% p) P- c7 z( t3 g半导体产业生态分布(图源:SIA) . Q7 h9 [, K6 M; F- N( S+ N" u+ q5 |6 U7 x' p( j* @
在半导体产业生态里,第一大板块以科研为基础,其中EDA和核心IP方面占价值链的3%,美国拥有其中74%,欧洲20%,中国大陆只有4%,东亚及其他国家和地区2%;逻辑芯片(CPU、DSP等)占价值链的30%,其中美国67%,中国大陆5%,中国台湾7%,韩国3%,日本5%,欧洲8%,其他国家4%;DAO(数-模转换、模拟芯片及其他)占17%,其中美国37%,中国大陆7%,中国台湾3%,韩国6%,日本24%,欧洲19%,其他国家5%;储存芯片占9%,其中美国29%,中国大陆4%,韩国59%,日本8%;半导体制造占12%,其中美国41%,中国大陆2%,中国台湾4%,韩国32%,欧洲18%,其他国家3%。 : X J. d$ A c. ]) J7 A6 Q% _! k1 O # v) f2 h0 x7 d- T2 r第一板块是中国大陆最大的短板。! r$ B, w! \% Y/ j% N
# J% \: h9 \# w有意思的是:以价值链占比计算,美国的份额最高,这是因为美国不仅有英特尔、美光、德州仪器等IDM厂家,直接销售硬件芯片,还有高通、英伟达等纯设计(fabless)厂家,专利和授权是很大的收入来源。加起来依然占世界最大份额。1 m, G7 F5 q; T; h1 V( V
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但中国台湾还真就是个代工的,芯片穿肠过,唯有感觉留。台积电的代工模式顾名思义:代工。芯片的知识产权和用途都台积电无关。在某种意义上,这是半导体世界的芭比工厂,芭比设计和芭比市场都不在这里。不能轻视,但也要摆正位置。' l3 [9 |# N" X
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第二大板块特别吃投资,其中半导体材料占价值链的5%,其中美国11%,中国大陆16%,中国台湾22%,韩国16%,日本19%,欧洲12%,其他国家3%。晶圆制造占19%,其中美国12%,中国大陆16%,中国台湾20%,韩国19%,日本17%,欧洲9%,其他国家6%。. f4 O' E/ B. v" j8 c
D* Q2 }8 X8 V2 F6 b, v第二板块是中美都在砸钱的地方,中国大陆在总体上还略微领先。$ E; w* v5 h9 e$ T B# A, ~8 _
7 o" `4 Z2 ~5 `! J4 c1 h; [第三大板块投资与劳动力并重,主要是封装测试,占价值链的6%,其中美国2%,中国大陆38%,中国台湾27%,韩国11%,日本5%,欧洲4%,其他国家13%。 ; ?( u7 a9 h' w7 }$ R {# x3 |; V- S & Z8 U% z. y3 e! ]( ^8 q这一板块中国大陆领先。 , s( q1 _! Z& h3 E: E4 }: {2 J# M G0 I, s2 N8 ?
