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看懂晶片新聞約 5 分鐘

半導體景氣循環是什麼?晶片為什麼一下缺貨、一下過剩

新聞常說的「半導體景氣循環」,就是晶片一陣缺貨、一陣過剩,輪著來:需求一變,晶片的供給卻要好幾年才跟得上,中間的落差讓整個產業一陣缺、一陣多。英文叫 semiconductor cycle,也有人叫 silicon cycle(矽循環)。「晶片缺貨」「交期拉長」「庫存調整」「砍單」,都是這一圈裡不同時候的新聞。

為什麼會一陣缺、一陣多?

想像在旅館洗澡。水太冷,你把水龍頭往熱的那邊轉;可是熱水要過一會兒才流到,你覺得還是冷,又多轉一點。等熱水到了,一下子太燙,趕快往回轉,又轉過頭,變得太冷。

你沒有做錯什麼,只是水晚到了。晶片也一樣:大家要多少,一下子就變;工廠做得出多少,要好幾年才變。中間這段「晚到」,讓產業一下不夠、一下太多。

景氣循環的一圈,是怎麼轉的?

每一圈的長短、高低都不一樣,常見的樣子大概是這樣:

第 1 步:需求變多

很多人同時多買某種產品,裡面要用的晶片一下子變多。晶圓廠的機台本來就排得差不多滿,多出來的單只能排隊。於是,從下單到拿到晶片要等的時間,也就是交期,開始拉長。

第 2 步:交期拉長,大家多下單

交期越長,買晶片的公司越怕斷貨,就早一點訂、多訂一點;缺貨時工廠常照訂單的比例分配,有的乾脆把數量灌大,或同一份需要分頭向好幾個地方訂,新聞叫它重複下單。訂單看起來比真正要用的還多,工廠就以為需求更大。

第 3 步:蓋新廠、加機台

訂單滿出來,工廠決定擴產,讓一個月做得出的晶片,也就是產能,變多。可是在原本的廠多放機台,要先等機台送來、裝好、調穩,常要好幾個月以上;蓋一座新的晶圓廠(fab 是什麼?),光從動工到開始生產就要以年來算。產線好了,一片晶圓從投片到做完還要好幾週到幾個月(一片晶圓要做多久?),這段時間缺貨一直在繼續。

第 4 步:新產能出來,需求已經回落

該換新產品的人,多半已經換了;早先多訂的晶片,也還堆在倉庫。偏偏這時候,好幾家的新產線一起做好。晶片一下子變多。

第 5 步:庫存太多、價格下滑、砍單

買晶片的公司發現手上的晶片太多,先把存貨用掉,少下單,甚至取消下過的單。工廠的機台空出來,為了讓機台動起來,常會降價搶單。晶片的價格往下掉,工廠賺得少了。

第 6 步:少投資

賺得少,工廠延後擴產、少買機台。眼前的晶片看起來剛剛好,甚至還太多。可是幾年後能用的產能,也跟著少了。

第 7 步:需求回來,又不夠

倉庫裡的用完了,或有新產品帶動,需求回來了。前幾年少蓋的產線,沒辦法一下子變出來。於是,又回到第 1 步。

下一圈什麼時候來、會有多大,沒有人說得準。常聽到「幾年一圈」的說法,但每一圈的長短都不一樣,不像時鐘那樣準。

為什麼晶片特別容易這樣?

很多行業都會一陣缺、一陣多,晶片特別明顯,有幾個原因:

