說明: 美國商務部剛剛公布了根據去年11月收集完成的半導體供需兩端廠商所提供訊息所彙整出來的內容，目的是確定現在全球熱議的晶片缺貨到底問題出在那邊，台灣的媒體都只是蜻蜓點水的提到了商務部發現半導體使用廠商的存貨天數的中位數剩下五天，而下面的內容就是就是這份報告大部分內容的翻譯。在閱讀內容之前，以下幾點值得提醒：（1）這份報告沒有明說回復的廠商所屬的國家，但應該是美國內外都有。（2）報告想強調的重點很明確，也和一般人能猜到的原因相去不遠，但這份報告從大量廠商徵集訊息後做出的結論對半導體業是經濟發展命脈之一的台灣還是有重大涵義：美國要在本土提高晶圓的產量來根本解決供應鏈的問題，能不能成功會之後會在專文分析。（3）有一點值得點出來的是，商務部軟中帶硬地說對於沒有回覆或是回覆的不夠完整的廠商，商務部有信心會讓他們"吐實"。

前言

半導體的短缺是各種風暴匯集而成的，在2020之前要獲得足夠的半導體製造必要投入就已經出現困難，包括製造較不先進的各種晶片的半導體設備，以及製造電子零件的元件如二極體、電晶體和基底。同時對晶片的需求也在同步增長，因為工業製造轉向用更多半導體的產品如5G、電動車。疫情帶動對用到半導體產品的需求讓這些趨勢發展得更快，與此同時，半導體的供給卻遭遇到一連串的黑天鵝事件如工廠大火、冬天暴風雪、能源短缺和武漢肺炎封城等。

應對短期的供應鏈衝擊有民間企業自行處理是最好的，如透過增產、供應鏈管理來減少衝擊以及從產品設計來優化半導體的應用等。但有鑑於半導體對美國經濟安全的重要性，拜登政府正盡其所能協助找出解決方案並克服在此長尾式風險忽然發生時需要充滿協調各方的挑戰。

拜登政府從去年春天以來，已召開過半導體會議來促進生產，成立半導體特別工作小組以"全政府"模式來解決問題，還建立了一個早期預警系統來監控半導體供應鏈斷鍊的問題。拜登政府並和業內主要業者合作提升供應鏈透明度以及建立長期夥伴關係。這些方案緩解了汽車和其他行業被迫關閉工廠和資遣工人的危機。

但半導體的供應鏈依然脆弱，需求依然大過供給。因此商務部在去年九月發出徵集關於半導體供應鏈訊息的公告，以求深入了解這個複雜、遍及全球的供應鏈。商務部收到了一百五十多份意見，涵蓋了業內幾乎所有主要製造商和某些終端產品的廠商。

從中有幾個關鍵發現:

l 買家指出半導體需求提升比例的中位數在2021比2019高達17％，但供給卻沒有同步增加，形成供需不平衡。

l 半導體產品庫存天數的中位數從2019的40天下降到2021的5天，在某些關鍵產業甚至庫降得更低(請看figure 2)

l 這次訊息徵集讓商務部得以鎖定特定供需嚴重不平衡的節點，並將聚焦於和業界合作來解決這些節點遇到的瓶頸

l 主要最普遍的瓶頸是晶圓的產能，這需要長期解決方案

商務部在未來幾周會和業界攜手一起解決特定節點的問題，還會研究某些廠商反映的價格漲幅特大的問題。

2021年初以來的進展

產能利用: 因為半導體缺貨是從2020年開始的，半導體公司都大幅提升了現有產能的利用率。具體而言，從2020第二季一直到2021全年，半導體公司的產能利用率超過90％，這對一個需要定期檢修和高耗能的產線來說是極高的比例。(請參考下圖各季產能利用率的數據)




這個圖的縱軸是2019-2021 每一季工廠的產能利用率 (有註明80%是正常下的產能利用率)

投資:半導體公司更快的投入更多資金來擴增產能。在半導體產業協會2021年的報告中預測資本支出2021全年總計達到150億美金，2022年會超過150億美金。但在2021之前這個數字從來沒有超過115億美金。最新的數字包含英代爾要在俄亥俄蓋的新半導體廠還有格羅方德宣布要在紐約蓋新廠。這些新的投資案都會提升產量。一些之前就宣告的投資最早在2022上半年就會上線運作。

新供應鏈夥伴關係：半導體生產商和客戶正以全新富有創意的方式建立夥伴關係。在白宮召集的會議之後，福特和格羅方德最近宣布一個合作方案讓雙方可以共同創新下一代晶片並滿足汽車的需求。十一月，通用汽車宣布了一個類似和多家半導體製造商的合作計畫。這些計畫都是晶片的供需雙方開始合作為供應鏈問題找尋創意解方的嘗試。

