“我们专门成立了40人的芯片采购团队，全球范围找货。”广州极飞科技创始人兼CEO彭斌一直为芯片发愁。作为一家智能硬件企业，需要各种类型的芯片。“从今年初到现在，涨价超十倍仍买不到。”

始于2020年底的“缺芯”风暴持续至今，牵动全球产业链。背后原因，既有新冠肺炎疫情黑天鹅事件，也有不同企业对芯片供需形势的误判：多重因素叠加，供需失衡加剧。

《南方日报》7月15日A12版报道

纵观全球，芯片产业版图初步形成“美欧亚”三足鼎立的态势，制造逐步向亚洲转移。

对广东来说，要满足数字化进程的海量芯片需求，短期内全部靠自有产能并不现实。此次“缺芯”风波再次提醒：只有将关键核心技术掌握在自己手里才不慌。

2020年，广东集成电路产业收入超过1700亿元，其中芯片设计营收1484.6亿元。芯片全球争夺战下，广东制造的发力点在哪里？业界和学界达成共识：做强设计优势，补齐制造短板，广东瞄准打造全国集成电路第三极。

一“芯”难求，全球缺货。

最先受到芯片影响的是汽车产业。去年12月，大众宣布调整在中国、北美和欧洲工厂的生产计划。今年1月，福特、日产、本田、丰田等车企纷纷宣布停产减产。一季度，饱受“缺芯”困扰的汽车行业全球产能受到影响。

根据市场研究公司IHS Markit（艾信华迈）数据，一季度全球汽车减产近100万辆，其中近70%是由芯片短缺导致。波士顿咨询则预计，汽车芯片短缺影响将持续到第三季度。

作为汽车制造和消费大省，广东汽车产业同样面临芯片短缺的问题。

广汽集团总经理冯兴亚接受记者采访时表示，今年上半年，在智能网联、动力总成和新能源等领域受芯片短缺影响较大。“预计下半年供应情况将有所缓解，但根本解决还需要一段时间。仅从产能建设周期推算，预计要到2022年之后才恢复正常。”

目前，中国汽车产业对于芯片进口高度依赖。数据显示，中国汽车产销量约占全球33%，但在全球近500亿美元的汽车芯片市场规模中，中国仅占4.5%，车规级MCU芯片国产化率不足5%。

芯片按功能主要分为存储芯片、处理器芯片和特定功能芯片等：存储芯片主要应用在电脑硬盘、手机存储等领域；处理器芯片是电脑、手机的“大脑”；特定功能芯片则包括通信芯片、电源管理芯片等品类。

疫情下，芯片供应受到冲击，加上对不同芯片市场的预判存在误差，供需平衡被打破。“缺芯”从汽车蔓延到电子信息再到整个制造业，牵动全球产业链。

第二季度，手机等消费电子产品的“缺芯”问题集中爆发。

今年4月，在华为公司第18届全球分析师大会上，华为轮值董事长徐直军谈到芯片时直言：美国对华为及其他公司的制裁造成了全球企业恐慌性备货。

不仅仅是华为，OPPO、小米等企业同样面临“缺芯”困境。

5月新品发布会上，小米集团合伙人卢伟冰表示，一部手机上面有114颗芯片，缺芯已波及全球手机市场。随后，OPPO方面也表态：任何一家手机厂商都不能完全避免。

“我们判断缺芯会影响一年甚至更长，第三季度会是最缺货的一个季度。”卢伟冰表示，一部5G手机所需要的芯片数量约为4G手机的两倍，射频芯片的需求是4G手机的四倍，而一辆智能汽车需要的芯片数量约一千多颗。

粤芯半导体是大湾区唯一拥有12英寸晶圆体量产生产线的企业，图为晶圆体。南方日报记者梁钜聪 摄

业内普通认为，目前四大类产品是芯片的需求大户：手机、高性能计算、电动汽车以及AIOT（人工智能物联网）。

根据美国半导体产业协会SIA发布的报告《在不确定的时代加强全球半导体供应链》，若未来没有全球产业链合作，将导致半导体价格总体上涨35%至65%，继而导致消费端电子设备成本上升。

