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? 有成熟的非美國(guó)供應(yīng)商的半導(dǎo)體元件。
短期內(nèi),中國(guó)設(shè)備制造商將把采購(gòu)轉(zhuǎn)向或歐洲其他地區(qū)的現(xiàn)有供應(yīng)商。當(dāng)然前提是假設(shè)這些海外供應(yīng)商繼續(xù)不受限制地使用美國(guó)開發(fā)的設(shè)計(jì)工具和制造設(shè)備,與中國(guó)客戶做生意也不受限制。中長(zhǎng)期看來(lái),中國(guó)可能會(huì)尋求完全或部分地用國(guó)應(yīng)商取代第三國(guó)供應(yīng)商,以實(shí)現(xiàn)其半導(dǎo)體自給自足的既定目標(biāo)。總體而言,12個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)品類別(國(guó)需求的45%)屬于這一類。
? 沒有非美國(guó)供應(yīng)商可替代的半導(dǎo)體元件。
國(guó)需求27%的9個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)品類別符合這一描述。中國(guó)將不得不加快本土替代供應(yīng)商的開發(fā)。在某些情況下,中國(guó)消費(fèi)者可以用其它芯片替代美國(guó)的處理器。例如,中國(guó)公司可以設(shè)計(jì)自己的集成電路,來(lái)代替美國(guó)的CPU、GPU和FPGA。事實(shí)上,一些的中國(guó)公司已經(jīng)在人工智能領(lǐng)域這樣做了。另一種選擇是開發(fā)基于不受美國(guó)出口管制的架構(gòu)的處理器,例如RISC-V開源架構(gòu)。這種高度復(fù)雜的半導(dǎo)體產(chǎn)品需要的設(shè)計(jì)工具,而目前只有美國(guó)的供應(yīng)商可以提供這些工具,因此中國(guó)必須自行開發(fā)一套設(shè)計(jì)工具,或者從第三國(guó)尋找能夠設(shè)計(jì)這些關(guān)鍵替代元件的新供應(yīng)商。
在技術(shù)脫鉤的情況下,中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈將呈現(xiàn)出截然不同的面貌。(見表9)中國(guó)可以繼續(xù)接觸和歐洲的半導(dǎo)體供應(yīng)商和代工廠,這些供應(yīng)商和代工廠將繼續(xù)使用美國(guó)供應(yīng)商的設(shè)計(jì)工具和制造設(shè)備,從某種程度上說(shuō),中國(guó)設(shè)備制造商預(yù)計(jì)受到的干擾,在中長(zhǎng)期內(nèi)將在一定程度上受到限制。
除了轉(zhuǎn)換到需要快速提高產(chǎn)能以應(yīng)對(duì)需求激增的新供應(yīng)商的短期動(dòng)蕩之外,中國(guó)面臨的主要挑戰(zhàn)將是為計(jì)算密集型應(yīng)用開發(fā)可行的替代高性能處理器,與或歐洲其他地區(qū)的新供應(yīng)商密切合作,這些供應(yīng)商可以使用美國(guó)供應(yīng)商提供的設(shè)計(jì)工具。
中國(guó)已經(jīng)在這方面取得了進(jìn)展,使用了非美國(guó)的架構(gòu)來(lái)建造神威超級(jí)計(jì)算機(jī)處理器。歐洲的歐洲處理器計(jì)劃和富士通的K和Post-K超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)劃表明,歐洲和國(guó)家自己也在積努力擺脫美國(guó)的CPU供應(yīng)商和架構(gòu)。

SMT設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程
自1985年開始引進(jìn)SMT生產(chǎn)線批量生產(chǎn)彩電調(diào)諧器以來(lái),中國(guó)電子制造業(yè)應(yīng)用SMT技術(shù)已近30年。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)SMT生產(chǎn)線大約5萬(wàn)條,貼片機(jī)總保有量超過10萬(wàn)臺(tái),自動(dòng)貼片機(jī)市場(chǎng)已占全球40%,成為全球大、重要的SMT市場(chǎng)。
焊接、檢測(cè)和印刷設(shè)備已經(jīng)接近國(guó)際水平。
2005年以來(lái),國(guó)內(nèi)SMT設(shè)備企業(yè)在印刷機(jī)、焊接、檢測(cè)等SMT設(shè)備方面已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,并憑借市場(chǎng)價(jià)格優(yōu)勢(shì)占據(jù)70%~80%的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額。
錫膏印刷機(jī)方面,國(guó)內(nèi)早由日東研制成功。近年眾多民營(yíng)企業(yè)參與研制,已有多個(gè)品種問世,達(dá)到世界中上等水平。2006年?yáng)|莞凱格精密機(jī)械公司推出全自動(dòng)印刷機(jī),很快成為國(guó)內(nèi)。
