很多人可能知道IBM是全球最大的IT服务商,但鲜有人知,在半导体制造领域,IBM也曾是领跑者。
1988年,IBM搭建了全球第一条200mm晶圆生产线。随后在2002年,IBM又建成了全球最先进的300mm生产线。数据显示,2003年,IBM的晶圆代工业务凭借6.3%的市场份额曾挤进世界前三强,仅次于台积电和联电,IBM在半导体领域一时风光无两。然而, 时过境迁,美国担心的事情正在发生——IBM也开始在芯片生产环节寻求亚洲厂商代工,至此连同AMD和英特尔在内的美国三大芯片巨头都开始依赖亚洲芯片代工厂。
据外媒报道,当地时间8月17日, IBM发布了一款用于新型数据中心的处理器芯片——Power10 ,这款芯片由三星电子生产,采用7nm EUV(极紫外光刻)工艺,其性能将是上一代的3倍。据悉,Power系列是IBM面向企业级用户推出的高性能处理器芯片, 最早由IBM自己生产,然后交给格芯负责代工,后者是一家位于美国的半导体晶圆代工厂商,也是世界第三大晶圆代工厂,现在再交给三星电子。
开头提到,既然IBM拥有半导体制造部门, 曾在半导体制造领域占据一席之地,那么为何今天会依赖外部市场代工呢?IBM是如何走到这一步?
当初,IBM建立晶圆工厂的目的是为自家产品提供生产服务,帮市场代工不是主要考虑。但是, 由于英特尔的强势竞争,IBM的处理器产品在市场逐渐边缘化,导致IBM销售的处理器数量很难填补工厂的庞大产能 ,这意味着制造均摊的成本大幅增加。半导体制造是个需要时刻保持更新的行业, 生产工艺每数年升级一次,动辄耗资数十亿美元,如果没有大量出货,那么很难负担制造成本。
随着制造成本增加,IBM逐渐减少对半导体制造部门的投资。根据Gartner市调公司的调查数据显示, 2004年,IBM公司在半导体制造领域以10亿美元的资本支出位列全球第11位;到2010年,这一排名已跌出20名开外。
同时,研发和生产投资跟不上使IBM的生产工艺落后市场,产品竞争力不足。 2010年,POWER处理器第7代所用的生产工艺是45nm,同时期最先进的已跨入32nm工艺时代。 由于达不到经济规模效应,芯片制造部门成为IBM的"包袱"。 2013年,半导体制造部门占IBM营收为1.4%,但该部门每年亏损最多达到15亿美元。
IBM只能选择将该业务剥离出去,来改善IBM的盈利能力。 2014年10月,IBM宣布将旗下全球半导体制造业务出售给格芯,把业务重点放在核心的芯片设计和系统创新上。
除IBM外,AMD和英特尔也选择将高端芯片业务交由亚洲厂商代工。2018年8月,由于格芯制程工艺落后,其最大客户AMD宣布采用7nm制程工艺的处理器和芯片,全部交由台积电代工;2019年,英特尔将部分14nm订单外包给三星生产; 2020年7月,英特尔与台积电达成协议,从2021年采用台积电的6nm制程工艺量产处理器或显卡。这三大美国半导体供应商都有一个相同的特征——曾经或现在居于全球最大半导体芯片制造商队列。
在这样的背景下,美国越来越担心半导体制造业务过分依赖外部市场,可能存在风险 ,尤其是疫情冲击全球供应链,更加剧这种担忧。最近,美国就计划重振本土半导体行业,在6月提出相关法案斥资370亿美元(约合2600亿元人民币)用于扩大本土研究和制造业务。 那么,为什么美国会在半导体制造领域"式微"、对亚洲的代工厂越来越依赖呢?
