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【汽车人】奥斯汀断电,芯片厂心凉

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  极端天气状况,导致奥斯汀的芯片厂商紧急停产,使捉襟见肘的全球汽车芯片供应紧张,变得更加形势严峻。

  文/《汽车人》黄耀鹏

  全球汽车产业界都没有想到,从去年蔓延的“缺芯”势头,直到今年2月都没有缓解,反而愈演愈烈。

  2月14日夜间开始,美国德克萨斯州居然遭遇冬季风暴和大雪,导致得州电力生产陷入困境,截至2月22日,已经超过8天。极端天气状况,导致得州首府奥斯汀的芯片厂商紧急停产,使捉襟见肘的全球汽车芯片供应紧张,变得更加形势严峻。

  “光荣孤立”玩砸

  由于历史原因,得州电网孤立于全美电网。“孤星共和国”从心理上不信任联邦政府的能源供应干预政策,孤立电网很大程度上是他们自己的选择。而得州电力供应100%由私人公司提供。顺便说一句,得州电力市场,是全美惟一不受联邦政府监管的市场。尽管早有人发出警告,但得州人没有想到,“光荣孤立”让得州电网在面临重大挑战时,一触即溃,而且理论上无法被救援。

  

  得州电力可靠委员会(ERCOT),一向对得州电力生产的低成本自豪。得州是全美初级能源生产第一大州。根据2019年的数据,这块与西班牙大小差不多的土地上,风力发电占据电网15%,刚好超过了该州两座核电站的发电量;太阳能发电只占1%,但在快速发展中;水力发电占10%;化石燃料(动力煤、天然气、石油)发电占据60%。得州超过一半的装机容量为天然气发电。这是根据得州初级能源结构做出的安排。

  在这次旷世寒潮中,风力发电因为涡轴被冻住,首先挂了。太阳能硅板受到积雪覆盖,本身也无足轻重。占据大头的天然气发电,则取决于油气井,后者需要电力和大量水资源,而河流冰冻导致取水困难,天然气生产严重下滑,进而导致大多数联合循环燃气发电系统崩溃。惟一正常的是核电站,但核电站也需要大量淡水,被迫进入低功率模式。

  芯片生产需要大量、24小时不间断电力,首先就被牺牲掉。奥斯汀市政府要求辖区芯片企业停产,确保居民供电。实际上居民用电也陷入大麻烦,电价飙涨100倍,有些地区每天只能保证1小时供电。

  芯片厂损失空前

  实际上,芯片也是高耗水行业,半导体制程必须使用大量超纯水(清洗晶圆)。接到警告后,三星的奥斯汀工厂已经提前停产。尽管如此,三星奥斯汀工厂的损失将超过1亿美元。

  三星奥斯汀工厂已经有23年历史,目前主要生产14nm、28nm、32nm产品,比前沿5nm制程落后3代,三星因此打算在得州投资100亿美元新建芯片厂,生产3nm制程芯片,计划2023年开始运营。得州电力的脆弱,可能让三星的计划动摇。

  

  紧随三星之后,车载芯片的老大恩智浦也关闭了位于奥斯汀的两家工厂,这两家8英寸晶圆工厂,主要生产MCU(微控单元)、MPU(微处理器)、电源管理器件、RF收发器和放大器,以及各类传感器。英飞凌也暂停了MCU的生产,英飞凌的奥斯汀工厂是去年收购的,属于被收购方赛普洛斯半导体公司的产能。恩智浦和英飞凌在奥斯汀的产能加起来,对全球车载MCU影响超过5%。

  恩智浦通常的做法是自己承担一半的芯片加工,另有一部分订单外包。两家工厂都发布了供应预警。这两大芯片制造商都抱怨称,他们只提前几个小时接到停电通知。因此被迫使用应急发电机,避免了晶圆彻底报废,但是这一批晶圆加工完毕,就必须要停产。

  得州本是好地方

  与上世纪80年代不同,加州的硅谷日益变成巨型IT公司的集中地;而奥斯汀和亚利桑那州的凤凰城则成了芯片加工的两个中心。奥斯汀还集中了得州仪器(TI)、以色列高塔(TowerJazz)、博通等公司的生产厂。

