《芯片与科学法案》内容主要是补助美国的半导体行业发展,鼓励美国的半导体制造业,让美国集设计和制造于一体,我们应该注意自身的行业发展,在半导体领域追赶世界前沿。
会进一步的压缩我们中国大陆对于半导体产业的国际合作空间,同时在很多基金设定补助的方式上,又有极强的一个针对性。该法案的重心依然放在了半导体制造业上。527亿美元的补助,如果按类别,其中390亿将直接用于对于半导体制造业的一个补贴,132亿将会用于研发、社区教育以下对于劳工的培养,剩下的5亿美元将会用于相关的行业的活动以及标准的制定上。除了直接发钱以外,该法案还会向生产和半导体设备企业提供25%的税收减免。
美国希望全球整个半导体的产业链从东亚转移到美国本土,那么必然会造成全球半导体整个产业链的动荡,获利最多的也依然会是美国企业。签署仪式上有大量的科技高管、工会主席和行业内的人士参加,MD、英特尔、应用材料、德州仪器、格罗方德、英菲林,几乎所有美国半导体公司的CEO都亲自参加了。在参议院讨论过程中遭到了英伟达、高通、MD的强烈抵制,但是就目前的情况来看,美国两党对于半导体制造业产业安全性的考量还是多过于对半导体整体竞争力的一个担忧,就是昨天高通和格罗方德也宣布未来五年的一个战略合作计划。之后美国IC设计公司更多参与到制造环节可能会是一个趋势。应该说不管如何,目前看来英特尔依然是该法案最大的受益者。
而此次烦的整个细节可以看出是非常具有专业性的,很多条款针对性很强,包括开始重视人才培养,包括整个补助申请的流程都抠得很细,这都是学习、去研究、去反制的地方。同时凡通过也正是告诉我们,离我们时间不多了,加速半导体设备的国产化已经刻不容缓,我们一定要进一步的加强全球合作,加强对外开放的力度,只有通过更多的全球合作,与台企、韩企、日企,甚至拉拢美国企业,才能在这样的困难的形势下,创造更多的时间,留出更多发展的空间,
我从大学毕业后就就职于一家半导体生产企业,岗位是工程师。在这家单位我一直工作了将近8年时间。在第8年的时候我换了一份工作,背井离乡去了另一个城市,新单位所属的行业是光伏行业,也就是太阳能发电。一年后,因为个人的原因,我重新回到了家乡,又一次投入到了集成电路行业。作为一个在半导体行业和光伏行业都曾有过涉猎的人,我乐于比较两个行业之间的优劣势,也希冀以这两大高新技术行业为缩影,折射出中国高新技术产业整体的发展现状。
严格上来说光伏技术可以算得上是半导体学科的一个分支,所以如果你是从半导体行业转到光伏行业,适应的时间比从其他行业转过来的要短的多的多。但是光伏行业又独立于半导体行业之外,因为它首先是新能源行业的一个分支,无论从最终的产品外形,用途还是其服务的终端领域都与半导体行业有着天壤之别。人们谈起光伏行业,更愿意强调的是太阳能发电是一种清洁可靠的新型发电方式,而不会有多少人在意其实太阳能发电的原理只是运用到了半导体物理中最基础的光电转换理论。在我看来,这更像是科学家在研究半导体物理时,突发奇想地,或者是不经意间地,想出来的点子。因此其技术复杂度还远不能与半导体行业相媲美。当然术业有专攻,近些年光伏行业也在不断挑战更高的技术壁垒,研究的方向也涉及到从上游晶硅到下游组件生产乃至最终的发电成套。所以单纯地讨论光伏行业和半导体行业孰优孰劣并没有太大意义。
单从发展前景来看,光伏行业可以算得上是现在为数不多的几个“朝阳产业”之一。当今世界,能源紧缺是所有国家共同面临的严峻问题,光伏行业可谓是顺应形势而生,太阳能“取之不竭,用之不尽”,可谓是大自然赐予人类最好的馈赠之一,没有理由不好好利用,况且光伏产品符合人们对于新能源的几大要求:低碳环保,可持续发展等,因此它能取得广泛的关注也在情理之中,在过去的20年间,光伏行业得到了突飞猛进的发展,这其中以中国大陆的光伏行业发展最为引人注目。
