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2021年芯片短缺对汽车行业的打击巨大。根据AutoForecast Solutions（AFS全球汽车生产预测）最新数据，截至12月19日，由于汽车芯片供应短缺，已造成全球汽车减产1027．2万辆，预计全球2021年全年减产汽车1131万辆。北美洲已减产汽车317．8万辆，预计全年减产341．2万辆；欧洲市场已减产295．4万辆，预计全年减产334．9万辆。除中国外的亚洲其他地区中，目前已减产174万辆，预计全年减产195．2万辆。

2月7日AFS表示，由于芯片短缺，全球范围内减产的汽车数量较一周前激增61％，至37．05万辆汽车。据AFS最新预计，汽车制造商今年或减产超过100万辆汽车。

与汽车产业的凄风苦雨相比，芯片产业是艳阳高照。《华尔街日报》1月30日报道，受全球半导体短缺和需求增长影响，芯片行业刚刚度过了有史以来销售状况最好的一年。高德纳咨询公司发布的信息，2021年全球芯片销售额同比增长约25％，首次突破5000亿美元，达到创纪录的5835亿美元。工厂昼夜不停生产仍无法满足需求。预计供应长期短缺将使半导体行业今年的收入增长9％，增速超过历史平均水平。高德纳咨询公司估计，芯片业的乐观情绪导致2021年资本支出达到创纪录水平，至少有1460亿美元，为5年前的两倍多。

美国格芯公司首席执行官汤姆·考尔菲尔德在接受记者采访时说：“芯片行业用了50年时间才发展成一个规模达5000亿美元的产业。我认为这个数字只需8到10年就能达到1万亿美元。”

英特尔公司首席执行官帕特·格尔辛格说：该公司去年创下销售纪录，“2022年只会更好。”

然而，芯片短缺现象依然没有缓解。

1月25日，美国商务部发布《半导体供应链信息征询风险报告》，汽车制造商、医疗设备制造商等芯片买家持有的库存中值已从2019年的40天降至2021年的不到5天，关键行业的库存甚至更少，全球半导体短缺将至少持续到今年下半年。

报告指出：瓶颈主要集中在几种特定类型的半导体输入和应用中，包括传统逻辑芯片（用于汽车、医疗设备和其他产品）、模拟芯片（用于电源管理、图像传感器和射频）和光电子芯片（用于传感器和开关）。

芯片产能主要瓶颈是晶圆、材料、组装、测试和封装能力等视为瓶颈。美国商务部的报告几乎承认美国政府在解决瓶颈方面无能为力，没有措施能立即缓解短缺。

美国商务部副部长唐·格雷夫斯承认，当前美国半导体行业面临两大危机，一是半导体供应短缺扰乱了汽车、消费电子等多个关键行业，造成企业裁员和经济复苏放缓；二是美国在半导体供应链的“长期领导力”面临威胁，过去20年美国占全球半导体生产的比重大幅下滑。

美国商务部长吉娜·雷蒙多还提到某些芯片价格“异常高”的情况。美国海纳金融集团说，目前全球半导体买家等待产品交付的时间平均超过25周，远高于10至14周的公认“健康范围”。但是，芯片行业已经开足马力，从2020年下半年到2021年三季度，产能利用率都在95％以上。

半导体行业的资本支出在2021年接近1500亿美元，2022年将超过1500亿美元。相比之下，在2021年之前，油气行业每年的资本支出从未超过1150亿美元。据华尔街日报报道，Gartner称，全球芯片制造商预计今年将投入约1460亿美元的资本支出，较上年增长约三分之一，比2019年新冠大流行前高出50％。这项投资是五年前行业支出的两倍多。

