半導體供應鏈風險傳遞及控制

□文/袁 婷 董 敏

（南京工業(yè)大學經(jīng)濟與管理學院 江蘇·南京）

［提要］ 半導體供應鏈上的企業(yè)一旦產(chǎn)生風險，就可能通過供應鏈中的商流、資金流、信息流傳遞至其他企業(yè)，從而引發(fā)“多米諾”效應?；诖?，從供應鏈風險傳遞角度出發(fā)，構(gòu)建半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)，改進經(jīng)典的傳染病模型，從而提出相應的風險控制策略。

近些年，中美貿(mào)易摩擦升溫，不僅中國高科技產(chǎn)業(yè)受到挑戰(zhàn)，還波及到歐盟國家電子半導體企業(yè)，導致全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈遭受巨大打擊。半導體制造包括眾多環(huán)節(jié)，涉及原料和設(shè)備采購、半導體設(shè)計和制造、封測和分銷等，且分工程度高，供應商分布各地，生產(chǎn)完整的半導體器件需要經(jīng)歷龐大的工藝制程，使得半導體產(chǎn)業(yè)鏈極其復雜。復雜性使得半導體供應鏈上企業(yè)間的合作愈發(fā)緊密，導致供應鏈面臨內(nèi)外環(huán)境引發(fā)的風險。同時，供應鏈風險又極具傳遞性，供應鏈上的半導體企業(yè)一旦感染風險，便可能將風險傳遞給上下游企業(yè)，繼而整個半導體供應鏈面臨風險。因此，本文從風險傳遞特征研究半導體供應鏈，并據(jù)此提出風險控制策略。

一、半導體供應鏈風險傳遞模型構(gòu)建

（一）半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。隨著將供應鏈看作復雜適應系統(tǒng)，復雜網(wǎng)絡(luò)逐漸進入供應鏈研究者的視野，成為研究供應鏈網(wǎng)絡(luò)中企業(yè)間關(guān)系的有力工具?，F(xiàn)階段，關(guān)于半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的研究很少，如何針對半導體產(chǎn)業(yè)的特征構(gòu)建供應鏈網(wǎng)絡(luò)是亟待解決的問題之一。在經(jīng)濟發(fā)展下，半導體供應鏈形成了包含多個供應商、制造商和分銷商的層級網(wǎng)絡(luò)，各個層級的企業(yè)間具有復雜的利益牽連和業(yè)務聯(lián)系。各企業(yè)和企業(yè)間的聯(lián)系共同組成了供應鏈網(wǎng)絡(luò)，其可視為由多個鏈式供應鏈和各鏈式供應鏈間的交易關(guān)系形成得錯綜復雜的供應鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因而供應鏈結(jié)構(gòu)本身就具備復雜網(wǎng)絡(luò)屬性，但與其余復雜網(wǎng)絡(luò)又不同，該結(jié)構(gòu)中各個層級都存在著少量核心節(jié)點企業(yè)，這種結(jié)構(gòu)為本研究引用復雜網(wǎng)絡(luò)理論來分析半導體供應鏈風險提供了重要支撐和創(chuàng)新活力。

基于半導體供應鏈的特性構(gòu)建半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)是包含了（原料/設(shè)備）供應商、（設(shè)計/制造/封測）制造商、分銷商的三級供應鏈。根據(jù)上述內(nèi)容，以網(wǎng)絡(luò)增長和擇優(yōu)連接機制生成半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)，并生成其度分布。從其度分布能夠得出，復雜網(wǎng)絡(luò)中大部分節(jié)點的度值較小，少量的節(jié)點的度值較大，即本文所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)模型的度分布呈現(xiàn)冪律分布，符合無標度網(wǎng)絡(luò)的特性，這與真實供應鏈網(wǎng)絡(luò)的無標度特性相契合。這能夠理解為在日益激烈的半導體市場競爭中，技術(shù)成熟、資本密集的半導體制造企業(yè)作為供應鏈網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點，度值較大，核心競爭力吸引了更多的企業(yè)與其形成合作關(guān)系；而大部分的企業(yè)由于經(jīng)營規(guī)模小、品牌知名度低、產(chǎn)品種類少、制度不完善等因素，較少地選擇與之產(chǎn)生利益和業(yè)務關(guān)聯(lián)，所以，該類別的企業(yè)在供應鏈網(wǎng)絡(luò)中的度值較小。