美国是半导体芯片的发源地,在经历了成熟的发展阶段后, 美国芯片企业认为半导体制造业务投入成本高昂、技术开发周期快,于是考虑将重心放在芯片设计这个高附加值的环节。 1990年代,美国涌现了一批优秀的Fabless企业,即只负责芯片的电路设计与销售的企业。
随着后来经济全球化进程加快、国际分工理念广泛得到认同,美国一些IDM(集芯片设计、制造、封装和测试等多个环节于一身的运营模式)企业逐渐将芯片制造部门剥离出去, 转型成为Fabless企业,就如今天文章的主人公IBM类似,这推动了美国芯片制造业务大量向亚洲区域转移。
上文提到过,半导体制造部门具有很高的资金和技术壁垒,需要持续研发更优的生产工艺和投入巨资改良生产线,这种行业特点容易造成强者愈强的局面。 亚洲地区的半导体企业专注晶圆代工环节,并紧贴市场需求变化,这意味着它们的生产线迭代速度能够保持行业最快。 伴随着时间的推进,亚洲地区逐渐发展出最成熟的半导体制造业务,并涌现了一批高端代工企业,如台积电、联电、中芯国际等。
此消彼长,不进则退, 随着亚洲的先进制程工艺水平不断提高,美国芯片制造与之的差距也在拉大,而且趋势是越来越难跟上 ,如今美国在全球芯片制造的占比也大幅下降。 英国《金融时报》指出,目前全球仅有12%的芯片在美国制造。
不难看到,虽然美国还是全球半导体行业的霸主,但在芯片制造领域已然面临巨大的挑战,随时还可能被甩到更后,也因此当前美国正出台各种扶持本土芯片产业的政策,以试图扭转这种局面,而全球半导体芯片制造格局或有可能迎来新的变化。
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美国商务部2月5日公布的数据显示,受新冠肺炎疫情影响,2020年美国货物贸易逆差高达6787亿美元,较2019年增加17.7%,创下2008年国际金融危机以来的新高。2020年美国出口额较前一年减少3964亿美元至2.1319万亿美元,降幅为15.7%;美国进口额较前一年减少2945亿美元至2.8106万亿美元,降幅为9.5%。去年美国贸易逆差占美国国内生产总值的比重为3.2%,高于2019年的2.7%。
这一波美国贸易逆差的大幅走高与以往有所不同。按 历史 经验,当美国经济形势恶化时,其贸易逆差通常缩小。经济不景气期间,美国消费者支出下降,导致商品进口也相应减少,且美国人在经济低迷时期倾向于减少旅行,服务进口也随之下降。同时,美国宽松的货币、财政政策等措施导致美元相对疲软,从而促进出口并吸引外国游客去美国消费,所以按照以往经验,美国贸易逆差在经济衰退时期反而缩小。
但2020年全球疫情蔓延,美国贸易逆差却出现大幅高涨的异常现象,原因在于出口巨幅下跌而进口减少相对有限所致。由于美国制造业被新冠肺炎疫情打乱了产业链、供应链,2020年2月以来,美国失去了约54万个工厂工作岗位,占美国经济约12%的制造业再次陷入低迷,商品生产受到严重影响。而美国3万亿美元的货币和财政大放水措施,又使得民众可以利用政府每月的免费补贴,依旧保持原有消费模式,从而使进口降幅远远小于出口。这一情况同时也说明美国经济 社会 严重依赖于其他国家的商品。
还有一个因素是,疫情导致2020年全球航空客运需求同比下跌65.9%,以及美国飞机制造业巨头波音公司更是因自身问题而身陷泥潭。飞机是美国重要的工业出口产品,2017年,美国民用飞机这一强势行业的出口额达到560亿美元。而波音作为美国最大的出口商,由于受737 MAX停飞和787生产问题等因素影响,2020年波音收入和飞机交付量大幅下降,成为史上表现最差的一年。波音公司2020年第四季度财报显示,由于相关机型延期交付拖累,波音第四季度亏损84亿美元;收入153亿美元,同比下降15%。这使波音2020年全年亏损达到119亿美元;全年收入582亿美元,交付民用飞机157架,分别比2019年减少了24%和59%。“停飞风波”除令波音面临巨大的损失之外,还给美国出口经济带来不小影响。
美国限制高 科技 产品和服务对中国的出口,也使美国出口业绩难如人意。从2018年开始,美国在技术领域对中国展开了全方位的制裁,华为、中兴、大疆等中资企业被美国列入了限制名单,美方还在多个高 科技 领域对中国实施技术限制,其中半导体领域最为严重。中国是世界上最大的半导体市场,因此在制裁中国企业同时,美国企业也在经受着制裁造成的巨大损失。