芯片制造商正在建设新半导体工厂，但这些投资需要时间才能转化为产量的增加。此前宣布的一些投资预计最早将于2022年下半年上线。

还有报道称，芯片制造商为提高产能而进行的投资不会很快落实，这也使供应持续受限。但据贝恩公司预测，随着新的芯片工厂投产，该行业到2025年可能面临生产过剩的风险。

并非所有芯片在价值4640亿美元的半导体行业中都享有平等的地位。

美国商务部确定的存在严重半导体供需不匹配的特定类型产品，包括医疗设备、宽带和汽车。具体包括：主要由传统逻辑芯片制成的微控制器，例如40、90、150、180和250 nm节点；模拟芯片，包括例如40、130、160、180和800 nm节点；以及包括例如65、110和180 nm节点的光电芯片。

据Gartner估计，台积电、三星和英特尔三家公司，大约占到了2021年芯片行业投资的五分之三。几乎所有这些投资都被用于尖端技术，这一领域依然有丰富的拓展空间。目前每6美元投资中只有不到1美元被指定用于订单积压时间最长的成熟工艺芯片。所谓成熟工艺芯片（使用28纳米或以上工艺制造的芯片）是最稀缺的芯片，许多只卖几美元一个，采用旧技术和旧设备生产。用于先进芯片的5纳米晶圆，售价约为17000美元。相比之下，一块28纳米晶圆的价格约为3000美元。由于利润微薄和需求下降的风险，许多半导体制造商对这些芯片上进行数十亿美元的投资持谨慎态度。

台积电和索尼表示将在日本建立一个70亿美元的芯片工厂来生产成熟工艺半导体，努力填补这方面的空白。该工厂要到2024年底才能开始大规模生产，因此它无助于解决当下影响汽车和电子产品生产的问题。这意味着汽车、家用电器和小配件中使用的普通芯片供应将持续紧张，等待订单交货的时间依然会很长。

汽车行业习惯低价采购，导致半导体供应商没有动力扩大产能。整车厂大多采用准时化管理模式，要求芯片供应商被动的配合，半导体厂商花几年时间，几亿到数十亿美元建立的芯片产能，可能在生产前30天时间被整车厂取消订单。因此，半导体厂商对产能的扩充慎之又慎。

Counterpoint Research的一位技术市场研究员估计，对受打击最严重的半导体类型的投资受限，意味着传统芯片供应赶不上预计需求的状况将持续到2024年。

许多传统芯片制造商都不愿对新产能进行大规模投资，因为到几年后新工厂开始生产时，可能已经没有像现在一样的需求，导致设备使用不足和损失。

一家新工厂生产成熟工艺芯片，如28纳米的产能，会因为前期成本和开始生产时产量较低而产生亏损，而在旧工厂里运行着旧设备拥有高效的成本结构，这是业内竞争者们很不愿面对的局面。生产汽车芯片的产线大多为8寸线（甚至6寸线），产线建立时间较早，折旧基本完成，因此晶圆生产成本较低，再投入建设新的8寸晶圆厂并无成本优势，因此8英寸晶圆的产能5年来平均年增长率仅为3％。

虽然有的半导体IDM将汽车芯片的生产转移到老旧的12寸产线上，意图提高产能并获得规模效应，但是产线调试、产品验证（半导体供应商处和汽车客户处）和产能爬坡都需要较长的时间，缓不济急。

一些存量8寸线和6寸线也在转型生产化合物半导体如碳化硅或者氮化镓，进一步减少了硅芯片的产能，这也直接或间接影响了汽车芯片的生产。

因此，所谓今年下半年汽车芯片荒会缓解的说法，不过是心理安慰。

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去年上半年，业内以为芯片短缺问题在三季度会出现好转，但没想到的是，东南亚疫情的变化，让芯片行业雪上加霜，缺芯问题愈演愈烈。三季度缺芯形势最严重。

9月16日，通用汽车表示，该公司延长北美地区8家跨界车工厂的停工时间，包括密歇根州兰辛市Delta Township工厂、兰辛市Grand River工厂、弗吉尼亚州费尔法克斯（Fairfax）工厂、密苏里州Wentzville工厂、加拿大安大略省CAMI工厂、墨西哥圣路易斯波托西（San Luis Potosi）工厂、Ramos Arizpe工厂、密歇根州的Orion工厂。