（二）風險傳遞動力學模型。根據(jù)國內(nèi)外學者的研究，傳染病傳播模型可應用于供應鏈網(wǎng)絡(luò)風險傳遞的研究。本文在探究風險傳遞的過程中以SIR 模型為基礎(chǔ)來闡述半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)風險傳遞機制，SIR模型的適用性主要體現(xiàn)在以下方面：（1）傳遞環(huán)境：傳染病是通過社交網(wǎng)絡(luò)傳播的，人們之間的聯(lián)系與接觸就是傳播的路徑。風險在半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)中傳遞，企業(yè)為傳播對象，抽象為供應鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點；節(jié)點企業(yè)間的交易往來就是傳遞的路徑，抽象為供應鏈網(wǎng)絡(luò)的邊。社交網(wǎng)絡(luò)和半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)都是復雜網(wǎng)絡(luò)，因此傳遞環(huán)境是相似的。（2）傳遞方向：在社交網(wǎng)絡(luò)中，傳染病傳播是無向的，呈現(xiàn)輻射狀。同樣，風險事件發(fā)生后，風險源的相鄰企業(yè)節(jié)點首先受到影響，通過這些相鄰節(jié)點，風險傳遞到其他企業(yè)，從而給整個復雜的供應鏈網(wǎng)絡(luò)帶來損失。在復雜的供應鏈網(wǎng)絡(luò)中，雖然存在上下游企業(yè)，但從風險傳遞的角度來看，上下游企業(yè)之間是相互作用的，也就是說，下游企業(yè)的異常也會給上游企業(yè)帶來負反饋。所以，風險在半導體供應鏈中的傳遞亦是無向的。（3）傳遞對象：傳染病的傳染對象是免疫力參差的獨立社會人，同樣，供應鏈網(wǎng)絡(luò)風險傳遞的對象也是抗風險能力有差異的獨立企業(yè)。所以，傳遞對象是類似的。（4）傳遞機理：傳染病的傳播是感染者將傳染病傳給與其直接接觸的個體，感染者再繼續(xù)傳染接觸的人，進而導致傳染病廣泛傳播；同樣，風險的傳遞是感染企業(yè)將風險傳給與其有直接交易往來的鄰居節(jié)點企業(yè)，感染企業(yè)再繼續(xù)傳染與其接觸的鄰居節(jié)點，從而風險擴散至整個半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)?；谏鲜鲞m用性，半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)風險傳遞的研究可以借助傳染病模型。另外，本文在探究復雜網(wǎng)絡(luò)風險傳遞的過程中，考慮到其他因素，從而改進SIR 模型，以闡述半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)風險傳遞機制。

在SIR 模型中，S（Susceptible）——易感狀態(tài)，該狀態(tài)節(jié)點是健康的，存在被感染的可能；I（Infected）——感染狀態(tài)，該狀態(tài)節(jié)點感染病毒，并以一定概率傳染給鄰居節(jié)點；R（Removed）——免疫狀態(tài)，處于此狀態(tài)的節(jié)點被治愈，具備一定免疫力；α 為易感狀態(tài)的節(jié)點被感染為感染狀態(tài)的節(jié)點的概率；β 為感染狀態(tài)的節(jié)點被治愈為免疫節(jié)點的概率。在該模型中，存在易感、感染和免疫狀態(tài)的節(jié)點，少數(shù)節(jié)點成為傳染源，易感點以一定概率感染疾病后變?yōu)楦腥竟?jié)點，并且感染節(jié)點以一定概率恢復后變?yōu)槊庖吖?jié)點，且永久性免疫。該模型應用于研究不會二次感染的傳染病，例如水痘?？紤]到實際的半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)風險傳遞過程，本文引入淘汰和喪失免疫機制以改進SIR 模型。一方面在新冠肺炎疫情肆虐全球或國際貿(mào)易的影響下，很多節(jié)點企業(yè)因抗風險能力較低而破產(chǎn)，即這些感染風險的企業(yè)以一定概率倒閉而成為淘汰節(jié)點；另一方面恢復后的企業(yè)會再次感染風險，即這些恢復狀態(tài)的企業(yè)會喪失免疫力，以一定概率再次成為易感節(jié)點。因此，本文的半導體供應鏈風險傳遞模型如圖1 所示。（圖1）

