光刻機等關鍵設備受制於人；晶片設計發展較快但設計工具嚴重依賴國外；除台灣外，晶片製造工藝距離世界先進水準仍存在代際差距，相比之下，優勢則主要體現在蓬勃市場帶來的産業需求。
對此，廣東省積體電路行業協會秘書長潘雪花建議，面對全球半導體積體電路産業鏈的挑戰與調整，廣東應充分發揮強大市場牽引優勢，差異化推動實施強芯工程，進一步提升廣東半導體積體電路産業綜合競爭力，打造中國積體電路産業發展第三極。
“晶片産業正在從1到N，如何與生物醫藥、智慧汽車、傳統製造等領域相結合産生新的商業模式，這是屬於我們的時代機遇。”李海明認為，粵港澳大灣區在終端應用上有非常好的優勢，要根據新的需求去開發新應用，並在工廠裏推動實現。
廣東發力
推動自主可控工業級晶片應用
晶片産業鏈，上游是原材料和設備企業，中游是設計、製造和封測企業，下游是消費電子、通信等企業。
總體來看，廣東晶片産業優勢是中游的設計、下游廣闊的需求市場以及電子整機産業鏈，最大短板在製造。
根據廣東省工業和資訊化廳數據，2020年廣東省積體電路産業收入超過1700億元，基本形成較為完整的産業鏈。其中，設計業優勢突出，營收1484.6億元，同比增長17.7%，佔全國37%。
做強設計優勢，補齊製造短板，這是業界和學界的共識。
晶片技術主要看兩個維度：晶圓大小和電晶體尺寸。晶圓越大，單個晶圓上就能生産更多晶片，技術要求也就更高，目前主流是6英寸、8英寸和12英寸；相反，電晶體電路尺寸越小，運算更高效，一般認為28奈米及以上為成熟製程，28奈米以下為先進製程，5奈米製程在全球少數工廠實現量産。
廣東在晶片設計方面如何突破？專注晶片設計的廣州安凱微電子董事長胡勝發博士認為，廣東的晶片設計企業數量多但規模偏小，與國際高端水準還有差距，“廣東應該充分利用終端需求市場規模優勢，繼續做大做強晶片設計”。
同時，他建議加大製造，建設達到一定産能的晶圓製造廠，廣東在5年內至少要有全球晶圓加工5%的市場份額，“可先把國內成熟製程的産能做到全世界最大，再一步步迭代”。
對此，深圳奧比中光科技有限公司創始人、董事長兼CEO黃源浩也持相同觀點：“一開始不用追求生産製造先進製程晶片，可先發展各類智慧感測器所需的特殊工藝晶片。”目前，該公司自主研發了一系列深度引擎數字晶片及多種供應商尚無法提供的專用感光模擬晶片。
利楊晶片董秘辜詩濤則建議，可以多方出資組建晶圓廠，帶動並健全産業鏈上下游發展，採取“分工合作”的商業模式減輕企業的經營風險。
在家電、汽車等製造産業，自主研發晶片也已是大勢所趨。美的、格力、格蘭仕等廣東家電龍頭紛紛入局。“廣東的優勢在於良好的晶片應用産業基礎，可結合自身特點重點發展工業級晶片等。鼓勵大企業自建晶片團隊，結合需求自研晶片。”格蘭仕集團董事長兼總裁梁昭賢如是説。
汽車行業也在大力推進晶片國産化。馮興亞介紹，目前廣汽部分電子控制器産品已形成初步國産化推進方案，智慧網聯部分系統等計劃採用國産晶片，還投資了地平線、粵芯、經緯恒潤等數十家晶片公司。
在全球“缺芯”的背景下，晶片企業成為各路資本追捧的“香餑餑”。
廣東工業大學黨委原書記、校長，廣東省製造強省建設專家諮詢委副主任委員陳新認為，要鼓勵社會資本參與對中低端晶片領域企業的集中投資，政府側重扶持高端晶片技術領域的理論基礎研究，對生産裝備技術的研發製造進行集中投資。
從另一個維度來看，“缺芯”背後是巨大的人才缺口。數據顯示，目前中國積體電路人才缺口約50萬。
深圳佰維存儲科技股份有限公司智慧終端存儲晶片業務負責人劉陽指出，積體電路産業人才培養週期較長，我國校企聯動的人才培養體系還不夠完善和深入。相比長三角地區，廣東的高端專業人才和相關配套優勢不明顯。
“企業和研究機構要加大人才引進，努力補齊製造短板。”工業和資訊化部電子第五研究所所長陳立輝認為，疫情衝擊全球晶片産業，粵港澳大灣區更要把握機遇承接高端製造業的國際轉移。
瞄準打造全國積體電路産業第三極，廣東發力工業級晶片。
去年9月印發的《關於廣東省培育半導體及積體電路戰略性新興産業集群行動計劃（2021-2025年）的通知》提出，著重解決“缺芯少核”問題。近日印發的《廣東省製造業數字化轉型實施方案（2021-2025）》強調，進一步實施“廣東強芯”工程，推動自主可控工業級晶片應用。
