2021年6月8日，在Seeking Alpha的一篇題為“半導(dǎo)體芯片Vs.設(shè)備庫(kù)存：長(zhǎng)期投資者的洞察力”的文章中，介紹了從2013年開(kāi)始的半導(dǎo)體設(shè)備計(jì)費(fèi)范式轉(zhuǎn)變的分析，文章同時(shí)還指出，設(shè)備收入隨著IC尺寸減小而需要更先進(jìn)的設(shè)備而增加。這種制造設(shè)備復(fù)雜性和價(jià)格的范式轉(zhuǎn)變?cè)黾恿速Y本密集度，從而增加了設(shè)備庫(kù)存。

根據(jù)The Information Network題為“全球半導(dǎo)體設(shè)備：市場(chǎng)、市場(chǎng)份額、市場(chǎng)預(yù)測(cè)”的報(bào)告，圖1顯示了該文章中半導(dǎo)體在1995年至2021年之間的半導(dǎo)體設(shè)備月度銷售額?！钡?，在本文中，我想討論圖表中紅色橢圓突出顯示的歷史部分，以及它在2023年可能會(huì)如何重復(fù)。換而言之，現(xiàn)在的半導(dǎo)體熱度，會(huì)在2023年崩盤。

2000年的DRAM“短缺”

1998年10月，Gartner（當(dāng)時(shí)的 Dataquest）發(fā)表了一個(gè)當(dāng)時(shí)幾乎所有行業(yè)期刊頭條的新聞，在題為“Dataquest：預(yù)計(jì)2000年DRAM短缺”的文章中，他們對(duì)DRAM的預(yù)計(jì)短缺的原因解釋是半導(dǎo)體資本支出的削減。他們?cè)谖恼轮兄赋觯?/p>

“在世紀(jì)之交，需求將點(diǎn)燃資本支出。Fuhs預(yù)測(cè)晶圓制造設(shè)備市場(chǎng)將在2000年達(dá)到236億美元，2001年將達(dá)到353億美元，2002年將達(dá)到394億美元?！?/p>

但事實(shí)上，F(xiàn)uhs預(yù)測(cè)的2000年為236億美元，設(shè)備收入達(dá)到592億美元。設(shè)備市場(chǎng)并沒(méi)有在2002年增至394億美元，而是跌至248億美元。

回到DRAM產(chǎn)業(yè)本身呢？2001年6月21日，我們有另一個(gè)標(biāo)題：2001年世界歷史上最糟糕的DRAM年。根據(jù)當(dāng)時(shí)的文章報(bào)道：

“對(duì)于DRAM制造商來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)糟糕的一年（但對(duì)客戶來(lái)說(shuō)是個(gè)好消息），2001 年到目前為止，DRAM價(jià)格下跌了 80%。事實(shí)上，情況比糟糕還要糟糕：2001年DRAM市場(chǎng)將產(chǎn)生價(jià)值140億美元的銷售額——這還不到2000 年的一半，這就使其成為自時(shí)間黎明以來(lái)內(nèi)存銷售最糟糕的一年?；蛘咧啊！?/p>

到2001年6月，文章中引用了另一位Dataquest“分析師”安德魯·諾伍德的報(bào)道：

“只有一件事可以使DRAM行業(yè)免于經(jīng)歷2001年有史以來(lái)最糟糕的一年——那就是主要制造商的減產(chǎn)。”

在2002年一次討論危機(jī)后果的采訪中，Avnet Israel （ AVT） 聯(lián)合董事總經(jīng)理 Dani Koren 被引述說(shuō)：

“2000年，分析師繼續(xù)對(duì)2001年做出樂(lè)觀的預(yù)測(cè)，整個(gè)行業(yè)預(yù)計(jì)2001年和 2002年都將持續(xù)快速增長(zhǎng)。他們預(yù)計(jì)只有2003年才會(huì)有更溫和的增長(zhǎng)。

在這種情況下，隨著未來(lái)一年的訂單，公司開(kāi)始囤積大型零部件庫(kù)存。簡(jiǎn)而言之，ECI、Alvarion、Gilat Satellite、Orbotech等公司購(gòu)買的原材料占其營(yíng)業(yè)額的 30-35%，而他們的倉(cāng)庫(kù)已被填滿。

然后，到2000年底，當(dāng)繁榮達(dá)到頂峰時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)重大轉(zhuǎn)機(jī)的最初跡象。就好像一列時(shí)速300公里的火車突然急剎車。一切都突然停滯，高科技公司不知所措，開(kāi)始恐慌地取消訂單。”