据美国国际半导体协会(SEMI)统计,美对华为等中国企业实施技术制裁后,美半导体行业的出口额就遭到了重创,损失高达1700亿美元。因此,SEMI认为此举实际上是削弱了美国半导体行业的竞争力。去年3月,波士顿咨询公司发表的一份全球咨询报告称,由于美国公司被自己的政府剥夺了全面进入中国5G市场的权力,两国之间紧张局势的升级直接威胁着“美国半导体产业从中国市场获得的490亿美元收入”。
分析人士指出,尽管上一任美国总统特朗普到处挥舞单边贸易保护政策,曾试图通过加征关税等贸易保护手段以缩小贸易逆差,但数据显示贸易战伤害了美国经济和就业,造成美国贸易逆差扩大和外国直接投资减少。而疫情又严重削弱了全球对美国产品的需求,导致美国出口雪上加霜。
贸易逆差创下12年来的新高,显示美国经济并未如其股市那样的生机勃勃、一路走高,反而说明市场中的生产供应或仍未完全恢复,经济仍处于弱复苏当中。如此说来,财政、货币大放水和零利率等刺激手段目前还未到退出时候,接下来美国经济前景如何,要看美国疫苗供应和接种速度与新冠肺炎病毒感染速度之间的比赛结果。
仅仅30余年,已经少有人记得那场在日美之间爆发的芯片战争。
这一战,日本人输得干干净净,从高峰时占据全球近80%的DRAM(俗称电脑内存)份额,跌到现在的零。这场芯片战争完美诠释了什么叫国际政治经济学,亚当.斯密的自由市场竞争理论在大国产业PK中,只是一个美好的童话。
1980年代前五年是日本半导体芯片企业的高光时刻。
硅谷的英特尔、AMD等 科技 创业公司在半导体存储领域,被日本人追着打,然后被反超,被驱离王座,半导体芯片领域(当时主要是半导体存储占据主流)成为日本企业后花园。
美国的 科技 公司败在了模式上。
硅谷的发展模式是,通过风险投资为创业公司注入资金,创业公司获得资金支持后,进行持续的技术创新获得市场,提升公司估值,让后上市,风险资本卖出股票获利退出。这种模式以市场为导向,效率高,但体量小,公司之间整合资源难,毕竟大家都是一口锅里抢饭吃的竞争对手。
日本人的玩法截然不同:集中力量办大事。1974年,日本政府批准“超大规模集成电路(俗称半导体芯片)”计划,确立以赶超美国集成电路技术为目标。随后日本通产省组织日立、NEC、富士通、三菱和东芝等五家公司,要求整合日本产学研半导体人才资源,打破企业壁垒,使企业协作攻关,提升日本半导体芯片的技术水平。
日本的计划也差一点儿夭折,各企业之间互相提防、互相拆台,政府承诺投入的资金迟迟不到位。关键时刻,日本半导体研究的开山鼻祖垂井康夫站了出来,他利用自己的威望,将各怀心思的参与方们捏合到一起。
垂井康夫的说辞简单明了:大家只有同心协力才能改变日本芯片基础技术落后的局面,等到研究成果出来,各企业再各自进行产品研发,只有这样才能扭转日本企业在国际竞争中孤军奋战的困局。
计划实施4年,日本取得上千件专利,一下子缩小了和美国的技术差距。然后,日本政府推出贷款和税费优惠等措施,日立、NEC、富士通等企业一时间兵强马壮,d药充足。
一座座现代化的半导体存储芯片制造工厂在日本拔地而起。随着生产线日夜运转,日本人发起了饱和攻击。
美国人的噩梦开始了。1980年,日本攻下30%的半导体内存市场,5年后,日本的份额超过50%,美国被甩在后面。
硅谷的高 科技 公司受不了市场份额直线下跌,不断派人飞越太平洋到日本侦察,结果让人感到绝望。时任英特尔生产主管的安迪.格鲁夫沮丧地说:“从日本参观回来的人把形势描绘得非常严峻。”如果格鲁夫去日本参观,他也会被吓坏的:一家日本公司把一整幢楼用于存储芯片研发,第一层楼的人员研发16KB容量,第二层楼的人员研发64KB的,第三层人员研发256KB的。日本人这种研发节奏简直就是传说中的三箭齐发,让习惯了单手耍刀的硅谷企业毫无招架之力。
让美国人感到窒息的是,日本的存储芯片不仅量大,质量还很好。1980年代,美国半导体协会曾对美国和日本的存储芯片进行质量测试,期望能找到对手的弱点,结果发现美国最高质量的存储芯片比日本最差质量的还要差。
而且,日本人还拍着胸脯对客户保证:日本的存储芯片保证质量25年!