事物都有两面性,在光伏行业发展过程中,也出现了很多违背规律的现象和全球性的不平衡,主 要表现在:
1,人们在谈及太阳能发电时,往往夸大了最终的光伏产品组件的清洁无污染性,但有意无意地却都选择性忽视了以下事实:在整个产品生产链中,从上游的多晶硅生产到中游的电池片,都是一个高污染高能耗的生产过程,由于工艺的不成熟和法律法规的不完善,违规排放污染源的现象屡见不鲜。和半导体产业相比,虽然光伏行业生产使用到的气体、酸、碱等化学品种类要少一些,但是其对于污染源排放前的处理还很不规范。这一切都使得这个头顶着“清洁能源”光环的行业显得严重名不符实。明知污染严重,然而中国各地的光伏产业园仍然“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”,最高峰时全国单生产电池片的厂家就有1000多家。究其原因,众所周知就是背后的经济利益在推动。因为在光伏行业曾经的巅峰时期,由于欧洲国家政府对光伏发电的大力支持,使得中国国内生产商的订单源源不断,厂商的利润率高的令人咋舌。高利润带来了高税收收入,因此各地政府在招商引资时也几乎完全忽视了背后的污染,这也埋下了一定的隐患。2011年晶科新能源的污染事件终于让人们开始警醒,也让普通民众开始关注这个行业背后存在的污染真相。
2,各地一拥而上的过度投资显然已经违背了经济发展规律。客观上来看,各地的投入和支持使得中国涌现了一大批在世界上都位列前茅的大型光伏企业如英利、赛维、尚德、天合光能等等,这也使得中国在光伏领域取得了在其他行业少有的世界领先的行业地位。但是大部分的投资显得功利性太强,目的性单一,缺乏高瞻远瞩的目光。由于不像半导体那样动辄十几二十亿的投资,投资一条小型的光伏电池片生产线往往只要上千万,但其收益率以及资金回收周期远优于半导体行业,极好的迎合了资本逐利的本性,这就导致很多资金从其他领域纷纷涌入,甚至连很多江浙一带原本是从事传统行业的私营业主也打破脑袋想要进入。但是这些人都忽视了一个问题:光伏市场的面还不够广,在国内市场没有充分打开的前提下,只有过度依赖欧美市场,这样带来的后果就是,所有中国企业都在分食同一块大蛋糕,由于选择面越来越广,欧美国家有了更多的底气与中国企业谈判,定价的话语权完全掌握在别人手里,而中国的企业能做的只是内耗。当然这还不是最严重的问题,更严重的是,由于对欧洲市场的严重依赖,所以当欧洲出现了百年一遇的金融危机时,我们的企业似乎完全没有了招架能力。2011年年中开始,德国西班牙意大利等一些欧洲国家就纷纷宣布将不再对光伏上网提供补贴,这也使得欧洲的订单锐减,美国却在这时候落井下石地提出了针对中国光伏企业的“反倾销反补贴”的所谓“双反”诉讼(另据了解近期欧洲国家也仿效美国提出了双反诉讼),反观国内市场却迟迟未能打开,这一切都使得整个光伏行业彻底陷入了有史以来最深的谷底。在这样的背景下,之前过度投入所导致的产能过剩效应很快显现,一些本来就是投机大于投资的小企业,因为没有技术上的优势,很快就面临了没有订单的困境,光浙江就有三分之二的小企业早早倒闭。大企业的日子同样不好过,在景气时期盲目的产能扩充竞赛,终于到了秋后算账的时候了。据悉目前排名靠前的几大光伏巨头的资本负债率最少的也在50%以上,赛维LDK的负债率甚至已经超过100%,到了崩盘的边缘。这一切的恶果,很大一部分原因都归咎于当初热昏了头的投资。
