芯片荒:真相,及其背後暗藏的凶險

2021年04月23日 18:58 格上理財   作者:清和社長

自2020年底開始,芯片荒席捲全球。奧迪、大眾、福特、戴姆勒、豐田等汽車巨頭紛紛因芯片短缺而減產、推遲汽車交付,部分工廠甚至停工。除了汽車領域,消費電子、物聯網等市場也出現不同程度的芯片荒。

全球芯片製造巨頭台積電CEO魏哲家預測:“芯片需求將持續高漲,短缺狀況將持續今年全年,並可能延長至2022年。”

2021年4月12日,美國白宮舉行“半導體和供應鏈彈性CEO峰會”,拜登政府及全球科技巨頭共同商討應對芯片短缺之策。參會企業包括美國三大汽車巨頭,英特爾、戴爾、谷歌母公司Alphabet等美國科技巨頭,還有三星和台積電。

為何全球突現芯片荒?

本文從經濟學的角度簡單分析全球芯片荒現象。

01

通脹膨脹現象

從國際宏觀經濟的角度來看,這次芯片短缺芯片漲價是一種通脹現象。

在整個芯片產業鏈中,芯片製造是一個重要瓶頸。全球接近一半的芯片出貨量來自中國台灣和韓國。台積電和三星控制著全球70%的高端芯片製造,其中台積電佔據五成左右的市場份額。

從台積電的業務結構及變化中,我們可以窺見一斑。芯片緊缺助推台積電在2020年營收大漲25.2%,達467億美元,創下歷史新高。 2021年第一季度營收增長16.7%,利潤增長19.4%。台積電的業績貢獻來自哪裡?

2020年手機業務是台積電營業收入的最大來源,佔據48%的份額。第二大業務收入來自HPC,即高性能計算,佔據33%的份額。然後是loT(物聯網)8%、DCE(數字通信設備)和汽車芯片3%。

我們看結構性變化。 2020年增長率最高的業務是高性能計算,達39%。接著是物聯網業務28%、手機業務23%,而數字通信設備的增長率只有2%,汽車芯片業務的增長率更是-7%。但是,2021年第一季度情況發生了變化,汽車芯片業務增長率高達31%,這一業務的整體份額也提高了一點,數字通信設備大漲11%。而高性能計算業務增長率回落到14%,物聯網業務回落到10%,而物聯網手機業務則跌入負增長的-11%。

如何理解這種變化?

首先排除一些週期性因素的干擾。蘋果公司是台積電的最大客戶,2020年蘋果iPhone 12推出,助推台積電手機業務大漲,給台積電貢獻了25%的營業收入。 2021年第一季度蘋果手機出貨量下降,該業務週期性回落

除此之外,台積電業務的結構性變化主要由兩大因素推動:一是通貨膨脹,二是產業升級(第二部分分析)

通貨膨脹與芯片緊缺到底存在什麼關係?

2020年大疫之年,全球貨幣超發,大量貨幣流入市場,引發結構性通脹所謂結構性通脹,是一種市場割裂現象,一部分市場通縮,另一部分市場通脹。央行及商業銀行直接注入超量貨幣的市場出現通脹,比如美聯儲直接向債券市場注資,日本央行直接向股票市場注資,商業銀行向房地產提供過量信貸。這些市場都出現了普遍性通脹,資產價格持續上漲。還有一些市場因貨幣傳導而引發通脹,芯片就屬於這種市場。

通貨膨脹如何傳遞到芯片領域

主要兩個途徑:一是材料成本傳導;二是投資需求傳導。

大疫之年,貨幣超發,貨幣貶值,利率下降,資金考慮避險,紛紛買入“硬通貨”如比特幣、大宗商品、一線城市房產、美國科技股票、中國茅台、生物醫藥及新能源股

我們先看大宗期貨的價格。 2020年中國大宗商品CCPI指數,從4月的113點漲到12月的158點,全年漲幅8.2%。其中礦產類全年漲幅高達44.3%,銅價在去年下半年累計上漲23.6%。 2020年12月全球三大交易所銅總庫存同比下降13.3%。