圖1 風險傳遞模型圖

二、風險傳遞分析

（一）風險傳遞規(guī)模分析。隨著時間推移，風險傳遞的各個演化階段成為供應鏈風險傳遞的重要節(jié)點，同時不同階段風險傳遞的規(guī)模持續(xù)變化，這對半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)內(nèi)風險傳遞的分析具有重要意義。因此，本文分析了隨著時間推移供應鏈風險傳遞規(guī)模的變化。其中，取易感節(jié)點企業(yè)感染風險轉(zhuǎn)化為感染狀態(tài)節(jié)點的概率α=0.6；感染風險的節(jié)點企業(yè)轉(zhuǎn)化為免疫節(jié)點的概率β=0.3；感染風險的節(jié)點企業(yè)因抗風險能力低而轉(zhuǎn)化為淘汰節(jié)點的概率φ=0.01；免疫狀態(tài)的節(jié)點企業(yè)喪失免疫力，轉(zhuǎn)化為易感節(jié)點的概率η=0.2。同時，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點規(guī)模N=500，初始狀態(tài)存在一家企業(yè)感染風險，由此仿真分析半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)中風險傳遞規(guī)模的變化。由結(jié)果得出，半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)中一家企業(yè)感染風險后，短期內(nèi)，風險大范圍傳遞，易感狀態(tài)的節(jié)點企業(yè)數(shù)迅速降低，感染狀態(tài)的節(jié)點企業(yè)不斷增加，在t=6 時，供應鏈網(wǎng)絡(luò)中14%的企業(yè)被風險影響，此時感染供應鏈風險的規(guī)模達到最大；而后，供應鏈上的節(jié)點企業(yè)采取對策以控制風險，感染狀態(tài)的節(jié)點企業(yè)數(shù)逐漸降低，供應鏈網(wǎng)絡(luò)也趨向穩(wěn)態(tài)；另外，在t=15 時，易感狀態(tài)的節(jié)點企業(yè)數(shù)到達谷值，隨著少數(shù)免疫狀態(tài)的節(jié)點企業(yè)減低或喪失抗風險能力，易感節(jié)點密度曲線逐漸上升至穩(wěn)定值。在整個半導體供應鏈風險傳遞的初期，風險傳遞的速度很快，在短時間內(nèi)就傳遞了較大范圍，這對于供應鏈網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點企業(yè)進行風險防控具有重要意義。

（二）初始時刻風險源對風險傳遞影響的分析。上文分析了在半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)中風險傳遞規(guī)模的變化情況，現(xiàn)對比探究初始時刻一個和多個感染風險的節(jié)點企業(yè)對半導體供應鏈風險傳遞的影響。其中，初始時刻半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)中僅一家企業(yè)感染風險，則I（0）=1；初始時刻半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)中多家企業(yè)受到風險影響，則I（0）=10。設(shè)置感染率α=0.6，恢復率 β=0.3，淘汰率 φ=0.01，喪失免疫率 η=0.2，演化時間為50 個時間步長，循環(huán)5 次取均值，運用Matlab 根據(jù)以上參數(shù)設(shè)置對半導體供應鏈網(wǎng)絡(luò)中風險的傳遞進行仿真。從仿真結(jié)果能夠看出，初始時刻感染風險的節(jié)點企業(yè)數(shù)大，風險的傳播速率也更大，使得風險在短期內(nèi)就被傳遞給供應鏈網(wǎng)絡(luò)中較多的節(jié)點企業(yè)。同時，供應鏈風險的傳染率比恢復率大，企業(yè)的抗風險能力不足而將風險傳遞給更多的節(jié)點企業(yè)，從而供應鏈網(wǎng)絡(luò)風險傳遞規(guī)模相對較大。之后，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點企業(yè)采取控制風險策略，供應鏈風險傳遞被遏制，風險傳遞規(guī)模也趨于零，整個半導體供應鏈系統(tǒng)逐步穩(wěn)定。

三、供應鏈風險傳遞控制策略

為保證整個半導體供應鏈的正常運作，本節(jié)將根據(jù)風險控制原則，基于供應鏈系統(tǒng)的角度，從以下方面為半導體供應鏈系統(tǒng)提出風險控制策略。

（一）建立完善的供應鏈風險管理體系。半導體企業(yè)為有效實現(xiàn)對風險的全面把控，應設(shè)立相關(guān)職能部門，從上到下，由高級管理人員或總經(jīng)理負責。風險管理部門主要承擔以下職責：收集風險因素信息并建立風險數(shù)據(jù)庫，風險數(shù)據(jù)庫中涵蓋風險產(chǎn)生、風險緣由、風險持續(xù)多久、風險處理策略和風險導致的損失等，記錄內(nèi)容越具體越能為企業(yè)日后的風險控制提供借鑒；隨著經(jīng)濟發(fā)展、外界環(huán)境的不斷變化，已有風險會發(fā)生質(zhì)變而產(chǎn)生新風險，半導體企業(yè)應保證風險動態(tài)監(jiān)測，完善風險數(shù)據(jù)庫，并統(tǒng)一標準風險管理指南，以建立完善的半導體供應鏈風險管理制度。另外，半導體企業(yè)要建立完善的供應鏈風險管理體系，需規(guī)范企業(yè)資金管理制度，以防止因資金周轉(zhuǎn)困難而導致原料供應中斷；需規(guī)范庫存管理制度，廣泛應用精益生產(chǎn)以解決庫存過剩和浪費等問題，形成高質(zhì)量生產(chǎn)；需規(guī)范企業(yè)員工的綜合素質(zhì)培訓制度，基于歷史風險事件來培訓員工，培養(yǎng)企業(yè)員工的風險意識，以提高風險應對能力。

