B体育上一篇文章,讲到芯片技术发展及硅谷的一些故事,本文希望从产业链转移的视角讲一下半导体发展的历史。
半导体产业起源于美国。回溯半导体产业的发展历史,我们可以看到,美国作为产业的创造者,拥有强大的技术创新优势,牢牢掌握产业链核心,逐步将价值相对较小的部分转移至其他国家和地区。其他国家和地区也在充分利用自身的优势努力向产业链上下游延伸,并通过竞争发展出不同的路径,演化成目前的世界半导体产业格局。
第一次是从20世纪70-80年代,由美国向日本转移,日本借助家电产业和大型机DRAM 市场,实现了对美国的赶超;
第二次是在20世纪80-90年代,由美国、日本向韩国以及台湾转移,韩国借助PC 及移动通信发展的东风,通过技术吸收创新与逆周期投资成为DRAM 的主要生产者,而台湾则通过在晶圆代工、封装测试领域的垂直分工奠定了半导体代工领域的龙头地位。
第三次转移,从美国、日本、韩国、台湾逐步向大陆转移,目前正在进行中,国产化也在逐步推进。
1、半导体产业在50年代起源于美国,最初主要应用在军事领域。美国从自身人力成本和扶持日本发展角度,率先将劳动力密集型的装配环节转移到日本进行。60年代后期随着军事领域需求趋于稳定,日本逐渐将半导体技术应用在家电等民用领域,实现崛起。日本政府联合多家企业开展超大规模集成电路项目(VLSI)等项目,集中优势人才,促进企业间相互交流和协作攻关,为之后的竞争铺平了道路。80年代,日本抓住大型机对DRAM 的需求,1986年超越美国成为全球第一的半导体生产大国。但90年代开始,在受到失去的“二十年”与美国切断技术支援和强势打开市场的打击同时,日本固执于大型机DRAM 技术而忽略PC、移动通信时代技术的改变,固守于IDM 模式而负重累累,疲于投资再创新。最终被韩国夺走DRAM 市场,被台湾依靠代工挤走更多制造份额。
日本半导体产业成功的经验在于:1)自主研发与技术引进相结合;2)宏观经济复苏,产业重心转向家电等快速发展的民用领域,抓住需求带动产业的发展;3)政府在政策扶持、协调发展与贸易保护等方面做出的巨大贡献。但90年代开始逐渐没落,主要是因为:1)经济发展停滞导致投资和需求不足,同时美国打破贸易保护;2)固守大型机时代的成功,错失新需求带来的行业拐点机遇;3)企业决策保守,偏重于IDM 模式,外部合作相对不足。
2、80年代,在韩国政府的支持下,三星、LG、现代(2001年分离出海力士)、和大宇(97年亚洲金融危机中破产)四大财阀开始进军半导体产业。韩国抓住PC 时代与移动通信时代高速发展期对存储器的巨大需求缺口,推动成立类似日本VLSI 的国家项目研究组,通过技术引进-模仿-创新完成学习过程,逐渐缩小与日本的差距,并于1994年全球首次推出256M DRAM,从此在DRAM 领域处于全球领先水平。除技术创新外,逆周期投资也是韩国半导体产业的崛起之道。在1987年和2008年两次存储器价格暴跌时,在政府税收减免等支持下,韩国两次开启逆周期投资模式,在低潮期大规模招揽人才、扩大产能,进而打击竞争对手。2017年,韩国9两大企业三星和海力士占据全球存储器约3/4的市场份额,三星超越英特尔成为全球最大的半导体厂商。
韩国半导体产业的成功经验在于:1)及时把握产业新的需求;2)集中政府与大财阀的资源进行产业重点突破;3)逆周期投资超越竞争对手。
3、中国台湾半导体产业几乎与韩国同时起步。在政府的支持下,初期主要进行封装测试服务。随着产业垂直分工趋势的深化,台积电开创了专业从事半导体制造的代工模式。代工模式可以迅速获得专利授权并打开市场,错开与美日韩半导体产业的发展重心,有效降低与产业强国的竞争。中国台湾积极参与代工把产业链延伸到岛内,发挥生产成本优势规模经济,成功巩固了全球代工龙头地位。同时制造业拉动并促成了上游设计产业和下游封装测试产业以及外围产业的大发展B体育。
中国台湾的成功经验在于:1)抓住产业垂直分工趋势;2)避开竞争红海,开创代工模式;3)龙头企业带动上下游发展。