3,光伏产业的发展还存在着全球不平衡性。之所以说是全球不平衡,是因为高污染高能耗的产业链上中游都集中在以中国为代表的发展中国家,而真正最终的无污染的清洁应用大部分都在欧美等发达国家,所以虽然中国的光伏企业在这一轮光伏大潮中收获了一定的经济利益,但是从长远的眼光来看,真正获益的无疑是欧美国家,因为他们巧妙地将污染的源头转移到了中国,而将真正的清洁能源带到了自己国家,在未来的几十年里,这些静静地躺在山坡上或是屋顶的光伏组件将为这些国家带来源源不断的电力,而他们为此付出的仅是一张支票。而作为产品输出国的中国,他们的居民很长一段时间内仍然不得不面对火力发电厂里冒出的浓烟。这种不平衡在很长一段时间内都不会被打破,因此需要我们去深思如何去转换思路打破这种不平衡。
尽管中国的光伏行业面临了前所未有的危机,但危机也何尝不是机遇。有人认为,光伏行业危机反而给了整个行业反思和洗牌的机会,淘汰落后产能,整合优质资源是当务之急。此外危机也催生了光伏巨头们对于新技术研发的更大关注和投入,这在以前是不可想象的,光伏企业们逐渐意识到,只有研发出更高发电效率的电池组件,才能占领市场的制高点,才能存活下去。这种技术上的竞争是政府乐于看到的,这也更符合这个行业的发展规律。国家也注意到了光伏行业存在的困境,尽管在光伏行业的最高峰时,国家已经发出过了警惕光伏行业投资过热产能过剩的警告,但是当时没有多少人响应,现在这个时候光伏企业确实需要国家的帮助了。在国务院发布的十二五规划中,明确提出了光伏发电装机容量的目标,这也算是给飘摇中的光伏行业送去了一丝希望。所有光伏企业都在期待着。我也一直在关注着这个行业的新动向。不管怎样,光伏行业始终是一个前景光明的行业,现在经历的一个阵痛期只是它必然会经历的一个阶段,只要度过了这个艰难的时期,必将重新焕发生机。
说完了光伏产业,我再来说说我更为了解的半导体行业,也叫集成电路产业。这个行业也分上中下游,所不同的是上游是集成电路设计,这一点是光伏行业所没有的,光伏行业的所谓上中下游,纯粹是针对于生产而言。中游是芯片生产,下游是封装测试,中下游都偏向于生产制造,所不同的是芯片生产的技术含量更高。本人不才,没有能力进入要求更高,待遇更好的设计类企业,而是从事的是中游芯片生产相关的工作。
半导体芯片的生产过程与光伏产业中电池片的生产颇为类似,都是在硅基片上(也有一些光伏电池片不是以硅片为基础的,但不是主流)掺入一些杂质,然后对硅片进行一些处理,利用硅这种半导体的特性,实现各种电学表现。所不同的是,光伏电池片的处理工艺较为简单,往往10几个步骤就可以完成整套流程的生产,而半导体芯片的生产工艺要复杂的多得多,往往一颗芯片的生产步骤要多达几百上千步,可以说两者不是在一个数量级上的。而且半导体工艺的复杂程度之高,对产品和环境要求之苛刻,对于工作人员的要求之严格,涉及到的相关学科之多是光伏行业远远不能比拟的。这里面的细节无法用一片短短的文章就可以细说,感兴趣的同学可以自己去了解。
正是因为有了以上特点,半导体行业的软硬件投入是十分惊人的,需要大量的资金,因此它也可以算得上是“有钱人玩的游戏”。当下投资一个8英寸芯片厂所需要的资金在10亿美元左右,而投资一个12英寸芯片厂所需要的资金则将高达30亿美金。这远远不是一般投资人可以承受的。半导体行业对于电子工业来说是源头,因此历来各个国家都非常重视,针对其投入大的特点,一般各国政府都会以各种形式的补贴来表示支持。