如今,全球大宗商品現貨價格主要由期貨市場定價。大量貨幣流入期貨市場,期貨價格上漲直接提高了現貨價格。而大宗礦產是半導體的主要原材料,芯片原材料成本也水漲船高。比如,芯片最重要的原材料矽料,2020年上半年的價格跌到6萬元一噸,2021年3月漲到10萬元一噸。這就是成本傳導機制。

大宗期貨價格上漲,引發原材料搶購、囤積和投機。這又加劇了原材料緊缺,抑制了芯片產能擴張,導致芯片價格上漲。芯片短缺、芯片價格上漲,與大宗期貨價格上漲類似,都屬於通脹現象。

通常,原材料價格上漲最終會抬高終端商品價格,從而抑制消費需求。終端需求下降傳遞到上游,反過來會削弱芯片及原材料的價格。這就是市場價格的調節機制。但是,目前並未發生。原因是原料和芯片價格上漲還未完全傳遞到終端市場,手機、電腦、汽車的價格還未明顯上漲。但是,這不是主要原因。

儘管芯片價格上漲,但採購商的需求依然極為強烈。這個需求一部分是市場驅動,而另一部分是投資驅動投資驅動很大程度上來自貨幣寬鬆。比如,一線城市價格上漲,但是熱度不減,誰在購買?大部分剛需已無支付能力,少部分人持有大量貨幣在搶購房產。

二是投資需求傳導。

投資需求傳導最典型的是比特幣。海量貨幣流入比特幣市場,比特幣價格從2020年3月到2021年3年翻了十多倍,價格一度突破6萬美元。比特幣價格上漲刺激礦機業務死灰復燃、迅速擴張。

2020年台積電第二大業務收入是高性能計算芯片,增長率高達39%。高性能計算是指超出個人計算機處理能力的服務器,比如商用大型計算機、礦機這一業務的爆炸性增長,與產業技術升級有關,也與礦機大規模擴張直接相關如今,挖礦已進入算力巔峰對決時代。高性能礦機搶占了不少高端芯片,成為芯片稀缺的原因之一。從貨幣超發,到比特幣價格上漲,再到礦機擴張,芯片需求攀升。這就是投資需求傳導機制。

另外,投資需求還傳遞到了新能源領域。 2020年新能源股大幅度上漲,特斯拉、比亞迪(169.250, 0.54, 0.32%)、蔚來等新能源汽車股價翻倍,大量資本通過金融市場流入該市場,形成造車盛宴。 2020年已確定入局的新勢力有恆大、華為、小米、百度、特斯拉、蔚來等。

最典型的是恆大造車。汽車未造,股票先行,截止到2021年4月,恆大汽車市值超過6000億港元,是其母公司恆大集團的3倍有餘。恆大汽車從資本市場上融得大規模資金砸向新能源汽車市場。同時推出九款車型,預計在2021年下半年實現首車量產。同時,小米公司宣布“ALL IN”新能源汽車,計劃首期投資為100億元人民幣,預計未來10年投資額100億美元。

巨頭手持海量資金湧入,汽車芯片需求量大增,推動台積電2021年第一季度汽車芯片業務暴漲31%,業務份額也因此上漲了一個點。同時,新能源汽車對芯片的需求量是燃油車的數倍如果新能源汽車替代加速,無人駕駛汽車研發提速,汽車市場對芯片的需求將大幅度上漲。

但是,這裡存在一個關鍵的問題:不論是原料成本傳導還是投資需求傳導,都是由貨幣超發推動的而不是終端市場需求驅動的貨幣超發容易製造信息混亂,誤導企業的投資選擇,給迂迴生產帶來風險。一些企業從金融市場中獲取大量的廉價資金盲目投入新能源市場。投資需求大規模增加傳遞到上游市場,芯片製造緊缺,價格迅速上漲,芯片製造廠商誤以為終端市場擴張而擴大產能規模。

