2024年首日，日本石川縣能登半島地區(qū)發(fā)生7.6級(jí)強(qiáng)震，影響蔓延至東芝、環(huán)球晶、村田制作所在內(nèi)的半導(dǎo)體廠(chǎng)商，引發(fā)供應(yīng)鏈擔(dān)憂(yōu)，有待進(jìn)一步觀察。

半導(dǎo)體材料及器件是全球制造業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵戰(zhàn)略材料，供應(yīng)鏈的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)影響深遠(yuǎn)。但惡劣氣候突然來(lái)臨，半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的脆弱性往往暴露無(wú)遺，制造商被迫停產(chǎn)、檢修所帶來(lái)的損失難以估量。2021年4月1日，美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（SIA）曾提出“極端假說(shuō)”，即如果臺(tái)灣的半導(dǎo)體代工廠(chǎng)停產(chǎn)1年，全球的電子產(chǎn)業(yè)的年度營(yíng)收將減少4900億美元。隨后有媒體指出，SIA過(guò)于保守，考慮到對(duì)汽車(chē)電子在內(nèi)的諸多行業(yè)影響，該數(shù)據(jù)“可以說(shuō)是少了一位數(shù)”！

惡劣氣候頻發(fā)，供應(yīng)鏈牽一發(fā)動(dòng)全身

近年來(lái)，世界多地頻發(fā)的風(fēng)暴、洪澇、干旱、地震等惡劣氣候，對(duì)供應(yīng)鏈造成極大困擾，正應(yīng)了諺語(yǔ)所說(shuō)“大洋彼岸蝴蝶翅膀的微微扇動(dòng)，將演化為此處的驚濤駭浪”。

2021年2月，為應(yīng)對(duì)冬季風(fēng)暴“尤里”，三星暫停位于美國(guó)得克薩斯州奧斯汀市的工廠(chǎng)的芯片生產(chǎn)，恩智浦、英飛凌半導(dǎo)體在內(nèi)的其他奧斯汀大廠(chǎng)也被迫關(guān)停；同年12月，一場(chǎng)臺(tái)風(fēng)引發(fā)馬來(lái)西亞歷史上最嚴(yán)重的洪水，破壞了東南亞第二大港口巴生港，致使半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中斷（中國(guó)臺(tái)灣作為全球半導(dǎo)體的重要供應(yīng)地，通常將產(chǎn)品先運(yùn)到巴生港，由馬來(lái)西亞的工廠(chǎng)包裝，再運(yùn)往世界各地）。洪水導(dǎo)致全球半導(dǎo)體短缺，以及部分汽車(chē)制造商暫停生產(chǎn)。

2022年3月，日本東北近海發(fā)生強(qiáng)烈地震，對(duì)索尼、鎧俠、村田制作所、瑞薩電子在內(nèi)的多家企業(yè)生產(chǎn)造成影響。其中，索尼集團(tuán)在宮城縣白石市和山形縣鶴岡市的半導(dǎo)體工廠(chǎng)在地震后均已停工，鎧俠控股的巖手縣北上工廠(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備據(jù)稱(chēng)檢測(cè)到震動(dòng)，部分生產(chǎn)線(xiàn)停止運(yùn)行；村田制作所停止四家工廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)；瑞薩電子在地震后立即暫停兩處工廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)。

同年7月，美光科技稱(chēng)其位于日本廣島的DRAM工廠(chǎng)受惡劣天氣影響，經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間電力中斷，部分生產(chǎn)設(shè)施被關(guān)閉；當(dāng)月，瑞薩電子也發(fā)出重要警示，因第4號(hào)臺(tái)風(fēng)艾利引發(fā)局部性雷雨，其位于熊本縣的川尻工廠(chǎng)電線(xiàn)遭落雷擊中，造成工廠(chǎng)暫時(shí)性停工；同年9月，中國(guó)臺(tái)灣花蓮縣發(fā)生里氏6.9級(jí)地震，華邦電中科廠(chǎng)及高雄廠(chǎng)部分機(jī)器因地震而啟動(dòng)自我保護(hù)機(jī)制重開(kāi)機(jī)。

2023年5月中旬至6月中旬，越南北部地區(qū)因干旱而導(dǎo)致水電供應(yīng)緊缺，鴻海、三星電子、佳能等廠(chǎng)商均受影響停產(chǎn)。

據(jù)集微網(wǎng)不完全統(tǒng)計(jì)，2021—2023年，日本、美國(guó)、越南、中國(guó)臺(tái)灣等地僅因惡劣氣候而造成的半導(dǎo)體工廠(chǎng)停工事件就高達(dá)20余次。那么被譽(yù)為“制造業(yè)的大腦”的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，面對(duì)“不講武德”的惡劣氣候，供應(yīng)鏈為何如此脆弱？

以晶圓制造環(huán)節(jié)為例，其主要特征為高耗水、高耗能，生產(chǎn)過(guò)程中需要大量的超純凈水，以及穩(wěn)定的電力供應(yīng)。當(dāng)?shù)卣?、暴雪、干旱降臨，首當(dāng)其沖的便是電力的短缺甚至突然斷供，使得晶圓在某一道制程進(jìn)行到一半時(shí)突然中止，造成不可逆的損壞，后期還需判斷是否符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，否則就只能報(bào)廢。此外，由于半導(dǎo)體生產(chǎn)高精密特點(diǎn)，對(duì)微震環(huán)境控制要求高，一旦出現(xiàn)微震動(dòng)，就很可能導(dǎo)致產(chǎn)線(xiàn)出現(xiàn)偏差，使得晶圓良率下降；倘若震級(jí)再大，就將損壞制造設(shè)備。

