对整个半导体产业短期内的发展带来影响。芯片原材料短缺:疫情之下,半导体供应链极为脆弱,再加上制裁,限制半导体出口等问题,使得半导体供应更为艰难。随着两国冲突战火爆发,半导体供应无疑雪上加霜。战火爆发,无疑将会影响芯片原材料供应,芯片生产受阻。芯片价格上涨:战火爆发后,大多数芯片制造商均处于观望状态。三星、SK海力士、英特尔等表示,战争局势对公司暂未有影响;格芯透露,没有直接风险,公司可在在战国以外地区寻找货源;光刻机巨头ASML则表示,公司正在研究氖气的替代来源。不过随着战火的持续燃烧,芯片供应极大可能会受到冲击,助推芯片价格迎来新一轮的上涨。专家预测:就目前局势来看,战火,无疑对全球都带来影响,而半导体产业也深陷漩涡之中,但业内专家多表示影响可控。
半导体(semiconductor)指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用,如二极管就是采用半导体制作的器件。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,硅是各种半导体材料应用中最具有影响力的一种。
这将是一场持久战。
作者 余快
芯片产业正遭遇着史无前例地的缺货时期,从 汽车 到手机纷纷缺芯涨价,整个产业链似乎被笼罩在前所未有的恐慌之中。
安防产业是最早感受到这一波芯片缺货潮的行业之一,而眼下,情况愈演愈烈,需求有增无减。
“安防缺芯,摄像头涨价”又一次热搜出圈,这一次,来自央视 财经 的报道。
安防缺芯依旧
去年8月,因海思缺货引发的第一波缺芯潮时,AI掘金志曾对此进行了报道, 海思「缺货」,安防「缺芯」
某业内人士告诉AI掘金志,2020年8月之前海思芯片的价格和供应都比较正常。8月5日-10日,价格突然暴涨,9月初,海思安防芯片最少涨价5倍以上。
伴随着多产业的全球性缺芯,安防缺芯状况持续至今。
据央视 财经 3月23日报道,安防芯片短缺,安防产品交货周期已经普遍拉长半个月左右,部分产品交付期延长至九个月,下游代理商都适当增加了囤货。
另外,芯片告急导致安防摄像头售价涨四成。有供应商表示,去年9月200万像素常用款摄像头140多元,现在已经涨到210多元。
与2020下半年海思被禁出现的IPC芯片缺货相比,此次芯片市场的供应情况更加严峻。
“缺货从去年Q3正式爆发,2021急剧恶化。”某从业者对AI掘金志表示。
除摄像头主控芯片外,IPC SoC、存储芯片、WiFi芯片等核心零部件均出现一货难求现象。
“存储芯片缺货最为严重,其次是主控芯片。”
一货难求之下,坐地起价、恐慌性囤货等乱象丛生。
“其实市场上的货完全可以满足华南地区半年以上需求,只不过需求被放大了,一家缺货10K找10家问,市场便以为有100K的需求,市场有30K的货,无形之中就出来70K的缺口,所以价格就炒起来了。”某模组提供商从业者补充道,“也因为部分贸易商利用市场焦虑,囤货炒作。”
是什么打破了半导体行业规律?
此前,半导体行业的发展奉行三段论,从存货到消化库存再到重新拉库存。
按照半导体市场的发展规律,在总供应不变的情况下,需求时强时弱,存在从强转弱或从弱到强的动态变化,芯片缺货属于正常情况,且存在一定的缺货周期。
但当下这一动态出现不平衡和矛盾点,芯片缺货的周期规律发生巨大变化。
三段论也从2016年之后不再适用,导致企业可能在价格高时反而拉高库存,造成供需动态不平衡。
“实际上从2016年到2021年,市场均出现了不同程度的芯片产品短缺的情况,2016年DRAM短缺,2017年不仅是DRAM短缺,连Flash NAND也短缺,2018年功率半导体短缺。”
紫光集团联席总裁陈南翔在前几天的Semicon China 2021大会上表示。
“如果按照奥林匹克周期从2014年开始算起,2019年属于“小年”,不应该出现芯片短缺的情况,但即便是到了2019年,也有CPU、5G芯片、TWS等产品供应不足的情况。”
行业规律之外,外在推动因素是什么?
