美國SIA報(bào)告預(yù)測：未來十年，中國晶圓裝機(jī)量將達(dá)全球1/5。

編譯 | 高 歌

編輯 | Panken

近日，中國“天問一號”火星探測器和“天宮”空間站相繼開始了其科研探索任務(wù)。據(jù)報(bào)道，“天問一號”和“天宮”內(nèi)部芯片主要為中國自主研發(fā)、生產(chǎn)，這既體現(xiàn)了中國半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，也引起了美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SIA）的關(guān)注。本月，SIA發(fā)布了《盤點(diǎn)中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)（Taking Stock of China’s Semiconductor Industry）》白皮書。該白皮書共有7頁，對中國半導(dǎo)體行業(yè)在全球供應(yīng)鏈中的地位、發(fā)展前景以及投資等進(jìn)行了解讀。

SIA認(rèn)為，中國半導(dǎo)體行業(yè)在封測和成熟制程邏輯芯片等領(lǐng)域已具有較強(qiáng)的市場競爭力，而在EDA工具、IP、半導(dǎo)體設(shè)備與材料等環(huán)節(jié)正快速進(jìn)步、發(fā)展。

但是，這兩年來歐洲、美國都在爭取芯片國產(chǎn)化，歐洲要自己搞定2nm工藝，美國也施壓讓Intel、三星、臺積電在美國建晶圓廠，但臺積電認(rèn)為這種想法不切實(shí)際。臺積電創(chuàng)始人張忠謀日前對這一現(xiàn)象發(fā)出警告，認(rèn)為各國將芯片帶回本國生產(chǎn)的努力可能會適得其反，無法實(shí)現(xiàn)自給自足。張忠謀表示，這種情況的實(shí)際后果最可能的就是花費(fèi)了數(shù)千億美元之后，依然無法自給自足，而且成本會提升。

除了涉及安全的芯片可以考慮自產(chǎn)，但民用芯片應(yīng)該全球貿(mào)易，過去幾十年中自由貿(mào)易推動了半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，“試圖讓時(shí)間倒流是不切實(shí)際的，如果這樣做，可能會導(dǎo)致成本上升，技術(shù)進(jìn)步放緩?！?/span>

半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)是全球分工、全球生產(chǎn)的，白皮書寫道，美國不應(yīng)和中國輕易脫鉤；相反，美國需要在技術(shù)領(lǐng)域加大投資，才能真正地取得競爭優(yōu)勢。

以下是對SIA白皮書進(jìn)行的完整編譯。

01.

中國半導(dǎo)體市場龐大，在封測環(huán)節(jié)已開始占有主動權(quán)

從整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)鏈來看，中國擁有世界1/5的人口，是僅次于美國的第二大嵌入式半導(dǎo)體電子設(shè)備消費(fèi)市場。巨大的市場也提升了中國的制造實(shí)力。中國是全球最大的電子制造中心，生產(chǎn)全球36%的電子產(chǎn)品，包括智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、云服務(wù)器和電信基礎(chǔ)設(shè)施等。盡管中國對于半導(dǎo)體的需求巨大，但本土芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模相對較小，僅占全球半導(dǎo)體總銷售額的7.6%。本土芯片廠商主要面向消費(fèi)、通信和工業(yè)終端市場，產(chǎn)品則多為分立器件（二極管、三極管、光電二極管等）、低端邏輯芯片和模擬芯片等。具體來說，中國廠商的身影較少出現(xiàn)在高端邏輯、先進(jìn)模擬和前沿存儲產(chǎn)品市場上。而在先進(jìn)制程晶圓代工、EDA工具、IP核、半導(dǎo)體制造設(shè)備和材料等領(lǐng)域，中國廠商和國外巨頭存在著較大的差距。SIA稱，目前，中國代工廠商目前更注重于成熟制程，在半導(dǎo)體設(shè)備和材料等環(huán)節(jié)技術(shù)相對落后。

