自年底开始，芯片荒席卷全球。奥迪、大众、福特、戴姆勒、丰田等汽车巨头纷纷因芯片短缺而减产、推迟汽车交付，部分工厂甚至停工。除了汽车领域，消费电子、物联网等市场也出现不同程度的芯片荒。
全球芯片制造巨头台积电CEO魏哲家预测：“芯片需求将持续高涨，短缺状况将持续今年全年，并可能延长至年。”
年4月12日，美国白宫举行“半导体和供应链弹性CEO峰会”，拜登*府及全球科技巨头共同商讨应对芯片短缺之策。参会企业包括美国三大汽车巨头，英特尔、戴尔、谷歌母公司Alphabet等美国科技巨头，还有三星和台积电。
为何全球突现芯片荒？
本文从经济学的角度简单分析全球芯片荒现象。
本文逻辑
一、通货膨胀现象
二、产业技术升级
三、全球供应失序
01通胀膨胀现象
从国际宏观经济的角度来看，这次芯片短缺和芯片涨价是一种通胀现象。
在整个芯片产业链中，芯片制造是一个重要瓶颈。全球接近一半的芯片出货量来自中国台湾和韩国。台积电和三星控制着全球70%的高端芯片制造，其中台积电占据五成左右的市场份额。
从台积电的业务结构及变化中，我们可以窥见一斑。芯片紧缺助推台积电在年营收大涨25.2%，达亿美元，创下历史新高。年第一季度营收增长16.7%，利润增长19.4%。台积电的业绩贡献来自哪里？
年手机业务是台积电营业收入的最大来源，占据48%的份额。第二大业务收入来自HPC，即高性能计算，占据33%的份额。然后是loT（物联网）8%、DCE（数字通信设备）和汽车芯片3%。
我们看结构性变化。年增长率最高的业务是高性能计算，达39%。接着是物联网业务28%、手机业务23%，而数字通信设备的增长率只有2%，汽车芯片业务的增长率更是-7%。但是，年第一季度情况发生了变化，汽车芯片业务增长率高达31%，这一业务的整体份额也提高了一点，数字通信设备大涨11%。而高性能计算业务增长率回落到14%，物联网业务回落到10%，而物联网手机业务则跌入负增长的-11%。
如何理解这种变化？
首先排除一些周期性因素的干扰。苹果公司是台积电的最大客户，年苹果iPhone12推出，助推台积电手机业务大涨，给台积电贡献了25%的营业收入。年第一季度苹果手机出货量下降，该业务周期性回落。
除此之外，台积电业务的结构性变化主要由两大因素推动：一是通货膨胀，二是产业升级（第二部分分析）。
通货膨胀与芯片紧缺到底存在什么关系？
年大疫之年，全球货币超发，大量货币流入市场，引发结构性通胀。所谓结构性通胀，是一种市场割裂现象，一部分市场通缩，另一部分市场通胀。央行及商业银行直接注入超量货币的市场出现通胀，比如美联储直接向债券市场注资，日本央行直接向股票市场注资，商业银行向房地产提供过量信贷。这些市场都出现了普遍性通胀，资产价格持续上涨。还有一些市场因货币传导而引发通胀，芯片就属于这种市场。
通货膨胀如何传递到芯片领域？
主要两个途径：一是材料成本传导；二是投资需求传导。
大疫之年，货币超发，货币贬值，利率下降，资金考虑避险，纷纷买入“硬通货”，如比特币、大宗商品、一线城市房产、美国科技股票、中国茅台、生物医药及新能源股。
我们先看大宗期货的价格。年中国大宗商品CCPI指数，从4月的点涨到12月的点，全年涨幅8.2%。其中矿产类全年涨幅高达44.3%，铜价在去年下半年累计上涨23.6%。年12月全球三大交易所铜总库存同比下降13.3%。
如今，全球大宗商品现货价格主要由期货市场定价。大量货币流入期货市场，期货价格上涨直接提高了现货价格。而大宗矿产是半导体的主要原材料，芯片原材料成本也水涨船高。比如，芯片最重要的原材料硅料，年上半年的价格跌到6万元一吨，年3月涨到10万元一吨。这就是成本传导机制。
