芯片危机会在2022年解决吗？

芯片是2021年关键词不可或缺的。
今年，全球芯片危机造成了数百万辆汽车和数十亿美元的行业损失。最近的预测数据显示，这一问题将持续到2022年上半年。
为什么芯片问题如此复杂？为什么这个问题会持续到明年？为什么这个行业如此渴望解决这个问题，但没有效果？也许这里可以找到一些答案。
作为欧洲第二大芯片制造商，意大利法国半导体(STMicroelectronics)正在用实际行动解决全球芯片短缺问题。它在意大利靠近米兰的阿格拉特投资30亿美元建立新工厂或晶圆厂。意大利法国半导体是法国和意大利合资的半导体制造商，在欧洲仅次于德国。
然而，半导体工厂的建设并不容易。这种工厂不仅建设缓慢，成本高，而且运行复杂。更重要的是，与汽车制造商的大规模生产线相比，它们的产量有限。意大利和法律半导体的新工厂也不例外。
一方面，汽车制造商通常可以安排两个班次，每周5天，总共10个班次。如果汽车制造商需要增加产量，他们可以增加夜班或周末团队，这样他们就可以每周增加21个班次。
相比之下，意法半导体现在芯片厂(或建成后)每年365天，每天24小时运行，几乎没有提高产量的空间。
另一方面，新汽车工厂从开工到投产需要2年时间，短短6个月就能满负荷运转。同样的过程对于芯片厂来说需要5年时间。
此外，制造汽车需要15-30个小时，芯片的生产、包装和运输需要5个月才能安装到汽车上。

以上是不利的一面。好的一面是，为了应对全球芯片短缺，芯片制造商加快了投资步伐，以满足汽车行业的需求。与此同时，危机迫使汽车制造商和芯片制造商进行更直接的沟通。
它让我们意识到芯片厂应该能够提供微芯片来满足汽车更先进的技术要求。
⑨投资高，投产长。
今年6月，台积电(TSMC)在亚利桑那州投资120亿美元建设芯片厂。世界上近四分之一的芯片由台积电供应。但是芯片厂要等到2024年才能真正投产。据报道，台积电正在讨论在德国建造新晶圆厂的可能性。
与此同时，韩国电子产品巨头三星计划在德克萨斯州投资170亿美元建立芯片工厂。9月，美国芯片制造商英特尔在亚利桑那州破土动工，花费200亿美元扩大芯片产能。
为改善芯片供应，意法半导体正在建设12英寸晶圆厂，在提高工艺生产率的同时，每个晶圆芯片的数量增加了2.4倍。
奥利奥·贝勒泽(OrioBellezza)表示，新工厂严重依赖自动化，这将大大降低劳动力需求。该公司从2018年开始投资阿格拉特工厂，早在2021年芯片短缺和供应链危机之前。然而，意大利和法国半导体最初这家新工厂，以满足其预期的需求增长，提高制造效率。
建设阶段需要很长时间，放在阿格拉特比平时厂的建设，我们不得不等待这片土地上旧工业建筑的搬迁。同时，与疫情相关的运营问题进一步导致进度延误。
建设阶段即将结束。新晶圆厂刚刚收到第一批用于无尘室的机器。无尘室是硅片加工成芯片的地方，有足球场那么大。
贝勒泽表示，第一批晶圆将于2022年第一季度末投产，2022年底开始批量生产。芯片由硅片大规模生产，晶圆可生产约1000个芯片。
然而，汽车客户的芯片需要更长的验证程序，因此他们必须等到2023年底才能从新工厂获得芯片。

