B体育长期以来,半导体就是一个高度全球化的产业,在这个一体化的全球供应链中,所有国家和地区相互依存,各区域根据其相对优势在供应链中发挥不同的作用和价值。
从1965年摩尔定律的提出,至今快60年,半导体发展轨迹一直遵循着全球化的趋势发展,从美国、欧洲、日本、韩国、中国台湾到中国大陆,这是全球专业分工和地区分工的结果,没有一个国家能单独完成整个半导体产业链的生态系统。
但从2017-2018年开始的贸易战,以及后续全球疫情、俄乌冲突、缺芯潮等一系列事件,造成了半导体产业的逆全球化思维。
芯片产业的重要性日益凸显伴随着产业局势复杂性升级,新一轮大国竞备半导体也拉开了序幕。半导体产业呈现出“逆全球化”的趋势以及脱钩现象产生,2022年达到了一个新高度。
2022年8月9日,美国正式签署《芯片与科学法案》;东亚各国以及欧盟也出台了类似支持芯片的法案及投资计划;2022年10月7日,BIS发布的半导体出口限制措施政策,对中国出口管制的禁令,范围之广前所未有,覆盖从产品、技术到人才,到终端应用以及投资。
半导体产业的持续“脱钩”导致主要芯片制造商开始寻求更多元化的供应链地点。与此同时,全球各科技大国也再次认识到半导体行业对”国运兴衰“的影响,美中日韩、欧洲发达国家,甚至东南亚各国都开始从国家战略高度部署半导体产业B体育,让其成为全球战略竞争的一个制高点。
在此背景和趋势下,全球各地区都试图争取在这场全球性竞争中拿到一张新船票。
根据半导体工业协会 (SIA) 的数据,美国在全球半导体制造能力中的份额从1990年的37%下降到了2021年的12%,但全球销售的芯片中约有48%是在美国设计的B体育,这种差距对美国国家安全和经济带来了重大风险。因此,业内和政界人士都开始呼吁在美国建立半导体工厂。
美国《芯片和科学法案》的制造业激励措施就是致力于将半导体制造业带回美国。
受其推动,目前包括英特尔、三星、台积电、格芯和德州仪器等在内的多家公司正在美国建设和装备新的晶圆厂。据统计,自美国政府颁布了《芯片和科学法案》以来,行业公司在美国的半导体产业投资起来已经超过了两千亿美元。
其中,英特尔在美国投资超过 400 亿美元,正在建设四个芯片生产工厂,两个在亚利桑那州(Fab 52和Fab 62),两个在俄亥俄州,以及一个在新墨西哥州的先进封装工厂。
台积电于2020年年中宣布在亚利桑那州凤凰城附近建造具备5nm能力的晶圆厂计划时引起了轰动,被认为是其战略上的重大转变。台积电将在未来多年内分六个阶段建设其Fab 21,预计*阶段将于2024年初上线系列工艺技术生产芯片,但预计后续阶段将采用更先进的节点。
三星代工部门于2005年在美国成立,自2009年以来一直在为德克萨斯州奥斯汀的三星和第三方客户生产芯片。2021年底,三星宣布计划在得克萨斯州泰勒附近建造一座全新的晶圆厂,该项目将耗资170亿美元,预计将于2024年下半年上线。
GlobalFoundries表示将在纽约马耳他建立一个全新的晶圆厂,以公私合作的方式支持不断增长的需求。鉴于 GlobalFoundries 专注于专用节点,预计新的芯片工厂将针对各种先进的专用制造技术。前不久,GlobalFoundries表示将需要美国政府提供财政支持,以快速在纽约建造和装备新工厂。
为了满足对其产品不断增长的需求,德州仪器(TI)于今年5月开始在得克萨斯州谢尔曼附近建造其新的大型工厂,将花费TI约300亿美元并跨越十年。新工厂将分四个阶段建设,*座晶圆厂将于2025年投产,这将是得克萨斯州有史以来*的经济项目。地方当局批准了一项激励计划,该计划在工厂的前30年中减免TI 90%的财产税。