大宗期货价格上涨，引发原材料抢购、囤积和投机。这又加剧了原材料紧缺，抑制了芯片产能扩张，导致芯片价格上涨。芯片短缺、芯片价格上涨，与大宗期货价格上涨类似，都属于通胀现象。
通常，原材料价格上涨最终会抬高终端商品价格，从而抑制消费需求。终端需求下降传递到上游，反过来会削弱芯片及原材料的价格。这就是市场价格的调节机制。但是，目前并未发生。原因是原料和芯片价格上涨还未完全传递到终端市场，手机、电脑、汽车的价格还未明显上涨。但是，这不是主要原因。
尽管芯片价格上涨，但采购商的需求依然极为强烈。这个需求一部分是市场驱动，而另一部分是投资驱动。投资驱动很大程度上来自货币宽松。比如，一线城市价格上涨，但是热度不减，谁在购买？大部分刚需已无支付能力，少部分人持有大量货币在抢购房产。
二是投资需求传导。
投资需求传导最典型的是比特币。海量货币流入比特币市场，比特币价格从年3月到年3年翻了十多倍，价格一度突破6万美元。比特币价格上涨刺激矿机业务死灰复燃、迅速扩张。
年台积电第二大业务收入是高性能计算芯片，增长率高达39%。高性能计算是指超出个人计算机处理能力的服务器，比如商用大型计算机、矿机。这一业务的爆炸性增长，与产业技术升级有关，也与矿机大规模扩张直接相关。如今，挖矿已进入算力巅峰对决时代。高性能矿机抢占了不少高端芯片，成为芯片稀缺的原因之一。从货币超发，到比特币价格上涨，再到矿机扩张，芯片需求攀升。这就是投资需求传导机制。
另外，投资需求还传递到了新能源领域。年新能源股大幅度上涨，特斯拉、比亚迪、蔚来等新能源汽车股价翻倍，大量资本通过金融市场流入该市场，形成造车盛宴。年已确定入局的新势力有恒大、华为、小米、百度、特斯拉、蔚来等。
最典型的是恒大造车。汽车未造，股票先行，截止到年4月，恒大汽车市值超过亿港元，是其母公司恒大集团的3倍有余。恒大汽车从资本市场上融得大规模资金砸向新能源汽车市场。同时推出九款车型，预计在年下半年实现首车量产。同时，小米公司宣布“ALLIN”新能源汽车，计划首期投资为亿元人民币，预计未来10年投资额亿美元。
巨头手持海量资金涌入，汽车芯片需求量大增，推动台积电年第一季度汽车芯片业务暴涨31%，业务份额也因此上涨了一个点。同时，新能源汽车对芯片的需求量是燃油车的数倍，如果新能源汽车替代加速，无人驾驶汽车研发提速，汽车市场对芯片的需求将大幅度上涨。
但是，这里存在一个关键的问题：不论是原料成本传导还是投资需求传导，都是由货币超发推动的，而不是终端市场需求驱动的。货币超发容易制造信息混乱，误导企业的投资选择，给迂回生产带来风险。一些企业从金融市场中获取大量的廉价资金盲目投入新能源市场。投资需求大规模增加传递到上游市场，芯片制造紧缺，价格迅速上涨，芯片制造厂商误以为终端市场扩张而扩大产能规模。
目前，台积电表示，年预计投资约亿美元，用于产能扩张和升级，高于之前预期的-亿美元。未来三年内，台积电还将投资0亿美元用于产能提升和技术研发。台积电计划在美国亚利桑那州投资5nm先进晶圆厂。英特尔也宣布斥资亿美元在美国新建两家芯片工厂。联电将本年度的芯片投资规模提升到亿美元，同比增长50%。中国也掀起了造芯运动，中芯国际宣布斥资亿人民币扩大产能。
但是，这轮造芯运动暗藏风险。芯片制造是一个技术门槛高、投资规模大、投资周期长的高风险行业。不仅投资以百亿起步，而且投产3-4年才有收益。货币超发很可能增加投资的盲目性和迂回生产的风险。如果年比特币价格连续暴跌，矿机的需求则迅速萎缩，高性能计算芯片业务增速也会下跌。如果电池技术迟迟无法突破，财*补贴退坡后，电动车销量下滑，汽车芯片市场规模可能下滑。如果年全球货币转向紧缩，一方面流动性转向，融资成本上升，造车、挖矿等投资需求萎缩，芯片市场增速随之下降；另一方面大宗商品价格回落，大量囤货释放，原材料价格下跌。