  在当前强劲的市场需求下,IGBT涨了10%-20%,存储器(NAND flash)涨了10%。而且,芯片短缺已经从汽车芯片蔓延到智能家居和手机等消费电子产品。

  

  得州出现多年未遇的极端天气,是偶然因素,但是暴露了得州能源管理的重大缺陷。鉴于得州ERCOT的一贯行事作风,即便危机过后,他们也不会考虑与美国三大电网并网。

  得州的二次能源政策,与其芯片制造中心地位不相称。尽管制造业回流对美国来说,很大程度上是伪命题,但对于芯片加工业不是。制造业的成本构成中,如果劳动力占据比重超过30%,美国的竞争力堪忧。不光因为收入水平高,工会的存在也进一步抬升了劳动力成本。

  特斯拉和丰田等都拒绝成立工会,而且特斯拉管理层采取了很极端的方式排斥工会渗透——开除所有鼓吹组建工会的员工。尽管涉嫌违反《全国劳资关系法》,而且特斯拉在一次裁员官司中败诉,但法院的惩罚来得很疲弱,这等于变相支持了特斯拉“例外”。

  芯片业的例外并非在于工会。其实芯片公司不反对这么做,因为芯片生产雇佣的劳动力很少,生产流程自动化程度非常高,比整车生产高得多。大多数雇员都是生产线技术支持和生产线管理岗位,要求的知识层面和专业培训门槛很高。工会无法在这群人中间兴风作浪——有谁听说谷歌的工会怒怼资方?

  

  芯片加工的劳动力工资水平虽高,但因为人数较少,大多数岗位可以临时调派。台积电就可以在一周之内调数百人去支持亚利桑那的项目,三星也能从本土调动相应的人数。芯片生产过程中,对电力、水力、天然气等基础设施的依赖水平很高。芯片生产商都希望找到能源便宜、供应稳定、原料供应无障碍的生产基地。因此,水电气都便宜、建厂税收优惠慷慨的得州,就成了芯片制造商青睐的地方。

  美国回流芯片制造受挫

  当然,根据2020年的数据,全球半导体销售额为4390亿美元,美国公司占了近一半,最大市场仍是中国。但是,美国的生产只占12%。1月份下台的特朗普政府,在去年底推动国会通过了《国防授权法案》,对芯片制造采取大手笔的激励措施。根据法案,可以直接为芯片制造商提供资金,其中包括台积电、三星这样的外资生产商。此举如果达成,将提升美国芯片制造份额。

  但是,2月11日,英特尔、高通、AMD等芯片厂商组成的美国半导体行业协会(SIA)致信拜登政府,要求美国兑现补助金、税收抵免等承诺,支持芯片国内代工。

  信中提到,美国AI、5G、量子芯片的优势地位,可能由于中欧对芯片行业的激励,“处于危险当中”。

  

  不考虑政策限制和知识产权,在美国建立芯片企业,要比中国便宜50%。而中国、日本、新加坡、韩国都通过国家级政策弥补成本缺陷。相比而言,美国只有州政府支持,联邦政府看热闹,这使美国在芯片争夺战中落后。

  得州参议员此前已经说了,“美国半导体制造行业稳步下降,新冠肺炎大流行则清楚地表明我们的供应链多么脆弱。”现在又加上大停电,能源在内的基础设施,居然也成了掣肘。

  虽然在北京时间2月23日凌晨,ERCOT称“取消能源紧急状态”,天然气井和电厂都“正在”恢复正常,但几大厂商均不敢重新开工,毕竟这些娇贵的制成品和半成品,别说反复停电,一次断电就会整个玩完。到目前为止,得州应对自然危机不力,让芯片制造商对政府承诺中的支持信心,大打折扣。这对于美国重夺芯片制造业优势地位,也构成负面冲击。(文/《汽车人》黄耀鹏)【版权声明】本文系《汽车人》独家原创稿件,版权为《汽车人》所有。

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