目前,台積電表示,2021年預計投資約300億美元,用於產能擴張和升級,高於之前預期的250-280億美元。未來三年內,台積電還將投資1000億美元用於產能提升和技術研發。台積電計劃在美國亞利桑那州投資5nm先進晶圓廠。英特爾也宣布斥資200億美元在美國新建兩家芯片工廠。聯電將本年度的芯片投資規模提升到150億美元,同比增長50%。中國也掀起了造芯運動,中芯國際(55.170, -0.13, -0.24%)宣布斥資153億人民幣擴大產能。

但是,這輪造芯運動暗藏風險。芯片製造是一個技術門檻高、投資規模大、投資週期長的高風險行業不僅投資以百億起步,而且投產3-4年才有收益貨幣超發很可能增加投資的盲目性和迂迴生產的風險。如果2021年比特幣價格連續暴跌,礦機的需求則迅速萎縮,高性能計算芯片業務增速也會下跌如果電池技術遲遲無法突破,財政補貼退坡後,電動車銷量下滑,汽車芯片市場規模可能下滑如果2021年全球貨幣轉向緊縮,一方面流動性轉向,融資成本上升,造車、挖礦等投資需求萎縮,芯片市場增速隨之下降;另一方面大宗商品價格回落,大量囤貨釋放,原材料價格下跌。

所以,2021流動性拐點,短期內無法緩解芯片荒,但可能給造芯運動帶來巨大的投資風險。從造車盛宴到造芯運動可能引發兩極化結局:個別巨頭搶占新的技術賽道,在電池技術、無人駕駛、芯片製造領域獲得巨大成功;而大多數跟風者,無法突破技術瓶頸,導致投產巨虧,公司破產,產能過剩,“芯片荒”可能演變為“芯片剩”。

通脹之下,還得看技術。

02

產業技術升級

除了通脹現像外,芯片荒還有一個重要原因是產業技術升級。

大疫之年,為了降低人群聚集與接觸,各個領域走向電子化、網絡化、智能化,各國紛紛採用遠程公辦、遠程授課。這刺激了筆記本電腦、平板電腦需求增加需求集中在2020年第二季度釋放,該季全球筆記本電腦出貨量同比上漲73.49%。 2020年全球平板電腦出貨量達1.883億台,同比增長18%。除此之外,網絡攝像頭、鼠標、路由器、鍵盤、顯示器、耳機等產品銷量也大幅度增加。 2020年消費電子市場規模擴張帶動了芯片、顯卡等價格上漲。

這些是“看得見”的需求擴張,但更重要的是“看不見”的需求創造——技術創新推動產業升級,開發新的市場需求。這就是薩伊定律。

2019年,三星和台積電均宣布攻破5納米製造技術難題。這一技術突破率先刺激電子消費類巨頭迭代技術,蘋果、華為、三星紛紛轉向研發搭載5納米芯片的新手機。最終,蘋果iPhone12拔得頭籌,台積電在2020年將大量的5納米芯片供給了蘋果。

2020年大疫之年,各領域的公司紛紛藉此機會轉型升級,推動技術迭代。線上辦公與會議、電子監控與定位、射頻識別與傳感、數字通信傳輸與衛星製造、汽車電動化與智能化,增加了全球算力,擴大了高端芯片的市場需求。

而台積電推出的5納米芯片正好可滿足市場需求,推動產業升級。數據顯示,在台積電晶圓銷售金額中,2020年第三季度5納米製程佔比8%,第四季度5納米製程出貨佔比上升到20%,7納米製程銷售佔比為29%。 2021年第一季度,5納米製程佔比回落到14%,7納米製程佔比增加到35%。這主要是受iPhone12出貨週期的影響。總體來說,2020年第四季度和2021年第一季度,台積電5納米製程和7納米製程銷售份額合計高達49%左右。

這說明不僅是手機領域,其它領域也正在產業升級和技術迭代。 2020年台積電增長最快的業務是高性能計算業務、物聯網業務、手機業務(搭載5納米的iPhone12)多說明高性能芯片的需求在擴張。除了5G手機外,美國馬斯克正在快速推進的星鏈,正在太空部署大量衛星(計劃衛星數量約4.2萬顆),依賴於高性能通信芯片。