原材料短缺和价格上涨是主要原因之一。
2019年,联合国将半导体最基础的材料“沙子”定为“短缺材料”,沙子中所含的硅元素,是制造半导体器件的基础材料,整个半导体产业将面临从“沙子到芯片”各个环节的涨价。
原材料之外,需求井喷,芯片产能和市场需求不匹配占主导因素。
一方面,市场进入“个人半导体”时代,10年前一个人只用于一部智能手机,现在除了手机外,还有电脑、手表、手环、耳机等等产品。在未来,这一现象会更加明显。
另一方面,某安防芯片从业者张明对AI掘金志表示,全球疫情催生了家庭办公和学习等宅经济,5G、平板、笔记本、手机需求量暴增,芯片上游的产能向其倾斜。
高通CEO安蒙也曾放话,PC、 汽车 等联网芯片订单井喷,高通芯片恐怕不能满足行业需求。
“摄像机芯片目前绝大多少集中在22-40纳米,这个层面上游晶圆和封测产能都非常紧张。”张明说道。
终端商抢芯片,制造企业抢晶圆。
“这一波影响非常直接,去年海思缺货,小米、oppo等都在抢晶圆资源。”
据悉,晶圆代工厂产能在手机、笔记本、服务器等需求已经满载,安防芯片难以插队。
而另一关键环节封测也呈现相同的趋势。
据工商时报报道称,受上游晶圆代工产能持续爆满的影响,今年上半年半导体封测产能仍严重吃紧。
订单的持续涌入,诸如日月光这类大厂的投控产能已经排满到今年下半年,其他公司如华泰、菱生、超丰的打线封装订单同样爆满。
晶圆代工紧缺之下,2021年全球各大晶圆代工厂、IDM大厂、IC设计厂均纷纷宣布于年初涨价。
晶圆代工价格涨价10%至20%,封装测试涨价10%至20%。
高级芯片的需求全面增加,尖端晶圆厂和封测厂等会优先考虑高端产品。
“与 汽车 车规级芯片、手机芯片等相比,安防芯片附加值并不高。”张明补充到,
“封测厂内,设备24小时全年无休运转,一旦封测厂的A客户晶圆资源没跟上,有资源的B企业就上。”
张明表示,尖端晶圆厂也如此,有晶圆资源的企业也能优先得到封测资源,形成恶性循环。
与此同时,产能的扩充并非易事。
AI掘金志获悉,晶圆厂和封测厂属于超级大的资金密集型的行业,需要维持生产线24小时运转以最大化营利,产能的增加将是几十亿为单位的量级。
“一方面扩大产能需要时间,另一方面,芯片原厂相比去年产能已经大幅提升,但依然无法满足日益增长的市场需求。”
某机构预测,从2018年到2030年,集成电路销售额将增加124%,彼时集成电路产能至少增加2倍,但扩产速度仍然难以追赶需求增长速度。
芯片短缺和涨价带来的不确定性导致市场恐慌性囤货,各环节订单激增。
台积电高管在最近两次财报电话会议上表示,客户为了应对不确定性的风险开始囤积芯片。
有数据显示,2020 年中国的芯片进口额攀升至3800亿美元,约占整体进口额的1/5。
国际关系的变化也加剧了芯慌现象 。
此前,《日本经济新闻》报道,全球半导体严重短缺的开端是美国政府对中国企业的制裁,尤其是对中芯国际的制裁。
中芯国际拥有成熟的28nm芯片生产线,原本可极大地弥补产能,然而受美国制裁影响,目前其14nm生产线产能仅仅达到1.5万片/月。
报道指出,订单集中涌向台湾企业等,再加上全球 汽车 半导体等各行业的需求快速复苏,供应短缺迹象加强。
同样的观点,也出现在近期法国广播公司的一篇报道中,他们指出特朗普对中国发起的“ 科技 战”是当下芯片短缺问题的间接推手。
“芯片荒”局面尚未缓解,一场暴风雪,不仅席卷了得州,也让全球芯片紧缺现象雪上加霜。
今年2月,美国德州遭遇超级寒流袭击,导致严重能源供应短缺与电力中断,包括Samsung、NXP与Infineon三家半导体业者位于奥斯汀的晶圆厂因此停摆。
但也不乏乐观的观点。
长电 科技 首席执行官及董事郑力认为,此次缺货一定程度上也意味着国内半导体产业进入了新的发展阶段。
“几年前,我们很羡慕外资大厂缺产能,因为我们那时是缺订单,如果什么时候缺产能了,就说明我们的公司发展到一定程度。如今国内很多公司已经发展到一定阶段,才出现缺产能的情况,我认为这是一个在集成电路行业比较典型的景气循环的现象。”郑力说道。