2021年3月，恩智浦在《穿越風(fēng)暴：重啟半導(dǎo)體工廠(chǎng)設(shè)施的復(fù)雜過(guò)程》一文中詳細(xì)記述了其遭遇暴風(fēng)雪后的艱難努力——“僅設(shè)備重新通電就需要數(shù)日，使用先進(jìn)過(guò)程控制系統(tǒng)，確保設(shè)備已準(zhǔn)備好投入生產(chǎn)還需要數(shù)日”“設(shè)備長(zhǎng)期暴露在超出控制的環(huán)境條件下，造成了嚴(yán)重?fù)p害”“重啟晶圓廠(chǎng)耗時(shí)長(zhǎng)且需要全員參與，需要反復(fù)仔細(xì)地檢查工廠(chǎng)內(nèi)的每一個(gè)物件”，由此可見(jiàn)一斑。

大廠(chǎng)選址“心中有數(shù)”，日本地震影響今非昔比

既然惡劣氣候的到來(lái)難以預(yù)測(cè)，那么半導(dǎo)體工廠(chǎng)的選址與建設(shè)就要盡量避免“不可控因素”。

一般而言，除非收購(gòu)現(xiàn)有工廠(chǎng)進(jìn)行改造，新工廠(chǎng)通常會(huì)考量自然環(huán)境，及周邊環(huán)境震動(dòng)帶來(lái)的影響而避開(kāi)鐵路、機(jī)場(chǎng)、海邊（波浪震動(dòng)）等區(qū)域，譬如南科高鐵振動(dòng)一案。栗正暐、黃宣諭在文章《高科技半導(dǎo)體廠(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之關(guān)鍵考量》中指出，半導(dǎo)體廠(chǎng)房的減震設(shè)計(jì)第一道防線(xiàn)是土壤與結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)互制效應(yīng)，降低進(jìn)入工廠(chǎng)有傷害性的地震波；第二道防線(xiàn)是結(jié)構(gòu)物的高勁度與避震調(diào)頻技術(shù)，避開(kāi)主要共振頻率；第三道防線(xiàn)是液壓阻尼器，減低共振發(fā)生后的結(jié)構(gòu)反應(yīng)。

其次，工廠(chǎng)需要依托良好的基礎(chǔ)設(shè)施和交通建設(shè)引入大量昂貴設(shè)備，方便后期經(jīng)營(yíng)；再有，充足的水資源和穩(wěn)定的能源供應(yīng)同樣必不可少；最后，確保工廠(chǎng)符合環(huán)境法規(guī)，選擇人力資源充沛的區(qū)域進(jìn)行建設(shè)。

但也不乏“逆行者”。2021年，英特爾和臺(tái)積電宣布在素以水資源匱乏聞名的美國(guó)亞利桑那州建設(shè)芯片工廠(chǎng)。根據(jù)美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局國(guó)家氣候數(shù)據(jù)中心統(tǒng)計(jì)，1970年至2000年間其平均每年降雨量?jī)H為13.6英寸，系美國(guó)“第四大干旱州”。而建設(shè)芯片的“代工廠(chǎng)”或“晶圓廠(chǎng)”每天需要消耗數(shù)百萬(wàn)加侖的水，僅臺(tái)積電耗水便令人咋舌，2021年用水量就高達(dá)8280萬(wàn)立方米，亞利桑那州顯然不是理想的建設(shè)地。只是外界猜測(cè)，臺(tái)積電和英特爾利弊權(quán)衡之下，或因亞利桑那州四大優(yōu)勢(shì)而接受“水匱乏”的現(xiàn)實(shí)，即完善的半導(dǎo)體生態(tài)體系，抗震性好、不受颶風(fēng)和野火等自然災(zāi)害影響，可靠充足的“綠色”電力供應(yīng)，巨量的政府補(bǔ)貼。

上文贅述了惡劣氣候事例、造成的巨大損失、大廠(chǎng)選址考量后，又回到原點(diǎn)：此番日本地震影響究竟多大？調(diào)研機(jī)構(gòu) TrendForce 認(rèn)為，考慮目前半導(dǎo)體行業(yè)的低迷和淡季，加上現(xiàn)有零部件庫(kù)存，以及大多數(shù)工廠(chǎng)位于地震強(qiáng)度為4到5級(jí)的地區(qū)，初步調(diào)查表明，設(shè)備沒(méi)有受到重大損害，預(yù)計(jì)地震影響可控。

的確，今時(shí)已不同往日。日本福島近海2021年2月曾發(fā)生地震，致使瑞薩電子一座工廠(chǎng)停產(chǎn)，極大沖擊了汽車(chē)芯片，業(yè)界記憶猶新。而相較于數(shù)年前各大廠(chǎng)開(kāi)足馬力以應(yīng)對(duì)產(chǎn)能不足，當(dāng)下全球整體半導(dǎo)體產(chǎn)能不在高位，12英寸利用率為70%～75%、8英寸利用率為65%～70%，且各大廠(chǎng)商手中“余糧”充足，整體影響可控。

上述判斷似可稍稍吹淡連日來(lái)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈蒙上的陰翳。因而在評(píng)估惡劣氣候?qū)Π雽?dǎo)體供應(yīng)鏈影響時(shí)，除受災(zāi)區(qū)域的特殊性與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)損失外，產(chǎn)業(yè)周期也需重點(diǎn)審視，畢竟脆弱的供應(yīng)鏈經(jīng)不起“風(fēng)吹草動(dòng)”，逐漸復(fù)蘇的產(chǎn)業(yè)更需信心。