此外,TI已经在得克萨斯州拥有三个300毫米半导体生产设施(包括达拉斯的DMOS6、理查森的RFab Phase 1和即将完工的理查森的RFab Phase 2),因此它可以在各州之间共享工程人才。此外,TI的供应商也位于当地,因此新芯片工厂的材料和其他货物将更容易获得。
综合来看,经过多年的停滞,美国迎来了全新的芯片工厂。到2025年,英特尔、台积电、三星、格芯、TI等企业将在美国晶圆厂投入超过700亿美元。
根据SEMI报告,由于多家芯片制造商开始为其在美国的新晶圆厂支付设备费用,北美在*季度的晶圆厂设备 (WFE) 支出增长居世界首位,同比增长 50%。
在今年4月25日,美国国家标准与技术研究院 (NIST)还公布了美国国家半导体技术中心(NSTC)战略,该战略是美国《芯片和科学法案》研发部分的一个重要方面,其目标是扩大美国在半导体技术领域的领导地位、减少从设计到商业化的时间和成本、建立和维持半导体员工发展体系。
可以理解为,《芯片和科学法案》的制造业激励措施将把半导体制造业带回美国,但由美国国家半导体技术中心领导的强大研发生态系统将使其留在美国。
从产业链现状来看,2022年,总部位于美国的半导体公司占据了半导体总市场份额的48.0%,是所有国家半导体行业中最多的。
在所有主要的国家和地区半导体市场,总部位于美国的公司也占据了销售市场份额的*地位。
而在很大程度上,如此大规模的投资是由几个因素促成的:地方当局的激励措施、芯片法案支持的政府补贴、工程人才的可用性以及现有的半导体生产供应链。其他原因包括地缘政治紧张局势和制造基地多元化的必要性。
1990年,日本半导体企业在全球前10名中占据了6席,到了2018年,榜单上已经看不到日本公司的身影。
美国半导体杂志EE Times发表的文章《永别了,日本半导体产业》评论道:“日本作为一个整体,已经成为全球半导体市场的小角色。”
曾经在半导体领域*全球的日本,在近20年来逐渐失去了优势。日本半导体产品占全球半导体市场的份额从1990年的50%下降到2020年的10%,这一变化也充分说明了上述问题。
虽然日本半导体产业的荣光已不如30年前,但在全球半导体市场上的地位依旧不容小觑。纵观半导体产业链流程,日本在产业链上游的设备和材料生产领域均有不俗表现。
整体而言,日本半导体产业链比较完善,并且在设备和材料的细分领域具有不可撼动的地位。不过,如果想要重新夺得半导体产业大国的桂冠,日本还需要补上关键的拼图——先进芯片制造能力。
2023年5月18日,日本首相与台积电、三星、美光、英特尔、IBM、应用材料以及比利时微电子研究中心imec七家半导体业界重要*举行了会谈。日本政府希望各厂扩大对日本直接投资,而日本政府将对半导体产业提供支持。
美光宣布将投资5000亿日元在日本广岛设立*进节点的DRAM工厂,并导入关键的EUV设备,成为全球首家把EUV设备带入日本的半导体企业。自2013年以来,美光已经在日本投资超过130亿美元,其中包括去年宣布的1-β存储芯片。广岛工厂将在美光1γ节点的开发中发挥关键作用,预计从2024年起,EUV将在日本的1γ节点上投入生产。对此,日本将补贴约15亿美元,以帮助其在日本生产下一代存储芯片。
台积电正在日本熊本县建设工厂,还计划建设第2工厂;三星电子将投资超过300亿日元,在神奈川县成立新的半导体研发基地;英特尔表示虽然当前没有赴日投资的具体计划,但正与日本政府针对投资进行讨论,直言“先进封装”能让日本能在全球半导体扮演更加重要的角色。
三菱电机还在熊本建设一座功率半导体工厂,计划于2026年4月投产。该公司还计划扩建另一家工厂,总投资约为 1000 亿日元;另一家日本公司Tokyo Electron正在建造一座用于芯片制造设备开发的新大楼,耗资约300亿日元,该设施计划于明年秋季完工。
