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半导体市场寒冬凛冽,我国半导体如何走上全球化道路?
2023-03-30 来源:半导体行业观察
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关键词: 半导体 芯片 集成电路

当下整个全球半导体行业面临百年未有之大变局,半导体周期下行、不稳定的国际贸易关系,对整个全球半导体产业产生重大冲击,良好的全球化芯片生态系统正在被破坏,如台积电创始人张忠谋最近所言“半导体全球化已死”。长久的贸易拉锯战和美国发起的“小圈子”联盟,正在对中国半导体产业的持续发展带来极大的挑战。在这样充满不确定性的环境下,中国半导体的崛起之路在何方?



01
半导体市场寒冬凛冽


半导体(Semiconductor)狭义上是指半导体材料,即常温下导电性能介于导 体与绝缘体之间的材料。包括以硅(Si)、锗(Ge)等元素半导体(也是第一代半 导体材料),和以砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化镓(Ga2O3) 等化合物半导体材料(第二代至第四代半导体材料)。半导体材料是制作半导体器 件和集成电路的电子材料,是半导体工业的基础。利用半导体材料制作的各种各 样的半导体器件和集成电路,促进了现代信息社会的飞速发展。集成电路(Integrated Circuit,IC,中国台湾称为“积体电路”),是指通过一 系列特定的加工工艺,将晶体管、二极管等有源器件和电阻器、电容器等被动元 件及布线“集成、封装”在半导体(如硅或砷化镓等化合物)晶片上,执行特定功 能的电路或系统。芯片(Chip),通常就是指集成电路芯片,因此绝大多数时候,芯片、集成电 路、IC 等术语可以混用。

对于半导体市场当前现状和走势,SEMI全球副总裁、中国区总裁居龙表示,2022年是波涛汹涌、动荡不安的一年,包括全球经济疲软、俄乌冲突、新冠疫情、能源危机等因素,根据WSTS的数据,尽管下半年销售趋缓,但2022年全球半导体销售额达 5735 亿美元,相较2021 年的 5559 亿美元,同比增长 3.2%。其中中国地区的销售额虽然与2021年相比下降了6.3%至1803亿美元,但中国仍然是全球最大的芯片消费市场。2023年1月销售额同比下降约15%,根据SEMI及其他相关机构预测,2023年全球半导体销售额将下滑8-10%。



尽管这一轮下行周期暂时延缓了半导体市场增长的步伐,但随着新能源车、5G、自动驾驶、数据中心、工业自动化、人工智能、物联网、元宇宙、可穿戴设备等新兴产业的蓬勃发展,长期来看,半导体需求量依旧强劲。

从不同终端市场观察,未来几年通信、消费电子、数据中心等领域成长率减缓,而车用半导体和工业用半导体成长较快。长期来看,全球及中国的半导体产业将持续增长。根据SEMI及其他多家分析机构预测,到2030年,全球半导体市场规模有望达到一万亿美元。

从供应面来看,面对市场长期看好的走势,以及受到刚过去的“缺芯潮”影响,晶圆代工厂和IDM企业近年来相继加大扩产步伐,进而带动半导体设备投资突飞猛进。据SEMI数据显示,去年和前年半导体设备市场成长率为5.9%及44.3%,2021年全球半导体设备市场规模为1025亿美元,2022年为1085亿美元,达到历史新高。

然而,正如文章开头所述,随着半导体行业进入下行周期,终端需求持续疲软,从2022年开始,部分芯片制造大厂已经调整了当年的计划资本支出,预计2023年,部分公司资本支出可能进一步缩减。据不完全统计:

美光2023年的资本支出预计为70-75亿美元,同比减少约40%;

SK海力士2023年的资本支出预计低于5万亿韩元,同比减少50%以上;

Intel 2023年的资本支出相比原预算减少30亿美元;

格芯2022年的资本支出从45亿美元下修至30-33亿美元,2023年预计投入降低至约20亿美元。

下游的市场寒意逐渐传导至上游设备和材料市场。居龙表示,目前预测全球半导体设备市场2023年将呈现至2019年以来首次负增长,下滑16%至912亿美元,预计将在2024年恢复正增长。过去两年,中国市场设备投资每年都超过300亿美元。受到产业衰退及出口管制的影响,目前预测2023年中国半导体设备市场的下滑比例将比较高。而半导体材料由于其耗材属性,受半导体周期的影响较小,预计2023年销售额将略微下滑。

在此形势下,以及不稳定的国际贸易关系等因素影响,全球主流半导体设备厂商2023年销售额将出现下滑。据公开报道整理,泛林集团预计减少20-25亿美元,应用材料预计减少25亿美元,科磊预计减少6-9亿美元,东电预计减少2500亿日元(约18.5亿美元)。

面对市场寒冬,半导体裁员潮席卷而来。

据公开信息披露,泛林集团全球裁员7%(约1300人),科磊此次全球裁员的比例约为3%,美光科技裁员约10%(约4800人),Intel裁员规模达数千人。实际上,从去年下半年开始,包括应用材料、谷歌、微软等在内的许多科技大厂就陆续宣布裁员,以求平稳度过产业衰退期。


02
中国半导体竞争优势是什么?