虽然投资巨大,但是半导体行业的利润率却远远不及巅峰时期的光伏行业。事实上,半导体行业也曾有过辉煌的年代。在20世纪70年代,当台湾张仲谋创立了世界上第一家以纯晶圆代工模式为主的半导体工厂台湾积体电路有限公司(台积电)时,半导体工业迎来了一个发展的高峰,这种全新的模式解放了设计公司,因为他们无需再烦心于要投入巨资建立生产线,却又没有足够的量而导致机台利用率低的窘境,因此受到了极大的欢迎,订单源源不断。当时台积电的利润率大概与光伏行业相似,员工的待遇也是惊人的好,曾有年终晚会抽奖送出一亿元股票的故事。当年台湾年轻人都以进台积电赚大钱为目标。在台积电取得了巨大成功后,半导体代工厂如雨后春笋般在台湾地区出现,继而也发展到了世界其他国家,这也必然使得市场被分摊,各家的竞争也愈加激烈,因此利润率的下降也是情理之中的事情。从这点上来说,半导体行业也曾经历过和光伏行业目前所面临的一样的历史阶段。但两者在相似中又有一些本质上的区别。
首先半导体行业由于前文所讲到的原因,从一开始就注定它是一个高投入的产业,因此投资这个产业必然是慎之又慎的,必然是做了大量前期准备后的决定,而生产工艺的复杂性使得客户,也就是设计企业,不会轻易地转换供应商,因为这对于他们来说也是一个巨大的风险。这里再稍稍补充介绍一下,其实对于上游的相关设计企业来说,如何尽快将产品推向市场,占据市场先机是他们一直要考虑的问题,否则就很难在市场上立足。因此选择一个好的晶圆厂作为合作伙伴是一件非常重要的事情,而一旦这种合作关系稳固下来,就说明晶圆厂已经根据设计企业的要求做了从投片到最终出产品中间几百乃至上千道工艺的调试,保证了每一道工序都符合要求,这个过程需要花费漫长的时间,有的甚至要花几年的时间。因此如果突然中途更换合作伙伴,则意味着所以一切都要从头再来,而且还要背负着结果存在很大不确定性的风险。这对于以市场时机为导向的设计企业来说,将是灾难性的。而光伏行业的门槛低,除了几家光伏巨头之外,其他各家公司的背景可谓鱼龙混杂,产品技术相对简单,几乎每家的产品都没有太大的差异,工艺调整起来也没有那么复杂,因此客户更换供应商也更容易,这也是为什么光伏企业容易倒闭,而很少听到半导体企业特别是半导体晶圆制造厂倒闭的案例。
其次从市场需求的角度来说,半导体行业作为电子工业的源头,目前为止还没有其他可替代品,因此它的地位是稳固的,半导体产业通常都是一个国家的支柱产业,中国大陆在这方面的起步较晚,但是政府的重视程度却不亚于世界上任何一个国家,虽然和半导体发达国家还存在很大的差距,但在国家的强力支持下这种差距正在逐步缩小,也涌现出了像中芯国际这样世界级的大公司。当今正是各类电子产品层出不穷的年代,全球各大厂商如苹果,三星等公司推出的各类新潮产品不断这吸引着消费者的眼球,各种新技术推层出新,这也推动了半导体工业的发展,因为电子产品中最核心的各类芯片就是源自于半导体工业,这其中最著名的代表之一就是著名的半导体大厂英特尔。个人认为如果没有英特尔生产的CPU,世界的发展速度将至少减慢30年。半导体工业的发展也始终遵循着著名的摩尔定律,从当初的4英寸、6英寸,8英寸发展到现在的12英寸,18英寸,工艺节点也从0.25微米,0.13微米发展到了90纳米,45纳米,22纳米,并且还在向更高的原子级别迈进,除此之外,一些新技术如石墨烯等也如小荷初露角,因此可以预见的是,半导体仍将持续发展很长一段时间,直到更新的技术出现。而反观光伏行业,虽然从本质上来说,这是一种很有前景的行业,但是它并不具备半导体行业那种舍我其谁的行业地位,换句话说,光伏行业并不是新能源替代旧能源的唯一选择。除了太阳能,风能,生物能,核能以及近来比较热门的页岩气等都是比较有前景的能源。因此光伏行业如果想要脱颖而出,必须体现出技术优势,成本优势,环保优势,效率优势。而这些恰恰确实光伏行业目前所缺乏的。因此,如果不是欧美国家的巨大市场需求,以及日本地震对于核能的打击等一系列原因,光伏行业在中国的发展绝不会这么迅猛。高速发展掩盖了原本应该作为行业基石的技术的薄弱性,因此当受到猛烈冲击时,光伏行业外表光鲜亮丽的大厦崩塌离析也是必然的。