半导体企业对日本的新投资计划已接连出台,如果加上已披露投资金额的业务计划,2021年以后半导体企业对日本的投资额将超过2万亿日元。这除了有助于半导体的稳定供应之外,还将为日本地方经济做出贡献。
日本政府制定了半导体和数字战略,预算了2万亿日元以推动产业发展,并鼓励主要半导体公司增加对其芯片行业的投资。目标是到2030年将半导体及相关产品的国内销售额增加两倍,达到15万亿日元。
同时,为了重振半导体产业,去年8月,丰田、索尼、瑞萨、NEC、软银等八家大型公司再次“合体”成立半导体研发企业Rapidus。日前Rapidus公司正式公布了未来的建设规划,将在日本北海道地区建立晶圆厂,2023年9月份开工,2024年6月份完成厂房基础设施并开始洁净室建设,2025年4月开始运营一条试验性生产线,并引进EUV光刻机等设备,目标是2027年开始大规模量产2nm工艺,这个进度规划比台积电、三星及英特尔量产2nm节点工艺只晚了1-2年。
为了实现这个目标,日本政府不仅巨额补贴Rapidus公司,同时还积极拉拢全球半导体公司投资、合作,表示将为这些合作伙伴提供优惠的税收和投资政策。
imec明确提出,计划在北海道设立研究基地以支援Rapidus,合作开发尖端光刻机技术(包括EUV光刻机),协助研发2nm工艺量产技术。
IBM宣布和Rapidus结成战略联盟,共同开发先进的2nm半导体,合作培训工程师和开发销售目的地。
美国应用材料(AMAT)表示:“未来数年将在日本招聘800名工程师,将人员增至目前的1.6倍”。着眼于力争在日本国内生产新一代半导体的Rapidus的工厂建设等,将充实相关体制B体育。
无论是花费数十亿美元鼓励台积电增加其在日本的芯片产能,还是各片巨头的力挺,以及为日本本土芯片企业Rapidus提供资金,这些都无一不在证明日本想要积极重振本土芯片产业,提高国际影响力,致力于恢复“存储芯片全球*”的野心。
不可否认的是,补足晶圆制造短板的日本,将会形成更加完善的半导体产业链,并且进一步拉动上下游相关厂商的发展。虽然现在日本不遗余力地重金砸向半导体,但是否行之有效,谁都无法判断。
一方面半导体工艺的研发需要巨额的资金投入和长期的技术积累。据估计,从45nm工艺跳跃到2nm工艺,需要投入至少1000亿美元,并且需要10年以上的时间。如果是做出1nm,投入的资源会更多。日本没有芯片制造基础优势,一切都得从头开始,10年时间还只是保守估计。
另一方面半导体工艺的研发需要高端的人才和设备。在过去20年中,由于市场萎缩和人才流失,日本在半导体领域缺乏足够的创新能力和竞争力。若日本解决不了人才需求的问题,一切都是白搭。
最后,关于客户,日本目前很少有使用2nm半导体的最终产品。为了确保目标代工业务的高质量客户,Rapidus需要争取台积电的主要客户,如苹果、英伟达、AMD和其他主要在美国的半导体公司的支持,建立销售渠道和确保人力资源以吸引这些全球公司的客户也是困难的问题。
需要指出的是,地缘政治摩擦之下,半导体地位凸显,尽管重振半导体的难度非常大,但现在不去补贴半导体,只会使日本经济前景更加渺茫。
说起印度半导体,可能很多人都不以为然,但实际上印度在芯片设计上的实力不容小觑。
得益于印度国内庞大的软件人才基础,包括高通、德州仪器、ARM等很多芯片设计公司都在班加罗尔设立了研发基地,印度研究机构Business Standerd的一份报告中提到,这个素有“印度硅谷”之称的城市每年向全球输送超过2000款芯片设计方案。
