为什么汽车最缺芯？背后是全球产业的大变局

全球制造业如今面临的最重要问题之一，就是“缺芯”。

从 汽车 到智能手机，再到 游戏 机生产商，大家叫苦不迭，这有可能是数年来最严重的一次芯片短缺危机。

其中，叫苦最多的莫过于 汽车 制造业。

最近，不止丰田、本田等日本车企，大众 汽车 ，福特和通用 汽车 等 汽车 制造商已经削减了产量。

最关键的原因就是， 汽车 企业拿不到芯片，没法完成 汽车 生产。有业内人士担忧，如果 汽车 企业继续这样下去，整个行业甚至都可能陷入困境。

芯片产能不足，无法满足市场需求固然是最重要的一个因素，但为什么智能手机制造商、 游戏 机制造商就能拿到芯片呢？

对芯片制造商来说， 汽车 业并非优先考虑的客户，智能手机制造商才是芯片行业的首选客户，理由也很简单，因为它们愿意购买更先进、利润更高的芯片。

由于智能手机等电子消费品制造商的订单疯狂涌向芯片制造商，本来已经缺芯的 汽车 制造商更是雪上加霜。

在市场上，当然是利润说了算。

而在这场抢夺芯片制造商产能的大战中， 汽车 制造商，输了。

有分析认为，这次 汽车 制造商的大败，凸显出一个问题：数十年来 汽车 工业与电子业供应链之间的脱节，后者不再唯 汽车 业马首是瞻。

麦肯锡合伙人Ondrej Burkacky说：

一气之下，一些全球大型 汽车 制造商开始游说政府，希望政府能够从中调停，并令 汽车 业获得更多芯片。

在德国，大众 汽车 剑指芯片供应商，并表示已于去年4月及时向他们发出警告——那个时候，由于欧美正在第一波疫情之中，全球很多 汽车 产能闲置，但是大众当时就预计，2020年下半年， 汽车 业将会强劲复苏。

请政府出面调停，这阵势够大吧？

然而，芯片制造商却对此不以为然。

一位不愿透露姓名的欧洲芯片制造商的一位消息人士说：

话里的意思是，芯片制造业，凭什么还要听 汽车 业吆五喝六的？！

没错， 汽车 业是现代工业的集大成者，也长期被视作制造业的风向标。

对芯片制造商来说， 汽车 业不可谓不重要。

汽车 行业每年在芯片上的支出约为400亿美元，约占全球芯片市场的十分之一。

然而，芯片业还有更重要的客户。

Mirabaud技术分析师Neil Campling估计，苹果单单为制造iPhone而花在芯片上的钱就比整个 汽车 业还要多。

此外， 汽车 中使用的芯片往往是基本产品，对芯片制造商来说，这些产品利润并不高，而且在一些芯片厂商看来， 汽车 需要的芯片很快就会被淘汰。

Strategy Analytics的Asif Anwar称：

尽管全球 汽车 行业领先的芯片供应商英飞凌和零件供应商博世都计划今年调试新芯片工厂，但供应短缺未必很快就能得到缓解。

像英飞凌这样的专业芯片制造商将部分 汽车 芯片生产外包给台积电等公司，可是，这些制造商受限于产能，正优先考虑为高端电子制造商供货。

从长远来看，随着电动 汽车 的广泛采用以及辅助和自动驾驶等功能的发展， 汽车 业需要更先进的芯片，芯片制造商与 汽车 行业之间的关系将越来越紧密。

但是，从短期来看，没有快速解决芯片供应不足问题的办法：IHS Markit估计，由于芯片短期，今年一季度，全球大约100万辆轻型 汽车 未必能按时交付。

欧洲芯片行业高管和分析师一致认为，直到今年晚些时候供应量才能赶上需求。

Strategy Analytics的Anwar表示，芯片短缺正在产生“雪球效应”，他预测2021年欧洲和北美的 汽车 产量将下降5％-10％。

最近，日本的地震和美国的暴风雪天气，则进一步加重了芯片的供应紧张。

日本东北213强震导致日商主导约八成市场的芯片关键耗材——光刻胶供应告急， 包括信越等主要供应商生产与海外供货受阻，信越更宣布关闭厂区。光刻胶是台积电、联电等晶圆厂生产必备关键耗材，随着光刻胶供应告急，恐使得芯片缺货更严重。