在日本咄咄逼人的进攻下,美国的芯片公司兵败如山倒,财务数据就像融化的冰淇淋,一塌糊涂。
1981年,AMD净利润下降2/3,国家半导体亏损1100万美元,上一年还赚了5200万美元呢。第二年,英特尔被逼裁掉2000名员工。日本人继续扩大战果,美国人这边继续哀鸿遍野,1985年英特尔缴械投降,宣布退出DRAM存储业务,这场战争让它亏掉了1.73亿美元,是上市以来的首次亏损。在英特尔最危急的时刻,如果不是IBM施以援手,购买了它12%的债券保证现金流,这家芯片巨头很可能会倒闭或者被收购,美国信息产业史可能因此改写。
英特尔创始人罗伯特.诺伊斯哀叹美国进入了“帝国衰落”的进程。他断言,这种状况如果继续下去,硅谷将成为废墟。
更让美国人难以容忍的是,富士通打算收购仙童半导体公司80%的股份。仙童半导体公司是硅谷活化石,因为硅谷绝大部分 科技 公司的创始人(包括英特尔和AMD)都曾经是仙童半导体的员工。在硅谷人心中,仙童半导体神一般的存在,现在日本人却要买走他们的“神”,这不是耻辱么?有一家美国报纸在报道中写道:“这笔交易通过一条消息告诉我们,我们已经很落后了,重要的是我们该如何对此做出应对。”
几年前,硅谷的 科技 公司成立了半导体行业协会(简称SIA)来应对日本人的进攻,经过几年游说,成果如下:将资本所得税税率从49%降低至28%,推动养老金进入风险投资领域。政府不愿出面施以援手。
苦捱到1985年6月,SIA终于炮制出一个让华盛顿不淡定的观点,一举扭转局面。
SIA的观点是:美国半导体行业削弱将给国家安全带来重大风险。
日本不是美国的盟友么,日本半导体崛起,美国半导体衰落,看着就是左口袋倒右口袋的 游戏 ,怎么会威胁到美国的国家安全呢?
SIA的逻辑链是这样的:
此前,SIA游说7年,得到政府的回应总是:美国是自由市场,政府权力不应染指企业经营活动。
这次,SIA的“国家安全说”一出,美国政府醍醐灌顶,从原来的磨磨唧唧变成快马加鞭,效率高的惊人:
1986年春,日本被认定只读存储器倾销;9月,《美日半导体协议》签署,日本被要求开放半导体市场,保证5年内国外公司获得20%市场份额;不久,对日本出口的3亿美元芯片征收100%惩罚性关税;否决富士通收购仙童半导体公司。
美国人这一波 *** 作至少开创了两个记录:第一次对盟友的经济利益进行全球打击;第一次以国家安全为由,将贸易争端从经济学变成政治经济学问题。
负责和日本交涉的美国在亚洲地区的首席贸易代表克莱德.普雷斯托维茨,一面指责日本的半导体芯片产业政策不合理,一面又对它赞叹不已,“所以我对美国政府说我们也要采取和日本相同的政策措施。”
对这种双重标准,曾在日立制作所和尔必达做过多年研发的汤之上隆在自己的书中气愤地说:“这人实在是欺人太甚!”