在這篇文章中，我提出了一項(xiàng)分析，表明階段已經(jīng)確定，車輪正在運(yùn)轉(zhuǎn)，以在2023年重復(fù)2000年發(fā)生的事情。

2000 年與 2021 年設(shè)備市場(chǎng)對(duì)比

2000年半導(dǎo)體設(shè)備收入同比增長(zhǎng)74%，圖1中的大峰值證明了這一點(diǎn)。2021 年，設(shè)備收入已比2020年增長(zhǎng)41%。

我繪制了北美供應(yīng)商2020年和2021年年初至今的設(shè)備賬單以及 1999、2000和2001年的歷史賬單，即峰值之前、期間和之后的一年。

圖二

注意與數(shù)據(jù)的相似性：

2021 年和 2000 年——除了曲線的幅度（2021 年為 925 億美元，2000 年為 592 億美元）外，它們驚人地相似。同時(shí)，它們與任何其他年份都截然不同。

2020 年和 1999 年——2000 年峰值前一年，1999 年曲線（“藍(lán)色”）與去年的 2020 年曲線（“綠色”）非常相似。

2001 年——在 2000 年峰值之后的一年，我們看到 2001 年的賬單曲線（“灰色”）大幅下降。

2002 年——在 2000 年峰值之后的兩年，我們看到 2002 年的賬單（“黃色”）全年都很低且持平。

2000 年與 2021 年半導(dǎo)體短缺

1998 年，對(duì)DRAM短缺的錯(cuò)誤預(yù)測(cè)導(dǎo)致半導(dǎo)體制造商通過(guò)購(gòu)買加工設(shè)備來(lái)增加產(chǎn)能以制造更多芯片。如上所述，公司購(gòu)買的芯片數(shù)量超過(guò)了確保分配所需的數(shù)量，從而加劇了短缺。

不幸的是，半導(dǎo)體制造商并不知道這一點(diǎn)，并認(rèn)為短缺情況比實(shí)際情況更糟。他們所做的是購(gòu)買更多設(shè)備以增加生產(chǎn)更多芯片的能力。最終結(jié)果是大約 100 億美元的芯片庫(kù)存需要數(shù)年時(shí)間才能解決。因此，在峰值之后的幾年里，資本密集度有所下降——芯片從過(guò)剩的庫(kù)存中出售，而無(wú)需購(gòu)買新設(shè)備。

2021年，我們將再次見(jiàn)證“芯片短缺”。盡管在 Marketplace 的四篇系列文章中，我僅將微控制器確定為短缺芯片（汽車 MOSFET 也可能是我正在研究的產(chǎn)品），但媒體繼續(xù)報(bào)道該主題。

更重要的是，對(duì)這個(gè)問(wèn)題的反應(yīng)反映了 1998 年 Gartner 預(yù)測(cè)不佳所導(dǎo)致的結(jié)果。

據(jù)行業(yè)聯(lián)盟 SEMI 稱，全球半導(dǎo)體制造商將在今年年底前開(kāi)始建設(shè) 19 座新的大批量晶圓廠，并在 2022 年再開(kāi)工建設(shè) 10 座，以滿足包括通信在內(nèi)的廣泛市場(chǎng)對(duì)芯片的加速需求、計(jì)算、醫(yī)療保健、在線服務(wù)和汽車。

這 29 座晶圓廠每月可生產(chǎn)多達(dá) 260 萬(wàn)片晶圓：

15 座晶圓廠是晶圓代工廠，月產(chǎn)能從 30，000 至 220，000 片晶圓不等。

4 座是內(nèi)存晶圓廠，產(chǎn)能較高，每月可生產(chǎn) 100，000 至 400，000 片晶圓。

從這個(gè)角度來(lái)看，2021 年初的全球晶圓裝機(jī)容量為 2100 萬(wàn)片，高于 2011 年初的 1360 萬(wàn)片。因此，在 10 年期間，產(chǎn)能每月增加 640 萬(wàn)片（每年 0.64 片） 。 目前，2022 年至 2023 年之間的設(shè)備安裝（每年 1.3 臺(tái)）是前 10 年年增長(zhǎng)率的兩倍。

2000 年與 2021 年資本強(qiáng)度對(duì)比

“資本密集度”被定義為晶圓前端 （WFE） 設(shè)備銷售額占半導(dǎo)體銷售額的百分比。在我上面引用的 2021 年 6 月 8 日的文章中，我展示了 2012 年至 2022 年之間的資本密集度圖表。我注意到資本密集度在 2021 年達(dá)到峰值之前相對(duì)持平。