但是,5納米製程芯片和7納米製程芯片的市場規模增加,提高了12英寸矽晶圓的需求和要求。矽晶片是芯片最基礎的材料,7納米製程之前的芯片使用的是8英寸矽晶圓。 5納米製程芯片使用的是12英寸矽晶圓,這種矽晶片的純度要更高。台積電將更多高純度矽晶片用於生產5納米製程芯片,這導致高純度矽晶片的價格上漲,從而帶動矽晶片原材料價格上漲。這次芯片荒是全方位的,高中低端都出現價格上漲或缺貨的情況。傳統的電腦、傳感器、汽車芯片等也大量短缺,相關配件價格瘋漲。

所以,從台積電製程結構可以看出,這次芯片短缺一定程度上是產業升級引發的。只是這場產業升級並不是平滑的,而是突發的,由新冠疫情誘發的。台積電的5納米製程芯片正好為這場產業升級創造了技術條件。這就是供給(技術)創造了新的需求。線上辦公、安防、汽車、通信、大數據處理等集體向電子化、智能化的方向邁一小步,全球芯片供應難以應付。當然,產業技術升級成功與否,最終取決於終端市場是否買單。

有人可能會提出一個問題:技術創新為什麼不能降低通脹?

我們看通脹爆發的邏輯。首先,通脹是一種貨幣現象。基於此,通脹爆發有兩個主要原因:一個是貨幣信用崩盤。這導致貨幣貶值,市場價格膨脹,如拉美債務危機。二是貨幣超發,可能引發需求擴張,進而帶動物價上漲。比如,政府給每個家庭每月發放1萬元現金,這可能引發消費擴張,刺激物價上漲。這裡,我們主要關注後一種情況。

有人會提出,消費擴張,物價上漲,價格機制會起作用,企業會主動擴大產能,增加供應,物價進而平抑,通脹逐漸消失。這種推理並不符合邏輯。價格機制的確會起作用,但是我們不能忘記經濟學最基本的假設條件:在一定技術條件下,資源是稀缺的。企業擴大產能,需要雇傭更多勞動力,採購更多原材料。但是,勞動力和原材料在一定技術條件下是有限的。企業擴大產能,勞動力價格和原材料價格上漲,終端產品的價格持續上漲。如此,有可能引發通脹螺旋,人們紛紛拋售貨幣搶購商品和資產。

這該怎麼辦?

這時,只能依賴於技術進步。上述分析通脹的邏輯時,有一個前提那就是技術水平不變。假如技術水平提高,比如採用一種機器替代人工,效率更高,成本更低,企業可以更低的價格向市場供應商品。又如頁岩氣技術創新,大大提高了原油的供應量,從而抑制原油價格上漲。再如通過技術創新使用一種成本低的材料替代矽料,從而抑制芯片價格上漲。

技術進步對抗通脹的邏輯:技術創新提高資源利用效率,從而抑制價格上漲;多餘的貨幣通過資產減損、消費消耗而逐漸退出市場。

但是,台積電為什麼沒有做到?台積電提高了製程工藝,提高了效率,理論上應該抑制芯片價格。而結果則恰恰相反。原因可能是,我們並不清楚,芯片短缺及價格上漲,其中有多少成分是通脹引發的,有多少成分是技術創新帶來的需求擴張。

假如主要是技術創新帶來的需求擴張,那麼芯片的短缺不會維持太久。從長期來看,技術創新可以抑制市場價格,實現無通脹、低通脹增長。因為新產品推出後,老產品的價格下降。這是摩爾定律在起作用。比如,蘋果公司推出的搭載5納米製程芯片的iPhone12銷量爆棚,這說明市場真實需要這種產品(儘管用戶未必關注芯片技術)。而原來的iPhone11價格則立即下跌。技術迭代引發新舊產品替代,市場整體價格不會上漲。儘管新產品可能刺激市場價格及上游原料上漲,但這是短期現象。隨著新產品供應的增加,老產品降價,整體價格不會上漲。但這裡說的僅僅是蘋果手機這個市場(還是假設)。