每年年末都会对当年度全球半导体产业情况作出回顾,同时对下一年的产业走势作出预测。在市场需求持续疲弱的底色下,叠加了中美战略博弈对抗升级,以及国内疫情防控等超预期因素冲击,毫无疑问2022年的全球半导体行业是极其艰难的一年。面对2023年,WSTS、ICinsights、Gartner等知名分析机构都给出了悲观预测,甚至认为全球半导体行业正走向自2000年互联网泡沫后的最大衰退。
在对2023年全球半导体产业发展悲观预期如此一致的情况下,最大的不确定性可能就在于国内半导体行业将会如何发展?尤其是在政治因素正在最大限度的干扰半导体行业自身规律的情况下,有必要对2023年及以后的全球及国内半导体产业发展趋势作出分析和预判,也欢迎各位一起讨论。
全球经济向中低速增长回归,半导体行业缺乏基础驱动力。新冠疫情爆发以来的3年,全球GDP平均增长速度下降接近50%,除此之外,俄乌冲突、通胀攀升和央行货币政策紧缩等也引发世界性的全面经济衰退,预计2023年及未来一段时间全球经济将向GDP增速低于3%的中低速增长回归。半导体行业作为充分反映全球经济的风向标,未来有可能将长期陷入缺乏宏观经济基本面支撑的困局,2023年全球半导体行业将可能迎来5%-10%的负增长,而以后2-3年也将维持在低于8%的低速区间徘徊运行。
市场创新出现断层危机,引发技术创新投入边际报酬递减。2023年全球半导体产业仍然面临“需求创新困境”持续低迷,基于PC、手机、消费电子等市场的渐进式创新已经进入衰退期,增量空间显著收窄,如同手机、PC等可以支撑半导体技术快速迭代升级的下一代现象级市场尚未成熟和全面爆发,市场端的创新需求出现“断层”。而当前结构性的技术变化依然主要停留在工程层面,并未发生能够在短期内扩张总体经济空间的重大基础技术革命,因此同业竞争会更趋近于零和博弈,技术创新投入遵循边际报酬递减规律,部分国家对先进技术的高成本投入将逐步趋缓。
中美战略对抗日益升级,“科技脱钩”引发供应链低效率。2023年中美半导体领域的博弈有望迎来短时间的战略缓冲期,但随着美国2024年大选临近,美国仍会间歇性的联合其盟友以国家安全理由对中国半导体产业进行升级压制与围堵。除半导体关键设备、基础工业材料及零部件等供应链环节外,还可能涉及到新能源汽车、数字新基建等更广泛领域,短期内中国半导体产业高端化升级面临的“卡脖子”困境更加严重。而行政繁冗的内政环境可能会影响美国芯片政策的落实进程,联邦与各州对半导体产业设置的繁杂法律限制短期内很难出现根本性改变[1],全球供应链也由此进入2-3年的低效率调整期,资本支出大幅缩减。
产业格局“西进东出”,半导体人才等资源面临全球紧缺。2023年全球集成电路产业链布局的成本与效率导向势必要让位于安全原则和韧性偏好,出现了区域化与短链化同步、产业格局“西进东出”的趋势,以中国大陆为中心的东亚半导体产业链与布局可能面临更大不确定性,不少跨国半导体企业将重新思考既往布局与未来规划问题,由此引发了半导体人才等资源的全球短缺和风险偏好明显弱化。美国及其盟国将进一步升级半导体“人才隔离”的措施,中国有可能面临高水平半导体人才加速流失的极大困境,东南亚及欧洲、日韩等地区则由此受益。
