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美国SIA报告解读中国半导体:投资力度超各国,封测、存储具国际竞争力

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芯东西(公众号:aichip001)
编译 |
高歌
编辑 |
Panken

芯东西7月26日消息,近日,中国“天问一号”火星探测器和“天宫”空间站相继开始了其科研探索任务。据报道,“天问一号”和“天宫”内部芯片主要为中国自主研发、生产,这既体现了中国半导体技术的进步,也引起了美国半导体产业协会(SIA)的关注。

本月,SIA发布了《盘点中国半导体产业(Taking Stock of China’s Semiconductor Industry)》白皮书。该白皮书共有7页,对中国半导体行业在全球供应链中的地位、发展前景以及投资等进行了解读。

SIA认为,中国半导体行业在封测和成熟制程逻辑芯片等领域已具有较强的市场竞争力,而在EDA工具、IP、半导体设备与材料等环节正快速进步、发展。白皮书写道,美国不应和中国轻易脱钩;相反,美国需要在技术领域加大投资,才能真正地取得竞争优势。以下是芯东西对SIA白皮书进行的完整编译。

一、中国半导体市场庞大,在封测环节已开始占有主动权

从整个电子产业链来看,中国拥有世界1/5的人口,是仅次于美国的第二大嵌入式半导体电子设备消费市场。庞大的市场也促进了中国的制造实力。中国是全球最大的电子制造中心,生产了全球36%的电子产品,包括智能手机、计算机、云服务器和电信基础设施等。

庞大制造帝国背后是全球化的半导体和ICT(信息与通信技术)供应链,各个厂商需要进口半导体器件、芯片然后进行组装,再将产品出口或用于国内销售。

尽管中国对于半导体的需求巨大,但本土芯片产业规模相对较小,仅占全球半导体总销售额的7.6%。本土芯片厂商主要面向消费、通信和工业终端市场,产品则多为分立器件(二极管、三极管、光电二极管等)、低端逻辑芯片和模拟芯片等。

2020年,中国半导体进口金额高达3780亿美元(约合2.45万亿人民币),这些半导体组装了全球1/4需要半导体的电子产品,占全球电视、PC和手机出口数量的30%-70%。


▲2019年按地区划分的全球半导体销售额

具体来说,中国厂商的身影较少出现在高端逻辑、先进模拟和前沿存储产品市场上。而在先进制程晶圆代工、EDA工具、IP核、半导体制造设备和材料等领域,中国厂商和国外巨头存在着较大的差距。

SIA称,中国代工厂商目前更专注于成熟制程,在半导体设备和材料等环节技术较为落后。


▲全球各地区半导体市场份额变化

尽管如此,中国半导体厂商也在部分市场中占有主动权。在半导体封装测试环节(OSAT),如长电科技等封测厂商已跻身全球前10。2020年中国OSAT厂商合计拥有全球38%的市场份额,且这些厂商已经展开了全球化布局,超过30%的制造设施都在中国之外。

此外,中国的芯片制造份额也在快速增长,在庞大的国内市场带动下,中国无晶圆厂(Fabless)设计公司和IDM厂商在中端移动处理器、基带、嵌入式CPU、网络处理器、传感器和功率器件方面取得了显著进展。

SIA数据显示,2020年中国公司已经占据了全球16%的无晶圆厂半导体市场份额,仅次于美国和台湾。由于芯片设计门槛较低,并且云与智能设备市场增速较快,也推动了中国企业在人工智能(AI)芯片设计上快速发展。当前,中国无晶圆厂企业已可以为AI、5G通信等各个领域设计7nm和5nm的芯片。

同时,中国也是重要的晶圆制造国,全球约23%的已安装晶圆产能位于中国,其中3成来自其他东亚国家的半导体厂商。虽然将近95%产能都是28nm以上的成熟制程,但是SIA认为,这些成熟制程对于全球数字化经济的贡献不应被忽视。


▲中国在全球半导体供应链中各环节所占份额

二、大基金是行业政策关键,半导体供应链迎来上市热潮

在白皮书的第二部分,SIA也重点提到了中国的半导体政策。2014年,中国工信部首次发布了《国家集成电路产业发展推进纲要》,从产业规模、技术能力、配套措施和企业培育4个方面,提出了中国集成电路产业发展的目标。

2015年,国务院又印发了《中国制造2025》战略文件,该战略文件提到集成电路及专用设备是新一代信息技术产业,较为关键,中国需要提升集成电路设计水平、丰富IP和设计工具、加强封测产业实力等。