焊接設(shè)備方面,國(guó)內(nèi)研發(fā)與制造起步很早,無(wú)鉛焊接設(shè)備已達(dá)到國(guó)際水平,成為我國(guó)表面貼裝設(shè)備市場(chǎng)中具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。目前,低端市場(chǎng)都由國(guó)產(chǎn)占領(lǐng),市場(chǎng)仍為國(guó)外所壟斷(在穩(wěn)定性方面,與國(guó)外水平存在一定差距。比如,某國(guó)外回流爐廠商橫向溫差僅為0.5度,而國(guó)內(nèi)高水平高達(dá)2度)。
AOI設(shè)備方面,2010年之前國(guó)內(nèi)AOI市場(chǎng)幾乎由國(guó)外20多種設(shè)備壟斷,東莞神州視覺率先研發(fā)成功國(guó)內(nèi)款A(yù)OI設(shè)備Aleader系列,至今已累計(jì)銷售4000多臺(tái),年銷售達(dá)到600~700臺(tái)的水平。
X-Ray檢測(cè)設(shè)備方面,國(guó)內(nèi)起步較晚,日聯(lián)科技自2006年進(jìn)入該領(lǐng)域以來(lái),已于2008年實(shí)現(xiàn)核心部件的,達(dá)到水平。目前,公司產(chǎn)品年出貨量達(dá)到400多臺(tái)。
貼片機(jī)仍依賴進(jìn)口,其中六成以上來(lái)自日本。
貼片機(jī)是SMT生產(chǎn)線為關(guān)鍵、技術(shù)和穩(wěn)定性要求高的設(shè)備。十多年來(lái),中國(guó)企業(yè)仍處于摸索階段和樣機(jī)試制階段,一直未推出通過中試的成熟產(chǎn)品,幾乎依靠進(jìn)口(除小型的LED貼片機(jī));在華國(guó)外企業(yè)將核心貼片機(jī)的生產(chǎn)放
在國(guó)外,在華工廠主要負(fù)責(zé)周邊設(shè)備生產(chǎn)及貼片機(jī)維護(hù)、調(diào)試等服務(wù)。
圖2 2001~2013年中國(guó)自動(dòng)貼片機(jī)進(jìn)口情況
2013年,國(guó)內(nèi)自動(dòng)貼片機(jī)進(jìn)口金額達(dá)到13.01億美元,進(jìn)口來(lái)源國(guó)主要為日本,占比達(dá)到65.2%;從韓國(guó)、德國(guó)、新加坡、美國(guó)、荷蘭進(jìn)口占別為17.9%、6.1%、3.7%、1.3%、0.8%。
圖3 2013年中國(guó)進(jìn)口自動(dòng)貼片機(jī)國(guó)別和地區(qū)分布

2013年成立的中國(guó)公司大陸在為加密和區(qū)塊鏈應(yīng)用設(shè)計(jì)定制芯片,已成為全球。
在人工智能領(lǐng)域,百度、阿里巴巴和騰訊等一批擁有深厚軟件知識(shí)的大型中國(guó)新品種設(shè)計(jì)公司、企業(yè)硬件供應(yīng)商和互聯(lián)網(wǎng)巨頭,正在投資開發(fā)自己的集成硬件和軟件的ASIC芯片。
在內(nèi)存方面,清華大學(xué)集團(tuán)旗下子公司長(zhǎng)江存儲(chǔ)成立于2016年,其目標(biāo)是在新興的3D NAND閃存領(lǐng)域取得突破,擁有自己的架構(gòu)。
在制造業(yè),中國(guó)計(jì)劃在未來(lái)五年內(nèi)將裝機(jī)容量翻一番,占全球預(yù)計(jì)新增總?cè)萘康?5%以上。加上中國(guó)大陸目前在組裝和測(cè)試服務(wù)業(yè)的強(qiáng)勢(shì)地位,這種制造能力的大幅擴(kuò)張可能會(huì)使中國(guó)大陸在2023年成為世界上大的半導(dǎo)體產(chǎn)出地區(qū)。預(yù)計(jì)中國(guó)企業(yè)將占國(guó)內(nèi)新增產(chǎn)能的60%左右,其余產(chǎn)能將由外國(guó)企業(yè)在中國(guó)建設(shè)。因此,預(yù)計(jì)中國(guó)企業(yè)在半導(dǎo)體制造業(yè)(包括鑄造廠和IDM)的全球份額將從2018年的3%提高到2023年的7%。
中國(guó)在一個(gè)國(guó)家量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室上投入4億美元,申請(qǐng)的量子幾乎是美國(guó)近年來(lái)的兩倍。
鑒于以上這些發(fā)展,分析人士預(yù)計(jì),到2025年,中國(guó)將用本土設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體滿足25%至40%的國(guó)內(nèi)需求,這一比例將是目前水平的兩倍多。雖然這仍低于中國(guó)自己設(shè)置的70%自給率的目標(biāo),但將使美國(guó)在全球的份額下降2至5個(gè)百分點(diǎn)。

中韓崛起,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇
盡管美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)在全球擁有的地位,但它仍面臨著相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)。終端市場(chǎng)(如智能手機(jī)、個(gè)人電腦和消費(fèi)電子產(chǎn)品)的快速產(chǎn)品周期占半導(dǎo)體總需求的一半以上,這意味著美國(guó)半導(dǎo)體公司必須每年展開激烈競(jìng)爭(zhēng),以贏得每一代新設(shè)備的供應(yīng)合同。
