芯片产能过剩,芯片求着人买,发生概率有多大,我们能等吗?

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“川军团的豪杰们打拢了也凑不起这场仗,我的人凑不凑都不习惯这种仗。”

《我的团长我的团》其中的一句台词,面对一场必须接受的抗争,他们最后冲上去了。

前言

2020年后,依仗半导体领域技术、规模、知识产权的优势,对面那个大国对我们科技企业的打压,几近无以复加,华为和中芯,作为我们芯片产业设计和制造环节的龙头,深受遏制,2021年初,我们的半导体设备龙头中微公司,也开始面对类似华为和中芯最初的那种境遇。

被全链条的这样针对,目的是很明显的。

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受影响的绝不仅限于大陆的科技业。在过去的这两年,科技全球化带来的均衡价值链,以及其背后支撑所需的标准、规则、信用全部被破坏,科技创新也不可避免地被这种逆全球化趋势减缓。

华为缺芯后采取的库存囤积策略,在一段时间挤压了其他公司元器件需求的产能。其连锁反应使得更多的消费类电子企业,在供应链风险突增和疫情的双重影响下,纷纷调整了库存水位,抢芯片产能,于是全世界开始陷于芯片短缺的境地。

新技术及其实施规模,客观规律下总是在发展壮大的,尤其是全球的产业和政治都开始聚焦半导体领域时,也许有一天,芯片产能会过剩,随着其产业技术的革命性进步,芯片终会沙子价,但在目前的形势下,以半导体为方向的地缘科技战略的重要意义在深化,这种趋势造成的资源瓶颈越来越紧张,一段时间内看不到向缓特征

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本文汇集了一些行业现象和观点,探讨一下未来几年的半导体产业的发展趋势,当然限于水平,视界比较局限和狭隘,请大家指正:

1、半导体已成为现代生活以及世界商业和军事技术的关键,它必然成为科技争夺的焦点。

2、芯片供不应求的状态可能会延伸到未来5年。

3、半导体产业链各个区间,逐渐被领先地位的巨头企业把持,它们通过成熟技术的成本优势和技术壁垒,刻意保持与追逐者的差距。

4、半导体产业是典型的重资产行业,从砂子到电子,对基础学科和规模化工业的门槛要求很高。在未来几年,半导体设备和制造链条的规模增长速度,远远赶不上设计规模加大,5G和AI技术发展而造成的需求增长速度。

5、欧美日同时意识到半导体制造的链条瓶颈,主动性通过投资和合作,树立本土化思维,抢产能就是在抢夺未来工业科技的话语权。

6、尽管我们距离世界先进的差距很大,尽管半导体是必须依赖全球化的科技产业,但我们似乎又拥有落后但相对齐全的半导体内循环产业链基础,也许只有中国的半导体产业链兴起的那一天,才能出现芯片产能过剩甚至求买,打破芯片制造的桎梏,就像在艰难的全球疫情初期,中国制造为世界注入了力量

半导体在现代经济中的地位看高

芯片无处不在,半导体已成为我们现代生活以及世界商业和军事技术的关键。在过去的20年里,半导体业发生了非凡的创新,使全体消费者和工业界受益。在过去20年的全球化进程中,半导体全球价值链,已经发展成为所有产业中,国际一体化程度最高的产业。

芯片产业有设备、材料、集成电路设计、晶圆代工和封装测试五大领域。即便如华为那样优秀的企业,也只能在设计环节拥有世界级的实力。

根据美国半导体行业协会的数据,2019年全球芯片产业营收4123亿美元,美国公司高达47%。而2019年中国进口芯片3040亿美元,超过石油成为进口商品的第一大品类,我们出口赚的外汇,主要用来购买芯片了。