多家研究机构预测，由于产能提升需要时间，“缺芯荒”可能延续到2022年。摩根大通分析预测，全球芯片需求比目前产能高出10%-30%，预计需1年后才能平衡。

粤开证券研究院首席策略分析师陈梦洁认为，从库存周期看，短时间内无法有大量实质性产能供给；从创新周期看，目前正处于能源革命和计算革命两个大创新的交汇时期，电动车+无人驾驶将带来持续的需求，无人驾驶对半导体的需求更强劲。

历史数据显示，芯片行业自有其发展周期，一般三年左右会出现一次短缺，但均能通过价格机制自我调节，数月可实现供需平衡。

一向供求大体平衡的芯片产业，为何会突然全球告急？在高通中国区董事长孟樸看来，此次芯片大规模告急，一方面缘于需求快速增长，另一方面则是企业对需求误判导致供给不足。

出现这一问题的核心变量，是始于2019年底的黑天鹅事件——新冠肺炎疫情。

从供给端来看，2020年初产能减缩已显端倪。由于生产工艺复杂、周期长且产品易氧化，芯片产业形成了“以销定产、低库存甚至零库存”的供给模式。去年初，受疫情影响，全球经济一度短暂“停摆”，由此芯片厂商对未来市场做出悲观预期，在一二季度缩小了产品库存和芯片订单。

不料，需求端却意外增长。受疫情影响，远程办公、线上教育等成为刚需，5G、人工智能、物联网等应用扩张加速。去年三、四季度，手机、平板等终端电子产品销量大增，导致芯片需求量暴涨。而已缩减的芯片产能则很难在短期内恢复，供需矛盾凸显。

从全球芯片产业格局看，美国拥有英特尔、AMD、高通、德州仪器等巨头，覆盖全产业链；欧洲在工业电子等方面优势明显，位于荷兰的阿斯麦在光刻机市场占据垄断地位，占全球市场80%。

近年来，半导体行业越来越呈现寡头垄断的行业格局，“鸡蛋集中在少数几个篮子里”也加剧了芯片断供的风险。

与此同时，叠加中美贸易摩擦，尤其是随着美国对华为的制裁打压不断升级，进一步引发全球企业恐慌性备货，不断抢占有限的芯片产能，供需矛盾进一步加剧。

汽车行业则更加复杂。受疫情影响，去年初，汽车销量严重下滑，车企纷纷调低包括芯片在内的零部件需求。随着下半年市场反弹，尤其是智能电动汽车的异军突起，芯片需求持续被推高。然而由于芯片存量产能已被消费类电子所抢占，汽车行业“缺芯”显得更为紧迫。

需求拉动供给复苏，进入2021年芯片产能形势有好转迹象。正值此关键时期，日本7.3级大地震、美国德州暴风雪等全球多场自然灾害密集来袭，形势再度急转直下。3月19日，日本企业瑞萨电子发生火灾，导致部分产线停工，而该公司在全球车用单片机芯片市场占近三分之一份额。

从供给端来看，芯片产能全球新一轮扩张已经开启，包括台积电、三星等芯片大厂均已提出扩张产能计划。但由于投资大、周期长，短时间扩大芯片生产规模也并非易事。

万联证券分析师张瑞双认为，正常情况下，晶圆厂扩产周期在12-24个月。在去年疫情冲击下，全球各大晶圆厂都未能及时调整扩产节奏。“预期新一轮产能供给最早也要到2021年底，真正可观且有效的产能预计要在2022年二季度以后。”

如此紧缺的芯片，原材料却几乎没有门槛——硅是地球储备量第二高的元素，其主要表现形式是生活常见的沙子。

但99.999%以上的高纯度单晶硅，需要多个工艺环节的反复提纯才能达到。

在形成高纯度的单晶硅锭后，切割打磨为硅晶圆，再经过光刻、刻蚀、掺杂、薄膜沉积等上百道工序，才能在晶圆上制造芯片。以采用了20纳米工艺的苹果手机芯片为例，其在不足指甲盖大小的空间里，包含了20亿个晶体管结构，内部犹如一座超级城市。

