了解全球芯片短缺，一场涉及微小部件的大危机

几乎所有你拥有的电器产品中都有芯片，从手机到电脑再到汽车。甚至你意想不到的物品中也有芯片，比如洗衣机、电动牙刷和冰箱。但这些为我们的生活提供动力的微小部件现在却严重短缺。

雪城大学供应链实践教授帕特里克·彭菲尔德表示：“目前，我们的全球供应链陷入危机。我们以前从未见过任何对我们造成如此严重影响的事情。”

日产表示，由于芯片短缺，其汽车产量将减少 50 万辆。通用汽车因半导体芯片短缺而不得不暂停部分皮卡车的生产，甚至停产数千辆已完工但仍缺乏所需芯片的汽车。苹果首席执行官蒂姆·库克 (Tim Cook) 7 月警告公众，芯片短缺将影响其手机和平板电脑的销量。

英特尔首席执行官帕特·基辛格 (Pat Gelsinger) 预测，供应需要一两年的时间才能满足需求，专家表示假日购物可能不会提供我们所习惯的多样性和选择。

芯片短缺是如何发生的以及何时可能结束。

这些芯片是什么？

芯片通常被称为半导体，有时也被称为微芯片，是电子产品的大脑。它们是微型技术奇迹，内部装有数十亿个晶体管，但芯片的大小各不相同。（这些晶体管就像小小的门，允许电子通过或不通过。）它们的制造涉及多个步骤、数天时间，还需要现场专家。例如，IBM 最新的芯片将 500 亿个晶体管封装在指甲大小的两纳米空间中。

“我猜全世界每天使用的芯片数量超过 1000 亿个，”东北大学电气与计算机工程教授 Matteo Rinaldi 说道。“想想我们每天在生活中使用了多少个晶体管和半导体。”

这些芯片是现代社会的命脉，但即使在疫情之前，对它们的需求也超过了供应。今年，经济学家罗里·格林 (Rory Green) 将半导体称为“新石油”，并指出台湾和韩国目前控制着芯片生产的最大份额。然而，虽然这些芯片是美国发明的，但目前制造它们的美国制造商数量已大幅下降。CSIS 战略技术项目高级副总裁兼主任詹姆斯·刘易斯 (James Lewis) 表示，1990 年，37% 的芯片是在美国制造的。到 2020 年，这一数字仅为 12%。

[相关：这是你的小玩意儿缩小背后的简单规律]

几十年来，科技行业一直受到英特尔联合创始人戈登·摩尔在 1965 年做出的预测的驱动；该预测认为“芯片中集成的晶体管数量将大约每 24 个月翻一番”。而建造一个能够生产这些多年来一直在不断缩小的芯片的工厂可能需要花费 100 亿美元，这个价格对于大多数公司来说是难以承受的。“这些是价值数十亿美元的尖端科学设施，”刘易斯说。

芯片短缺是怎么回事？

由于新冠疫情，全球陷入停摆，许多工厂也随之关闭，导致芯片制造所需的供应在几个月内无法供应。消费电子产品需求的增加引发了供应链的连锁反应。制造商努力生产足够的芯片来满足新的需求水平，订单开始堆积如山。积压订单开始越来越多。

福特等汽车公司必须预测生产汽车所需的芯片数量，并提前从芯片制造商那里订购。彭菲尔德说，截至目前，芯片订单至少需要半年时间才能下达。目前对芯片的需求如此之大，制造商目前无法生产足够的芯片来满足需求，这意味着消费者很快就会看到商品价格上涨，而商品却越来越少。

[相关：英特尔新芯片将万亿次浮点运算能力带入您的台式机。这意味着什么？]

但问题不仅仅在于制造业。随着新冠疫情席卷亚洲，港口关闭，有时长达数月。全球约 90% 的电子产品要经过中国盐田港，而该港最近关闭，导致数百艘集装箱船等待靠岸。

港口重新开放后，由于等待装运的货物积压，瓶颈问题也随之出现。运输供应链的许多环节无力应对这种积压，或出现劳动力短缺的情况，导致供应链进一步陷入危机。

是什么原因造成芯片短缺？

“错误的决策、糟糕的运气，以及不断增加的需求。这三者结合在一起，就会导致短缺，”刘易斯说。疫情导致设备需求激增。人们待在家里，使用平板电脑、手机和其他流媒体设备的数量比以往任何时候都多，需求激增，超出了制造商所能提供的范围。

汽车行业的错误决策也加剧了芯片短缺。刘易斯表示，当疫情爆发时，许多公司取消了芯片订单，因为他们认为经济将遭受长期打击。尤其是汽车公司取消了订单，因此芯片公司转而生产消费品芯片，试图满足疫情引发的爆炸性需求。他们重新调整工厂，生产消费品芯片而不是汽车芯片，导致汽车芯片短缺。

[相关：这台超级计算机每秒将执行 1,000,000,000,000,000,000 次运算]

世界上的芯片制造工厂并不多，疫情期间运营的少数几家工厂也遭遇了一系列恶劣天气事件，导致制造过程进一步推迟。日本瑞萨电子工厂遭受火灾严重损坏，该工厂生产了全球近三分之一的汽车芯片，而德克萨斯州的冬季风暴迫使美国仅有的一些芯片工厂停产。生产这些芯片还需要大量的水，台湾的严重干旱也影响了生产。

中国发挥了什么作用？

虽然地缘政治问题并不是造成芯片短缺的主要原因，但台湾与中国的紧张关系一直令人担忧。台湾是世界领先的芯片生产国，理论上中国与台湾爆发战争的可能性使美国进入芯片行业面临潜在危险，对许多无法获得其依赖的芯片的行业来说，这可能是灾难性的。刘易斯说：“中国很想占领台湾。中国人迫切希望拥有自己的芯片产业。它已成为中美竞争的焦点。”

拜登总统正在推动投资美国芯片制造业，要求对芯片行业投资 500 亿美元。参议院通过了一项法案，为芯片制造商提供税收抵免和其他激励措施。

[相关：一条重达 1000 万磅的海底电缆创下了互联网速度记录]

美国芯片制造商英特尔宣布了扩大芯片生产规模的计划，而台湾半导体制造公司和三星则在为计划在美国建造的工厂物色地点。尽管这些计划前景光明，但这些工厂要提高生产水平还需要数年时间。