随着《美日半导体协议》的签署,处于浪潮之巅的日本半导体芯片产业掉头滑向深渊。
日本半导体芯片产业从1986年最高40%,一路跌跌不休跌到2011年的15%,吐出超过一半的市场份额,其中的DRAM受打击最大,从最高点近80%的全球市场份额,一路跌到最低10%(2010年),回吐近70%。
可以说,和美国人这一战,日本人此前积累的本钱基本赔光,举国辛苦奋斗十一年(从1975年到1986年),一夜被打回解放前。
但日本人吐出的肉,并没有落到美国人嘴里,因为硅谷超过7成的 科技 公司砍掉了DRAM业务(包括英特尔和AMD),1986年之后,美国人的市场份额曲线就是一条横躺的死蚯蚓,一直在20%左右。
那么,这70%的巨量市场进了谁的肚子?
答案是韩国。
在日本被美国胖揍的1986年前后,韩国DRAM趁机起步,但体量犹如蹒跚学步的婴儿,在全球半导体芯片业毫无存在感。而且和日本相比,以三星为代表的韩国半导体芯片企业完全是360度无死角的菜鸡:根本打不进日本人主导的高端市场,只能在低端市场靠低价混饭吃;市场体量上,两者就是蚂蚁和大象的区别。
但三星深谙所有的贸易摩擦问题都属于政治经济学范畴,借机干翻了日本大象。
1990年代,三星和面临美国发起的反倾销诉讼,但其掌门人李健熙巧妙利用美国人打压日本半导体产业的机会,派出强大的公关团队游说克林顿政府:“如果三星无法正常制造芯片,日本企业占据市场的趋势将更加明显,竞争者的减少将进一步抬高美国企业购入芯片的价格,对于美国企业将更加不利。”
于是,美国人仅向三星收取了0.74%的反倾销税,日本最高则被收取100%反倾销税,这种 *** 作手法简直是连样子都懒得装。
三星抱上美国的大腿,等于从背后给了日本一刀,让日本彻底出局。
如果没有三星补刀,日本半导体芯片尚有走出困境的希望。
美国人用《美日半导体协议》束缚日本人,并挥动反倾销大棒对其胖揍,但日本半导体存储芯片产业受的只是皮肉伤,因为硅谷的企业超过七成退出了半导体存储芯片行业,市场仍然牢牢掌握在日本人手中,熬过去后,又是一群东洋好汉,毕竟在全球半导体芯片产业链上,日本还是一支难以替代的力量。
三星加入战团并主动站队美国后,难以替代的日本人一下子变的可有可无,韩国人由此成为新宠。随后,三星的DRAM“双向型数据通选方案”获得美国半导体标准化委员会认可,成为与微处理器匹配的内存,日本则被排除在外。这样,三星顺利搭上微处理器推动的个人电脑时代快车,领先日本企业。
从上面的DRAM份额图中可以发现,日本的份额呈断崖式下跌,韩国的则是一条陡峭的上升曲线,一上一下两条线形成一把巨大的剪刀,剪掉的是日本半导体芯片的未来。
此后,即使日本政府密集出台半导体产业扶持政策,并投入大量资金,但也无力回天,日本半导体芯片出局的命运已定。
直到今天,仍有观点认为,韩国半导体芯片的崛起,日本半导体芯片的衰落,是产业转移的结果。这是不准确的,因为产业转移是生产线/工厂从高劳动力成本地区向低劳动力成本地区迁移,日本的半导体芯片企业并没有向韩国迁移生产线,而是直接被替代。美国人实际上联手韩国,重组了全球半导体产业供应链,将日本人从供应链上抹去,使一支在全球看起来不可或缺的产业力量消失得干干净净。
纵观日美芯片战,是否掌握重组全球产业链的能力,才是贸易战中决胜的关键,市场份额的多寡不构成主要实力因素,这也是日本输掉芯片战争的关键原因之一 。
主要参考资料:
《失去的制造业:日本制造业的败北》,作者:汤之上隆;
《日本电子产业兴衰录》,作者:西村吉雄;
《芯事》,作者:谢志峰;
《硅谷百年史》,作者:阿伦.拉奥,皮埃罗.斯加鲁菲。
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