▲全球各地區(qū)半導(dǎo)體市場份額變化

盡管如此，中國半導(dǎo)體廠商也在部分市場中占有主動權(quán)。在半導(dǎo)體封裝測試環(huán)節(jié)（OSAT），如長電科技等封測廠商已躋身全球前10。2020年中國OSAT廠商合計(jì)擁有全球38%的市場份額，且這些廠商已經(jīng)展開了全球化布局，超過30%的制造設(shè)施都在中國之外。此外，中國的芯片制造份額也在快速增長，在龐大的國內(nèi)市場帶動下，中國無晶圓廠（Fabless）設(shè)計(jì)公司和IDM廠商在中端移動處理器、基帶、嵌入式CPU、網(wǎng)絡(luò)處理器、傳感器和功率器件方面取得了顯著進(jìn)展。SIA數(shù)據(jù)顯示，2020年中國公司已經(jīng)占據(jù)了全球16%的無晶圓廠半導(dǎo)體市場份額，僅次于美國和臺灣。由于芯片設(shè)計(jì)門檻較低，并且云與智能設(shè)備市場增速較快，也推動了中國企業(yè)在人工智能（AI）芯片設(shè)計(jì)上快速發(fā)展。當(dāng)前，中國無晶圓廠企業(yè)已可以為AI、5G通信等各個(gè)領(lǐng)域設(shè)計(jì)7nm和5nm的芯片。同時(shí)，中國也是重要的晶圓制造國。全球約23%的晶圓裝機(jī)產(chǎn)能位于中國，其中30%是來自其他東亞國家的半導(dǎo)體制造商。雖然將近95%產(chǎn)能都是28nm以上的成熟制程，但是SIA認(rèn)為，這些成熟制程對于全球數(shù)字化經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)不應(yīng)被忽視。

▲中國在全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中各環(huán)節(jié)所占份額

02.

大基金是行業(yè)政策關(guān)鍵，半導(dǎo)體供應(yīng)鏈迎來上市熱潮

在白皮書的第二部分，SIA也重點(diǎn)提到了中國的半導(dǎo)體政策。2014年，中國工信部首次發(fā)布了《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，從產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)能力、配套措施和企業(yè)培育4個(gè)方面，提出了中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。2015年，國務(wù)院又印發(fā)了《中國制造2025》戰(zhàn)略文件，該戰(zhàn)略文件提到集成電路及專用設(shè)備是新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，較為關(guān)鍵，中國需要提升集成電路設(shè)計(jì)水平、豐富IP和設(shè)計(jì)工具、加強(qiáng)封測產(chǎn)業(yè)實(shí)力等。

▲大基金1期和2期投資半導(dǎo)體各環(huán)節(jié)份額

SIA認(rèn)為，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策的核心則是國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金（俗稱“大基金”）。迄今為止，大基金投資范圍已經(jīng)覆蓋了集成電路產(chǎn)業(yè)的上、中、下游各個(gè)環(huán)節(jié)，主要集中于IDM企業(yè)和晶圓代工廠商。大基金投資金額的69.7%用于半導(dǎo)體前道工藝環(huán)節(jié)，有效增加了中國在全球半導(dǎo)體生產(chǎn)中的份額。這也使政府在半導(dǎo)體行業(yè)中有著舉足輕重的影響力。事實(shí)上，中國半導(dǎo)體行業(yè)43%的注冊資本由政府直接或間接持有。而在各類投資、政府補(bǔ)助和低息貸款的支持下，中國半導(dǎo)體企業(yè)具有顯著的運(yùn)營成本。波士頓咨詢集團(tuán)的一份報(bào)告指出，在中國建造和運(yùn)營晶圓廠的成本比在美國低37%。

▲各地區(qū)晶圓廠10年總成本對比

隨著中美貿(mào)易關(guān)系的緊張，半導(dǎo)體也成為了中國戰(zhàn)略布局的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)。半導(dǎo)體投資步伐也明顯加快，僅2020年，中國就新增了2.28萬余家半導(dǎo)體公司，相比2019年增長了195%。2020年，還有40家半導(dǎo)體供應(yīng)鏈廠商于上交所科創(chuàng)板上市，總?cè)谫Y金額達(dá)256億美元（約合1659億人民幣）。

▲40家科創(chuàng)板上市企業(yè)類型與市值對比

03.