然而,在芯片设计行业迅猛发展的同时,芯片制造的短板却始终没有得到解决。2007年,印度政府出台半导体新政:在印度经济特区内投资的半导体企业,10年内可享受20%的成本优惠补助,并可享受其他一些奖励政策,但这个愿景并没有实现。
近年来,随着印度国内电子信息产业的强势增长,以及此前全球“缺芯荒”对印度带来的影响,建立本土供应链成为各国各地区亟待解决的问题,印度再一次把半导体制造提上了日程。
为此,印度在2021年12月宣布一项100亿美元芯片产业激励计划,旨在吸引全球芯片制造商投资设厂,印度政府将向符合条件的企业提供最高达项目成本50%的财政支持。
但印度政府起初只给企业45天申请财政支持的窗口时间,最终一共有几家企业提交了兴建印度芯片厂的补贴申请,分别是国际芯片财团ISMC、富士康-Vedanta合资企业,以及新加坡科技公司IGSS。
据透露,以色列芯片制造商高塔半导体主导的合资公司 ISMC 原计划投资 30 亿美元,在印度南部建立半导体基地。然而,在英特尔宣布收购高塔半导体之后,该项目便被搁置,这也让印度国产半导体计划再度遇挫。
此外,富士康与印度矿业公司Vedanta的申请也有类似的问题,他们原本希望通过意法半导体的技术授权满足补贴要求,但印度政府希望意法半导体能更深入地参与项目,例如持有印度工厂的股份。知情人士透露,意法半导体对此并没有兴趣,这也导致谈判处于悬而未决的状态。
这两项计划就是印度国产芯片计划的主要部分,但如今该计划的一部分彻底破灭,另一部分进度也十分缓慢。
此前还有报道称,印度政府准备否决鸿海和Vedanta合建28nm半导体晶圆厂的补助申请。从当前种种迹象来看,可以说印度芯片制造计划几乎破产。
印度半导体产业仍在发展中B体育。据业界团体印度电子半导体协会预测,印度2026年的半导体市场规模为640亿美元,将达到2021年的2倍以上。其中大部分仅限于设计等部分工序,距离自主供应半导体完成品的体制还很遥远,现在完成目标的时间正变得越来越紧迫。
上述企业都没有取得明显建设进展,印度计划允许企业再次申请,直到100亿美元激励计划用完为止。
随后,印度接连推出“印度制造”计划,扶持本国重点企业。如今,印度仍在尝试在半导体产业链体系构建中复制当年手机行业的做法。
目前全球各国和地区都深刻认识到半导体在政治、经济安全中的重要性。因此,除了印度百亿美元补贴计划,美国、欧盟、中国、韩国、日本等实际上也都有相应的补贴政策,旨在加强本土半导体供应链的安全。印度发展半导体也有“同槽抢食”之嫌,但其基础薄弱的产业环境想必不会有多大的国际竞争力。
基础设施是半导体制造业的根基,不仅需要稳定可靠的电力、水资源供应,还需强大的交通物流设施支撑。而印度在这些方面问题百出。
半导体是一个是复杂的技术密集型行业,具有投资大、回报周期长、技术迭代快等特点。百亿美元的政策补贴终究杯水车薪,特别投建先进芯片工艺更是耗资巨大,更不用提构建完善齐全的半导体产业链体系。而印度整体起步低,不仅需要战略定力,还需较长的时间和庞大的资金支持。
税法随意性、行政运行效率低、行败等问题。在这一点上,美国商务部长雷蒙多也指出,“对于美印半导体合作而言,印度对于进口半导体零部件或其他电气元器件的高额关税,以及搞清楚中央和地方之间的规则差异,都是美国企业在印度面对的实际困难。”
印度并非全球产业链转移的“经济洼地”。除了印度之外,越南、印尼、马来西亚、新加坡等东南亚各国也是全球半导体产业链转移的重要目的地,特别是众多芯片大厂早已在该地区进行了布局,产业基础相对更好,而且区域小国也不易卷入全球政治地缘竞争中去。
整体来看,在发展半导体产业上,印度虽怀揣产业大国梦想,但挑战尚在。尤其是从目前进展来看,印度半导体产业正在经历“梦碎”时刻。