福特汽车公司也宣布暂停在堪萨斯城装配厂生产皮卡，密歇根和肯塔基州两家卡车工厂将削减轮班班次。

丰田表示在日本和北美将削减至少40％的新车产量，日产田纳西州士麦那的大型工厂关闭四周，Stellantis集团（PSA集团和菲亚特克莱斯勒集团的合资企业）关闭了位于美国密歇根州特灵海茨的Ram卡车组装厂，该公司位于伊利诺伊州贝尔维迪尔的小型SUV工厂和位于加拿大安大略省温莎的小型货车工厂也都将停工两周。

面对严峻形势，美国商务部和白宫国家经济委员会9月23日召集半导体行业人士开会讨论供应链问题。当天，美商务部发出通知，要求半导体供应链企业在45天内“自愿”提供相关信息，《半导体供应链风险信息请求 （RFI）》，包括库存、产能、供货周期、客户信息等26项核心数据。信息征集对象覆盖整个半导体供应链，包括半导体材料和设备供应商、芯片设计和制造企业、分销中间商和终端用户等。

针对外界质疑，美国商务部长雷蒙多强横宣称，如果企业不交，将启动《国防生产法》等强制措施（该法案由美国国会于1950年朝鲜战争时期批准颁布，旨在紧急状态时准许美国联邦政府直接指挥工业生产，储备战时物资）。

在美国施压下，台积电、三星等企业最终“服软”。亚马逊、思科、美光科技、台积电、联华电子、韩国SK海力士、日本索尼半导体解决方案等厂商都呈交了数据。在11月底，雷蒙多对外确认，已有150多家公司（最终为164家）提交了相关资料。

1月25日美商务部公布了基于RFI的评估报告。

报告认为，2021年对芯片的需求非常高，比 2019 年的需求高出 20％。业界预计未来六个月仍将供不应求。

绝大多数晶圆厂的利用率都在 90％ 以上。

芯片库存中位数已从 2019 年的 40 天降至不到 5 天，在关键行业甚至更小。

目前半导体瓶颈集中在几种特定类型的半导体产品和应用中：汽车、医疗设备和其他产品中使用的传统逻辑芯片面临着最严重的短缺；用于电源管理、图像传感器、射频和其他应用的模拟芯片需求量非常大，而且供不应求；基板的供应，以及与芯片一起用于组装电子设备的二极管、电容器和其他组件，都面临着重大挑战。

一些公司提到通过代理商／分销商出售的半导体价格异常高昂。

报告的结论是无可奈何：对于晶圆产能的提升，目前没有任何明显的短期解决方案。

雷蒙多称，“半导体短缺的主要原因与供应问题有关，可能在于生产能力，我们离走出困境还很远。”

雷蒙多认为，因为全球芯片短缺对包括汽车行业在内的经济的影响，以及在海外制造如此多半导体对国家安全的影响。“就国家安全而言，我们处于如此危险的境地，只是因为我们依赖中国台湾提供我们最先进、最先进的芯片。”

美国人工智能国家安全委员会警告称，台湾生产 “绝大多数尖端芯片”，距离美国的“主要战略竞争对手”很近。“如果一个潜在的对手在半导体方面长期领先于美国，或者突然彻底切断美国获得尖端芯片的途径，那么它就可以在各个竞争领域占得先机。”

民进党把台积电称为“护国神山”，以为可以向世界叫板。2021年初，德国与台湾有关方面接触，希望增加汽车芯片的供应，民进党顺势请德国协助取得新冠疫苗，但德方态度低调而且避而不谈；美国也曾经要求台积电增加供应量，民进党提出以疫苗交换的条件，美国没有理会。