极易获得的原料，极高要求的纯度，极其复杂的制造，极其广泛的应用，这些特点集中在同一种产品。因此，芯片被称为“集人类超精细加工技术之大成”。

如此特殊产品的出身同样不凡——64年前的秋天，大洋彼岸美国旧金山湾区，八位年轻人从“晶体管之父”威廉•肖克利的实验室大门走出，另立门户，号“仙童”。

威廉•肖克利是一位物理学天才，却没有意识到集成电路的巨大潜力，理念的不同让他与实验室的年轻人分道扬镳。

“仙童半导体公司开创了芯片产业，几乎影响了今天每个人的生活，同样的情景不会再有，这就是所谓‘时代的机遇’。”7月初，在粤港澳大湾区唯一量产12英寸晶圆制造生产车间楼上的办公室里，粤芯半导体副总裁李海明说。

粤芯半导体公司的芯片生产无尘车间。受访者供图

仙童半导体让芯片实现产业化，也催生了美国硅谷，催生了互联网经济，催生了至今未歇的数字化浪潮。

从时间上看，全球芯片产业格局几经演变，背后既有经济重心转移的大趋势，也有不同厂商模式的群雄逐鹿。

芯片厂商按照模式可分为两种：代工模式，即无晶圆厂商，主要负责芯片设计；IDM模式，集设计、制造和封测于一体，以英特尔为代表。

20世纪70年代，依托国内高歌猛进的经济发展，日本NEC从仙童半导体购买平面光刻生产工艺，索尼与德州仪器成立合资公司，加上政府大力支持，成为美国芯片产业的有力竞争者。

同一时期，中国台湾也从封装环节起步，开创了芯片设计与制造分离的代工模式。

从空间上看，如今全球芯片产业已经形成“美欧亚”三足鼎立的态势，芯片制造逐步向亚洲汇集：日本在CMOS图像传感器积累深厚，还是全球半导体设备和半导体材料的主要供应商；韩国在半导体存储上强势逆袭；中国台湾的晶圆产品占据世界市场过半份额，率先实现7纳米和5纳米芯片量产；超过50家半导体公司在马来西亚设厂，包括AMD、恩智浦、英特尔等半导体巨头，马来西亚成为全球半导体封装测试的主要中心之一。

近年来，国内芯片产业也在快步追赶：中芯国际实现14纳米芯片量产，上海微电子在光刻机研发制造上取得可喜突破，长江存储在存储芯片领域逐步站稳脚跟……

国内芯片产业也在快步追赶。图为粤芯无尘生产车间。受访者供图

然而，从芯片全产业链来看，国内短板仍旧明显：半导体材料和设备主要依靠进口，高端光刻机等关键设备受制于人；芯片设计发展较快，但设计工具严重依赖国外；除台湾外，芯片制造工艺距离世界先进水平仍存在代际差距。相比之下，更大优势体现在蓬勃市场带来的产业需求。

对此，广东省集成电路行业协会秘书长潘雪花认为，面对全球半导体集成电路产业链的挑战，广东应充分发挥强大市场牵引优势，差异化推动芯片产业高质量发展。

“芯片设计软件不是一朝一夕可以突破的，除了技术条件还需要创新环境生态的支持”，广东省科学院半导体研究所学科带头人、俄罗斯工程院外籍院士庄巍指出，广东芯片制造业的成长，使得信息产业向产业链上游扩张。

从芯片产业链看，广东优势在中游的设计、下游广阔市场以及电子整机，最大短板在上游的设备和中游的芯片制造和封测。

2020年，广东全省集成电路产业收入超过1700亿元，其中，设计业营收1484.6亿元，占全国37%。

这样的产业结构，归根到底是广东融入全球化的自然结果：劳动、土地优势吸引了全球电子产品组装车间的汇聚，逐渐孕育出华为、中兴、TCL等一大批自有品牌。但既有的产业分工格局和芯片制造的高投入、长周期，让进口芯片成为普遍的市场选择。