三星电子和SK海力士是全球存储芯片巨头,两大巨头的存储芯片产量与出口数据被视为韩国芯片产业的晴雨表。但随着近年来下游市场的变化以及行业需求低迷,作为韩国支柱性半导体产业的存储芯片景气程度正在逐渐下滑,出口也持续减少。这不仅拖累外贸增长,更影响了经济整体增速。
韩国开发研究院(KDI)发布的一份报告同样显示,近期韩国半导体行业景气低迷主要归因于存储芯片销售不振。今年*季度韩国系统芯片销售额同比减少11.1%,存储芯片大幅减少56.3%。
由于韩国半导体出口侧重于存储芯片,相对而言更容易受到该行业景气度波动的影响。据统计,韩国5月半导体出口额为73.7亿美元,较2022年同期锐减36.2%,已连续10个月下跌。
由于销售持续低迷,韩国半导体企业三星电子、SK海力士和东部高科的库存总额已经逼近50万亿韩元,同比增长了28.2%,创下有统计以来最高库存金额历史纪录。
随着库存过剩,半导体公司考虑采取加码投资的方式应对这一局面。据三星电子表示,该公司将增加在韩国以及其他地方的投资,以提高其生产线的效率和竞争力。SK海力士和东部高科也有类似的计划,希望通过增加投资来提高其在半导体市场上的地位。
5月9日,韩国科学技术信息通信部发布了首份芯片产业研发十年蓝图,明确了在新一代存储及逻辑芯片、先进封装等3个领域的技术进步目标,承诺支持半导体行业生产速度更快、更节能、更大容量的芯片,以保持全球主导地位,并在先进逻辑芯片方面获得竞争优势。
在此前的4月,韩国政府已经宣布将向芯片行业投资5635亿韩元,以支持该领域的人才培养、基础设施建设和技术研发。“十年蓝图”是对4月宣布的芯片战略的细化。此外,韩国政府也表示,该路线图也是近期与美国、日本就芯片、显示器等领域的达成的合作协议的“后续措施”。
一方面,韩国半导体的全球出口比重已经连续4年低于20%,今年前3个月更是跌至13.6%。另一方面,美国《芯片与科学法》的所谓“护栏”条款细则,这里面包含多个“不合理条款”,比如要求申请补贴的企业报送产量、前10大客户之类的敏感数据等。韩国在全球半导体业中的优势地位岌岌可危
深陷全球半导体产业周期循环。由于全球曾一度陷入芯片荒,导致制造商选择增加产能,生产更多芯片,最终造成供应过剩。现阶段韩国半导体业的库存天数达到约20周的创纪录时间,比过去一般仅5到6周的库存天数高出许多。世界半导体贸易统计组织预计,2023年的全球半导体市场规模将萎缩4.1%。全球半导体业疲软,加剧了人们对韩国半导体业未来的担忧。
存在明显的结构性问题。韩国企业更注重制造存储半导体和代工业,高性能的系统半导体供应能力不足。这种失衡性发展也加剧了人才聘用的瓶颈现象。为解决不平衡的产业结构,需要强大的人才支持,而这迄今尚未取得进展。而且,韩国半导体业对外依赖严重,比如60%以上的电子和化学系企业依赖日本技术和原材料。
还需更多国家支持。3月30日,韩国国会表决通过“韩版芯片法案”,给予半导体企业更高的所得税税额抵免率。根据新规,中小企业的投资抵免率由目前的16%提高到25%,中型骨干企业和大企业由8%提高到15%。尽管如此,与其欧美国家相比,韩国对半导体业的实际支持还有不少提升空间。
今年3月韩国半导体出口继今年1月(-44.5%)和2月(-42.5%)之后持续大幅减少(-34.5%);对华出口在3月也下滑33.4%,连跌10个月。
从当前形势来看,韩国半导体业被迫在美国补助金和中国投资之间“选边”,美国的这一策略让韩国想起上世纪80年代美国对日本半导体业的打击。
对韩国企业来说,放弃对中国市场的新增投资将意味着巨大的风险。中国是韩国半导体企业的重要市场,2022年,中韩贸易额达3622亿美元,韩国取代日本成为中国的第四大贸易伙伴。SK集团会长崔泰源、三星电子会长李在镕等前不久相继访问了中国。