到2024年，意法半导体将开始扩建新的晶圆厂——根据未来需求，将9.1万平方英尺的无尘室扩大近一倍，至1.6万平方英尺，预计扩建将持续到2025年或2026年。
直到2024年阿格拉特工厂第一个生产阶段完成，其投资将达到20亿美元。在贝勒泽看来，随着公司建立额外的生产模块，逐步增加生产能力，这个数字将会上升。
新晶圆厂完全自动化。在第一阶段，将雇佣700-800名操作员，并在增加更多的无尘室时增加额外的工人。相比之下，意大利和法律半导体现了1400家工厂，加上质量、物流、维护和一些生产人员，总员工2400人。
但升级到12英寸的晶圆厂并不意味着放弃汽车行业的其他产品需求。目前，意大利半导体8英寸芯片厂是安全气囊、导航系统和无钥匙进入系统生产芯片。工厂产品包括汽车模拟和射频产品芯片，希望缓解供应短缺造成的订单积压。
⑨芯片制造商的困惑。
在扩大产能的道路上，芯片制造商非常困惑，即芯片客户正朝着两个矛盾的方向前进。
对于消费电子和计算机行业来说，改变芯片生产的两个关键因素是微型化和提高效率。但对于汽车客户来说，寿命和极端条件下的运行能力是关键。
这部分解释了为什么欧洲汽车芯片的生产份额高于世界其他地区，但没有微型晶圆厂。1纳米等于10亿分之一米，因为中央处理器中晶体管之间的距离越短，效率越高，数据越小越好。
最先进的意大利半导体工厂是位于法国克莱罗的28纳米芯片工厂，用于各种汽车应用，包括视觉处理器和下一代微控制器。
意大利半导体的汽车客户没有要求他们制造10纳米或以下纳米能力的晶圆厂，但对这一水平的专业技术的需求确实存在。目前，意大利半导体导体市场还没有这种需求。
投资风险高。
国际咨询公司科尔尼在一份市场前景报告中写道，当前的应用程序建立在成熟的工艺节点之上，并将随着时间的推移转向更先进的节点。这纯粹是因为更先进的节点在任何半导体应用程序中都有优势。例如，降低功耗和密度。
然而，在过去的十年里，意大利和法国半导体决定选择一个保守的方案来退出芯片更微观的竞争，主要是因为巨大的早期投资成本。科尔尼说，一家5纳米晶圆厂每月可生产3.5万个晶圆，早期投资成本高达200亿美元。
因此，目前意大利和法国半导体运营的工厂不到12家，分布在美国、以色列、韩国和台湾。这些国家和地区有10纳米节点或更少的晶圆厂。
高风险投资一直是个问题。
1998年，欧洲半导体产量占全球的22%。行业协会数字欧洲透露，2019年这一比例仅为8%，并将比例下降归咎于世界其他地区愿意引入更有利的商业环境。
科尔尼认为，在欧洲投资5纳米晶圆厂的潜在长期成本比韩国高33%，比中国台湾省高43%。报告还称，造成这些差距的80%原因是亚洲政府的慷慨激励。
今年9月，欧盟委员会(EuropeanComission)提出了一项芯片法案(Chipsact)，旨在促进当地芯片的研发和生产，目标是将欧盟份额提高到20%。
一个可能的障碍是，在芯片生产阶段，欧盟的竞争规则禁止使用国家援助来延迟成本。只有在研究和试点生产阶段才能获得激励。
预计将于2022年提出正式指令。这一规则的任何变更都将得到所有27个欧盟国家的批准。
寻找新路径。
与此同时，一些行业人士正在采取不同的措施来解决芯片产能危机。
在接受Automotivenews采访时，意utomotivenews采访时表示，越来越多的汽车制造商和一级供应商正在重新设计汽车芯片，如电子控制单元，以获得更灵活的解决方案。
一些汽车制造商也开始直接从芯片制造商那里购买芯片。这是一个巨大的变化。过去，芯片制造商被严格视为二级供应商，向博世或法雷奥等一级供应商提供产品。这些一级供应商为汽车制造商生产更大的零部件。
戴姆勒集团负责采购的高管马库斯·舍费尔表示，戴姆勒集团正在fer)表示，戴姆勒集团正在在内的芯片供应商谈判。
大众集团首席执行官赫伯特·迪斯也表示，他们与亚洲制造商建立了战略伙伴关系。
鉴于此，2022年的问题将是——采购程序、技术和芯片生产流程的变化，能给汽车行业带来多久的安慰？