日前，廣東省2021年第二季度重大項目集中開工活動舉行，廣州粵芯半導體二期、深南電路項目等7個項目開工建設，總投資531億元。其中，粵芯半導體項目二期預計2022年第一季度投産。該項目已吸引110家意向企業，帶動千億級産業鏈。
在粵芯半導體的無塵生産車間裏，光刻、蝕刻、擴散、薄膜四大工藝設備次序排列。車間上空，生産無人車沿著空中軌道飛馳運轉，24小時不停作業。
一顆顆“廣州芯”正從這裡出發，驅動數字化智慧化，激發廣東製造高品質發展“芯”動能。
本輪全球“缺芯”時間軸
2020年初
受新冠肺炎疫情影響，晶片廠商對未來市場做出悲觀預期，在一二季度縮小了晶片訂單。
2020年三、四季度
受疫情影響，遠端辦公、線上教育等成為剛需，手機、PC、平板等終端電子産品銷量大增，導致晶片需求量暴漲。而已縮減的晶片産能則很難在短期內恢復，供需矛盾凸顯。
2020年底
汽車行業開始缺芯。大眾宣佈調整在中國、北美和歐洲工廠的生産計劃。
2021年1月
福特、日産、本田、豐田等車企紛紛宣佈停産減産，部分工廠停工。
2021年3月
蔚來合肥工廠暫停生産5個工作日。
2021年第一季度
汽車産業全球減産近100萬輛。波士頓諮詢則預計，汽車晶片短缺影響將持續到第三季度。
2021年第二季度
手機等消費電子産品的“缺芯”問題集中爆發。
2021年5月
小米新品發佈會上，集團合夥人盧偉冰稱，第三季度會是全年最缺貨的一個季度。
2021年6月
高盛研究顯示：全球多達169個行業，在一定程度上受到晶片短缺影響。
多家研究機構預測，全球“缺芯”可能延續到2022年。
晶片的分類
按功能分類：
主要分為存儲晶片、處理器晶片和特定功能晶片等。
存儲晶片：主要應用在電腦硬碟、手機存儲等領域
處理器晶片：是電腦、手機的“大腦”
特定功能晶片：包括通信晶片、電源管理晶片等品類
按照生産模式分類：
代工模式（即無晶圓廠商）：主要負責晶片設計，將製造環節交給臺積電、粵芯等企業；
IDM模式：集設計、製造和封測一體，以英特爾為代表。
晶片技術主要看兩個維度：晶圓大小和電晶體尺寸。
晶圓越大，技術越高，目前主流是6英寸、8英寸和12英寸；相反，電晶體尺寸越小，運算更高效，28奈米及以上為成熟製程，28奈米以下為先進製程。
從沙到晶，晶片是如何製造的？
加熱
把沙子等混合高溫加熱，提煉出98%高純度的多晶硅。
提拉
多晶硅通過加熱熔化、提拉形成有序排列的單晶矽錠。
切割
單晶矽錠切割成薄脆的圓盤形狀，拋光後形成晶圓，相當於晶片的“地基”。
光刻
晶片內的距離以奈米為單位，晶片製造裏光刻工藝尤其重要，需加光刻膠膜以發生光化學反應。
刻蝕
再用特製的化學藥水蝕刻暴露出來的晶圓，蝕刻完成後清除所有光刻膠，得到縱橫交錯的電路溝槽。
摻雜
通過離子注入賦予硅電晶體的特性。
薄膜沉積
通過化學或者物理氣相使金屬沉積，再重復光刻和蝕刻工藝，進行金屬連接。
封測
剔除瑕疵晶片，最後封裝測試才形成可用的晶片
廣東“芯”如何造？
粵港澳大灣區在終端應用上有優勢，要根據新需求去開發晶片應用並在製造工廠裏推動實現。
——粵芯半導體副總裁李海明
廣東應從通用晶片入手，長期著眼車規級高性能中央處理晶片，同時加大對車規級晶片行業的扶持力度。
——廣汽集團總經理馮興亞
廣東可結合自身特點重點發展工業級晶片。鼓勵大企業自建晶片團隊，結合需求自研晶片。
——格蘭仕集團董事長兼總裁梁昭賢
廣東應該充分利用終端需求市場規模優勢，繼續做大做強晶片設計。
——廣州安凱微電子董事長胡勝發
建議重點發展本地晶圓廠，讓晶片在生産環節不過度依賴國外企業。
——深圳奧比中光科技有限公司創始人、董事長兼CEO黃源浩
鼓勵社會資本參與對中低端晶片領域企業的集中投資，政府側重扶持高端晶片技術領域的理論基礎研究。
——廣東工業大學黨委原書記、校長，廣東省製造強省建設專家諮詢委副主任委員陳新
要把握機遇承接高端製造業的國際轉移，努力補齊廣東乃至全國在積體電路上的製造短板。
——工業和資訊化部電子第五研究所所長陳立輝
加大晶片製造和封裝的産業規模，從而推動設計業更好發展，形成良性迴圈産業集聚效應。
——廣東省科學院半導體研究所學科帶頭人、俄羅斯工程院外籍院士莊巍（記者/彭琳、王彪、昌道勵、李鳳祥、黎華聯實習生/葛華斐）