看回国产半导体产业。2001年,随着电子设备生产转移到亚太地区,亚太市场的销售额超过了所有其他地区市场。
自此,中国半导体市场规模成倍增加,从398亿美元增加到2022年的3309.4亿美元。到目前为止,亚太地区*的国家市场是中国,中国占亚太市场的55%,占全球总市场的31%(这一数据仅反映半导体面向电子设备制造商的销售——含有半导体的最终电子产品随后被运往世界各地消费)。
上文提到,美国《芯片与科学法案》旨在鼓励在美国本土建设半导体生产企业;但另一方面则是限制和阻止国际半导体企业在中国的技术升级和增产。
2018年3月,美国政府对中兴、华为等企业的打压骤然升级,美国出口管制“实体名单”、加征关税等一系列政策和措施不断出台,加强构筑贸易壁垒。
再到2021年1月,拜登接过特朗普手中大棒,开启新一轮的攻势。今年以来,拜登政府在强化限制中国获得先进芯片方面更加不遗余力,包括美国众议院成立战略竞争特设委员会;美国召集日本、荷兰共同密谋并达成协议,日本、荷兰引入并采取美国已经启动的部分半导体对华出口限制措施;5月末,日本出台了针对23种半导体制造设备的出口管制...
美国在高科技芯片领域对中国的打压,不是简单的科技问题,更是对华战略的问题。美国塔夫茨大学教授克里斯托弗·米勒在他的《芯片战争》一书中表示,在大国竞争背景下,芯片和贸易、科技、资本等一样,成为战略竞争的重要内容。
这是美国鼓励芯片制造企业回流美国的原因所在,也是限制中国半导体产业发展的核心所在。
但对于海外半导体企业来讲,受整体行业大趋势的影响,全球芯片需求萎缩,国外企业都在寻找市场,如果失去中国庞大的市场,企业的损失也将难以承受。为此,它必将在美国的禁令和获取市场利润之间寻找平衡。美国最近对中国产业链的“脱钩”改为“去风险”,一方面是为了掩盖政策的“荒谬”;另一方面也客观上承认了完全“脱钩”不仅不可能,而且不符合美国的利益。在芯片领域的禁售,也面临同样的尴尬。
据数据统计,由于前几年对芯片产业的大量投入,中国本土芯片产量正在不断上涨、加速实现进口替代,尤其是比较成熟的芯片制程和中低端产品供应量已经很大,中国已经不太需要进口很多“大路货”的芯片,中国芯片进口量不断下滑。数据显示,2022年中国全年芯片产量超过3200亿颗,是全球重要的芯片制造基地,每天芯片产量已经突破了10亿颗。在2023年一季度B体育,中国芯片进口1082亿颗,降幅达23%。
在这样的形势下,“国产替代”成为近年来的行业主旋律,以及提升芯片本土制造能力和产能迫在眉睫。据SEMI统计,到2026年,全球将有96座新的晶圆厂建成(包括8英寸和12英寸厂),其中中国将新建26座晶圆厂,占比*。
与此同时,在大国竞相发力半导体产业的局势下,中国的半导体产业也正迎来新一轮大规模的政策和资金扶持。
据不完全统计,2023年以来,北京、上海、广东、江苏、浙江、湖北、深圳等多个重要省市陆续发布了鼓励集成电路发展的相关政策,或者将鼓励集成电路发展纳入当地政府报告。
对于中国半导体产业来说,在政策之外,还需要正视晶圆制造、半导体设备、材料等产业链环节中极为纵深的领域,需要耐得住寂寞和封锁,持续加大投入和创新力度,久久为功,善作善成。
当前,在这样充满不确定因素的“新常态”环境中,半导体“逆全球化”之风劲吹。
可以说,逆全球化的趋势推动并加剧全球半导体产业供应链的分裂与混乱,为全球芯片产业链供应链带来严重冲击。
全球围绕芯片产业的博弈还在加剧,随着新一轮半导体产能竞赛的再次上演,各国都渴望在这场技术革命的风暴中拔得头筹。