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我国半导体产业发展仍任重道远!

2020-8-21 10:20| 发布者: luxin| 查看: 122| 评论: 0

半导体几乎是当今所有创新的基础,对一国经济发展、技术领先地位以及国家安全至关重要。当今,在日趋激烈的中美战略竞争中,“半导体”成为最重要的关键词!美方一直声称中国半导体的飞速发展正在挑战其全球半导体创新领导者地位、威胁其国家安全,各种自强+遏制措施频出。对此,我们不能一叶障目,中美半导体产业仍存在巨大差距,我半导体产业发展仍任重道远!

 
美国措施频出保其半导体全球创新地位

美国认为“其在半导体领域的领导地位是美国拥有全球最大经济体和最先进技术的重要原因”,然而近年来由于其他国家(主要是指中国)采取了诸多激励和资金支持政策致使其本土半导体产业迅猛发展,“尽管美国仍然是半导体设计和研发的全球领导者,但半导体制造的最大份额现在正在亚洲出现”,再加上新冠疫情全球蔓延、贸易政策的不稳定……美国半导体的全球领先地位正受到严峻挑战!

为在日趋激烈的全球竞争中维护美国半导体产业赖以生存的“良性创新周期”,永久保持美国全球创新领导地位,美国2020年以来动作频繁,尤其是对中国:一边加大对华围剿,试图以国家安全为由切断我半导体企业的供应链体系,阻碍我半导体企业向产业链高端转型升级;一边强化对本土私人市场的广泛干预,设立跨部门工作组、密集出台法案,加大研发投入等助推美企提升全球竞争力。

  • 2月,白宫科学技术政策办公室(OSTP)宣布设立跨部门工作组,以极大地推动半导体及其创新技术的创新。该跨部门工作组是美国政府为推进能源部(DOE)、国防部(DOD)、国防高级研究计划局(DARPA)、标准技术研究所(NIST)和国家科学基金会(NSF)等优先进行半导体研发而进行的努力的一部分。

  • 4月,美国商务部产业与安全局(BIS)修改《出口管理条例》,删除原条例中民用最终用户的许可例外(CIV),要求对D:1组国家(包括中国)出口商业管制清单(CCL)上的、管制原因为“国家安全”的物项实施许可要求。而美国管制物项中的许可例外 CIV 基本集中在第 类电子、第 类激光器和传感器、第 类航天器物项下。

  • 5月,美国 BIS 宣布修改其长期使用的外国生产的直接产品(FMDP)规则,更具战略性地遏制华为等中企获取半导体产品、技术和相关软件。

  • 5月,美国两党两院代表人士联合提出《无尽前沿法案》,主要内容包括:改造国家科学基金会,新设技术理事会;年内向国家科学和技术基金会NTSF投资 1000 亿美元,重点支持包括半导体在内的十大关键技术领域;向DOC拨款约 100 亿美元投资 1015 个区域技术中心。

  • 6月,美国两党两院共同提出《为美国半导体制造有益激励法案》(简称《美国芯片法案》),提议向 NSF 和 DOE 分别拨款 30 亿美元和 20 亿美元以推动半导体基础研究,向 DARPA 拨款 20 亿美元以支持电子复兴计划(ERI),向 DOC 拨款 50 亿美元创建国家先进封装制造研究所等。

  • 6月,美国两党议员共同提出《2020美国铸造法案》(AFA),拟向各州芯片制造业、国防芯片制造业投入共计 250 亿美元的资金,且特别提及禁止中国政府拥有、控制或以其他方式施加影响的企业获取该法案资助。

  • 7月,“美国-墨西哥-加拿大协议(USMCA”正式生效。该协议是第一个将美国半导体产业作为优先事项纳入其中的协议,将有助于加强数字经济,促进半导体行业贸易优先发展,并使美国企业和消费者受益。

……

中美半导体差距仍然巨大

美国半导体行业协会(SIA)最新发布的《2020年美国半导体行业现状》报告通过数据对比分析,揭示了美国半导体技术的先进和产业的强大,而另一方面也可以从中看出我国与美国在半导体领域的巨大差距。

  • 全球市场份额:美国 TOP1 占比 47%,中国 TOP6 占比 5%

世界半导体贸易统计(WSTS)的数据显示,2018年,全球半导体销售额创下破纪录的 4688 亿美元,2019年则因内存市场的周期性调整而下滑 12% 至 4123 亿美元。WSTS 预计,由于新冠病毒疫情对全球经济和供应链的影响,2020年全球半导体销售额将略增至 4260 亿美元,2021年将持续回升至 4520 亿美元。