1997-2004 年期間的資本密集度。在這里，我們看到 2001 年達(dá)到 29.4% 的峰值，并且在 2001 年之前的四年中資本密集度也有相似之處。

隨著 WFE 相對(duì)于半導(dǎo)體需求的下降，資本密集度顯著下降。為什么？1999 年至 2001 年高峰期的產(chǎn)能過(guò)剩擴(kuò)張抵消了對(duì)設(shè)備的需求，因?yàn)檫^(guò)剩庫(kù)存已用完并出售。

基于 2000 年和 2021 年的顯著相似之處，我預(yù)計(jì)半導(dǎo)體資本強(qiáng)度可能會(huì)從 2023 年開(kāi)始下降，就像 2002 年一樣，由于設(shè)備銷售的崩潰。

對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備公司的影響

表 1 顯示了 2015 年至 2020 年間頂級(jí)公司的半導(dǎo)體設(shè)備收入。從收入來(lái)看，應(yīng)用材料 （ AMAT ） 可能受到的影響最大——在 2021 年和 2022 年受到正面影響，在 2023 年到 2026 年受到負(fù)面影響。

表 2 顯示了這些頂級(jí)公司和 2017 年至 2020 年間從設(shè)備銷售到代工廠產(chǎn)生的收入。請(qǐng)注意，如上所述，在 2021 年和 2022 年計(jì)劃建設(shè)的 29 座晶圓廠中，有 15 座是代工廠。

在這里我們看到，ASML在過(guò)去兩年中對(duì)代工廠的曝光度最大，主要向臺(tái)積電和三星銷售 EUV 設(shè)備。但這些光刻系統(tǒng)是高價(jià)項(xiàng)目，單機(jī)耗資 1.6 億歐元（1.9 億美元）。ASML 僅售出了 40 個(gè)這樣的系統(tǒng)，因此表 2 中顯示的收入是有偏差的。如果沒(méi)有這些銷售，AMAT 將再次主要受到預(yù)計(jì)未來(lái)幾年半導(dǎo)體供過(guò)于求的影響。

半導(dǎo)體“短缺”和對(duì)中國(guó)的制裁是導(dǎo)致 2023 年半導(dǎo)體供過(guò)于求和設(shè)備熔毀的催化劑。隨著現(xiàn)有晶圓廠的擴(kuò)張和新晶圓廠的規(guī)劃，半導(dǎo)體產(chǎn)能正在大幅擴(kuò)張。

拜登政府推動(dòng)在國(guó)內(nèi)制造設(shè)施上投資 500 億美元以提高美國(guó)的自給自足和減少對(duì)亞洲的依賴，這已經(jīng)啟動(dòng)了一個(gè)可能導(dǎo)致供過(guò)于求和產(chǎn)能擴(kuò)張的過(guò)程：

英特爾尋求美國(guó)政府的援助，正斥資 200 億美元在亞利桑那州新建兩家芯片工廠。

臺(tái)積電和三星都計(jì)劃與英特爾一起在美國(guó)建廠，英特爾正在投資 230 億美元在美國(guó)改善和建設(shè)設(shè)施。

GlobalFoundries 將投資超過(guò) 40 億美元擴(kuò)大其新加坡業(yè)務(wù)，每年生產(chǎn)約 120 萬(wàn)片晶圓，比目前的產(chǎn)能多 45 萬(wàn)片。

歐盟計(jì)劃與 ST Microelectronics、NXP、Infineon 和 ASML 等歐盟公司結(jié)成聯(lián)盟，以遠(yuǎn)離外國(guó)。德國(guó)芯片制造公司博世最近開(kāi)設(shè)了一家價(jià)值 12 億美元的工廠，希望這將有助于緩解汽車行業(yè)的半導(dǎo)體供應(yīng)限制。

韓國(guó)計(jì)劃斥資約 4500 億美元建設(shè)全球最大的芯片制造基地。

半導(dǎo)體行業(yè)經(jīng)歷周期。在供不應(yīng)求的時(shí)期，購(gòu)買設(shè)備以制造更多芯片。總是存在過(guò)度采購(gòu)，因此一旦生產(chǎn)量增加就會(huì)出現(xiàn)供過(guò)于求的情況。

這種策略在正常時(shí)期運(yùn)作良好。但對(duì) 2000 年 DRAM 短缺和 2021 年半導(dǎo)體短缺的擔(dān)憂正在引起下意識(shí)的反應(yīng)，即在 2021-2023 年購(gòu)買過(guò)多的設(shè)備，一旦所有設(shè)備都安裝完畢，將導(dǎo)致 2023 年供過(guò)于求。

正在建設(shè)新的晶圓廠，以努力建立個(gè)人的本土供應(yīng)，進(jìn)一步加劇了供過(guò)于求的情況。

編輯：jq