  • 蓋廠很貴,又要很久:一座廠要花非常多錢(晶片為什麼這麼貴?),從決定要蓋到做滿要好幾年。等於今天就要猜好幾年後的需求,猜錯了也很難馬上改。
  • 機台越忙越划算:機台買來之後,不管有沒有在用,每天都在折舊,所以廠總想一直排滿貨(新聞說的「晶圓代工」是什麼?)。景氣好時,大家一起加機台;景氣差時,停下機台也省不了多少錢,很多廠寧可降價接單,讓機台動起來,價格就掉得更快。
  • 一片晶圓要走好幾個月:今天多投的晶圓,幾個月後才變成晶片,做完還要封測。反過來,已經投下去的晶圓,需求轉弱了,多半還是會一批一批做出來。
  • 鏈很長,每一層都多備一點:一顆晶片從工廠到你手上,中間經過好幾家公司(半導體產業鏈的上中下游,各在做什麼?)。每一層都多備一點、多訂一點,傳到最上游,起伏就被放大很多。這叫長鞭效應:手腕動一點,鞭子尾巴甩很大。
  • 記憶體的價格起伏更大:記憶體晶片的規格比較一致,不同家做的常常可以互相替換(記憶體和處理器差在哪?),買的人主要比價錢。多的時候價錢跌得兇,缺的時候也漲得快。

缺貨,是所有晶片都缺嗎?

不一定。新聞說的缺貨,常常只是某一種、某一代的晶片缺。

一條產線做的是某幾代的作法、某幾種晶片,不能說換就換:要做另一種晶片,得重新調、重新驗證,買的人也要重新測過(新聞說的「車用晶片」有什麼不一樣?)。所以有時最新一代排不進去,舊幾代卻有空;有時反過來,用舊幾代作法做的小小的晶片缺了,車子、家電因此做不完(新聞說的「成熟製程」是什麼?)。

同一個時候,一種晶片缺貨、另一種過剩,也很常見。所以看到「晶片缺貨」,可以先問:缺的是哪一種?

下次看到新聞,可以這樣讀

  • 「庫存調整」:買晶片的公司手上的晶片太多,先把存貨用掉,這段時間少下單或先不下單。真正被用掉的晶片不一定變少,是訂單先變少。
  • 「交期拉長」:從下單到拿到晶片,要等得更久,常是機台排滿了。交期一長,大家又會早訂、多訂,訂單裡可能有一部分是先訂起來放的。
  • 「產能滿載」:機台排得滿滿的,新的單要排隊等。常出現在缺貨的那一段。
  • 「砍單」:買的人把下過的單減少或取消,常出現在庫存太多的時候。機台空出來之後,接著常聽到的就是降價。

在 fab24hr 裡

遊戲只演一天,看不到好幾年的景氣循環,也沒有晶片的價格。看得到的是最小的那一格:一台機台少了一點產能,交期怎麼跟著動。按「進廠」、選「打工人的一天」,在「今天你是」卡片上點「量產廠」、左右滑到「生管」。早班九點的生產會議,蝕刻機 ETCH-03 只剩一個腔,後面排了九批貨,哪一批先走由你排;午班隔壁的機台出了狀況,一批貨的出貨日改了,這週的出貨要重排,也要告訴業務窗口。交期怎麼排,見「生管在做什麼?晶圓廠的交期怎麼排?」。改在卡片上點「封測廠」、左右滑到客戶窗口,午班「少的那幾顆」:明天要出的數量比訂單少了幾顆,你要決定照實短交、在出貨單上寫清楚,還是用下一批補上。遊戲裡的公司、人物、機台和數字都是虛構的;景氣循環是什麼、為什麼會這樣,照公開的一般資料寫,一圈多長這種說法不一的地方,只寫一般說法。其他行話可以到「半導體晶圓廠的行話,白話解釋」查。

在遊戲裡你會在哪裡遇到它在「打工人的一天」當量產廠的生管:早班蝕刻機 ETCH-03 只剩一個腔,後面排了九批,你要排哪一批先走;午班一批貨的出貨日改了,這週的出貨要重排。機台少一點產能,交期就可能跟著動。

在 fab24hr 裡當一天生管:機台少了一個腔,後面九批在等,你給業務的每一個出貨日,都要說得出理由。

當生管玩,看機台少一個腔,出貨日會不會跟著動

給老師:這一篇可以搭配「在課堂上玩 fab24hr」用在課堂上。

引用這篇〈半導體景氣循環是什麼?晶片為什麼一下缺貨、一下過剩〉,fab24hr,更新。https://fab24hr.com/blog/semi-cycle/
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