结语
在持续性的缺芯危机之下,供应链安全问题凸显,芯片供应链成为安防产业链中众多企业的核心竞争要素之一。
但也正如郑力所言,是危机,也是机遇。
传统安防行业经过数字化、网络化、高清化之后,正在与AI融合,向智能安防升级。
马太效应日益凸显,资源开始向头部企业聚集。
无论材料断供是还是技术短板,解决“芯慌”仍需要一段时间。在这场芯片战争中,其他国产芯片需要也正在努力迎头赶上。
半导体的发现实际上可以追溯到很久以前。
1833年,英国科学家电子学之父法拉第最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属,一般情况下,金属的电阻随温度升高而增加,但巴拉迪发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。
不久,1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结,在光照下会产生一个电压,这就是后来人们熟知的光生伏特效应,这是被发现的半导体的第二个特征。
1873年,英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应,这是半导体又一个特有的性质。
半导体的这四个效应,(jianxia霍尔效应的余绩──四个伴生效应的发现)虽在1880年以前就先后被发现了,但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成。
在1874年,德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关,即它的导电有方向性,在它两端加一个正向电压,它是导通的;如果把电压极性反过来,它就不导电,这就是半导体的整流效应,也是半导体所特有的第三种特性。同年,舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。
扩展资料:
人物贡献:
1、英国科学家法拉第(MIChael Faraday,1791~1867)
在电磁学方面拥有许多贡献,但较不为人所知的,则是他在1833年发现的其中一种半导体材料。
硫化银,因为它的电阻随着温度上升而降低,当时只觉得这件事有些奇特,并没有激起太大的火花;
然而,今天我们已经知道,随着温度的提升,晶格震动越厉害,使得电阻增加,但对半导体而言,温度上升使自由载子的浓度增加,反而有助于导电,这也是半导体一个非常重要的物理性质。
2、德国的布劳恩(Ferdinand Braun,1850~1918)。
注意到硫化物的电导率与所加电压的方向有关,这就是半导体的整流作用。
但直到1906年,美国电机发明家匹卡(G. W. PICkard,1877~1956),才发明了第一个固态电子元件:无线电波侦测器(cat’s whisker),它使用金属与硅或硫化铅相接触所产生的整流功能,来侦测无线电波。
在整流理论方面,德国的萧特基(Walter Schottky,1886~1976)在1939年,于「德国物理学报」发表了一篇有关整流理论的重要论文,做了许多推论,他认为金属与半导体间有能障(potential barrier)的存在,其主要贡献就在于精确计算出这个能障的形状与宽度。
3、布洛赫(Felix BLOCh,1905~1983)
在这方面做出了重要的贡献,其定理是将电子波函数加上了周期性的项,首开能带理论的先河。
另一方面,德国人佩尔斯(Rudolf Peierls, 1907~ ) 于1929年,则指出一个几乎完全填满的能带,其电特性可以用一些带正电的电荷来解释,这就是电洞概念的滥觞;
他后来提出的微扰理论,解释了能隙(Energy gap)存在。
参考资料来源:百度百科-半导体
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