美国德州因暴风雪袭击使多地出现停电，导致当地的三星、英飞凌、恩智浦多座晶圆厂暂时关闭。

停产产能涉及功率/存储等芯片，进一步加剧供应紧张据IC insight 显示，英飞凌德州奥斯汀工厂主要生产130nm制程的 汽车 和工业市场内存芯片，占公司去年总营收的5%。三星在奥斯汀拥有2座晶圆厂，占三星总产能的28%，产品主要聚焦于DRAM、NAND、手机SOCs。

恩智浦奥斯汀的两座工厂约占该公司工厂总面积30%，主要生产MCU、MPU、电源管理器件、射频收发器放大器以及各类传感器。

由于停工是应奥斯汀能源公司要求的全面停工，目前尚未公布何时可恢复。

没有天时地利，也没有人和，如今的 汽车 业，或许还要继续“缺芯”一段日子。

近日，半导体领域迎来重磅消息，南大光电的ArF光刻胶取得突破，国产光刻胶终于来了！

南大光电光刻胶突破

早在5月30日，南大光电就已经发布公告称，公司自主研发的ArF光刻胶产品通过客户认证，具备55nm工艺要求。

7月2日，有报道称，南大光电的ArF光刻胶产品目前已经拿到了小批量订单。

这都在表明，国产光刻胶终于不再受制于人，而是实现国产化了。

芯片在制造过程中，除了硅这种主要材料之外，一些辅助材料也至关重要，其中有一种名为光刻胶的材料，在芯片制造过程中必不可少，然而，这个材料却长期被日本垄断，中国也在这方面一直被卡脖子。

而最近传出的一个消息，对我国半导体的发展非常不利，日本对中国供应的光刻胶出现了“断供”的现象。美国召开G7峰会后，日本宣布光刻胶断供中国，日本信越化学等光刻胶企业开始限制供应ArF光刻胶产品。

断供光刻胶，对半导体行业的人而言并不陌生，2019年日韩贸易冲突白热化，日本就断供了光刻胶，导致当时全球最大的芯片厂商三星陷入了困境之中。

虽然韩国积极向日本低头求和并开展自救，但芯片生产依然受到巨大影响，间接推动了2020年的芯片短缺。

巧妇难为无米之炊，没有了光刻胶，对于中国的晶圆厂而言是巨大的打击，芯片生产将被迫停止！

好在，光刻胶的国产化进程并不慢，日企断供短短半年时间，南大光电就已经将国产光刻胶投入市场中了。

南大光电，成立于2000年12月，是以南京大学国家863计划研究成果作为技术支持的中国高纯金属有机化合物MO源的产业化基地。

1986年，863计划启动，在高济宇院士的支持和指导下，学者孙祥祯牵头进行MO源的技术攻关。MO源是一种禁运物资，更是生产化合物半导体的源头材料，对我国国防安全、高 科技 民族工业有重要意义。

历经重重困难，孙祥祯带领的课题组终于研制出了纯度大于5.5N的多个品种的MO源，全面向国内近20家研究单位供货，缓解了我国对MO源的急求。

这项工艺不仅促进了国防工业的发展，更为国内化合物半导体材料的发展奠定了原始的基础。

孙祥祯退休后，带领年轻人创立了南大光电，注册资本3770万元，生产拥有自主知识产权的高纯金属有机化合物，是国内唯一实现MO源产业化的企业，公司的技术主要来源便是南京大学863计划中的项目。