4、我国的集成电路设计产业虽起步较晚,但凭借着巨大的市场需求、经济的稳定发展和有利的政策环境等众多优势条件,已成为全球集成电路设计行业市场增长的主要驱动力。2018年我国IC设计行业销售额达2519亿元,以2010年数据为基数,8年间复合增长率达27.36%,远超全球复核增速19.79个百分点,但总体规模合计才可匹及美国一家百亿美元规模的企业,整体市场规模相对较小。
从企业数量来看,我国IC 设计企业的数量自2012年以来逐年增加,并逐步进入到全球市场的主流竞争格局中。根据2018年中国IC 设计产业年终报告数据显示,截至2018年底,中国大陆(含香港特别行政区)IC设计企业达1698家,其中营业额小于1000万的最多,达到843家;1000-5000万的企业数量,合计为406家;5000万-1亿的企业占比14.19%,为241家;而营收>1亿的企业合计208家,占比12.25%,合计销售总和达到2017.64亿元,占全行业销售总和的79.85%。国产芯片自主化比例非常低,除了通信设备里因为海思和紫光展锐两个大公司存在有超过10%的比例之外,其他领域的自给率都非常的低,甚至很多的领域都是接近0%。此外,核心芯片缺乏,高端技术长期被国外厂商控制,导致我国芯片进出口差额呈持续扩大趋势,严重威胁国家安全战略。
中美贸易摩擦的实质为高新技术管制与打压。中美贸易摩擦的根本缘由在于中国经济的崛起、与美国贸易差额的加大以及在先进技术上的追赶,严重威胁到美国的主导地位。从2018年301调查到中兴、晋华事件,再到关税升级和华为事件,中美冲突不仅仅停留在贸易层面,根本缘由而是在于美国试图通过限制贸易和打压高科技公司来达到限制中国发展的目的,这也会加速国内芯片产业链的国产化进度。后期会详细讲解国内芯片产业链,所以在这里先简单提下。
总结日本、韩国和中国台湾的发展经验,可以看出后发国家和地区主要通过以下几个方面来实现产业的发展和超越:一是通过技术引进和自主研发相结合,集中资源进行产业突破;二是及时抓住产业新需求爆发带来的发展机遇;三是在行业低谷时逆周期投资超越竞争对手;四是随着产业发展,发挥比较优势,努力创新产业工作模式。
5、现状:尽管经历产业链的几次转移,但是美国在芯片产业链依然拥有惊人统治力。
半导体产业的发展历史,我们可以看到,美国作为产业的创造者,拥有强大的技术创新优势,牢牢掌握产业链核心,逐步将价值相对较小的部分转移至其他国家和地区。
全球15大半导体厂商名单,7家是美国厂商,两家是韩国厂商,两家是日本厂商,还有三家欧洲厂商,只有华为海思进入,名列第十四名。可见在半导体领域,还是美国最强,这是不争的事实了。
2018年美国芯片公司依然主导了整个芯片市场,全球市场份额占比超过50%B体育。IC 设计公司按照是否拥有工厂,分为无晶圆工厂的fabless 模式,有晶圆工厂的IDM 模式。美国无晶圆厂芯片公司占据全球68%分市场份额B体育,而美国有晶圆厂芯片公司占据全球46%分市场份额,两者合计市场份额为52%。排名第二的是韩国,无晶圆厂、有晶圆厂全球市场份额分别为不到1%、35%,合计市场份额27%。第三名的日本,无晶圆厂、有晶圆厂全球市场份额分别为不到1%、9%,合计市场份额7%。欧盟的无晶圆厂、有晶圆厂全球市场份额分别为2%、7%,合计市场份额6%。中国大陆,无晶圆厂、有晶圆厂全球市场份额分别为13%、不到1%,合计市场份额3%,中国大陆IC 公司主要为无晶圆厂公司。
总结芯片产业链的历次转移,都是在美国主导下进行,芯片产业链呈现出“一超多强”格局,美国在产业链依然位于顶端;中国大陆、韩国B体育、日本、台湾、欧洲在半导体某些领域处于领先,在产业链占据一席之地,在下一次技术革命中占据了先发优势B体育。
芯片的发展历史(二)从产业链转移回顾芯片的发展上一篇文章,讲到芯片技术发展及硅谷的一些故事,本文希望从产业链转移的视角讲一下半导体发展的历史。半导体产业起源于美国。回溯半导体产业的发展历史, 我们可以看到,美国作为产业的创造者,拥有强大的技术创新优势,牢牢掌握产业链...