没有提到的是人才。人才是干出来的,人才队伍是随产能和实践壮大的。美国自诩有世界上最领先的高教资源,但涉及芯片制造方面,还是需要来自中国台湾的人才才撑得起新建产能的门面。进一步的发展则受到美国基础教育和STEM人才一般紧缺的限制。 # F0 }1 l$ C* t& U: T( q+ @. B % G& p' } f& ?& h8 p, i这方面,中国大陆反而占优。中国每年STEM“人才产量”世界最大,在需求拉动和产能扩张中,有望迅速建设起人才队伍来。中国的土建、高铁、钢铁、造船等人才队伍就是这样壮大起来的。 3 s& `, |. v1 Q2 f ' J4 {& ^. V3 i6 \三大板块综合来看,中国大陆并不弱,或者说没有一些人想象的那么弱。在半导体消费上,更是与美国旗鼓相当,而消费就牵涉到芯片战的战术和弹药了。 ) \- |- X* k6 K Z% e9 \# `) S8 y7 n1 ^+ ^# r3 R
中国芯片发展战术是国家主导,企业主力。集中力量办大事,这是中国的成功经验。 2 q# q7 _+ K' |, X( ?, Y/ ^0 W0 w7 z, [( t5 z
美国曾经迷信企业活力,现在发现打不过中国,悄悄学习,当然还要嘴硬。实际上,放任“企业活力”的话,美国芯片更偏向设计而偏离硬件产能,加深美国对东亚的依赖。芯片是数字和信息时代的关键战略资源,美国不能接受这样的战略脆弱性,只有 “牛不喝水强按头”, 动用国家力量把芯片产能拉回美国。所以,在战术方面,中美在趋同。 $ {4 P& i8 i6 f ( [0 q: \# C# n1 T( b0 T0 }% H但弹药方面大相径庭。! t; ?0 t, Q5 G a2 P
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芯片工业的弹药来自市场需求的拉动。美国芯片集中在高端,但产能光建立、打通还不够,必须有足够的需求拉动,才能保证可持续增长。中国的问题相反,需求拉动不成问题,但需要首先建立、打通高端芯片的产能。( _: O3 q5 O- d4 G+ s5 t4 R! M. t1 Z
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2020年世界芯片消费构成(图源:SIA) 2 F) Y/ ]. ]/ d f, A% q% F+ _ , @5 R% _4 [ x! o b8 i2020年,世界芯片销售总额达4404亿美元,其中最大用户是计算机,达1422亿美元,占芯片销售总额的32.3%;其次是通信,达1376亿美元,占芯片销售总额的31.2%;家电为530亿美元,占芯片销售总额的12.0%;工业电子为529亿美元,增长了8.2%,占芯片销售总额的12.0%;汽车501亿美元,占芯片销售总额的11.4%;军工、航空航天只有46亿美元,只占芯片销售总额的1.0%。; ~3 q4 T2 P' Y9 S4 ]
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美国依然是计算机强国,在服务器、AI计算卡等方面领先,这方面是10nm以下的高端芯片用武之地。随着数据中心、服务器虚拟化、人工智能等方面的发展,这方面还有很大的继续发展空间。发展速度也可观,2021年相比于2020年增长了21.2%。计算机可能成为美国芯片可持续发展的主要驱动力。不过现在这一板块的芯片供需平衡,继续发展也难以吸收美国芯片新增产能。# M* d; [3 V( e1 v" V0 n4 q3 F
j2 K$ x+ J- W$ Q0 Z+ G6 A. h$ J中国在高端服务器、AI卡方面还欠缺。数据中心和服务器牵涉到信息安全,没有美国拐棍了,自己造拐棍,连滚带爬也要上。AI代表未来,也是一样。这会是中国高端芯片发展动力的一半。 - w. e9 m: O: T; y, l- }: n5 Q4 Z. ^* N3 M 2 @: O3 b4 v4 z3 F1 R计算机板块是中美技术脱钩的主体。在这里各打各马,各找各妈。* X6 F. j2 k( d3 Z
* l( V5 L3 v# g3 C通信板块有5G和手机两大块,集成度要求高,是10nm以下芯片的最大用户。但通信是美国的短板,网络设备还有思科,手机方面苹果、谷歌、摩托罗拉等都是找人代工。所以这方面美国土壤已经贫瘠了,重建艰难。美国新建芯片产能需要这一板块吸收产能,但很难做到。% O) G P& T' G% k5 D