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过去十年中,美国半导体工业在研发领域投资 3120 亿美元,仅 2018 年就达 390 亿美元,这几乎是世界其他国家在半导体研发领域投资总额的两倍。不得不承认,美国在半导体产业中确实有着先足的优势:美国趋向于专注于半导体设计以及高端设备制造,拥有大量的泛半导体领域内的知识产权。这是他们可以将芯片政治化的资本。

但同时,半导体产业是世界产业中最复杂,地理位置最分散的价值链。打压我们,使得这条产业链开始非理性波动,过去几十年取得的产业效率被抹杀,美国深受反噬。

比如:有越来越多竞争对手,把不受美出口管制当作推销半导体产品的优势。当美商英伟达宣布将要收购Arm的时候,开放架构RISC-V开始备受青睐。

芯片产能供不应求,也许会影响未来5年

晶圆代工厂力积电董事长黄崇仁表示:未来五年晶圆代工产能会是兵家必争之地,没有产能的IC设计厂会营运很辛苦。

当下的缺芯现象已经开始令人乍舌:

1、某晶圆台企提前预售2021年二季度的8寸晶圆代工产能,竟然是以“竞标”的形式,价高者得之。竞标加价的幅度在30%-40%。

2、作为设计公司,联发科为了巩固电源管理IC产能,自掏腰包16.2亿元新台币采购半导体设备,租给晶圆代工厂抢产能。

3、由于芯片供应短缺,很多核心车载芯片花钱也买不到了。大众、丰田、福特、菲亚特、日产等全球知名车企纷纷宣布因为芯片缺货,将不得不减产,估计今年上半年全球汽车工业将减产450万辆。

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云端服务、服务器、笔记本电脑、游戏及医疗科技需求成长,5G、物联网、汽车及人工智能(AI)快速发展,带动芯片需求的激增。缺芯已经开始影响到手机等消费类行业,后知后觉的车企当然是首当其冲的受害者。

供需不平衡将会导致半导体市场发生结构性转变,需求成长幅度大于产能增加幅度的结构性问题,短期内难以解决,半导体产能供不应求也许会影响到未来5年。

与其他暂时的商业现象不同的是:半导体产能供不应求不是景气循环周期性的问题,而是结构上的问题,这必须是全球产业界的合力才能解决的问题,至少在最近几年内,还无法对芯片产能产生乐观情绪,但这种供需现象,对迫切需要前行的大陆半导体来说,无疑是大好机遇。

半导体产业链各个区间,被海外巨头企业把持

EDA设计工具

EDA软件被美国的三大巨头Cadence、Synopsis及Mentor垄断,这一直是我们的芯片设计,无法完全去美化的最大短板。

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2019全球半导体设备供应商排名

设备

半导体设备技术壁垒极高,目前被美国、日本和荷兰的巨头垄断。这些龙头公司起步早,整个行业也被他们高度垄断、强者恒强,相应产品也已经成为事实上的行业标准。

材料

硅基材、CMP抛光材料、高纯试剂(用于显影、清洗、剥离、刻蚀)、特种气体、光刻胶、掩膜版、封装材料,这些半导体材料占据集成电路成本的20%。

经历相同的被遏制过程后,日本隐忍起来,转移到半导体产业链的上游,以匠人精神占据半导体高端材料的顶部。目前,日美德在全球半导体材料供应上占主导地位。

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芯片生产

世界五大晶圆厂产能,已经占全球市场的半壁江山,请注意,这5大晶圆厂没有我们的中芯国际。2020年12月,三星、台积电、镁光、SK、铠侠五家公司的总产能,占全球晶圆总产能的54%,而2019年时这个比例只有36%,集中度越来越高。

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半导体的巨头把持着产业链的咽喉要道,它们通过成熟技术的成本优势和技术壁垒,始终保持与追逐者的差距,这种态势下,很难出现格局的打破者

比如台积电在芯片制造方向上,拥有一骑绝尘的技术,甚至需要担当起高规格元器件的研发生产任务。据传,苹果与台积电合作开发 Micro OLED 面板,其技术需求较以往的OLED 高很多,这个挑战需要依仗台积电的先进生产与封装技术,若顺利,台积电又将握有新一代关键性技术。

