台積電盡力了...全球為何陷入「晶片荒」?

Why We're in the Midst of a Global Semiconductor Shortage
彬迪雅.瓦基勒 Bindiya Vakil , 湯姆.林敦 Tom Linton
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Traimak_Ivan/Getty Images
2020年爆發新冠疫情,即使進入2021年,在疫苗施打率的提高下,疫情的威脅相對降低,但關於各大車廠缺半導體的新聞,卻成了全球新一輪的煩惱,因為不只汽車產業,半導體晶片早已深入我們生活的各個層面;沒有晶片,就沒有「智慧生活」。在這場持續不斷的「晶片荒」中,我們看到了供應鏈的薄弱環節,也凸顯出嚴格管理供應鏈的重要性。

隨著愈來愈多的美國人接種疫苗,美國經濟今年的成長力道可望增強,此時需要考慮的最大警訊之一,就是供應鏈是否跟得上持續增加的需求。疫情蔓延期間,對供應鏈中斷和物品短缺的憂慮,的確引發了拜登政府下令檢視一些關鍵領域

一個主要的例子是半導體。目前,許多半導體的前置時間(lead time)都是一年,而我們使用的幾乎所有設備中都含有半導體。商業媒體和金融媒體已詳細報導,半導體的短缺如何造成汽車產業減產,例如福特、豐田、日產、福斯(VW)和飛雅特克萊斯勒汽車(Fiat Chrysler Automobiles,現在屬於Stellantis集團)等全球汽車製造商,都紛紛減少產量。其他汽車製造商已經宣布,可能達不到2021年的生產目標。陷入困境的不只是汽車製造商。晶片短缺,預料將引發許多東西普遍短缺,從電子產品到醫療設施,再到科技和網路設備等都面臨這個問題。

路透社最近報導,汽車製造商和醫療設備生產商已要求拜登政府補貼美國廠商,以建立半導體的新產能。為了因應短缺情況,全球最大的半導體製造商台灣積體電路製造公司(TSMC),已將2021年的資本支出預算,增加到280億美元。但籌資建立一座新的半導體工廠,至少需要五年。

自從去年底以來,出現幾次互不相關的供應鏈中斷狀況,因此在很大程度上,晶片短缺一直像個滴答作響的定時炸彈。新冠肺炎疫情爆發,導致2020年春季汽車銷量劇跌,當時汽車製造商削減了所有零件和材料的訂單,包括各種晶片,從觸控面板的顯示功能,到汽車防撞系統等功能的晶片。然後在第三季,當客運車輛的需求反彈時,晶片製造商已經先承諾了要供貨給消費性電子和資訊科技的大客戶。

地緣政治因素也發揮了作用,尤其是在川普政府開始嚴格管制對華為技術公司、中興通訊(ZTE)等中國企業的半導體銷售時。這些公司已開始積存對於5G智慧型手機和其他產品不可或缺的晶片。同時,在美國聯邦政府將中國的中芯國際集成電路製造公司列入黑名單後,中芯國際切斷了對美國企業的晶片供應。

2020年7月,日本一家工廠的一場大火,切斷了用於印刷電路板的特種玻璃纖維的供應。然後在10月,日本的旭化成微電子株式會社(Asahi Kasei Microdevices)旗下一家工廠發生火災,因此不再供應汽車和其他產業使用的先進感應設備。截至今年2月底,該工廠仍處於停工狀態。

好像這一切混亂情況還不夠似的,全球運輸系統也一直存在一些緊張態勢。根據Clear Metal的數據(這家公司監測超過90%的海運),今年第一季有近7%的海運貨物未能從中國的港口運出。海運貨櫃短缺,導致企業不得不為運輸支付更高費用,或是改用空運。不過,雖然因為疫情關係旅客數量大減,使得可用於運送貨物的客機減少了,導致航空運輸容量減少,但全球新冠肺炎疫苗的運載量很大,對空運系統的需求仍然在增加。其實,2021年第一季全球航空貨物運載容量,比去年減少了25%。有一架波音飛機在美國科羅拉多州上空發生引擎故障的事故後,使用普惠公司(Pratt&Whitney)引擎的波音777機隊全面停飛,使得運輸容量進一步受限。

沒有人喜歡聽到別人說「我早就告訴過你了」,但組織原本應該可以在事前為這些短缺狀況做更好的規畫。相反地,不良的決策比比皆是。例如,太過積極的精實庫存(lean inventory)做法,讓許多製造商很容易受到傷害。隨著汽車的銷售在第三季開始反彈,汽車製造商訂購更多半導體的速度緩慢,於是輸給了行動更靈活的電子製造商;後者看到更廣大的情勢,而且和半導體製造商建立了長期合作關係。電子產品製造商根據這些看法進行規畫,並在2020年11月之前確保他們的供應線沒有問題。

汽車產業正經歷另一次重大的市場轉移,這對供應鏈有很大的含意:隨著汽車製造商愈來愈優先重視電動汽車,汽車正在成為電子設備。這意味著汽車產業現在必須與來自所有其他產業的需求相互競爭,那些產業包括電子產業,以及為電子產品增添連網能力的產業。

遭受晶片短缺之苦的汽車業和其他產業的大型製造商,必須仔細檢視本身的供應鏈策略,並自問:我們曾經在哪裡因為優先考慮降低成本,而犧牲了風險管理?如果我們監測並繪製出供應鏈圖,是否能讓我們更快察覺,日本一家主要的低階供應商因為發生火災,而引發半導體短缺?在下一次發生火災或疫情蔓延而切斷重要零件的供應時,我們如何調整供應商關係管理計畫,以改善狀況?

這次疫情和晶片短缺已經清楚顯示一件事:彈性、敏捷的供應鏈,對於應付各種變化和保有復原力極為重要。

(侯秀琴譯)



彬迪雅.瓦基勒 Bindiya Vakil

Resilinc執行長與創辦人,這家公司是供應鏈資訊地圖繪製服務與風險監測資料供應商。她是全球供應鏈復原力委員會(Global Supply Chain Resiliency Council)的創始成員,也是麻省理工學院運輸與物流中心顧問委員會(Advisory Board of the MIT Center for Transportation and Logistics)成員。


湯姆.林敦 Tom Linton

麥肯錫顧問公司(McKinsey & Company)資深顧問,也是其他一些公司的獨立董事和顧問。之前他曾擔任電子製造公司偉創力(Flex)的採購與供應鏈長,並在LG電子、傑爾系統(Agere Systems)和飛思卡爾半導體(Freescale Semiconductor)擔任過類似職位。


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