人們經常認為,通脹是經濟增長的必然結果。隨著經濟增長,財富增加,物價定然上漲。歷史證明似乎是如此,但邏輯上是推導不出來的。問題出在哪?通脹必然論是不成立的,通脹爆發只是因為貨幣超發或貨幣信用崩盤。貨幣長期被人為配置,導致供過於求、物價上漲。人們誤以為通脹是的必然的。

回到上述論題。如果芯片短缺和芯片漲價主要是通脹引起的。假如貨幣超發推動的挖礦運動、造車運動,大幅度擴張了芯片需求,那麼台積電的5納米製程技術進步不足以抵抗大規模的投資需求。矽材料的技術沒有進步,5納米製程技術引發市場搶購高純度矽晶圓,反而推動了價格上漲。如果通脹是全方面的,對抗通脹的技術進步也必須是全方面的。如果通脹是結構性的,對抗通脹的技術進步必須是革命性的。

最重要的是,通脹反而會抑制技術進步。大宗商品和矽材料價格上漲,資本更傾向於投資期貨,囤積原料,而不是技術創新。在造車盛宴中,進入者對資產膨脹的興趣遠遠高於技術創新。當然,不排除個別企業家執著於無人駕駛技術。但是,底層的技術變革源自全方位的技術創新。

除了改變貨幣制度,技術進步是對抗通脹的唯一手段,但不能指望貨幣超發能夠換來技術創新。

03

全球供應失序

芯片短缺第三大重要原因是全球化供應鏈受阻。

我在《全球面臨糧食危機嗎? 》一文中提出一個觀點:如今是一個全球化生存的時代,任何逆全球化行為都有可能導致嚴重災難。雖然全球各國的糧食自給率高,但這是全球化配置的結果。一旦逆全球化,全球糧食資源配置受到限制,那麼全球各國糧食的平均自給率將會下降,部分國家可能面臨糧食危機。

芯片對全球化的依賴遠遠高於糧食。芯片供應與製造是全球化分工與合作的結果。頂級芯片是全球高精尖技術與工藝的組合包,包含2000多道工藝程序。芯片製造工藝包括:從矽晶片生產,到光刻機,再到蝕刻,接著是氣相沉積和離子植入,然後是研磨和切割,最後封測。每一個環節的技術含量都不低。一台荷蘭阿斯麥光刻機,包含美國、德國、日本、荷蘭等眾多國家的頂尖技術。

芯片的全球化供應鏈經過了幾十年的競爭、演變,形成相對穩定的分工與合作系統。但是,2020年新冠疫情衝擊了這一系統。國外一些公司、工廠停工或間歇性停產,導致原料及配件供應不足或不穩定,影響了產能與供應。比如,2020年全球銅、鐵礦石供應都有所下降。這也是大宗商品價格上漲的原因之一。而2021年疫情好轉後,全球芯片市場需求又集中爆發,出現補庫存現象。大宗商品價格上漲,引發芯片原材料囤積熱,進而又加劇了供應波動和價格上漲。

芯片的全球化供應鏈還遭到人為的干擾。美國的芯片禁封政策阻礙了新興國家與國際市場的正常業務。這一定程度上引發了芯片囤積恐慌。華為在2020年5月被正式封殺之前,已經投入了1800億元囤積芯片。 2020年第四季度和2021年第一季度,5G手機出貨量大增。截止到2021年4月份,中國五大手機廠商的5G芯片採購量已經超過了5億部,遠超市場預期。這推動台積電的數字通信業務在2021年第一季度大漲11%。但是,這裡存在囤積芯片的情況。要知道,2020年中國手機總體出貨量才3.08億部,而且是同比下降20.8%。