▲大基金1期和2期投资半导体各环节份额

SIA认为,中国半导体产业政策的核心则是国家集成电路产业投资基金(俗称“大基金”)。大基金一期成立于2014年,注册资本为987.2亿元,募集资金达1387.2亿元;大基金二期成立于2019年10月,注册资本为2041.5亿元。迄今为止,大基金投资范围已经覆盖了集成电路产业的上、中、下游各个环节,主要集中于IDM企业和晶圆代工厂商。

大基金投资金额的69.7%用于半导体前道工艺环节,有效增加了中国在全球半导体生产中的份额。此外,中国还宣布成立了超过15个地方政府的集成电路基金,总金额高达250亿美元(约合1620亿人民币),加上大基金累计投资超过730亿美元(约合4732亿人民币),“是任何国家都无法比拟的”。


▲半导体各类型厂商所有权占比

这也使政府在半导体行业中有着举足轻重的影响力。事实上,中国半导体行业43%的注册资本由政府直接或间接持有。

而在各类投资、政府补助和低息贷款的支持下,中国半导体企业具有显著的运营成本。波士顿咨询集团的一份报告指出,在中国建造和运营晶圆厂的成本比在美国低37%。


▲各地区晶圆厂10年总成本对比

随着中美贸易关系的紧张,半导体也成为了中国战略布局的重点产业。半导体投资步伐也明显加快,仅2020年,中国就新增了2.28万余家半导体公司,相比2019年增长了195%。

2020年,还有40家半导体供应链厂商于上交所科创板上市,总融资金额达256亿美元(约合1659亿人民币)。


▲40家科创板上市企业类型与市值对比

三、晶圆装机容量占比将大幅提升,存储和成熟制程为突破口

在制造领域,由于大量资金的支持,中国新晶圆厂的数量也明显增多。据美国半导体市场研究机构VLSI统计,自2014年以来,中国企业已经宣布了110多个新晶圆厂的投资项目,承诺总投资金额达1960亿美元(约合1.27万亿人民币)。目前为止,已有40座晶圆厂已经建成投产,另有38条新产线在建,还有14个项目停工。

就今明两年来说,中国半导体产业2021年和2022年的资本支出将分别达到123亿美元和153亿美元(约合797亿和991亿人民币),占全球半导体资本支出总量的15%。而中国晶圆装机容量占全球总装机容量的比例将在未来十年内达到19%左右。


▲中国晶圆装机容量份额

白皮书中也提到在存储芯片和成熟制程逻辑芯片领域,晶圆厂的建设正在取得突破性成绩,并在全球市场中具有竞争力。

2016年以来,中国政府至少在内存晶圆厂上投资了160亿美元(约合1037亿人民币),以发展3D-NAND闪存和DRAM产业。根据VLSI的数据,未来10年,中国内存与代工产能的复合增长率将为14.7%。

同时,由于美国的出口管制,国产替代成为了中国半导体行业的大趋势,这也推动了无晶圆厂半导体企业、EDA公司、半导体制造设备和材料等环节的发展。

此前,多家中国芯片厂商宣布将针对政府服务器和PC市场开发自研GPU;在EDA领域,过去24个月内,就有超过8家初创公司成立,融资金额达4亿美元(约合26亿人民币);半导体制造设备方面,中国半导体设备未来有望实现40/28nm节点的国产替代。


▲中国20强EDA公司注册资本总金额与融资次数(左)、中国厂商与行业巨头在逻辑和存储领域的节点差距(右)

四、中美脱钩不可取,技术比拼将决定胜负

在白皮书最后,SIA建议美国半导体行业应当认真对待中国企业所发起的挑战,同时半导体是一个高度全球化的产业,美国不应当通过与中国贸易脱钩、限制出口等方式进行竞争。

最近的一项研究表面,如果与中国完全脱钩,或将导致美国芯片企业所占有的全球市场份额下降8%-18%。不仅美国芯片厂商的研发和资本支出将大幅削减,还会损失12.4万个工作岗位,最终丧失其行业领导地位。

SIA认为,如果美国想要真正地在竞争中取胜,需要回归技术领域,通过投资加强自身技术竞争力,并在那些能够改变游戏规则的领域中占得先机。

结语:行政禁令只能导致双输局面

面对中国半导体产业的快速发展,出于政治考虑,美国政府往往将其视为威胁,并通过行政禁令对中国厂商进行限制。SIA则指出,脱钩、行政限制并不能真正促使美国半导体企业发展,反而会使它们失去行业中的领导地位。

事实上,在半导体这个高度全球化的产业中,孤立、互相限制只能导致双输的局面。而制定公平竞争的规则,鼓励良性竞争、加大技术投入和创新则能够更好地支持半导体产业发展。

来源:SIA

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