中國半導體的“雁行”機遇
美國時間1月6日,奧巴馬政府推出針對中國半導體產業(yè)的白宮報告,奧巴馬的科技顧問委員會在報告中稱:“中國的半導體政策正在扭曲市場,破壞創(chuàng)新,奪取美國的市場份額,使美國國家安全處于危險之中?!痹搱蟾孢€稱,中國的目標是在半導體設計和制造領域取得領先地位,措施之一是在十年間支出1500億美元,美國需對此作出有效反應,維持美國在該產業(yè)的競爭力。不過,該報告同時也提醒,不要全然反對中國在該行業(yè)取得的進步。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201701/342805.htm美國白宮發(fā)布最新報告稱,中國的芯片業(yè)已經對美國的相關企業(yè)和國家安全造成威脅,建議對中國在芯片產業(yè)的收購進行更加嚴密的審查。特朗普上臺后,也有可能宣布制造業(yè)回流政策。但在全球化的格局下,半導體產業(yè)結構變化趨勢已經確定,中國和美國在半導體產業(yè)格局中各有所長,美國會加強并穩(wěn)固其產業(yè)鏈優(yōu)勢地位,繼續(xù)掌握最具價值的設計和設備。而中國會依靠“中國制造”優(yōu)勢,將半導體產業(yè)延升到上游半導體制造領域?;蛟S美國設計,中國制造,是半導體產業(yè)目前最合理的配置。
半導體產業(yè)的雁行模式
日本經濟學家赤松要在1956年提出了產業(yè)發(fā)展的“雁行模式”:當進入到工業(yè)化時期,一些發(fā)展中國家,由于經濟和技術的落后,不得不把某些產品的市場向發(fā)達國家開放。等到這種產品的國內需求達到一定數量的時候,也就為本國生產這種產品準備了基本的市場條件和技術條件,換句話說,這時國內已初步掌握了這種產品的生產技術,由于本國資源和勞動力價格的優(yōu)勢,該產品的進口也就逐步讓位于本國自己生產了。隨著生產規(guī)模的擴大、規(guī)模經濟的利用以及廉價勞動力的優(yōu)勢,本國產品的國際競爭力不斷上升,最終實現(xiàn)這種產品的出口,達到了經濟發(fā)展和產業(yè)結構升級的目的。在這個過程中產業(yè)的發(fā)展實際上經歷了進口、進口替代、出口、重新進口四個階段。按照雁行模式理論,產業(yè)轉移的路徑按照技術密集與高附加值產業(yè)-資本技術密集產業(yè)-勞動密集型產業(yè)的階梯式產業(yè)分工體系演進。在“雁行模式”中,美國目前屬于“頭雁”,而中國正在從“尾雁”逐漸往上趕。
按照半導體產業(yè)轉移“雁行模式”路徑:勞動密集型產業(yè)—〉資本技術密集產業(yè)—〉技術密集與高附加值產業(yè)。第一階段的產業(yè)轉移為封裝測試環(huán)節(jié),美國將很多半導體企業(yè)或將自身的封測部門賣出剝離,或將測試工廠轉移到東南亞。在產業(yè)轉移過程中,臺灣很多封測企業(yè)開始崛起,如日月光和矽品等。
第二階段的產業(yè)轉移為制造環(huán)節(jié),這和集成電路產業(yè)分工逐漸細分有關系。集成電路的生產模式由原先的IDM”(Integrated Device Manufacturer,意為整合元件制造商)為主,轉換為Fabless(不涉及晶元生產的設計等環(huán)節(jié))+Foundry(晶元代工)+OSAT(封裝和測試的外包),產業(yè)鏈里的每個環(huán)節(jié)都分工明確。在制造轉移的過程中,臺灣的臺積電崛起為全球最大代工廠。
目前,憑借巨大的市場需求,較低的人工成本,中國的OSAT和Foundry正有望接力臺灣,成為未來5年產業(yè)轉移的重點區(qū)域。因為,半導體產業(yè)結構轉變是產業(yè)轉移的根本原因
半導體制造的最初形態(tài)為垂直整合的運營模式,系統(tǒng)企業(yè)內設集成電路的制造部門,僅用于滿足企業(yè)自身產品的需求。美國的AT&T是最先采用垂直整合模式的企業(yè),隨后IBM的集成電路制造部門為IBM自行生產的大型計算機提供處理器。隨著集成電路技術的擴散,日本日立、NEC、富士通、東芝等企業(yè),歐洲的西門子、飛利浦等電子公司都采用了這種模式。
