全球晶片荒！半導體短缺來自「長鞭效應」？一文用「紙尿布」白話詳解
全球供應鏈半導體產能持續吃緊，不少外商公開坦言，部分晶片交期已拉長到40周至50周才能交貨，且交期恐怕將持續拉長，迫使許多廠商重新設計產品或調整生產優先順序，甚至停止部分產品生產計畫，而這個狀況尤其在汽車產業中特別明顯。
晶片短缺潮，背後的管理議題：長鞭效應
晶片供應鏈陷入短缺困境，可以用一個名詞來解釋，那就是「長鞭效應」（bullwhip effect）。認識長鞭效應，可以更深入分析全球晶片短缺如何逐步延燒到不同的產業，也可以提供我們一些可能的解決之道。
什麼是長鞭效應？
長鞭效應最早是由系統動力學創始者傑．福瑞斯特（Jay Forrester）提出，史丹佛商學院教授、供應鏈管理專家李效良（Hau Lee）以更白話的比喻來描述。當供應鏈上的每個節點只跟自己相鄰的下游廠商確認需求，那訂單資訊流從最下游用戶端，一路向上游供應鏈傳遞時，各級廠商將需求一點一點放大，最終產生巨大扭曲、需求預測失準。這種供應鏈上的需求放大現象，在圖形上很像一條甩動的長鞭，因此被稱為「長鞭效應」，也稱為「牛鞭效應」。
為何會有長鞭效應產生？
李效良在研究論文中指出，P&G（寶僑）曾對尿布的供應鏈做調查，發現尿布的消費需求穩定，當有微小的變化，零售商、批發商都會為了保留一點「額外準備」，以避免缺貨，往上游下訂較大的需求量，一路到了P&G向尿布材料供應商訂貨時，需求已經嚴重被放大。
舉例來說，假設市場上新增10單位的尿布需求，零售商可能會樂觀地認為需求還會持續增長，而向其批發商訂購15單位的紙尿布。批發商收到15單位的需求後，可能會向其上游製造商，訂購20單位的紙尿布，以應付這波需求變化。此時，製造商就會再向其上游原料廠，訂購25單位的原料以製造紙尿布，就這樣需求逐級放大，最後真實需求從10單位逐級扭曲為25單位。
這個現象廣泛出現在各個產業，每當供應鏈愈往上走、涉及愈多層級，需求訊息就愈是扭曲。當需求變異逐級放大，產能不及應付訂單時，訂單很可能會發生延遲，供應商無法及時交付，如此一來，採購人員下次的訂購量自然會更大。如果供應鏈已經出現短缺現象，採購人員的「短缺博弈」心理，更會導致恐慌訂購，為了不讓競爭者搶走產能，不顧實際需求而拚命搶購，更進一步放大了「長鞭效應」帶來的影響，產生惡性循環。
這正是為什麼台積電董事長劉德音曾表示，疫情自去年初發生以來，全球生產鏈銜接不順，各廠商為了維持自家供應鏈運作，提高庫存水位已成為常態，當市場的不確定性增加，一定會有超額訂購的現象，使半導體產業供不應求。
半導體產業的長鞭效應
今年晶片缺貨潮，因為商品需求大增，手機、遊戲機、筆電等消費電子產品的製造商，急於提高產量，增加晶片訂貨量，設計並銷售相關晶片的廠商，如：華為、高通和NVIDIA，需應付突如其來的需求。
隨後，這些公司又向其供應商發出了自己的「額外訂單」，如台積電、三星（Samsung）和英特爾（Intel）這樣的代工廠。
當代工廠的訂單開始堆積起來，訂單遠遠超過了目前產能能夠完成的數量，很快地，與電子產品無關的行業（如：汽車業）就面臨著晶片短缺問題，新訂單的交貨期也不斷延長。
再加上過去傳統上車廠慣於採用「及時生產」（Just in time，JIT）的製造策略，只有接到訂單，才會盡速將零件送上產線進行組裝，驅使零組件的庫存近於零，以壓低庫存成本。去年因為疫情，導致車市不佳，汽車大廠紛紛減少下訂的晶片量，等到市場復甦、銷售回升時，汽車廠商卻發現晶片供應商的產能已被排滿，即便車廠有需求，也無法及時從半導體供應商那裡獲得充足的供貨，苦無晶片組裝製造汽車，甚至只能停止生產特定的車款。
像紙尿布、衛生紙這類需求相對平穩、且供應鏈可以靈活調整的民生商品，當下游需求波動，出現「長鞭效應」現象，仍可以透過市場調節、人為積極應對措施來快速緩解。但 半導體的生產製造涉及全球供應鏈，甚至支撐著某些國家的經濟活動，想要緩解這樣的長鞭效應困境，除了需要供應鏈上各節點的調節，還需要政府之間的協商談判。 儘管美國、台灣、中國、韓國都在積極應對這樣的「晶片荒」，晶圓廠也不斷地試圖擠出更多產能，但短期內恐怕難以看到長鞭效應的緩解。
一般企業如何避免長鞭效應？
從供應商的角度來看，長鞭效應是零售商、批發商、製造商等各層級銷售商轉嫁風險與投機的結果，但在市場不確定性增加的時刻，拉高庫存也是不可避免的選擇。該如何在這個過程中，盡可能精準預估需求，減緩長鞭效應？以下有3點建議：
1. 更及時的預測需求
供應鏈上每一個環節的企業，必須更精準的預估自身的需求。例如提高生產計畫的更新頻率，以更敏捷的方式來營運，保持因終端需求改變而調整生產和進貨的彈性。
2. 與產業上下游共享需求資訊
一般來說，打通產業鏈上下的資訊流，有機會降低各企業的訂貨風險。假如以往僅從供應鏈相鄰的廠商獲取資訊，如果能進一步與更上游、或是更終端的廠商交換需求訊息，有機會減緩需求信息在供應鏈傳遞時被扭曲的情況。
3. 分析需求，限額供應
當長鞭效應發生造成短缺時，供應商可以根據以前的顧客銷售紀錄進行限額供應，避免短期內的爆量需求過度影響向上游供應商的訂貨量，加劇博弈行為。例如：台積電在過去產能是先到先拿，但現在改採限額供應的方式，盡量分析哪些是最急切的需求，全力支援產能供給。
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責任編輯：郭昱彣、蕭閔云
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