全球行業(yè)分類共有32條半導(dǎo)體產(chǎn)品線,在占全球總需求的61%的其中18條產(chǎn)品線中,每條產(chǎn)品線都至少有一家非美國(guó)公司的全球市場(chǎng)份額達(dá)到或超過10%,這些企業(yè)將有可能替代美國(guó)供應(yīng)商。
目前,在處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)等產(chǎn)品領(lǐng)域,美國(guó)公司的總市場(chǎng)份額超過90%,但即便如此,美國(guó)也并不能在這些領(lǐng)域高枕無(wú)憂。因?yàn)槿虼罂蛻粼絹?lái)越多地為數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)自己的定制芯片,他們?nèi)找鎯A向于優(yōu)化被稱為應(yīng)用集成電路(asic)的芯片,以便在自己的大型硬件設(shè)備中使用。
此外,美國(guó)半導(dǎo)體公司面臨著來(lái)自韓國(guó)和中國(guó)日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)。自2009年以來(lái),韓國(guó)和中國(guó)的市場(chǎng)份額分別增長(zhǎng)了12%和3%。與此同時(shí),美國(guó)公司在美國(guó)本土市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也在加劇,歐洲和日本的主要半導(dǎo)體公司正在加大投資力度,通過重大收購(gòu)擴(kuò)大投資組合和業(yè)務(wù)。
韓國(guó)市場(chǎng)份額的增長(zhǎng),在一定程度上反映了市場(chǎng)對(duì)存儲(chǔ)產(chǎn)品需求的飆升。韓國(guó)兩家公司都是存儲(chǔ)產(chǎn)品領(lǐng)域的全球企業(yè)。三星在顯示驅(qū)動(dòng)、圖像傳感器和集成移動(dòng)處理器等一系列半導(dǎo)體產(chǎn)品領(lǐng)域的強(qiáng)勢(shì)擴(kuò)張,它既是公司不斷擴(kuò)大的消費(fèi)電子和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件產(chǎn)品組合的內(nèi)部供應(yīng)商,也是其他設(shè)備制造商的商業(yè)供應(yīng)商,這對(duì)韓國(guó)市場(chǎng)份額的增長(zhǎng)做出了貢獻(xiàn)。2019年3月,文在寅指示采取措施,提高該國(guó)在全球半導(dǎo)體行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,追趕存儲(chǔ)市場(chǎng)。
自本世紀(jì)初以來(lái),中國(guó)從初幾乎沒有任何半導(dǎo)體產(chǎn)品,到現(xiàn)在已經(jīng)在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)方面取得了穩(wěn)步進(jìn)展。幾十年來(lái),發(fā)展國(guó)家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),減輕對(duì)外國(guó)供應(yīng)商的依賴,一直是中國(guó)的政策重點(diǎn)。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)(CSIA)的數(shù)據(jù)顯示,過去五年中,中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)報(bào)告的總營(yíng)收以每年20%以上的速度增長(zhǎng)。除去外國(guó)半導(dǎo)體公司在中國(guó)的活動(dòng),2018年中國(guó)企業(yè)在全球半導(dǎo)體銷售和半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的整體份額僅為3-4%。無(wú)晶圓廠設(shè)計(jì)的進(jìn)步為顯著,近年來(lái),中國(guó)的無(wú)晶圓廠設(shè)計(jì)企業(yè)呈爆炸式增長(zhǎng)。CSIA報(bào)告稱,中國(guó)目前有1600多家本土企業(yè),占全球市場(chǎng)的份額總計(jì)13%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2010年的5%。
在需求方面,盡管行業(yè)報(bào)告和媒體經(jīng)常采用各種更高的數(shù)字來(lái)衡量中國(guó)市場(chǎng)的規(guī)模,我們相信,中國(guó)原始設(shè)備制造商(oem)生產(chǎn)的器件中所包含的半導(dǎo)體元件的價(jià)值,是衡量全球半導(dǎo)體需求中真正由中國(guó)驅(qū)動(dòng)部分的佳指標(biāo)。按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),中國(guó)目前占全球半導(dǎo)體需求的23%。這意味著,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)僅國(guó)終端設(shè)備制造商總需求的14%。
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