受到衝擊的不只華為一家企業,而是產業鏈中眾多小節點。比如,全球產業鏈中有一個環節是蝕刻,中國占據了全球一半以上的蝕刻市場。但是,芯片禁封政策影響到了這一個環節。因為蝕刻機也是一個全球化的產品,其中基礎芯片由美國供應。蝕刻機的芯片供應不足,蝕刻業務受到衝擊,全球芯片供應鏈效率下降,有些甚至已經脫鉤。

2021年隨著疫苗的普及,全球供應鏈逐漸好轉,但是芯片供應鏈恢復和提速頗為困難。如今,芯片荒可能推動全球供應鏈重組。

2021年4月12日,美國拜登政府在白宮羅斯福廳舉行了白宮芯片峰會。與會的19家企業幾乎是全球半導體領域最頂尖的企業,他們包括谷歌母公司alphabet 、康明斯、戴爾、福特、通用、全球晶圓、惠普、英特爾、美敦力、微米、諾斯羅普格魯曼、恩智浦、帕卡、活塞總成、三星、天水科技、斯泰蘭蒂斯和台積電。

這次峰會的主題是如何解決芯片短缺問題。拜登在會上拿起一塊晶圓,強調美國搶占全球芯片行業製高點的重要性。怎麼理解這次峰會?

很多人認為,美國將芯片供應政治化、國家化,使用政治手段拉攏同盟促使美國牢牢控制全球半導體芯片領域的製高點,卡住全球芯片高端產業鏈的“命門”。甚至,有人將芯片競賽與當年的軍備競賽相提並論。

這種解讀沒有問題,但未及本質。不論是美國,還是歐洲,都在加碼本土芯片製造。歐洲在2021年3月9日提出的《數字羅盤2030》計劃提出,到2030年歐洲製造的芯片產值份額應從2020年的10%達到20%,同時實現2納米工藝製程。但是,僅僅從芯片本土化和國家科技競賽的層面認識是不夠的。

拜登為什麼重視芯片?加州和紐約州是拜登及民主黨的鐵盤,是他們入主白宮最穩定的保障。加州的半導體企業、科技企業以及紐約州的華爾街金融公司是拜登的核心投資人。簡單來說就是上述峰會的主要成員。在拜登政府2萬億美元刺激計劃中,芯片製造企業分得其中的500億美元。拜登在峰會上還提議另外再撥500億美元補貼芯片製造企業。

芯片製造本土化和科技競賽的背後有兩個目的:一是拜登政府借國家之名給自己的投資人發補貼;二是重新劃分全球建制派的科技蛋糕。

特朗普試圖打破舊秩序,拜登則負責修復舊秩序。拜登、建制派、華爾街、科技巨頭和跨國公司,與新興市場形成了一個失衡的全球化秩序。在秩序修復過程中,拜登試圖為建制派謀求更多的國家政治資本,為跨國公司謀求更多的市場份額和更有利的國際規則。如今,特朗普的禁封政策變成了拜登的談判籌碼,拜登可藉助新冠疫情之機掌握更多主動權。

特斯拉是建制派的科技勢力,福特、通用是建制派的工業勢力。特斯拉進入新興市場的條件要比後者更加靈活和優厚。這就是建制派在修改分蛋糕的規則。如果特斯拉汽車獲得更大的市場份額,那麼美國芯片製造商也乘勢而獲利。英特爾公司表示,正在與汽車廠商談判,啟動芯片代工計劃。英特爾向汽車芯片公司開放現有工廠,以專門解決汽車芯片的短缺問題。該公司計劃在未來6至9個月內生產出車用芯片。

所以,這不是國家與國家之間的鬥爭,而是全球建制派打著國家鬥爭的名義博弈劃分蛋糕的規則。不管全球建制派如何重新劃分蛋糕,如何重擬規則,都不利於科技進步。全球最頂尖的技術和最有效率的經濟都是全球化無縫合作的結果。

世界亂局之下,只能相信邏輯。

http://finance.sina.com.cn/money/smjj/smdt/2021-04-23/doc-ikmxzfmk8570678.shtml

    全站熱搜

    alanntu111 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()