IDM是繼垂直整合模式之后的新模式,由集成電路制造商自主設計與銷售由自己的生產線加工、封裝、測試后的成品芯片。與垂直整合模式不同的是,IDM企業(yè)的產品是滿足其他系統(tǒng)廠商的要求,最典型的例子就是美國的Intel公司。IDM模式的優(yōu)點在于IDM廠商可以根據市場特點制造綜合發(fā)展戰(zhàn)略,可以更加精細地對設計、制造、封測每個環(huán)節(jié)進行質量控制。IDM模式不需要外包且利潤較高,但其劣勢在于投資額加大、風險較高,要有不斷推出優(yōu)勢產品作保證,而且IDM模式的技術跨度較大,橫跨了Fabless、Foundry、OSAT這三個環(huán)節(jié),企業(yè)不僅需要考慮每個環(huán)節(jié)的技術問題,而且還要綜合協(xié)調三大環(huán)節(jié),加大了企業(yè)的運營難度。隨著集成電路產業(yè)的不斷演變,國際IDM大廠外包代工的趨勢也日益明顯,逐漸催化了Fabless+Foundry+OSAT模式。由Fabless公司將設計的電路圖交給Foundry生產,同時經過OSAT外包封裝測試,最終成品芯片作為Fabless的產品而自行銷售。Fabless+Foundry+OSAT模式的應運而生是因為半導體技術發(fā)展下的必然趨勢。
追求摩爾定律提升了成本將固化產業(yè)轉移趨勢
追求摩爾定律要求復雜的制造工藝,該工藝高昂的成本超過了由此帶來的成本節(jié)約。新工藝越來越難,投資額越來越大。目前建一個最新制程的半導體工廠成本達120億美元之多,而賺回投資額的時間將會很漫長。
半導體晶圓制造會越來越壟斷地集中在幾家巨頭手上。也只有巨頭才能不斷地研發(fā)推動技術的向前發(fā)展。擁有20nm代工能力的廠家,只有臺積電、三星、Intel等寥寥幾家。在晶圓制造方面,集中度越來越高。
受產業(yè)鏈結構變化和產業(yè)鏈“雁行模式”趨勢變化,美國半導體產業(yè)鏈優(yōu)勢在設計和設備,在制造和封測領域逐漸外包,產業(yè)趨勢確定。美國的制造業(yè)在產業(yè)轉移趨勢下,在全球占比逐漸下降。以美國最大的IDM Intel為例,其將70%的產能分布在了美國本土,制造業(yè)回流的邊際效應已經遞減。Intel和美光科技等企業(yè)會為了追求更高節(jié)點的先進制程而投入Capex,但這方面的競爭對手是韓國和臺灣,而并非中國大陸。至于GlobalFoundry公司,其在先進制程上的工藝路線劍走偏鋒,F(xiàn)D-SOI路線與臺積電的FinFET競爭,在方向性上能否成功,還有待觀察。但美國將牢牢掌握設計和設備制造這兩個具有卡口優(yōu)勢的領域。
但在半導體制造業(yè)回流上,目前尚無可觀察到的趨勢。畢竟美國半導體產業(yè)結構完善,全行業(yè)鏈布局,在設備和設計領域具有絕對的優(yōu)勢,而且半導體產業(yè)是美國的支柱產業(yè),美國當之無愧是世界半導體的中心。隨著產業(yè)結構的轉變和“雁行模式”下的產業(yè)轉移,美國逐漸將重心放在了設計和設備領域,這兩個領域是半導體產業(yè)鏈的最上游,具有卡口優(yōu)勢。半導體各個產業(yè)環(huán)節(jié)最賺錢的公司,在設計和設備這兩個領域,賺錢效應是最明顯的,也是美國在產業(yè)鏈中最具有優(yōu)勢的地方。
設計是產業(yè)鏈的“皇冠”,也是美國半導體產業(yè)鏈中的重心。核心技術造就壁壘,GSA(全球半導體聯(lián)盟)統(tǒng)計,F(xiàn)abless公司的年均增長率遠高于整個行業(yè)。美國的設計企業(yè)牢牢把控全球的領先優(yōu)勢,幾乎3/4的設計收入來自于美國,領先優(yōu)勢無可比擬。