强索数据之外，美国还力推“半导体供应链回流美国”。据《华尔街日报》报道，在美国政府部门推动下，台积电决定在美国亚利桑那州建厂，三星也计划在美国得克萨斯州投入170亿美元建厂并于2024年投产。但显然赴美建厂并不符合这些企业的最大利益。

台积电董事长刘德音接受美《时代》周刊采访时承认，在美国建厂是由于“政治驱动”，“成本远高于台积电预期”。台积电本计划未来3年内投资1000亿美元用于扩张产能，但“越看，越觉得还不够。”同时，在美国本土招到合格的技术人员和工人也存在困难。他表示，“半导体本地化不会增加供应链的弹性”，甚至可能“降低弹性”。

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2021年6月8日，美国国会参议院通过了长达1400多页《2021美国创新与竞争法案》，这项法案计划拨款约2500亿美元。

《美国创新与竞争法案》源自舒默和托德·杨去年共同提出的《无尽前沿法案》。2021年初，美国国会曾酝酿要通过多项能够得到跨党派支持和规模宏大的法案，以增强美国的科技创新和重建美国的制造业。在这些法案中，由参议院多数党领袖、纽约州民主党参议员舒默和印第安纳州共和党参议员托德·杨共同起草的《无尽前沿法案》曾被认为最有可能高票通过。

然而，几个月下来，该法案经历了曲折复杂的变化。参议员们吵得最凶的，是资金如何分配。每个人都想在法案里填上一笔，确保自己能分到一杯羹，在这个过程中，但凡出现修改，就必须再次重复流程。华盛顿州参议员玛丽亚·坎特威尔要求法案里加入帮助波音公司的条款，波音公司的生产基地在华盛顿州；密歇根州民主党参议员加里·彼得斯要求拿出20亿，缓解汽车厂关闭的问题，密歇根州最大的城市就是底特律。参议员们提出了多达230项修正案。

原法案中为新技术和创新理事会提供的1000亿美元预算被砍为290亿美元，其他预算则被转给美国能源部在几个州的实验室。共和党成员声称，他们会在最终的投票时，将《无尽前沿法案》的内容“全部删除”。

2021年5月18日，舒默推出了一个新的替代案，即《美国创新与竞争法案》，用以取代《无尽前沿法案》，除了在NSF设立技术与创新学部、在未来五年内为NSF拨款810亿美元（其中包括给新成立的学部分配290亿美元）、五年内拨款100亿美元由商务部主导成立10个区域技术创新中心等措施之外，又增加了拨款527亿美元用于提升国内半导体制造产业，拨款15亿美元用于5G创新等内容。

该法案提交给美国国会参议院的有3个版本，分别为15页的简要概述、85页的简版和1445页的详版。

未来5年投入大约1200亿美元，用于包括人工智能、半导体、量子计算、先进通信、生物技术和先进能源在内的关键技术领域的基础和先进研究、商业化、教育和培训项目。

该法案主要涉及了4个立法目标：

1 在国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）设立一个新的技术和创新理事会（DTI，Directorate for Technology and Innovation）

2 创设区域技术中心

3 针对经济安全、科学、研究、创新、制造和就业建立一个战略报告体系

4 设立供应链韧性和危机应对计划的项目。

该法案的另一部分是《2021年战略竞争法案》，这部分法案致力于让美国减少对中国供应链的依赖，加强美国半导体产业实力，以及在科研领域增加研究经费等。

为应对中国的科技竞争，该法案还提出与盟友共享技术战略，包括技术控制和标准，以及关于开发和获取关键技术的战略。

2022年1月25日美国众议院公布了2900多页的《美国竞争法案》，其中有520亿美元关于芯片投资的内容，与2021年6月9日参议院通过的《美国创新与竞争法案》相同。