（二）優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強供應鏈彈性。供應鏈彈性是抵抗外部風險和從風險中恢復初始狀態(tài)的能力。供應鏈彈性主要從柔性和敏捷性兩個方面來衡量。供應鏈柔性指供應鏈面對變幻的生產(chǎn)和市場環(huán)境及時調(diào)節(jié)相應客戶需要的靈活性。供應鏈敏捷性指供應鏈在無法預料的需求和供應變化中迅速調(diào)整策略的能力。增強供應鏈彈性的主要方式是優(yōu)化供應鏈結(jié)構(gòu)，分析結(jié)構(gòu)以移除不穩(wěn)定的部分結(jié)構(gòu)，進一步構(gòu)建以關(guān)鍵節(jié)點企業(yè)為核心的供應鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，完善供需匹配系統(tǒng)，提高供應鏈的競爭力。半導體是技術(shù)、人才、資源密集，以客戶為創(chuàng)新導向的行業(yè)，并且全球化的特點突出，使得不穩(wěn)定的外部因素增加，從而影響半導體供應鏈運作。同時，半導體企業(yè)間聯(lián)系緊密，并且供應鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有無標度特性，這為供應鏈風險傳遞提供了渠道，也對供應鏈彈性提出了要求。富有彈性和韌性的供應鏈，在面對外部環(huán)境的不穩(wěn)定因素時，可迅速調(diào)整策略，施行降低風險的措施。然而，對風險的及時應對須基于準確的外部環(huán)境預測，因而半導體企業(yè)要提升對外部環(huán)境的關(guān)注度，第一時間獲取客戶需求、市場導向，保證庫存和生產(chǎn)的冗余，規(guī)避供需不匹配產(chǎn)生的風險。

（三）構(gòu)建信息共享平臺，提升供應鏈競爭力。信息風險廣泛存在于供應鏈系統(tǒng)中，其存在和放大擾亂了供應鏈系統(tǒng)的穩(wěn)定運作。因此，應構(gòu)建信息共享平臺，整合業(yè)務流程，實現(xiàn)信息的有效傳遞和共享，防范不完全信息造成的風險，減弱供應鏈中的牛鞭效應。構(gòu)建供應鏈信息平臺主要存在兩方面的利處：對上游企業(yè)來說，供應商通過應用信息集成平臺，準確了解生產(chǎn)制造商的生產(chǎn)計劃，進而調(diào)節(jié)自身庫存；對下游企業(yè)來說，企業(yè)能夠了解顧客的需求信息，提升客戶滿意度。半導體供應鏈信息共享平臺包括了原料和設(shè)備、成品需求以及運輸、存儲、搬運等物流等各種信息，打破了信息的壁壘，實現(xiàn)了企業(yè)間數(shù)據(jù)的互通互聯(lián)，防止了信息不對稱而造成的風險放大，并且有利于提升供應鏈上的企業(yè)的溝通效率和凝聚力。在疫情反復的特殊時期，半導體供應鏈信息共享平臺顯得尤為重要，提高了信息的透明度，幫助半導體供應鏈上的企業(yè)及時溝通，形成有效的配合來控制風險。但是，信息透明度一定，信息風險仍會阻礙供應鏈上半導體企業(yè)間的合作?；诖?，半導體企業(yè)需要構(gòu)建多種信息溝通機制，提高供應鏈上信息的披露程度，極大程度上實現(xiàn)信息共享。

（四）推進協(xié)同發(fā)展的合作關(guān)系，供應鏈實現(xiàn)風險共擔。一方面企業(yè)是獨立的經(jīng)濟主體，基于利潤最大化原則，自行與上下游企業(yè)構(gòu)建合作關(guān)系，在供應鏈中實現(xiàn)減少成本、強化市場信息管理、提升企業(yè)影響力的目標；另一方面供應鏈管理強調(diào)供應鏈網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點建立協(xié)同發(fā)展的合作關(guān)系，以保證供應鏈魯棒性，所以合作關(guān)系對企業(yè)發(fā)展具有著重要意義。