所以，流动性拐点，短期内无法缓解芯片荒，但可能给造芯运动带来巨大的投资风险。从造车盛宴到造芯运动可能引发两极化结局：个别巨头抢占新的技术赛道，在电池技术、无人驾驶、芯片制造领域获得巨大成功；而大多数跟风者，无法突破技术瓶颈，导致投产巨亏，公司破产，产能过剩，“芯片荒”可能演变为“芯片剩”。
通胀之下，还得看技术。
02产业技术升级
除了通胀现象外，芯片荒还有一个重要原因是产业技术升级。
大疫之年，为了降低人群聚集与接触，各个领域走向电子化、网络化、智能化，各国纷纷采用远程公办、远程授课。这刺激了笔记本电脑、平板电脑需求增加。需求集中在年第二季度释放，该季全球笔记本电脑出货量同比上涨73.49%。年全球平板电脑出货量达1.亿台，同比增长18%。除此之外，网络摄像头、鼠标、路由器、键盘、显示器、耳机等产品销量也大幅度增加。年消费电子市场规模扩张带动了芯片、显卡等价格上涨。
这些是“看得见”的需求扩张，但更重要的是“看不见”的需求创造——技术创新推动产业升级，开发新的市场需求。这就是萨伊定律。
年，三星和台积电均宣布攻破5纳米制造技术难题。这一技术突破率先刺激电子消费类巨头迭代技术，苹果、华为、三星纷纷转向研发搭载5纳米芯片的新手机。最终，苹果iPhone12拔得头筹，台积电在年将大量的5纳米芯片供给了苹果。
年大疫之年，各领域的公司纷纷借此机会转型升级，推动技术迭代。线上办公与会议、电子监控与定位、射频识别与传感、数字通信传输与卫星制造、汽车电动化与智能化，增加了全球算力，扩大了高端芯片的市场需求。
而台积电推出的5纳米芯片正好可满足市场需求，推动产业升级。数据显示，在台积电晶圆销售金额中，年第三季度5纳米制程占比8%，第四季度5纳米制程出货占比上升到20%，7纳米制程销售占比为29%。年第一季度，5纳米制程占比回落到14%，7纳米制程占比增加到35%。这主要是受iPhone12出货周期的影响。总体来说，年第四季度和年第一季度，台积电5纳米制程和7纳米制程销售份额合计高达49%左右。
这说明不仅是手机领域，其它领域也正在产业升级和技术迭代。年台积电增长最快的业务是高性能计算业务、物联网业务、手机业务（搭载5纳米的iPhone12）多说明高性能芯片的需求在扩张。除了5G手机外，美国马斯克正在快速推进的星链，正在太空部署大量卫星（计划卫星数量约4.2万颗），依赖于高性能通信芯片。
但是，5纳米制程芯片和7纳米制程芯片的市场规模增加，提高了12英寸硅晶圆的需求和要求。硅晶片是芯片最基础的材料，7纳米制程之前的芯片使用的是8英寸硅晶圆。5纳米制程芯片使用的是12英寸硅晶圆，这种硅晶片的纯度要更高。台积电将更多高纯度硅晶片用于生产5纳米制程芯片，这导致高纯度硅晶片的价格上涨，从而带动硅晶片原材料价格上涨。这次芯片荒是全方位的，高中低端都出现价格上涨或缺货的情况。传统的电脑、传感器、汽车芯片等也大量短缺，相关配件价格疯涨。
所以，从台积电制程结构可以看出，这次芯片短缺一定程度上是产业升级引发的。只是这场产业升级并不是平滑的，而是突发的，由新冠疫情诱发的。台积电的5纳米制程芯片正好为这场产业升级创造了技术条件。这就是供给（技术）创造了新的需求。线上办公、安防、汽车、通信、大数据处理等集体向电子化、智能化的方向迈一小步，全球芯片供应难以应付。当然，产业技术升级成功与否，最终取决于终端市场是否买单。
有人可能会提出一个问题：技术创新为什么不能降低通胀？
我们看通胀爆发的逻辑。首先，通胀是一种货币现象。基于此，通胀爆发有两个主要原因：一个是货币信用崩盘。这导致货币贬值，市场价格膨胀，如拉美债务危机。二是货币超发，可能引发需求扩张，进而带动物价上涨。比如，*府给每个家庭每月发放1万元现金，这可能引发消费扩张，刺激物价上涨。这里，我们主要