美国运用了一系列手段，目的就是想让芯片制造业回流美国，重新夺回高科技领域的控制权。

雷蒙多认为：“半导体问题不会在一两个月或12个月内得到解决，需要很长时间才能解决。这是一个重大的国家安全问题。美国国内不生产任何领先的尖端微型芯片，唯一的解决办法是联邦政府鼓励公司在美国生产这些芯片，这将需要数年时间。”

2021年10月26日，台积电张忠谋给美国泼冷水：美国过去半导体制造市场占有率曾达42％，目前降至17％，美国政府积极推动半导体在地制造，希望让半导体制造市场占有率回升。他认为，美国供应链不完整，且生产成本高，美国半导体在本地制造不可能会成功。

至于英特尔积极鼓吹美国政府补贴半导体厂，张忠谋表示，英特尔的动机是瞄准美国政府的补贴，只是这对亚洲，甚至是全世界的半导体厂都是挑战。“如果你在美国制造芯片，但价格没有更便宜，或者质量没有更好，这将对制造商的决定产生强烈影响。”

根据美国半导体行业协会（SIA）的数据，全球75％的半导体产能集中在东亚，而美国半导体公司占全球产能的比例从1990年的37％一直跌到了现在的12％。美国半导体行业协会估计，未来只有6％的全球生产中心将设在在美国。

相比之下，在未来十年，中国大陆预计将增加约40％的产能，成为全球最大的半导体制造基地。

据美国半导体行业协会（SIA）估计，如果要在美国建新厂的话，新厂未来十年的总持有成本将比中国台湾、韩国、新加坡高出30％，比中国大陆甚至高出37％至50％。

台积电正在美国亚利桑那州厂建厂，作为5纳米芯片的生产基地之一，预计2024年开始量产，月产能可达2万片，2021年至2029年的投资将达到约120亿美元。台媒估计，台积电还将在此地建四、五座厂。

然而，受到美国土木、电力系统缺工严重的影响，台积电不仅建厂成本大增，进度也比预期大为落后。原本预计明年安装设备，现在也只能往后推迟。

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美国为了遏制中国，力图逆全球化方向而行，实行中美经济脱钩，自己建立芯片产业链。而对于全球都依赖台积电一家供货的危险局面，各国都不寒而栗，纷纷制定芯片产业链独立计划。

2021年2月，欧盟推出了“芯片战略”，计划为欧洲芯片产业投资约500亿欧元（3860亿人民币），打造欧洲自己的半导体生态系统。为减少对非欧洲技术的依赖，欧盟还推出了“2030数字罗盘”计划，希望到21世纪20年代末，能生产全球20％的半导体尖端半导体。

在“2030数字罗盘”计划中，欧盟对要实现的数字能力目标进行了具体化，涵盖数字化教育于人才建设、数字基础设施、企业数字化和公共服务数字化等四个方面。这些远景达成的时间节点主要集中在2030年。

2021年9月15日，欧盟委员会宣布“欧洲芯片法案”，要建立先进的芯片制造＂生态系统＂，以保持欧盟半导体方面的竞争力和自给自足。

欧盟委员会主席乌尔苏拉·冯德莱恩表示：“数字化攸关成败，我们将提出一项新的欧洲芯片法案，目标是共同打造包括生产在内的最先进的欧洲芯片生态系统。这将确保我们的供应安全，并为开创性的欧洲技术开发新市场。”

据报道，法案包括一个提高欧洲的芯片制造能力的集体计划，旨在支持设计、生产、包装、设备和供应商（如晶圆生产商）之间的芯片供应链监测和生产能力，目标是让欧洲具备大量生产最先进（2nm及以下）和节能半导体能力的“巨型芯片工厂”。要实现供应链多样化，以减少对单一国家或地区的过度依赖。

2021年5月13日，韩国政府发布了“K－半导体战略”，在京畿道和忠清道规划半导体产业集群，集半导体设计、原材料、生产、零部件、尖端设备等为一体，旨在主导全球半导体供应链。因建设区域规划和字母K相近，故称之为“K－半导体产业带”。在投资金额方面，到2030年，韩国将向半导体领域投资510万亿韩元，其中大部分资金来自私营企业，总计有153家企业加入。