公司主要产品有三甲基镓，三甲基铟，三甲基铝，二茂镁等十几种MO源，在产品的合成、纯化、分析、封装、储运及安全 *** 作等方面已达到国际先进水平，产品远销日本、韩国、欧洲市场，并占有大陆70%的市场份额。

作为国内唯一将半导体光学原材料实现量产的企业，南大光电对于光刻胶可以说十分熟悉，也是最有可能突破光刻胶技术的企业。

中国半导体在崛起

光刻胶到底是做什么用的呢？

芯片生产过程中，需要用光学材料将数以万计的电路刻在小小的7nm的芯片上，而这种辅助的光学材料，就是光刻胶。

在光刻胶领域，材料主要分为四种，分别为g线、i线、KrF、ArF光刻胶，半导体工艺越高，光刻机的精度越高，照射的光线频率越高，波长越短。

光刻胶的分辨率会随着光线频率的改变而不断变化，基本的演进路线是：g线（436nm） i线（365nm） KrF（248nm） ArF（193nm） F2（157nm） EUV（

其中，ArF光刻胶的制造难度是最高的，这也是14nm/7nm芯片制造过程中不可或缺的原材料。

芯片的工艺也分等级，平板电脑、 汽车 芯片等工艺水平并不高，这各等级的芯片中国已经实现了从光刻机到芯片的完全自主化生产。真正困难的在于7nm的芯片，也就是华为遭到断供的手机芯片。

这种工艺的手机芯片，不仅需要荷兰ASML先进的EVU光刻机来生产，更需要高端的光刻胶作为辅助材料，以及大量的芯片原材料，才能成功生产出华为手机所需要的芯片。

光刻机被美国和荷兰的公司垄断，现在EVU光刻机对中国处于断供状态，中芯国际花了12亿购买的EVU光刻机至今仍未到货；

芯片原材料，虽然国内已有部分原材料实现自主生产，但是硅片、光掩模、电子特气、抛光材料、溅射靶材、光刻胶以及湿电子化学品这其中原材料完全依赖进口。

在全球光刻胶市场，日本东京应化，JSR，住友化学，信越化学等企业，掌握了全球半导体光刻胶市场的90%左右份额，几乎是垄断的状态。

方正证券的报告显示，中国大陆企业在全球光刻胶领域占有率不到13%，在半导体光刻胶领域更是不足5%，完全被日本卡了脖子！

但是，进入2021年以后，中国半导体行业国产化的趋势越来越强！

首先是光刻机领域，上海微电子已经实现28nm光刻机的量产，预计2022年可以交付，这款光刻机的性能与荷兰ASML的DVU光刻机相似，可以生产14nm制程工艺的芯片。

另外，美国虽然断供了最先进的EVU光刻机，但是制程工艺相对较低的DVU光刻机却没有断供，而荷兰ASML也明确表态过，EVU光刻机也可以用于7nm工艺芯片，英特尔的10nm工艺、台积电第一个7nm芯片，都是用DVU光刻机实现。

这意味着，2022年，现有的光刻机技术或许能够提前量产华为所需的7nm芯片，打破美国封锁。

而生产7nm工艺芯片所需要的ArF光刻胶，在7月2日就已经有国外企业向南大光电订购了，这意味着半导体光刻胶原材料也实现了自主化。

另外，南大光电，容大感光、上海新阳等国内企业，也在持续研发高端光刻胶，争取在现有技术上进一步突破，追上日本的光刻胶技术。

剩下的6种完全依赖进口的原材料，国内的企业肯定也已经发现了商机，正在朝着国产化转变；最关键的两项技术突破后，中国实现手机芯片国产化的日子也就不远了。

空谈误国、实干兴邦，中国的半导体行业，正在默默地奋力追赶，一如这次南大光电突然给市场来个惊喜一样，未来还将会看到更多的一鸣惊人的突破。

中国半导体，正在以惊人的速度崛起！

作者 | 金莱

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