與此同時,美國的制造業(yè)在產業(yè)轉移趨勢下,在全球占比逐漸下降。1980年,美國的半導體制造產能占全球的比重為40%,1990年這一數字為30%,到2015年,美國的制造業(yè)產能僅占全球的13%。美國下降的趨勢,是和摩爾定律技術發(fā)展下的產業(yè)鏈布局分工以及雁行模式的產業(yè)轉移相關。由此看來,產業(yè)轉移的趨勢確定,很難在短時間內轉變。美國將會在設計和設備領域牢牢掌握控制權,但是在制造方面,尤其是代工和存儲領域,東亞勢必已經成為重心。
在制造方面,以美國最大的IDM Intel為例,其將70%的產能分布在了美國本土,制造業(yè)回流的邊際效應已經遞減。在已有的產能基礎上,Intel和美光科技等企業(yè)會為了追求更高節(jié)點的先進制程而投入資本支出,但這方面的競爭對手是韓國和臺灣,而非中國大陸。此外至于另外一個美國企業(yè)GlobalFoundry,其在先進制程上的工藝路線劍走偏鋒,F(xiàn)D-SOI路線與臺積電的FinFET競爭,在方向性上能否成功,還有待觀察。
中國半導體產業(yè)結構變化趨勢
一、從“雁行模式”的產業(yè)轉移結構來看,中國的半導體正在經歷產業(yè)轉移中的第一和第二階段。產業(yè)轉移路徑按照勞動密集型產業(yè)—〉資本技術密集產業(yè)—〉技術密集與高附加值產業(yè)的路徑。封測業(yè)和制造業(yè)在向國內轉移的趨勢已經確定,很難逆轉;
二、半導體作為電子產業(yè)鏈的上游,行業(yè)受下游需求波動明顯。中國的整機品牌崛起帶來對上游芯片的需求旺盛。中國大陸的半導體銷售額占全球半導體市場的銷售額比重逐年上升,從2008年的18%上升到1H2016的31%,同時中國半導體制造產能僅為全球的12%??梢姳就涟雽w市場需求和供給仍然錯配,有潛力進行國產替代。地緣半徑和輻射優(yōu)勢是本土制造業(yè)的最大優(yōu)勢。
三、制造代工業(yè)兩大趨勢:長生命周期的28nm制程和摩爾定律發(fā)展下的7nm制程。前者是目前最具性價比的制程節(jié)點,市場需求和供給之間存在錯配,主要邏輯芯片代工是臺積電、三星和GF都在比拼先進制程,并沒有在28nm上擴產的計劃。因此,中國擴產的產線,都集中在28nm制程上。臺積電、三星和GF都在比拼先進制程,并沒有在28nm上擴產的計劃。市場需求轉好的時候,二線晶圓代工廠的產能利用率將隨著臺積電的產能滿載而持續(xù)走高,因此很多IC設計廠商開始接觸國內制造線尋求調配產能分散風險。
半導體市場從1990年的510億美金的市場規(guī)模,增長到2015年3350億美金,翻了6.6倍,在發(fā)展的歷程主要由幾個殺手級的下游產品推動。在2000年互聯(lián)網泡沫破滅之前,個人電腦是行業(yè)發(fā)展的最大驅動力,2000年后,2G手機、智能手機和最近幾年的平板電腦,相繼帶來了半導體行業(yè)的快速增長期。下游產品的需求結構這些年也發(fā)生了較大的變化,1998年下游產品還主要被電腦主宰,到了2003年,電腦的比例逐漸下降,手機比例開始上升,到了2016年,手機的比例已經超過了電腦。
中國制造業(yè)的整機品牌崛起,帶來對上游芯片的旺盛需求。在下游整機制造半導體產業(yè)的下游應用市場,中國占42%,是非常主要的市場。其中智能手機占全球28%,LCD 電視占全球24%,PC/Notebook占全球21%.,平板占比大于21%。這說明,全球各類電子類產品的下游應用需求,中國是重中之重。
2016年全球最大的集成電路代工企業(yè)臺灣的臺積電,將其16nm工廠落子南京,也是看到大陸在“雁行模式”產業(yè)轉移中將更加鞏固制造業(yè)重心的趨勢。但同時也要注意,半導體制造業(yè)屬于典型的資本技術密集產業(yè),動輒百億美元的投資,國家要在戰(zhàn)略層面多方考量。
綜上,美國會繼續(xù)固化其產業(yè)鏈優(yōu)勢地位,在“雁行模式”轉移趨勢下,美國設計,中國制造是半導體產業(yè)目前最合理的配置。
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