广东芯片产业链企业分布图 。来源：万联证券

但如今，全球化分工的格局变了，数字化变革的领域变了，自主可控的产业链重要性不言而喻。

广东如何破局？做强设计长板，补齐制造短板，成为共识。

专注芯片设计的广州安凯微电子董事长胡胜发博士认为，广东的芯片设计企业数量多，但规模偏小，与国际高端水平还有差距，“广东应该充分利用终端需求市场规模优势，继续做大做强芯片设计”。

芯片晶体管电路尺寸越小，意味着单位面积可以容纳更多晶体管，也就可以实现更高效运算，一般认为28纳米及以上为成熟制程，28纳米以下为先进制程，目前5纳米制程在全球少数工厂实现量产。

深圳奥比中光科技有限公司创始人、董事长兼CEO黄源浩认为：“一开始不用追求生产制造先进制程芯片，可先发展智能传感器所需的特殊工艺芯片。”目前，该公司自主研发了一系列深度引擎数字芯片。

看似“曲线救国”，实则正契合广东特色：工业级芯片，对尺寸要求相对较小，但拥有直接而海量的市场需求。

日前印发的《广东省制造业数字化转型实施方案（2021-2025）》强调，进一步实施“广东强芯”工程，推动自主可控工业级芯片应用。

在广东省2021年第二季度重大项目集中开工活动上，广州粤芯半导体二期、深南电路项目等7个项目开工建设，总投资531亿元。其中，粤芯半导体项目二期预计2022年第一季度投产，技术节点延伸至90-55nm制程。

实际上，这一波全球“芯荒”，最缺的芯片正是28nm以上成熟工艺的芯片。在家电、汽车等制造产业，自主研发芯片也已是大势所趋。美的、格力、格兰仕等广东家电龙头纷纷入局。

格兰仕自主研发的高端芯片，可用在智慧能源、智慧城市、智慧物流等领域。受访者供图

“广东可结合自身特点重点发展工业级芯片等，鼓励大企业自建芯片团队，结合需求自研芯片。”格兰仕集团董事长兼总裁梁昭贤如是说。

汽车行业也在大力推进芯片国产化。广汽集团总经理冯兴亚介绍，目前广汽部分电子控制器产品已形成初步国产化推进方案，智能网联部分系统等计划采用国产芯片。

走访调研中，不少企业说，芯片产业很热，最缺的是人才。

数据显示，目前中国集成电路人才缺口约50万，而国内开设这一专业的高校仍不普遍。

深圳佰维存储科技股份有限公司智能终端存储芯片业务负责人刘阳认为，集成电路产业人才培养周期较长，我国校企联动的人才培养体系还不够完善和深入。相比长三角地区，广东的高端专业人才和相关配套优势不明显。

庄巍建议，广东以数字化转型为契机，加大芯片制造和封装的产业规模，以广阔产业前景吸引更多半导体行业人才落户广东。

“芯片产业正在从1到N，如何与生物医药、智能汽车、传统制造等领域相结合，这是属于我们的时代机遇。”李海明认为，粤港澳大湾区在终端应用上有非常好的优势，要根据新的需求去开发新应用，并在工厂里推动实现。

发展自主可控的芯片产业，并不意味着闭门造车。

在粤芯半导体的无尘生产车间里，生产无人车沿着空中轨道飞驰运转，来自光刻机生产厂家、芯片设计厂家和粤芯半导体的员工穿梭，这就是芯片产业全球化的真实写照。

粤芯半导体工作人员在无尘生产车间工作。受访者供图

一颗颗“广州芯”正从这里出发，激发广东制造高质量发展“芯”动能。

有一个信念更加笃定：只有掌握核心技术，才更有底气拥抱世界，才能掌握数字化变革的主动权。

【策划】王溪勇

【记者】彭琳 王彪 昌道励 李凤祥 黎华联

【摄影】梁钜聪

【制图】喻焰

【海报设计】甘展平

【实习生】葛华斐