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摘要：最近，“半导体”严重短缺。事实上，我们的生活中随处可见使用半导体的工具和服务。半导体不仅用于电脑、手机和平板电脑，还用于房间的照明设备等。本文将介绍半导体的原理，并对2021年半导体短缺的原因进行分析。

关键字：半导体、半导体装置、脱碳社会、全球半导体市场、半导体短缺

目录

什么是半导体？
如何利用半导体？

对于实现脱碳社会也十分重要
全球半导体市场份额
半导体需求增加的背景
全球陷入半导体短缺的原因

数字终端的需求增加

云服务等的设备投资增加

以汽车应用为中心的半导体需求增加
半导体愈发短缺的原因

半导体短缺的影响波及其他市场

半导体短缺对消费者的影响
应对半导体短缺
结语

什么是半导体？

半导体是常温下导电性能介于导体（导电物质）和绝缘体（不导电物质）之间的材料。

半导体的电阻率随温度而波动，温度越高，越容易导电。另外，半导体具有在不含杂质的状态下不导电，在含有杂质的状态下导电的特性，因此可以利用这一特性来控制电流，或进行能量转换。

如何利用半导体

如上所述，半导体可用于电器产品。电脑、手机、照明设备和洗衣机等几乎所有电器产品中都组装有半导体。

除个人物品外，半导体还用于铁路、医疗设备、ATM、互联网等。事实上，可以说“没有半导体就无法建立社会基础设施”。

日本尖端领域市场调查机构富士总研（Fuji Chimera Research Institute）在“2020尖端/瞩目半导体相关市场的现状与未来展望”中列出了如下16种预计今后需求进一步扩大的半导体装置：

CPU
GPU
FPGA
移动设备用AP
汽车用SoC・FPGA
以太网交换芯片
NAND
DRAM
MRAM
Wi-Fi芯片
毫米波芯片
GaN RF设备
图像传感器
TOF传感器
IGBT模块
SiC设备

虽然其中一些装置日常生活中不经常听闻，但可以将以上装置看作是“计算机大脑”、“多系统协调器”、“构建互联网环境的设备”。虽然统称为半导体，但存在许多分类，特别是上述16种装置，预计今后极有可能成为必需品。此外，半导体对于亟需实现的脱碳社会来说也不可或缺。

对于实现脱碳社会也十分重要

半导体在亟需实现的“脱碳社会”中也发挥着重要的作用。

例如，在作为减少二氧化碳排放量的交通工具而备受期待的电动汽车（EV）中，半导体对于控制搭载在车身上的电机和电池来说不可或缺。随着废除排放大量二氧化碳的汽油车的呼声越来越高，EV或将取代现有燃油汽车，这将需要大量的半导体。

此外，作为可再生能源而备受关注的太阳能发电中，利用将光能转换为电能的太阳能电池。该“太阳能电池”。以及经常与太阳能发电设备一并设置的蓄电池中都使用了半导体。

因此，可以说半导体与脱碳化密不可分。

全球半导体市场份额

截至2021年3月，日本半导体市场份额为6%。按地区划分，美国的市场份额最大，占全球市场份额的55%。下表列出了全球排名前15位的半导体销售公司。

前三名分别为因特尔（Intel，美国）、三星电子（Samsung Electronics，韩国）、SK海力士（SK hynix，韩国），唯一进入前15名的日本公司只有第10名的铠侠（KIOXIA，原东芝存储，译者注）。

除此之外，自1992年以来，一直是作为世界顶级半导体制造商的Intel、以及Micron Technology（美光）和Qualcomm（高通）等许多美国公司上榜。

另外，日本企业瑞萨电子和索尼虽然未列入上述排名，但也致力于半导体事业。其中，瑞萨电子致力于汽车用半导体，而索尼则致力于制造图像传感器。

半导体需求增加的背景

半导体需求的增加在很大程度上与人们生活水平的提高有关。

如上所述，大多数由电力驱动的机器和设备都使用了半导体。而且，使用半导体的电脑、手机、家电产品和云服务等正在增加。

此外，数字设备和IT服务不再是发达国家独有的产品，发展中国家也开始大量普及。考虑到半导体将用于未来需求会继续增加的EV、自动驾驶技术和其他数字设备，预计半导体需求将进一步增加。

全球陷入半导体短缺的原因

近期，有很多报道称半导体出现短缺，但其根本原因是“供应跟不上快速增长的需求”。在半导体需求原本就在不断增加的背景下，受新冠疫情的影响，需求进一步加速增长。具体原因如下。