晶圓裝機(jī)容量占比將大幅提升，存儲和成熟制程為突破口

在制造領(lǐng)域，由于大量資金的支持，中國新晶圓廠的數(shù)量也明顯增多。美國半導(dǎo)體市場研究機(jī)構(gòu)VLSI統(tǒng)計(jì)，自2014年以來，中國企業(yè)已經(jīng)宣布了110多個(gè)新晶圓廠的投資項(xiàng)目，目前為止，已有40座晶圓廠已經(jīng)建成投產(chǎn)，另有38條新產(chǎn)線在建，還有14個(gè)項(xiàng)目停工。就今明兩年來說，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)2021年和2022年的資本支出將分別達(dá)到123億美元和153億美元（約合797億和991億人民幣），占全球半導(dǎo)體資本支出總量的15%。而中國晶圓裝機(jī)容量占全球總裝機(jī)容量的比例將在未來十年內(nèi)達(dá)到19%左右。

▲中國晶圓裝機(jī)容量份額

白皮書中也提到在存儲芯片和成熟制程邏輯芯片領(lǐng)域，晶圓廠的建設(shè)正在取得突破性成績，并在全球市場中具有競爭力。同時(shí)，由于美國的出口管制，國產(chǎn)替代成為了中國半導(dǎo)體行業(yè)的大趨勢，這也推動了無晶圓廠半導(dǎo)體企業(yè)、EDA公司、半導(dǎo)體制造設(shè)備和材料等環(huán)節(jié)的發(fā)展。此前，多家中國芯片廠商宣布將針對政府服務(wù)器和PC市場開發(fā)自研GPU；在EDA領(lǐng)域，過去24個(gè)月內(nèi)，就有超過8家初創(chuàng)公司成立，融資金額達(dá)4億美元（約合26億人民幣）；半導(dǎo)體制造設(shè)備方面，中國半導(dǎo)體設(shè)備未來有望實(shí)現(xiàn)40/28nm節(jié)點(diǎn)的國產(chǎn)替代。

▲中國20強(qiáng)EDA公司注冊資本總金額與融資次數(shù)（左）、中國廠商與行業(yè)巨頭在邏輯和存儲領(lǐng)域的節(jié)點(diǎn)差距（右）

04.

中美脫鉤不可取，技術(shù)比拼將決定勝負(fù)

在白皮書最后，SIA建議美國半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)當(dāng)認(rèn)真對待中國企業(yè)所發(fā)起的挑戰(zhàn)，同時(shí)半導(dǎo)體是一個(gè)高度全球化的產(chǎn)業(yè)，美國不應(yīng)當(dāng)通過與中國貿(mào)易脫鉤、限制出口等方式進(jìn)行競爭。沒有哪個(gè)時(shí)代能和當(dāng)今相比，更能讓業(yè)界更感受到半導(dǎo)體行業(yè)受外界干擾的嚴(yán)重性。中美科技戰(zhàn)升級的大背景下，美國國防部和商務(wù)部接連出臺多種“黑名單”和“實(shí)體名單”，打壓以華為和中興為代表的高科技企業(yè)，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)內(nèi)部產(chǎn)生了某種程度的“灰犀?！毙?yīng)，而美國商務(wù)部對華為的各種制裁政策，SIA都在第一時(shí)間站出來發(fā)聲表示反對，認(rèn)為這種干預(yù)市場秩序的政府行為最終損害的是整個(gè)半導(dǎo)體利益共同體，但是美國是否會繼續(xù)收緊對華制裁仍是未知數(shù)。最近的一項(xiàng)研究表面，如果與中國完全脫鉤，或?qū)?dǎo)致美國芯片企業(yè)所占有的全球市場份額下降8%-18%。不僅美國芯片廠商的研發(fā)和資本支出將大幅削減，還會損失12.4萬個(gè)工作崗位，最終喪失其行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位。SIA認(rèn)為，如果美國想要真正地在競爭中取勝，需要回歸技術(shù)領(lǐng)域，通過投資加強(qiáng)自身技術(shù)競爭力，并在那些能夠改變游戲規(guī)則的領(lǐng)域中占得先機(jī)。

05.

結(jié)語：行政禁令只能導(dǎo)致雙輸局面

面對中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，出于政治考慮，美國政府往往將其視為威脅，并通過行政禁令對中國廠商進(jìn)行限制。SIA則指出，脫鉤、行政限制并不能真正促使美國半導(dǎo)體企業(yè)發(fā)展，反而會使它們失去行業(yè)中的領(lǐng)導(dǎo)地位。事實(shí)上，在半導(dǎo)體這個(gè)高度全球化的產(chǎn)業(yè)中，孤立、互相限制只能導(dǎo)致雙輸?shù)木置?。而制定公平競爭的?guī)則，鼓勵(lì)良性競爭、加大技術(shù)投入和創(chuàng)新則能夠更好地支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。