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都有哪些环节导致了芯片短缺?

2022-01-11
来源: 差评
关键词: 缺芯

     说起来大伙们可能不信,根据外媒的统计截止上个月,整个世界光是因为芯片的短缺,汽车就已经被迫减产了快 600 万辆了。

  自从新冠疫情以来,在工厂被迫停工、国际局势等等的影响下,可以说整个世界、大部分行业都在饱受“ 缺芯 ”之苦。

  当然,漂亮国也不例外。

  相信关注国际新闻的差友们都听说了,最近,美国副总统哈里斯到访了东南亚。

  当然国际局势、地缘政治之类话题的差评君并不是很懂。

  但有一点可以确认的是,老美去的目的之一,肯定有想缓解一波芯片短缺的问题。

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  看到这或许就有差友会问了,老美“ 缺芯 ” 不是应该去台积电所在的中国台湾,或者是三星所在的韩国吗?去东南亚有啥用啊?

  别急别急,今天差评君就想借此和大家简单聊聊全球的芯片产业链,而答案也正于此相关。

  首先差评想说的是,别看芯片小,但它却是人类科技、工业领域的明珠之一。

  因为芯片的生产是一个极其复杂和高精尖的流程,大概有 2000 多道工艺,并且是由世界各国和地区分工完成的。

  其中一个环节出了问题,或者被卡了脖子,“ 缺芯 ”的情况可能就会出现。就拿芯片的原料石英砂为例吧,这芯片制造的第一步其实就困难重重。

  因为芯片的制造需要二氧化硅纯度特别高的石英砂( 99.99% 后面好几个 9 ),但是全世界能生产高纯度石英砂的企业却不多。

  目前美国的尤尼明公司就在这领域一家独大,它所生产的 IOTA 高纯度石英砂,被称作是世界矿物加工水平的顶点。

  也因此,全球高端石英砂市场的 90 % 被它垄断。

  另外它拥有的美国 Sqruce Pine 矿,也是目前全世界最优质的硅材料矿藏( 老天赏饭吃 )。

  而包括咱们在内的不少国家,先天的矿藏品质和后天的加工技术都不如人,产品也大都处于中低端水平。

  因此,咱们的高端石英砂严重依赖进口,每年就要从国外进口数十万吨的高纯石英。

  当然啦,这公司也并不是属于老美的,因为尤尼明背后的母公司,是一家来自比利时,成立于 1872 年( 咱们的清同治年间 )的矿业公司 —— 矽比科。

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  弄到了高纯度的石英砂,下一步应该就是想要制造高纯度的硅晶圆片了,但这一步同样不易。

  目前世界最牛 B 的硅晶圆制造巨头在日本,名叫信越化学。

  它目前能做到纯度高达 99.999999999% ( 11 个九,又称 11N )的单晶硅,这相当于每一千亿个原子中,其他的外来原子不超过 1 个。。。

  在全世界属于独一档的水平。

  就算是强如台积电,身为上游公司的信越化学也是不服软,涨价也是丝毫不商量。

  而它和硅晶圆领域的老二 SUMCO 加起来,就占据了全世界的市场份额的半壁江山。

  所以说,它们要是打个喷嚏,整个世界的芯片产业链都要抖三抖。

  芯思想研究院的数据

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  另外,信越化学还是光刻胶的生产巨头,全球五大光刻胶生产商就夺去了市场份额的 87%,而且除去罗门哈斯之外,剩下的四大都来自日本。。。

  这统治力着实惊人。

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  话说回来,顺利弄到了高纯度硅晶圆之后,才到咱们熟悉的台积电、三星这类的芯片代工厂。

  其中光是中国台湾的台积电,就占了全世界晶圆代工市场的 50% 以上 。

  你要是想要成功地量产 5nm,或者是未来 3nm 的芯片,你不找台积电,可能还真就别无他选了。

  也因为台积电的重要,今年上半年它的缺水、缺电和疫情等等新闻,无不刺激这大伙们的神经,你这一出事儿,全世界可都不好受啊。

  当然啦,要是没有生产芯片的核心设备 —— 光刻机,无论是三星还是台积电都得抓瞎。

  光刻机到底有多难?就曾有工程师说,其中一个小零件他调整了整整十年。ASML 也曾说:就算图纸被公开,别人也造不出光刻机来。

  一台 EUV 光刻机大约重达 180 吨,身上有超过十万个零件,光源技术是美国的、轴承是瑞典的、镜头是德国的。

  ASML 就这样集百家之所长,站在了光刻机的垄断地位,ASML EUV 光刻机的市场占有率是 100%,因为除它之外,别无它家。

  而差评君在开头提到的东南亚,则也在芯片的制造上有着自己的分工,那就是芯片的封装和测试。

  相比芯片制造的上游产业,芯片的封测的技术难度会更低一点。

  但是由于目前全世界百分之二十多的芯片封测都在东南亚完成,东南亚近期的疫情肆虐,就导致了封测环节受到了影响。

  不久前马来西亚的汽车芯片封测厂 Unisem 就因为出现了新冠死亡病例,宣布关厂。而他们封测后的芯片广泛用于丰田、特斯拉等众多的车厂。

  讲了这么多,差评君其实是想要告诉大家,从石英砂、晶圆片、代工厂、光刻机和光刻胶、封测。。。只是芯片生产中的大家比较熟悉的几个环节而已。

  而真正的芯片生产产业链之长、技术环节之多都是远超咱们圈外人无法想象的。

  在这背后,是全世界最顶尖的矿业、化学、光学、物理等等研究人员和企业合力开辟出来的。一个环节出错,可能就会导致芯片产业的巨大震动。

  另外很多人说咱们缺芯的原因,是因为没 100% 地掌控最顶尖的芯片技术。

  但事实却是,目前世界上没有一个国家和地区有这样的实力,能 100 % 地掌控芯片制造的全流程,这也几乎不可能。

  硅片是日本生产的、石英砂是美国生产的、流片是中国台湾和韩国搞得、光刻机是荷兰做的、芯片的封测是东南亚的、背后的专利可能是德国、英国的。

  当然啦,这并不是意味着在芯片领域咱们要“ 造不如买,买不如租 ”,反正国外的更先进,各领域都第一几乎不可能,还不如躺平。

  而是在认清芯片制造的现实后,不要再动不动被营销号带节奏地“ 沸腾 ”起来,好像明天就能赶英超美,制霸世界芯片制造全流程一样。

  独立自主当然需要坚持,这是咱们要奋斗终生的事业,但合作也不能落下,因为顶尖的芯片是人类科技、工业领域的明珠,是全人类分工合作的产物。



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