半导体是现代电子产品中的一个关键元素，是许多常用电子设备的重要组成部分，包括智能手机、平板电脑和个人电脑，这些基本上都是我们许多人在日常生活中高度依赖的现代设备。正是由于半导体产业的核心地位，使得它具有广泛的竞争力，其中包括微处理器、内存模块和其中的集成电路。
半导体供应链是指参与其设计、制造、测试、封装和分销的公司网络。供应链很复杂，涉及从采购零件和材料到销售给最终用户的多个不同阶段的协调。
半导体的重要性
半导体，在现代技术中无处不在，被广泛的应用于计算机、智能手机、汽车、家用电器、游戏机和医疗设备等产品。因此，半导体对现代经济具有不可估量的重要性，没有半导体就没有科技的创新和发展。
半导体是通常由硅组成，其导电性比玻璃之类的绝缘体高，但比铜或铝之类的纯导体导电性低。可以通过引入杂质（称为掺杂）来改变其导电性和其他性能，以满足其所驻留的电子组件的特定需求。
全球半导体行业是一个庞大且不断增长的市场，数据显示，2022年全球半导体收入达到5991亿美元。该行业也提供了大量的职位，超过数十万人在世界各地从事半导体的设计、制造和分销工作。鉴于其对经济的重要性，半导体已成为许多国家关键的战略产业部门，政府和公司都在研究和开发方面投入大量资金，以保持竞争力。
半导体供应链概览
半导体供应链涉及半导体设计、制造、测试、封装和分销的公司、组织和个人的复杂网络。供应链涉及多个阶段，通常包括：
设计和开发：半导体公司，也称为“无晶圆厂”公司，在内部或通过与其他公司的合作设计和开发新芯片。它们之所以被称为无晶圆厂，是因为不制造自己设计和销售的芯片。
制造：半导体芯片的制造是由称为代工厂的专业工厂完成的。代工厂从无晶圆厂公司获得芯片设计，使用定制设备制造芯片并将其蚀刻到硅晶圆上。
测试和封装：芯片制造完成后，需要进行测试以确保其正常运行。这通常由专门从事测试和封装的公司执行。一旦芯片通过了测试，就会被组装成可用于电子产品和其他设备的产品。
分销：将封装好的芯片分发给将其出售给最终用户的公司，或者直接或通过分销商将其整合到产品中的公司。
除了这些主要阶段外，半导体供应链还包括知识产权（IP）的许可以及处置和回收。
以上这些阶段都需要物流和供应链管理，其中包括库存管理、订单执行和物流运输。高效的物流和供应链管理对于将完好的芯片准时交付给最终用户至关重要。
半导体供应链漏洞
在过去几十年中，半导体供应链变得越来越复杂，这种复杂性也使供应链更容易受到干扰，供应链某一阶段的问题或瓶颈也可能会产生连锁反应，影响整个系统。这些可能包括自然灾害，例如2011年，日本发生大地震和海啸，扰乱了全球半导体供应链，导致短缺和价格大幅上涨。
近年来，半导体供应链最严重的中断之一是2020年初爆发的新冠疫情，它导致全球航运和物流大范围停工和中断。封锁导致劳动力不足，各个阶段的公司都被迫减少产能或暂时关闭，这导致了许多行业的芯片短缺，尤其是汽车芯片，从而导致新车短缺，将二手车价格推高至创纪录水平。
造成半导体供应链脆弱性的另一个因素是制造业集中在几个关键地区，特别是在亚洲。这种集中使得供应链容易受到地缘政治紧张局势和贸易争端的影响。例如，美国最近对中国半导体公司实施贸易限制，以防止其窃取西方最先进的芯片设计，这些芯片广泛应用于军事和先进人工智能。
除了这些外部因素外，半导体供应链还因制造能力限制和需求变化等内部因素而出现短缺，因为该行业具有交货周期长和资本投资高的特点。当供不应求时，半导体制造商可能需要数月甚至数年的时间来建造新的代工厂并提高产量以满足不断增长的需求。
应对半导体供应中断
为了更好地应对供应链中断，可以采取几种措施，但实际应用起来非常困难，并且需要大量的资金支持。例如，提高生产能力和供应商多样化以减少对某一家公司或地区的依赖，但这需要仔细规划和协调，以及数十亿美元的投资。同样，公司可以加大研发投入，开发新技术和新工艺，更快、更高效地生产芯片，但这同样也需要大量时间和金钱。
正因如此，政府可以通过提供激励措施和税收减免来帮助支付部分成本，并帮助协调建立新的国内生产设施。
这些努力似乎正在奏效。英特尔于2021年在亚利桑那州钱德勒的两个新代工厂破土动工-- 一项200亿美元的投资以及在新墨西哥州的先进封装设施。另一家大型芯片制造商美光也投资了150亿美元，为其位于爱达荷州博伊西的总部增设存储芯片制造设施。基于这些努力，格罗方德、三星代工厂、德州仪器和台积电都纷纷在美国建造新的晶圆厂。
除了这些以外，德勤警告说，到2030年，还需要超过100万名额外的技术工人来满足半导体行业的需求。为了预防人才短缺造成的供应链中断，提倡在新地点建立新的人才库，并以前所未有的方式利用教育和社区伙伴关系。
半导体供应链前景如何？
尽管在疫情之后半导体行业出现了前所未有的供应链中断，但该行业的前景看起来更好了。为了应对短缺，公司和政府都扩大了产能，寻找更多样化的供应商，并精简了运营。然而，这种额外的产能上线以及消费者感受到这些措施的全部效果还需要一些时间。
半导体会被取代吗？
半导体行业具有高度创新性，在过去几十年中，芯片的效率和功能已呈指数级增长。由于它们无处不在，半导体似乎不会很快被取代，尽管它们会继续改进。此外，石墨烯等新材料的发现和应用、量子计算的出现以及光子电路的使用，都可能与传统半导体一起使用。