“K－半导体战略”涉及税收、金融、放宽限制、人才培养和立法。主要内容是：扩大税收补贴，减免半导体企业40％－50％的研发投资税金和10％－20％的设施投资税金，2021年下半年至2024年期间，从事“关键战略技术”大型企业的资本支出税收优惠从最高3％提升到6％；增加金融援助，新设1万亿韩元的“半导体设备投资特别资金”，为企业设备投资提供以低息长期贷款；降低化学物质、高压气体、温室气体传播应用设备等半导体设施相关规定的门槛；到2031年，培养3．6万名半导体人才，新设相关学科。

2021年6月4日，日本经济产业省宣布，该国已完成对半导体、数字基础设施及数字产业战略的研究汇总工作，确立了“半导体数字产业战略”。

根据“半导体数字产业战略”，日本将加强与海外的合作，联合开发尖端半导体制造技术并确保生产能力。加快数字投资，强化尖端逻辑半导体设计和开发；促进绿色创新；优化国内半导体产业布局，加强产业链韧性。

日本经济产业发言人强调，半导体作为支撑数字社会的基础至关重要，经产省致力于将“半导体数字产业战略”体现在今后的预算编制中。

日本还推出支援半导体产业基金，台积电与索尼合作在日本熊本县设厂，将成首例获补助对象，约将获补助4000亿日元。日本政府也提出目标，在 2030 年将日本企业的半导体营收提高至现行的3倍水准。

据朝日新闻报导，因设想补助外国个别企业巨额资金而成立基金，是极端罕见的例子；欧美各国目前正加强补助半导体产业，日本也有效仿之意。

但是也应看到，如果欧洲、日本、中国、亚洲都建立完整的芯片产业链，美国就会失去巨大的市场。特别是如果美国独建产业链的动作缓慢，后果将是灾难性的。

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缺芯也给汽车工业供应链提出新的课题。

2021年6月，捷豹路虎首席执行官Thierry Bolloré表示，该公司将对微处理器和电池等关键零部件加强控制。“这是一场真正的暴风雨。我真的不认为缺芯问题会在几个月内改善，危机持续的时间可能会比这长的多。我们采取行动应对和控制芯片短缺的时间太晚了。”

捷豹路虎未来将直接与其芯片供应商敲定合同，“我们将需要与芯片供应商合作，不仅是通过一级和二级（供应商），我们也需要直接与他们合作。”

日本自动变速器生产商加特可表示，希望通过改革供应链管理的方式来避免自己成为生产“瓶颈”。在新冠疫情大流行破坏了传统的经营方式之后，汽车行业中的一些企业放弃了此前的“及时生产”（JIT）运营方式。加特可的负责人在一次采访中表示，“我们现在能做的就是与供应链沟通，彼此更多地分享前瞻性预估，并确保零部件供应。”该公司正在努力确保自己总是拥有足够的芯片和其他关键部件，其方式是比往常更早地下订单并与供应商签订合同。

到目前为止，加特可已经成功按要求完成了所有的出货，但他们也一直面临着诸如COVID－19封锁等压力。此外，来自芯片组装和测试中心马来西亚的供应也出现了延迟，而芯片供应处于供应链的更上游。

这位负责人还表示，“确保零部件供应”并不意味着囤积库存，而是在与供应商签署采购订单时承诺比此前更大的订单。加特可将“提前几个月”与供应商分享其生产计划中的部分内容，并更早地与供应商签署合同。

2021年9月，丰田要求部分供应商将芯片库存水平从3个月提高到5个月。铃木也要求零部件制造商保持足够数月使用的库存。在美国，通用已经表示将绕过此前的芯片供应商，直接向芯片制造商订货，有报道称福特汽车也将效仿此举。