数字终端的需求增加

根据日本政府“紧急事态宣言”要求，企业采用居家办公，学校采用远程授课。无论是居家办公还是远程授课，电脑和平板等都必不可少，这创造了对数字设备的需求。

此外，在商业界，从很早以前就开始大力推进数字化转型(DX)。简单来讲，数字化转型是指“公司的数字化”，是通过在人工进行的作业中使用人工智能（AI）或推进纸质文档数字化来提高业务效率的措施。

数字化的推进势不可挡，且数字化转型对于优化居家办公十分重要，这使得企业无法停止引入数字设备。

现在人们被迫尽可能多地在家里度过假期，而用于娱乐的电视和游戏机也使用半导体，因此很明显疫情也是导致半导体需求过度增加的原因之一。

云服务等的设备投资增加

由于限制外出，对数字设备的需求进一步增加，导致互联网数据通信量增加。云服务的基础设施由半导体支持，而随着居家办公和远程授课的实施，云服务开始被更加广泛利用。

因此，由于限制外出，数字设备的使用增加，从而导致对半导体的二次需求增加，即数据通信量增加。

此外，自2021年起，一直在推进新一代通信技术5G的普及，因此数据通信相关基础设施的设备投资需求增加。由于限制外出而引起的数字设备需求增加，以及为了强化随之而来的数据通信而进行的设备投资等，都导致了半导体需求的增加。

以汽车应用为中心的半导体需求增加

受新冠疫情的影响，汽车销量不断降低，但汽车用半导体的需求正在部分回升。

如下所述，虽然一些大型汽车制造商已经关闭了海外工厂，但丰田汽车在2021年5月的全球产量同比增长80%以上。虽说部分原因是2020年度业绩不佳所带来的反作用，但9个月的持续增长可以说明目前呈V字型回升趋势。

以丰田汽车为例，一度下滑的汽车用半导体的需求正在逐渐增加，这也可能导致了当前的半导体短缺。

半导体愈发短缺的原因

首先，如果半导体短缺，企业将无法生产自己的产品，即使市场有需求也无法流通商品。因此，生产者无法获得本应获得的销售额，导致业绩下降。

半导体短缺的影响波及其他市场

根据CNET Japan翻译并发表的《无休止的全球半导体短缺——分析师的观点》，半导体短缺也会对其他市场产生负面影响。

美国大型汽车制造商General Motors已暂停其所有工厂，英国BMW的Mini制造厂也停产数日。在日本，丰田汽车工厂也停产了长达8天，这些汽车行业的停滞或将导致钢铁行业的停滞（二次影响）。

此外，例如挤奶机中也使用了半导体，而挤奶机的短缺导致牛奶价格上涨。由此可见，半导体短缺将对整体经济带来风险。

半导体短缺对消费者的影响

半导体短缺也会对消费者产生负面影响。随着半导体短缺，如果流通商品的数量有限，则其价格可能会上涨。

因此，半导体短缺可能会导致消费者所购买商品的价格上涨。以车载半导体为例，HIS Markit在“2021年车载半导体短缺的对策”中提到，受供需失衡的影响，“价格上涨10%~15%是合理的。”

另外，半导体短缺对消费者的影响不仅限于新产品。由于产品的流通量减少，消费者的主要选择被缩小到以下3种：

等待新产品生产交付
购买其他具有相同作用的产品
从二手市场购买产品

——这可能导致周边市场和二手市场的供需失衡。

如果新品无法马上到货，那么就只能选择以上替代方案。然而，随着众多消费者采取同样的行动，开始购买不同的产品或购买二手产品，这些市场也同样会出现供应不足的情况。

以智能手机为例，如果最新型的iPhone供不应求，消费者就会购买之前型号的iPhone或高性能的Android手机。结果，之前型号的iPhone和高性能的Android手机也供不应求，导致“需要的产品无法送至需求者”。

应对半导体短缺

半导体制造商正尝试通过改变制造工艺和生产线来解决半导体短缺的问题，但尚不清楚半导体短缺能否在短时间内得到解决。“半导体短缺持续”、“半导体短缺即将消除”的消息在网络媒体中混杂，难以准确预测。

2021年5月，日本经济产业省召开会议，以应对半导体短缺对汽车采购和供应的影响。呼吁汽车制造商尽可能掌握标准化半导体制造工艺，以便在特殊情况下实现半导体的替代生产。此外，建议汽车制造商制定长期的生产计划。

结语

受新冠疫情的影响，半导体短缺情况加剧，将对生产者和消费者都产生不利影响。事实上，各业界已对未来前景表示不安，事态的严重性从召开以应对半导体短缺为议题的会议中可见一斑。

毫不夸张地说，半导体支撑着人们的生活，因此其未来动向备受关注。

全球需求不断增加的“半导体”的现状