( z, E' s3 N3 A! N6 A现在高端芯片以美国IP为多,要美国芯片工厂代工,还是台积电代工,差别在于经济和政治。与盟友抢生意总是吃相难看,尤其是通过枪指着盟友脑袋帮着建立的产能。美国芯片出口中国、中国制造手机返销美国在技术上可行,在政治上暗礁多多,在经济上未必拼得过台积电。美国霸道到只许美国芯片出口而不许台积电跟风,这也说不过去。) N3 X3 K: |9 }7 y9 Q
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5G美国是不指望了,跳过5G直奔6G在理论上可能,在实际上难以做到。高通等或许有能力推出一些关键技术,但6G不是凭空打造的,很多方面是从5G过渡过来的,就像5G也与4G有渊源一样。美国的4G已经拉胯了,面对的不是跳过5G直奔6G,而是连跳两代。美国科技实力雄厚,但并不能创造神迹。 8 _6 e9 O. D& ~) g- U/ g( k( z0 D# L0 D J# I3 u( u) M. t. a; l1 b- q
中国还是老问题:5G和手机产业都领先世界,但需要高端芯片,现在只能靠进口。9 B. O) p6 j. M6 k% d
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在手机方面,华为手机被背刺了,OVM活得胆战心惊,荣耀不知道什么时候也会被背刺。进口只能是权宜之计,一有机会,从IP到代工,都需要至少确保国产备胎,或者双来源。* ~! z' n5 d g- `) ]
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中国5G领先后,6G已经在着手了。在高端芯片被卡的情况下,可能需要从领域知识和软件入手,补偿硬件上的短板。最终还是需要芯片跟上,才能会攻6G高地。 , C/ U/ c6 f4 z! {1 W! z m4 g2 K$ q" ^% f
中国市场作为销路对美国芯片不可靠,但会是中国高端芯片发展的另一半动力。 ; u' o. g, ?& I9 n8 }7 p q1 I. g: t% C- r* P( E
美国芯片还可以向印度和越南出口,两家正在成为紧追中国的手机大国。但越南手机集中在三星,三星自己提供芯片,美国较难插足。印度手机则有强制合资和强制技术转移的问题,因为印度不满足于挣辛苦钱,要通过合资和技术转移打造自己的工业化,这是美国不愿意的。一个中国已经够头大,再跟进一个印度,Pax Americana就要绷不住了。# v1 i. L7 v3 x5 s) y' t
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芯片技术发展状态对比(图源:IC Insight)# K4 s- K" k, k0 |7 r) @, j: ]
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中芯已经成为世界主要芯片玩家,可喜可贺。但也排名较后,跑在格罗方德和联电前面,落后于英特尔、三星、台积电。% W: Y1 P2 o/ W. f
$ A7 B4 d, ^! ~. y中国在半导体方面的竞争力赤字归根到底来自于起步晚、投资少。中国近10年的投资力度极大加强了,但毕竟只有10年,实际上力度也不及美国。美国半导体是从60年代开始发展的,已经50多年了。这是美国的刀锋产业,投资和人力资源倾斜的重点。; z/ M) j3 q2 V. K
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! u: a( T' Z' \2022年前4个月,中国芯片进口已经比2021年同期下降11.4%,从2100亿片下降为1860亿片,这是中国芯片“抢占华北根据地”和“挺进东北”的结果。比如说,在物联网芯片方面,中国大陆的紫光展锐和ASR分别为世界第二、第三,合计份额36.5%,非常接近高通的37.9%。5G射频芯片、电源芯片、ISP芯片正在白菜化,汽车芯片、洗衣机和空调控制器芯片已经大举国产替代,2021年芯片自足率达到36%,新增产能还在继续上线,2021年中国大陆已经超过韩国和中国台湾成为世界半导体制造设备第一大买家。! w+ s# ~* l) W: i
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在某种意义上,正是这种势头“迫使”美国发动号称史上最严厉的禁运。美国对中国半导体从“吊打”转入短兵相接,反映的不是自信和领先,而是“兵临城下”。 4 [6 Z' [: d3 I! r3 Y f 4 y" c! p7 ^& T2 b对美国来说,保持半导体继续领先不仅是军事需要,也是经济需要。 9 X8 s5 S. I5 h 5 O' | P+ k( D( K