【科技.未來】車廠反思生產模式 晶片荒本可避免?

撰文:孔祥威
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解決晶片荒最直接的方法,固然是增加產能,但遠水不能救近火。半導體製造廠至少花費兩年時間建造廠房,而且往往投資數以十億美元;廠內最先進的生產設備成本可高達一億美元,而且需要動用多達三架波音747飛機運載;晶圓廠建成後,通常需要三個月生產晶片,較先進的晶片需時更長。

承接上文:【科技.未來】全球晶片荒持續 從汽車蔓延手機電腦家電

半導體生產設備龐大而昂貴,也需要極高規格潔淨環境,因此興建新廠並不容易,也無法解決眼前晶片荒。圖為台積電的代工廠。(TSMC)

所以在短期內,晶片、汽車、電子產品業者能夠做的都只是小修小補。一方面,晶片廠希望調整生產線來「救亡」,例如在車廠及多國政要的壓力下,台積電重新調度其他產業客戶的產能來應付車用晶片需求,MCU產量將比去年提高60%。Intel行政總裁Pat Gelsinger表示,可以將部份產能用於生產汽車行業短缺的晶片,預計供應量可在六至九個月內改善。

另一方面,晶片廠正想盡辦法擠出額外產能,例如代工廠格羅方德(GlobalFoundries)延遲維修工作,以及加快晶圓在生產線上移動的速度。以色列代工廠高塔半導體(Tower Semiconductor)策略總監Guy Eristoff透露,把生產線整理分類,可以提高晶片生產速度至平時的3.5倍,從而增撥資源優先生產部份晶片。Eristoff說,這些應急措施可以令生產時間由120天縮減至30至40天。但他坦言,要付出不少代價,例如延後生產設備的定期維修工序,可能會令產品的合格率降低;優先製作部份晶片,會延長其他晶片的交貨時間。這些調整最多只能將一間晶圓廠的產能提高5%,而且頂多只能維持六個月。

有晶片代工業者表示,在產能爆滿下仍有空間微調以加快部分晶片生產,但作用有限。(TSMC)

受影響的業者正在分配有限的晶片。一方面,雷諾(Renault)、日產、平治等車廠盡量保留晶片予較昂貴的車款以確保利潤;另一方面,需要從產品設計着手。有些車廠忍痛犧牲某些產品功能,例如標緻汽車(Peugeot)把部份車款的電子錶板改為舊式版本;雷諾把部份車款的顯示屏改為沒有導航地圖的版本。空氣質素檢測儀公司Kaiterra表示,本來專門開發新產品的工程師正重新設計產品,令商品能夠配合不同晶片,當某款晶片缺貨時仍有後備晶片可供選擇。有些公司透過調整軟件度過難關,例如Tesla接觸新的半導體供應商,再為那些新的晶片編寫韌體(firmware)來緩解晶片荒。

業界現在還可以做的可能是反省。最先從晶片荒到得教訓的是車廠,廠房開始反思本來行之有效的生產模式。上世紀二十年代,福特汽車以垂直整合模式生產,控制所有生產環節。汽車生產模式到五十年代有嶄新的突破。時任豐田副社長大野耐一參考美國超級市場的及時補貨方式,藉此減少浪費和降低成本。自此,豐田推行「及時生產」(just in time)模式,只需要興建小型工廠和倉庫,車廠每天只輸入足夠一天產能的材料,並與工廠附近的「經連會」緊密配合。

各大車廠最近都宣布將改變庫存系統,建立充足儲備,以汲取晶片荒的教訓。圖為日產位於日本九州的工廠。(Nissan)

及時模式在2008年金融海嘯首次受到挑戰,至少50間汽車零件供應商破產,令汽車廠商措手不及。2011年,日本東北大地震引發海嘯,重創豐田供應商瑞薩,其主要工廠停工三個月。為免重蹈覆轍,豐田開始檢討這個自家開創的生產模式。公司要求零件商披露其採購對象,建立仔細的資料庫。豐田發言人橋本詩織舉例,豐田從中知悉公司購入哪款車頭燈、車燈鏡面處理的物料是哪間公司在哪裏生產。豐田列出約1,500種必須有足夠存貨或替代品的材料,並建立監視供應鏈的預警系統。財務總監近健太在2月透露,豐田對某些關鍵零件如晶片,保留多達四個月庫存。

日產(Nissan)行政總裁Ashwani Gupta指出:「及時模式是為提高供應鏈效率和規模經濟而設計。新冠肺炎這史無前例的危機,突顯了供應鏈模式是何等脆弱。」雖然豐田最終也逃不過減產命運,但相較同業面對較少打擊。當然,及時模式節省成本的好處,令車廠不會完全拋棄這生產方式。但福士、寶馬(BMW)、戴姆勒(Daimler)、通用汽車(GM)最近都宣布將改變供應和庫存系統,建立更多儲備。Gupta認為,若每間車廠管理好供應鏈,晶片荒本來就「可以避免」。英飛凌行政總裁Reinhard Ploss也同意,車廠應該汲取教訓:「在需要時就訂購零件,不需要時就取消,這種想法已經過去了。」

(節錄)

上文刊登於第267期《香港01》周報(2021年5月31日)《由汽車蔓延至手機、電腦、家電 全球晶片荒的沉痛教訓 》。如欲閱讀全文請按此試閱周報電子刊,瀏覽更多深度報道。

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