監控疫情: 2021 年疫情對於半導體供應鍊的衝擊相當多。因此美國政府設立了針對疫情引發的微電子製造業停工的早期預警系統。這個系統有三大要素：早期預警、更高度的介入和透明化。商務部、國務院和疾病控制中心保持密切合作積極監控系統中被發出警告的對象，並和盟邦、夥伴一起致力於執行安全防護流程來幫防止疫情擴散，並盡可能減少對人和全球供應鏈的阻斷，這就是為什麼拜登政府承諾要發放12億劑疫苗，到目前為止，美國已經運送3.85億劑疫苗到112個國家。

商務部從訊息徵集所得到的

這次訊息徵集確認了存在一個嚴重、持續的晶片供需不平衡。提供意見的廠商也不認為這個問題在未來六個月內便會消失，需求上升比例的中位數前面已經提到，而晶片的買家看不到供給增加的趨勢。主要的瓶頸是需要增加額外的晶圓製造的產能。此外廠商還提到了在原材料、組裝、測試和封裝產能上的瓶頸。

晶片的庫存的天數數據如前段所示，這代表從海外的供給出現斷裂。只要一個半導體廠關閉2－3周那麼美國一個庫存剩下3－5天的工廠便被迫無法開工讓工人暫時失業。



(這個圖是比較2019和2022的半導體買家的庫存天數的中位數，是從25加以半導體當生產的中間財或是最終使用的廠商訊息統計出來。共有160種產品的庫存資料被列入統計，這160種產品是他們認為現在要拿到貨的難度最高的)

提供意見的廠商還從數據之外的角度解釋了為什麼過年兩年半導體會缺貨以及他們對今年缺貨情況的預期。兩大原因是半導體的需求比原先設想的高而外部因素，特別是疫情，製造了很多問題。

聚焦於受影響最大的晶片

商務部也發現訊息徵集中透漏的瓶頸主要集中在一些特定的半導體投入和應用，包括傳統的邏輯晶片(用在醫療儀器、汽車和其他產品）、類比晶片(用在電源管理、影像感測器、射頻)和光電子晶片(用在感測器和開關)。

另外特別值得強調的是，半導體產品間差異也很大。有些運用剛發展出來的科技生產，有些是用已經很成熟的科技製造。一個半導體的節點（node）代表了特定半導體的設計和必需的相應製程。終端產品如汽車需要好幾種不同的特定半導體"節點"。所以其實不要把半導體看為一個由單一供應鏈生產出來的產品，而是把不同的半導體視為都有各自的供應鏈，而且各自受到程度不等的供應鏈斷裂衝擊。此外，不同的產品受到的限制也各自不同，如晶片設計和較長產品生命週期的限制等。

商務部確認了下面幾種特定的產品有嚴重的供需不平衡，這些產品會被幾個關鍵產業所示用，包括醫療儀器、寬頻和汽車，例如

  • 由傳統邏輯晶片做的微控制器包括如 40, 90,      150, 180, 和 250 奈米的尺寸
  • 類比式晶片包括如 40, 130, 160,      180, and 800 nm 奈米的尺寸
  • 光電子晶片包括如 65, 110, and      180 nm 奈米的尺寸.

為何透明很重要和訊息徵集所扮演的角色

雖然2021年已有些進展，可是半導體的缺貨還是持續。這是由於半導體供應鏈的複雜性。半導體製造商搞不清楚需求端的情況，晶片的買家一樣不是都知道他們需要的晶片從哪邊來的。這些障礙讓找到解方更加困難。 但這也是為什麼美國政府把大家找過來談並鼓勵整條供應鏈變得更透明。之後商務部在九月發出訊息徵集的需求，到了十一月收到150多份回復，回復的數量和質量都很好，一些關於基本的統計數據可見下圖。



(164家回復廠商的類別：類別 中游或是最終使用廠商有55家/半導體和相關產品的供應商有44家/ 材料和設備供應商有21家/ 其他廠商44

右邊的圓形圖是半導體消費者屬於的產業類別：有42%在汽車業、18%在醫療器材業、有16%在移動裝置與通訊網路基礎建設行業、還有13%是用到工業半導體的廠商、家電和消費品佔6％，其他行業佔5％）

接下來的功課

根據這些收到的新訊息，商務部會和廠商一起努力解決針對特定生產節點的問題，並會繼續用早期預警系統來監控、應對疫情帶來的供應鏈衝擊。另外，商務和會接觸沒有回覆的廠商，還有提供的訊息沒有他們同行詳細的廠商以確保對於供應鏈的瓶頸有最精準的掌控。本部相信會得到必要的資訊。本部還會繼續運用手邊的政策工具來增加供應鏈的透明度並確保沒有公司趁缺貨時趁火打劫。

最後一點一樣很重要的是，商務部會繼續支持總統提議的撥出520億美金在美國增加國內半導體的生產，如美國創新與競爭法中所明定的。畢竟目前的缺貨是供需的嚴重不平衡，又因為疫情而更惡化。而本次意見徵集確認的首要問題就是晶圓產能不足，總統的提議便是針對這點要加速改善。