隨著 COVID-19 大流行和復蘇期間需求激增，半導體行業經歷了最長的短缺之一，從 2020 年春季到 2021 年秋季。德勤預計它將至少持續到 2022 年。
個人電腦、智能手機、數據中心、游戲機、其他消費品，尤其是汽車行業仍在感受到這種影響。從 2020 年到 2022 年，短缺的累積收入影響可能超過 5000 億美元。
下一次半導體短缺可能與這次一樣大或更大。該公司表示，鑒于芯片對多個行業的重要性日益增加，經濟損失可能更大。因此，它研究了半導體制造商、分銷商、客戶（半導體供應鏈）和政府可以做些什么來避免另一場潛在的災難。這個問題是如此之大，以至于單一公司，甚至一個行業，都無法單獨產生影響。
有些人可能認為今天的短缺是一次偶發性事件。只要我們沒有百年一遇的全球大流行病、日本一家主要芯片廠的大火、德克薩斯州的冰凍以及一艘船被困在蘇伊士運河中——所有這些都恰逢其時——下一次短缺就不會發生”可能沒有那么嚴重吧？
圖：幾十年來，芯片行業經歷了6次下跌和短缺。
圖片來源：德勤
但德勤表示，在未來十年內，幾乎可以肯定的是，全球經濟衰退、重大天氣事件以及關鍵海港或海峽附近的破壞等事件的組合可能幾乎同時發生。目前存在的芯片制造行業和供應鏈，本質上很容易受到干擾，這使得短缺不可避免。
在過去的三十年里，我們已經看到了六次與今天類似的持續時間或程度的短缺。有時短缺會發生或因科技泡沫或 2009 年經濟衰退等外部沖擊而加劇。
增加芯片行業的產能一直是昂貴而笨重的。它發生在由技術和市場力量驅動的波浪中，并且在決定建造晶圓廠（或半導體制造廠）和該晶圓廠生產其第一批產品（成品晶圓）之間有很長的前置時間。因此，真正的問題不是是否會再次出現短缺，而是何時以及嚴重程度如何？
打破牛鞭效應
圖：芯片短缺的解決方案
當供應鏈中的溝通不暢導致供需不同步時，牛鞭就是銷售的蹺蹺板。
所有不同的參與者都需要做好各自的部分，共同努力，同時不要造成過剩。德勤表示，公司應該根據它們在更廣泛的半導體生態系統和價值鏈中扮演的角色來選擇特定的行動或行動的組合。
整個芯片產業都致力于以前所未有的水平提升整體產能。從 2021 年到 2023 年，三大參與者的資本支出可能會超過 2000 億美元，到 2025 年可能達到 4000 億美元。
各國政府還承諾了數千億美元。德勤預計，到 2023 年底，全球每月開工的 200 毫米晶圓（在芯片工廠加工并切成單個芯片）將從 2020 年的約 2000 萬片增加到 3000 萬片。
200 毫米和 300 毫米晶圓尺寸的產能都將增長，兩者的增長速度大致相同。需要明確的是，200mm 的增長主要來自現有晶圓廠產能的增加，而不是全新工廠的建設，這將占 2020 年至 2022 年間近 120 億美元的資本設備支出。
圖：德勤對芯片的容量預測
從技術角度來看，主流制程節點和更先進的工藝節點（10nm以下，主要是3nm、5nm和7nm）的產能將比更成熟的工藝節點增長得更快. 值得注意的是，對晶圓尺寸和所有工藝節點的需求都在增長，而不僅僅是最先進的。
僅在三年內將產能廣泛增加 50% 就足以彌補未來的短缺，對嗎？答案并不那么明顯。
芯片產業除了提升整體產能之外，還應該打造本土產能。芯片制造在地理上是集群的，需要分布在更多的地區。2020年東亞（包括日本和中國，接近60%）的集中度已經引起了美國、歐洲和中國政府的關注，并且已經開始計劃在這些國家或地區建設新工廠，如以及以色列、新加坡和其他國家。
在芯片供應的地理集中度上移動針頭是困難的。全球有超過 400 家半導體制造工廠，并宣布計劃到 2022 年新增 24 座 300 毫米晶圓廠，但同期僅新增 10 座 200 毫米晶圓廠。
其中一些在韓國和中國臺灣地區。在這些集群之外的新位置添加幾十個可能會有所幫助。德勤表示，新的地點只會導致東亞的集中度下降幾個點，這意味著到 2023 年它仍將生產一半以上的芯片。
該行業還應該在戰略上變得精益——芯片買家、分銷商和零售商需要確定選擇哪種精益水平。有一種東西太瘦了。
需要打破需求端的牛鞭。原始設備制造商（系統公司）、分銷商/供應商和客戶受到牛鞭效應的影響，其中供應鏈各層利益相關者之間延遲的溝通被對需求信號的判斷放大。這需要改變。
智能運營能力對半導體制造至關重要，半導體制造本質上是復雜和敏感的，在很大程度上是自動化的，并且由資本密集型工廠支持。促進數字流程建模、運營監控、與材料可用性同步的工廠運營以及響應式工廠調度調整的功能使工廠運營團隊能夠以高資產利用率高效運營。
德勤表示，許多制造商在 2021 年春季開始數字化轉型。需要持續創新才能更好地適應未來供應鏈驅動的業務中斷。所有這些都需要密切溝通。
需求的增長速度與計劃的容量增長速度大致相同（或更快）。需求驅動因素包括 5G、人工智能和機器學習 (AI/ML)、智能邊緣和物聯網 (IoT)。其中一些是關于為已經使用大量芯片的產品提供越來越強大的芯片，但有些是關于將芯片添加到以前沒有芯片的產品中。