杰克·韦尔奇有句名言:“如果你没有竞争优势,那么就不要参与竞争。”杰克·韦尔奇的这句名言传达了一个非常重要的商业战略观点:在市场上成功的关键是要拥有竞争优势,如果一个企业没有与其他竞争者明显不同的优势,那么就很难在市场上获得成功。如果放大到大国在半导体领域的较量来看,中国最大的优势之一就是中国巨大的市场。根据半导体行业协会和波士顿咨询集团的数据,到2030年,半导体行业的规模将翻一番,达到1万亿美元以上,而中国将占这一增长的约60%。

这样庞大的半导体市场足以对国际半导体外企产生巨大的吸引力。不少半导体外企在中国这片沃土上扎根生长,例如已经在中国植根38年的英特尔,“中国化、本土化”是他们重要基调。在2023年英特尔中国战略媒体沟通会上,英特尔公司高级副总裁、英特尔中国区董事长王锐指出,英特尔中国的战略已经从Intel China 1.0时代升级到Intel China 2.0时代,中国是全球第一大半导体消费市场,我们有足够的理由继续砥砺向前。即使在英特尔业绩不佳的情况下,英特尔也没有减少对英特尔中国的投资。

如今全球半导体产业正在围绕中国市场开展,中国早已是各大国外芯片厂商财务营收来源的一块重要版图。根据GlobalData的数据,美国半导体行业超过30%的收入来自中国的销售。此外,中国是韩国两大存储芯片供应商三星电子和SK海力士迄今为止最大的市场。欧洲的半导体设备巨头ASML,汽车芯片供应商意法半导体、英飞凌和恩智浦等也有相当一部分营收来自中国。

所以在当前不自由贸易政策之下,许多中国的盟友不愿切断与中国的贸易。美国所谋求的技术脱钩不仅让芯片公司产生巨额经济损失,全球半导体价值链脱钩还将导致整个行业出现创新损失。

因此,可以看出,中国在全球半导体消费市场乃至各半导体厂商的营收中均占据举足轻重的地位。所以,市场是我们的竞争优势。



03
进出口:贸易逆差大,高端芯片依赖进口


中国集成电路/半导体进出口单向金额快速增长,但贸易逆差持续扩大。根据海关总署统计的进出口数据,我们将集成电路、二极管及类似半导体器件的进出口数据之和作为半导体进出口数据。2007 年至 2022 年,我国集成电路和半导体产品均保持快速增长,集成电路进口/出口、半导体进口/出口年均增速分别为 8.15%/ 13.35%、8.02% / 13.60%,虽然出口增速更快,然而贸易逆差的绝对值也在快速增长。2007 至 2022 年,中国集成电路/半导体产品贸易逆差从 1049 亿美元 /1078 亿美元扩大至 2616 亿美元 / 2262 亿美元,年均增速为 6.28% / 5.07%。

高端芯片进口、低端芯片出口现象仍然显著。从集成电路进出口均价数据来看:

1)2007 年至 2022 年我国进出口芯片的单价整体均呈现缓慢下降趋势,但近几年出现小幅回升。一方面,虽然集成电路制造工艺的改善使得单个晶体管的平均单价快速下降,但与此同时单个芯片集成的晶体管数量也在快速提升,这两种特点的叠加使得芯片产品在过去十几年间虽然也在下降,但下降速度并未表现得很高。

2)2007 年至 2022 年,我国进口芯片单价一直高于出口均价,说明进口的芯片中高端产品较多,而出口的芯片中以低端为主。但近几年我国出口芯片均价提升好于进口均价提升幅度,或说明我国出口的芯片中高端产品占比在逐步提升。

我国半导体仍然较为依赖进口,半导体产品在我国整体进口金额占比屡创新高。半导体进口金额近 10 年整体保持上升趋势,2021 年半导体/集成电路在整体进口金额占比约 16.4% / 15.3%,比 2020 年 18.2% / 17.0%的高点略有下降,但整体仍然维持较高水平。


04
开放与合作是半导体产业蓬勃发展的永动机


没有任何一个国家能单独完成半导体全产业链的生态系统。半导体行业是一条很长的链条,全球半导体产业发展至今离不开开放的精神,更离不开供应链的通力合作。中国半导体行业协会此前指出,回顾全球半导体产业60余年的发展历程,产业之所以呈现出如今的繁荣景象,正是依赖于全球化市场以及全球化合作创新,这也是半导体产业发展的核心驱动力。

就拿造芯片的光刻机设备来说,为何说任何一个国家想要从0到1做一台光刻机都不是易事。这是因为光刻机是集全球技术大成的产物,生产一台光刻机要十多万个零部件,而且这些部件来自全球各地。在整合供应链方面,ASML采取了多种策略:

首先,ASML积极整合和投资全球各地的精尖技术,比如德国的蔡司的光刻系统是光刻机的核心部分,ASML是蔡司的大股东;2007年ASML并购了计算光刻软件厂商Brion;2012年三大晶圆厂台积电、三星、英特尔入股ASML,强强联手合作开发下一代光刻机设备;2012年10月ASML并购了准分子激光源提供商美国Cymer等等。其次,ASML注重培养和吸引全球范围内的优秀人才,积极推动人才流动和知识共享,提升技术研发的创新能力,并将其与供应链整合起来,打造完整的生态系统。再就是对光刻机几十年的专注以及自身的研发投入,方才造就了如此精密的设备。

光刻机的例子很好地诠释了半导体全球化的重要性。ASML的成功经验也给其他行业提供了启示,在产业链的各个环节中,开放和协作是取得成功的重要因素。ASML全球副总裁沈波在中国开放日活动中曾谈到:“只有健康的供应链,健康的全链条,半导体行业才能健康长久。”


05
与半导体外企续写合作共赢的新篇章


中国集成电路产业的持续永动发展离不开开放与合作。中国从汉代的丝绸之路开始,就开启了与世界联系的大门。现在,中国也一直保持着开放与合作的态度。中国集成电路产业也需遵循半导体产业这种所有国家和地区相互依存、互利互惠的发展规律。

在半导体领域,目前国产芯片尚不足以完全满足本地的需求。魏少军教授此前的公开演讲中指出,我国集成电路自给率只能做到12.5%,在自给的这些芯片中,主要集中在中低端芯片,在高端芯片领域对外的依存度仍然很高,高端材料与设备的自给率也较低。

因此,在这样的发展现状和时代背景下,我们更要用开放的心态和巨大的市场,继续吸引愿意和中国深化合作的国际企业,与外企建立合作,为外企特别是行业内多年在华的外企如英特尔、Arm、英飞凌、ASML等营造友好的舆论环境和营商环境,吸引他们留在中国发展,充分利用全球化资源,巩固中国供应链。

芯片产业的背后是庞大且复杂的产业链,在2022年世界集成电路大会上,长鑫存储董事长朱一明认为:“产业链全球化是历史潮流,合作才能共赢,中国有机会取得成功。”




06
国产半导体的崛起离不开人才


集成电路产业俨然已成为国家战略性支柱产业之一。为了满足行业发展的需求,中国需要大量的高素质集成电路人才。然而,中国集成电路人才供给与需求之间存在巨大的差距,这需要加大对集成电路人才的培养力度。

人才的培养是半导体发展的未来重中之重,是立根之本。2023年年两会上,全国人大代表、华虹半导体母公司华虹集团董事长张素心建议,在芯片产业战略定位、战略推动和战略实施中形成合力;政策的制定应将可控优先于自主;完善人才队伍的规模储备和培养路径等。

说到人才培养的路径,高校和企业是人才培养的两大抓手。

首先,高校集成电路专业是集成电路人才培养的主要渠道,2021年1月13日,集成电路升级为一级学科,国家加强了对集成电路人才的培养。公开数据显示,截至2022年5月,我国已建成国家集成电路人才培养基地、国家示范性微电子学院以及集成电路产教融合创新平台高校达29所,其中985高校23所。不过全国政协委员、北京市政协副主席、九三学社中央副主席、中科院院士刘忠范在今年两会上指出,集成电路学院建设要立足长远和前瞻性布局,重点培养创新型和复合型人才,避免一拥而上的低水平重复建设。他并提倡将已有学科交叉联动,譬如芯片涉及到的制造和材料领域的培养,可以对应去找已有的化学系、物理系等,不是推倒重来去新建学院、新机构。

其次,企业是人才培养的“炼金炉”。为何这么说?企业不仅能够提供良好的工作环境和发展机会,更能够通过专业的培训和实践机会,帮助员工成长为优秀的人才。半导体是个技术门槛较高的行业,像EDA软件这样的行业,融合交叉多个学科,EDA行业需要的是软件、芯片、数学&微电子学科这三大类中的至少两种以上的复合型人才。一个EDA软件人才的“炼成”往往需要十年,只有在一个行业内深扎进去,才能从工人发展成为“工匠”。

最后,集成电路产业是全球性的产业,加强国际合作与交流可以为中国集成电路人才培养提供更多的机会和平台。中国可以与国际知名芯片企业合作,学习先进的技术和管理经验,吸收国际先进的集成电路人才。同时,中国也可以积极参与国际性集成电路展会和交流活动,加强国际间集成电路人才的交流与合作,提高中国集成电路人才的国际化水平。


结语

集成电路产业链全球化的形成是长期以来市场规律和企业选择共同作用下的结果。虽然如今全球化正在被一些外部因素所破坏,但我们必须探索出一条新的全球化之路。

全球化是半导体产业发展的大趋势,处于产业链上的任何一家企业都应该坚持开放与合作。我们应该用开放的心态去接纳和欢迎愿意在中国扎根的企业用开放的心态,与各方通力合作,同时积极培养行业人才,构建健康的行业全链条。