在2019年 4123 亿美元的全球半导体销售额中,美国半导体产业占比高达 47%,而中国半导体产业全球销售额则低于美国、韩国、日本、欧盟和中国台湾地区,占比仅 5%。若细分到半导体器件类型微处理器/数字/逻辑器件的美国占比为 61%,中国为 9%;模拟器件美国 63%,中国低于 6%;存储器美国 23%,中国几乎为零;分离器件美国 23%,中国 5%。若按产业链上下游分工和商业模式划分美国在全球 IDM 市场的占比为 51%,无晶圆市场为 65%,半导体设备 40%,而在晶圆代工和封装测试方面相对较弱,分别占比 10% 和 15%。
 
  • 研发占销售收入的比例:美国TOP116.4%,中国TOP58.3%

1999~2019年,美国半导体产业的研发支出年复合增长率约为 6.6%,且无论销售周期如何,美国半导体公司的研发支出一直很高。2019年,美国半导体产业研发投资总额高达 398 亿美元。而就研发支出占销售额的百分比而言,美国半导体产业仅次于美国制药和生物技术产业,达 16.4%;而中国的该比例仅为 8.3%。同时,在2019年全球半导体资本开支中,美国占 28%,而中国仅占 10%。
 
不仅如此,从半导体产业链而言,无论是最前端的半导体材料,还是设计环节的 EDA 工具、制造环节的光刻机设备,我对外依存度都极高,几乎无法摆脱对外技术依赖。

  • 半导体材料:基本被美日欧等垄断,我对外依存度超 60%作为芯片“基石”的电子级多晶硅,纯度要求达到 99.999999999%,关键性技术主要掌握在以美国 Hemlock、德国 Wacker为首的企业手中;全球硅片市场中,日本信越化学、日本 SUMCO、德国 Siltronic、台湾地区环球晶圆、韩国 SK Siltron 所占市场份额合计超过 90%;光刻胶市场主要由日本合成橡胶、东京应化、美国陶氏、住友化学、富士胶片垄断;CMP  材料主要由美国陶氏、卡伯特微电子、日本 Fujimi 垄断等。

  • 被称为“电子工业之母”的 EDA 软件国产化率仅 5%半导体芯片的设计环节所需要先进的 EDA 工具、硬件仿真器和成熟的高速 IP,绝大部分由 Synopsys、Cadence 和 Mentor 三家美企提供,我国 EDA 行业与美国的技术差距在 10 年以上。

  • 光刻机 ASML 一家独大。由于批量生产芯片需要用到光刻机,而目前全球 80% 的光刻机市场由荷兰ASML占领,且只有 ASML 可以生产 7nm 及以下精度的极紫外光刻机。

  • 我芯片自给率低而消费量高。波士顿集团(BCG)报告显示,中国当前半导体产业(不包括外国半导体公司在中国建造的制造工厂)仅能满足国内需求的 14%。但我国约占全球半导体市场的 1/3,消耗了最多的芯片,2019年我国芯片进口额高达 3040 亿美元,芯片进口依存度居高不下。特别是,我国出口的芯片整体以中低端为主,进口芯片以中高端为主!


我半导体产业发展正当时!

正如美国波士顿集团(BCG)最新发布的《对华贸易限制如何结束美国在半导体领域的领导地位》所分析的那样:如果美国政府保持目前对中国半导体贸易施加越来越广泛的限制,美国半导体公司的全球竞争地位将被削弱;如果对华限制范围极端扩大,则美国半导体公司的全球销售份额以及营收将急速下降……中美贸易战和科技冷战,将对美国半导体企业带来负面影响,而对我国本土半导体企业则有着极大的推动作用。

毫无疑问,国内逐渐兴起的“国产替代”将给我中小芯片设计公司带来前所未有的机遇同时国内半导体设备和晶圆制造能力也将得到进一步提升;虽然高端芯片、先进半导体设备和晶圆制造工艺的技术提高需要时间积累,但我国正在对5G、人工智能、物联网和量子计算等下一代技术进行大量投资;且以高铁、新能源、5G网络、电动车和工业物联网等为代表的“新基建”将带动半导体产业的高速增长……

我们不好高骛远,也不会妄自菲薄。中国最大的优势就是:巨大的国内消费市场和潜力!!!我们应坚持并确保“国内循环为主体,国内国际双循环相互促进的战略”,建立自己的“社交圈”。尤其是,大力宣传独立自主、自力更生的精神,以举国之力实现高科技和高端制造业突破,打破美国对我在高科技和高端制造业方面的封锁,启动国家经济“双循环”体系,在国际上建立欧亚大陆经济体系和全球人民币结算体系。


(机工智库研究员/宁 静
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