国内市场呈现复苏潜力,防疫政策变化或在年底引发反d。2023年上半年国内半导体市场会有较大压力,除受到全球经济衰退影响以外,防疫政策约束下的消费不振、美国打压政策的延续性影响会持续发酵,影响产业信心和动力。随着两会后防疫政策调整逐步见效,短期内产业驱动力依然受到疫情升温的抑制,但部分产品领域需求环境可能会在3-6个月后有所改善,芯片库存压力会在2023年下半年以后逐步释放。2023年底国内有望受益于疫情影响力度大幅减弱、消费信心阶段性恢复以及去库存完成等影响,迎来小规模反d,芯片设计及封装测试等产业链环节、手机、消费电子、工业半导体、数据中心等应用领域的行情逐步恢复向好。
产业链高端替代是主线,前沿创新和基础突破关注度倍增。2023年产业链高附加值环节的国产替代依然是主线,基本替代逻辑从前些年的资本驱动转由内循环市场驱动,更多国内新基建、新能源、数字经济、信息消费场景的整机系统厂商将加速推进国产芯片的验证和采购,泛信创市场覆盖范围进一步扩大到金融、电力、轨道交通、运营商等领域。半导体设备、材料及零部件等供应链环节以及存储器等高端通用芯片受到美国管制新规影响,国产化进度进入到动态调整期,制造、设备企业对国内基础材料和零部件企业的支持力度明显提升,验证进度加快。同时,对Chiplet/先进封装、PIC光子集成电路、MRAM/RRAM新兴存储器、RISC-V计算架构、氧化镓等前沿创新和基础领域的关注度将大幅增加。
部分企业面临生存困境,“内卷”领域加速启动并购整合。2023年半导体行业过剩的投机资本将对这个赛道不再感兴趣,Pre-IPO项目、美籍高管为主项目、已出现头部企业或者多家上市公司的赛道项目中部分将面临融资困境,部分优质项目可能会因估值受影响而主动关闭融资窗口,进一步压低资本的投资偏好。产业中涌现出更多的潜在并购整合机会,上市公司和相关联的产业基金成为主要推手。在MCU、蓝牙/WIFI、射频前端、显示驱动、电源管理芯片等创企数量众多、中低端替代已经实现、头部企业优势明显的产品领域有望出现以上市公司推动的并购整合。而在估值、企业经营成本、技术门槛都高的一些大芯片领域,有可能出现由基金推动的并购整合。
打好“市场”“体制”牌,新一轮产业政策周期酝酿待发。2000年的“18号文”,2011年的“新4号文”,2014年的《纲要》以及2020年的“新8号文”共同构成了我国半导体产业政策体系的关键节点,并不断推动产业可持续发展。产业政策的重要性不仅在于解决特定领域关键技术有无问题,更要解决相应创新体制和生态的塑造问题。在中美战略博弈升级、半导体供应链形势不确定性显著增强、国内市场需求不振等多方面因素影响下,2023年国内新一轮半导体产业政策周期有望酝酿开启。
这篇文章我写的异常艰难,一是因为当前形势下很多内容和观点不方便书写,二是因为对2023年的悲观预期已成共识,似乎也没什么好写。但我总认为,无论是行业周期、疫情政策还是美国遏制如何影响,都还是要对我国半导体产业保持相对乐观的态度,要尝试在碎玻璃渣子里找糖吃,在苦日子里寻得一抹阳光。
要想中国半导体成功突破低端锁定,既不可能通过速战速决抄近路的战略,也无法通过继续依附于美国主导的全球半导体供应链体系获得,只能以坚定的战略意志,借由建设涵盖体制-技术-市场多重创新的内循环体系来实现,这势必是个“持久战”。
无论是中国还是美国,始终还是要回到全球化的轨道上,这是半导体产业的基本规律。那时的全球化将会赋予中国全然不同的角色,给予中国企业更多公平竞技的机会,进入更广阔的新兴市场;同时,中国也可以将更广大的世界纳入我们自己搭建的创新和产业共同体,实现真正的国际国内双循环。
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