半导体是技术世界的无名英雄：由纯元素制造的零件在幕后工作，为从智能手机到汽车的一切提供动力和连接。

“半导体短缺”是新冠疫情时代的流行语之一，就像“供应链问题”、“物理距离”或“发酵粉”一样，这可能会让人想起深度封锁和多年来耳朵后面幽灵面具的隐痛。但是许多人对半导体到底是什么有模糊的理解。你可能知道半导体与你的汽车突然变得比你想象的更值钱有关。但是我们中的许多人很难解释它们到底是什么。

第一步是单词解释。你可能还记得小学科学课上讲过的导体，电子可以通过它从一种材料自由移动到另一种材料。冬天触摸门把手后会触电吗？那是因为金属是电的良导体。(事实上，人体也是如此，这就是为什么你有时会将电击传递给毫无防备的受害者。)导体的对立面是绝缘体，绝缘体阻碍电子从一种材料流向另一种材料。橡胶是一种很好的绝缘体，这就是为什么在暴风雨中呆在汽车里(汽车用橡胶轮胎)是安全的。

半导体是一种介于导体和绝缘体之间的物质。制造商将硅和其他材料加工成用于各种电子设备的半导体，这些电子设备依靠电力来提供处理能力。这些半导体或芯片的需求比以往任何时候都大:第四次工业革命(4IR)正在改变制造业、生产和全球商业，其特征是智能计算机和互联设备。智能意味着连接，连接意味着芯片。

虽然半导体可以为世界各地的行业带来大量的机会，但当供不应求时，对半导体的依赖也带来了一些脆弱性。在这份麦肯锡报告中，我们将探究疫情时代半导体短缺的根源，组织如何减轻与依赖半导体相关的风险，以及为什么半导体将在未来十年主导全球商业。

以下是导致半导体危机的一些因素:

半导体制造业以其周期性而闻名，历史上一直是一个盛衰交替的行业。经过十多年的整合，行业行为变得更加理性，自2016年以来，产能增加与需求增长密切匹配。当新冠疫情来袭时，该行业的制造业资产利用率接近95%。

汽车行业半导体危机的种子可以追溯到疫情的早期，当时全球汽车销量直线下降——在欧洲下降了80%。与此同时，在向远程工作转变的推动下，对个人电脑、服务器和有线通信设备的需求激增。因此，当汽车制造商的半导体订单(用于燃料压力传感器、数字速度计、导航显示器等)急剧下降时，个人电子产品制造商的订单却比以往任何时候都多。当汽车行业的需求在2020年下半年复苏时，半导体行业已经转向满足其他类型制造商的需求。

半导体制造设施，或称“晶圆厂”，需要数年时间建造，耗资数十亿美元。从决定扩建一个新的晶圆厂开始，即使是最高效的制造商也要花三年多的时间来建造半导体工厂洁净室、安装设备并提高产量。

美国对中国的制裁导致许多中国公司囤积芯片，导致政治紧张和市场压力增加。

汽车零部件合同的交货时间通常比其他行业的合同要短。因此，当汽车行业准备下更多订单时，半导体制造商被服务于其他行业的长期合同所束缚。

5G技术依赖于与汽车相同类型的半导体芯片。出于这个原因，随着5G继续在全球推广，汽车制造商可能会经历持续的芯片短缺。

一句话，没有。在通用微处理器和存储芯片等一些领域，库存严重过剩。但在某些汽车和工业应用中，全球仍缺乏专用芯片。因为半导体行业在新冠疫情之前就已经处于紧张状态，新冠肺炎创造了一个需求高峰，该行业仍在复苏中。根据麦肯锡的分析，特定类型芯片的短缺可能会持续到2025年夏天，如果不是更长的话。

未来的世界运行在半导体上。远程工作、人工智能的扩散以及对电动汽车需求的飙升等趋势正在重塑我们生活的世界。因此，全球半导体行业将迎来十年的增长。麦肯锡预计，到2030年，行业收入将攀升至1万亿美元。

其中大约70%的增长将由三个行业来推动：汽车、计算和数据存储以及无线电。仅在汽车行业，麦肯锡就预计需求将增长两倍，部分原因是对电动汽车的需求不断增长。在此基础上，这一部分将在未来几年承担多达20%的行业扩张。

从数字来看，现在似乎是进入半导体行业的好时机。需求正在飙升，2021年的年收入增长了23%，远高于2019年报告的5%。2021年，半导体公司的股东看到了平均50%的回报，因为半导体帮助推动了数字革命。

但仔细观察，半导体公司正面临着重大挑战。新冠疫情时期出现的行业短缺促使政府将芯片制造搬到离家更近的地方。需要解决工程相关职位和技工方面的人才短缺问题。芯片将变得更加昂贵，因为它们是在经济条件较差的地方生产的。找到一些半导体制造工艺所需的大量稳定电力和纯水供应也不容易。

麦肯锡已经确定了几种策略，可能有助于半导体公司提高生产率，以及了解何时可以证明产能扩张是合理的。半导体公司可以在以下六个关键领域评估自己的优势和劣势:

半导体行业主导地位的竞争已经开始，谁能制造出最小、最快、最节能的设备，谁就是赢家。

半导体公司已经证明，大胆的长期投资最终会带来丰厚的回报，不仅有利于股东，也有利于整个社会。比如，量子计算专用芯片的发明可以改善药物开发和可持续发展项目。

新冠肺炎疫情造成的巨大破坏仍在全球商业中掀起严重波澜。有一点是明确的：所有部门都需要复原力来抵御未来的不确定性。半导体公司可以努力变得更加敏捷，这将使它们能够更快地对市场变化做出反应。

半导体制造设施正在新的地区开发，这需要新的人才来源。除了加大招聘人才的力度，半导体行业的公司还可以解决员工报告的职场吸引力问题。

加强与其他半导体公司的合作，可能有助于应对复杂芯片设计和人才竞争方面的挑战。例如，一家公司可以开发知识产权并将其许可给其他公司。

最后，产能扩张可能会给一些半导体公司带来好处。但做出这些决定并不容易:建设一个新的半导体制造厂需要长达三年的时间，成本可能高达50亿美元。公司应该仔细研究接受政府补贴、与设备制造商合作以及其他潜在的成本节约措施的利弊，然后再继续扩张。

如果半导体公司能够满足需求，他们就能顺利度过下一个十年。

以下是半导体行业在短期内可以采取的一些措施:

（1）可以安装气体减排系统，将有害气体转化为全球变暖潜力较小的气体。

（2）传热流体可以被全球变暖潜力较低的流体所替代。

（3）燃料供应可以用氢或生物质等清洁能源来替代。

从长远来看，半导体公司将需要转向更具创新性的方法，加大对脱碳的投资，并表现出尝试创新解决方案的意愿。在这方面，合作是有帮助的：公司可以与初创企业和学术实验室一起开发早期脱碳技术，然后与公司财团分享。