在时间面前,等待或放弃追赶,只能使差距大到望洋兴叹。市场被高端玩家驾驭,下游用户只能受制于人。

芯片产能的增长速度,远远赶不上需求的增长速度

半导体行业协会在12月表示,到2021年,全球芯片销售额将在2020年的4330亿美元规模上增长8.4%,而2019年到2020年的增长幅度为5.1%。

但预估全球晶圆代工产能,2021年产值成长只有6%,尽管这也是创新高。

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加上新工艺的研发费用,每一座晶圆代工厂的建造成本都在几百亿美元以上。比如2018年中芯在上海建设的12英寸芯片生产线,投资超过100亿美元,2019年台积电正在建设的3纳米制程工厂,投资超过190亿美元。

16nm /14nm芯片的平均IC设计成本约为8000万美元,上一代的28nm IC约为3000万美元,而7nm芯片则需要2.71亿美元。

具有领先技术、节点优势的顶级公司将蓬勃发展,根据自己的意愿和上层影响力分配产能,这种状况,寄希望新生力量来打破,何其艰难

美欧日都主动瞄准本地化生产线

尽管硅谷是半导体行业的发源地,但由于高昂的建造成本和亚洲地区提供的大量激励措施,近几十年来,大部分工业投资都流向了亚洲。但在全球半导体产业发生变革后的今天,制造对半导体行业的发展显得越发重要。美日这些老牌半导体强国,重拾对半导体制造的重视。

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去年,欧洲17国联合签署《欧洲处理器和半导体科技计划联合声明》,以增强欧洲的电子产品和嵌入式系统的价值链。并致力于打造和拥有先进节点制造能力的工厂。

美曾经邀请 Intel公司重拾代工业务,以期塑造本土企业芯片制造的向心力。台积电在各方影响下,将在亚利桑那州建设价值120亿美元的芯片制造厂,三星电子紧随其后,它将在得州投资100亿美元建立3nm生产线。

在日经产省极力的邀请下,台积电计划将在日本东京设立先进封测厂。消息称,双方将会成立合资公司来进行营运,出资各半。这座封测厂很有可能是台积电在台以外的首座封测厂。

半导体产能才是芯片链条的瓶颈,抢产能就是在抢夺未来工业科技的话语权。

除了自强,别无选择,好在我们拥有发展半导体全链条的工业基础

根据美国半导体行业协会的数据,2019年全球芯片产业营收4123亿美元,美国公司高达47%,而中国大陆芯片公司只占了5%。更需要认清的现实是:我国这5%的市场份额,还处于芯片产业链的低端。从芯片产业的基础软件、底层架构、光刻胶及配套试剂等芯片材料,再到高端显示芯片、大容量内存芯片、基础操作系统、集成电路专用装备和高精度加工设备,中国依赖进口。

封锁带来的困局需要正视。

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半导体是一个全球性的行业,没有任何一个国家能单独提供整个行业供应链。但我们不主动在产业链具备一定的实力,封锁不会自动解去。而我们的优势在于拥有庞大的市场以及相对完备的产业链配套的生态。

打破芯片产业技术封锁困局的关键在于人才培养,在于基础学科的进步。有数据指出:我国集成电路人才到2022年,芯片专业人才缺口仍将近25万。

写在最后

面对前所未有的压力,只能正面迎战,躲避及退让是不可取的,首先是生存,坚持是关键。

我们有太多的期望,中国已经融入科技全球化体系,不可能走回头路。只有国产化上形成突破,才能谈起全球化,甚至让芯片产业全球化,回到它本来应有的样子,这大概是我们被赋予的高阶使命吧

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投稿时间:2021-02-21  最后更新:2021-02-21

标签:芯片   华为   美国   产能   产业链   概率   半导体   发生   美元   产业   全球   技术

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