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《中国要重新理解半导体产业的全球化》

  • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者： husisi
  • 发布时间：2023-06-21

  • 近期，清华大学集成电路学院教授魏少军对外做了题为《半导体产业的再全球化》的演讲。由于国际形势变化、疫情等多重因素影响，半导体全球化过程被中断，供应链出现碎片化。魏少军表示，逆全球化思潮下，当前中国半导体产业面临较严峻挑战。

    魏少军强调，中国集成电路产业要坚定向前发展，中国的超大芯片市场地位短期内不会改变。中国要重新理解半导体产业的全球化，维护半导体全球供应链的完整性，实现再全球化。

    如何推动半导体实现再全球化？在魏少军看来，具体包括：其一，中国集成电路产业要扬长避短，掌握发展主动权；其二，要坚持扩大开放，广邀朋友。魏少军呼吁，一定保持开放包容、优势互补、分工合作。

    此外，魏少军还认为，中国集成电路还应该在传统市场外，开辟汽车电子、人工智能服务器等新兴市场机遇。

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  • 《建立在全球化基础上的中国半导体产业面临八大挑战》
    • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者：husisi
    • 发布时间：2023-07-24
    • 半导体产业纵横南京报道，7 月 20 日，在 2023 世界半导体大会上，魏少军教授发表了以《自立自强推动半导体产业再全球化》的主题演讲。 他表示，半导体产业的全球化进程已被中断，在全球化基础上建立的中国半导体产业面临严峻挑战。为此，中国应重新认识半导体产业的全球化，积极维护半导体全球供应链的完整性，并身体力行地推动半导体产业实现再全球化。 半导体产业的全球化进程已被中断 在魏少军看来，半导体全球供应链的诞生是人类遵循社会经济发展规律的体现。过去三十年，随着移动通信标准的统一，相关产品技术也逐步实现统一，推动了半导体产业的全球化和半导体供应链的全球化。 尽管半导体全球供应链的形成受到包括成本、交货期、能力、技术、市场、经济、文化和社会等多方面因素的影响，但在追求利润最大化这一根本动力的驱动下，半导体供应链通过「政府默许，产业推动」的方式逐步实现了全球化。 中国在半导体全球供应链中起到了关键作用，极大地促进了全球半导体产业的发展。从此也可以清晰地看到，半导体全球供应链确实为产业链各个环节都带来了可观的利润。毫无疑问，中国既是全球化过程的参与者、受益者，同时也是贡献者。 亚当·斯密认为，分工通过提高芳动者技能、促进技术进步，能够提高芳动生产率，并实现经济的快速增长和民众的普遍富裕，这是市场经济不同于自给自足的传统自然经济的重要特征。半导体全球供应施的延生是人类社会道循经济发展规律的体现。 然而，半导体产业的全球化进程已被中断，半导体全球供应链正在遭受人为破坏。魏少军指出，先是美国政府对华为等中国企业的无理打压造成了全球半导体生产秩序的紊乱，后叠加新冠疫情全球大流行的冲击，又受到产业周期的影响，全球出现了前所未有的芯片短缺。 美国政府出于打压中国的目的，利用这一机会尝试将中国排除在半导体全球供应链之外——先是通过《芯片与科学法》限制其它国家的半导体企业在中国发展，继而联合日本、韩国和中国台湾地区搞所谓的「芯片四方联盟」，又压迫荷兰、日本出台半导体设备出口管制措施，想方设法把中国排挤出半导体全球供应链。 与此同时，美国奉行的「美国优先」策略和在全球芯片紧缺时采取的一系列压迫措施和手段，也让半导体产业的主要国家和地区忧心忡忡，纷纷推出自己的「芯片法案」，事实上启动了半导体领域的「军备竞赛」。 这也就是台积电创始人张忠谋所说的「全球化与自由贸易几乎已死，而且不太可能再恢复」这句话背后的深层次原因。没有人怀疑，一旦半导体全球供应链不存在，所有人都是输家。 建立在全球化基础上的中国半导体产业面临严峻挑战 逆全球化导致「设计一代工」模式难以实现最优资源配置 同样的，在全球化基础上建立起来的中国半导体产业也必然会面临严峻挑战。从中国半导体产业发展模式来看，主要模式是「设计-代工」。这一模式的好处是可以在全球寻求最佳的资源配置。过去十多年，中国半导体产业发展非常迅速。如果全球化的前提不存在，这一模式就只能是本地或区域资源配置，优势将被大大削弱。 国产集成电路产品全球市场占比不高 由于中国 IDM 的出现比较晚，总体贡献不大，所以中国集成电路产品的主力军是集成电路设计企业。从 2004 年的全球占比不到 5%，到 2022 年全球占比提升至 13.6%。虽然总体占比还十分有限，目主要集中在中低端，但进步明显。 国产芯片与国内市场需求相距甚远 尽管国产集成电路的销售收入不断增加，以价值计算占国内市场需求的比例也从 2013 年的 13.5% 提升到 2022 年的 41.4%，但仍然与国内市场的需求相差甚远。如果考虑到国产集成电路的品种，可以看到国产集成电路仍然以中低端为主。 中国芯片制造业的销售收入在中国市场的占比不高 与此同时，在集成电路制造领域，外资在华企业的增长占了我国半导体制造业增长的很大比例。随着美国对中国企业的打压不断加大，内资半导体制造业的发展放缓，2016 年以来，内资半导体制造企业的年均复合增长率达到 14.7%，但外资企业的增长更快，年均复合增长率达到 30%。换句话说，外资半导体制造企业对中国半导体制造业增长的贡献是内资企业的 2 倍。随着半导体产业全球化进程被中断及半导体全球供应链被破坏，不仅内资半导体制造业的发展将面临巨大的挑战，也会影响到芯片设计业的发展。 内资半导体制造企业工艺技术大幅落后 从工艺的角度来看，国内目前工艺的制造水平国际上还是有比较大的差距，尽管有很多人认为在工艺上应该更多的去关注成熟工艺，但是不可否认的是先进工艺有很强的引导性，也是给从业者更有未来，所以国内的制造工艺被美国的压制情况下不能够快速的前进的，也是会对我们的产业产生很重要的影响。 代工业产能严重不足 到 2021 年底，国内现有 12 英寸晶圆代工产能为 43.6 万片。2015 年之前的产能为 19.7 万片，2015 年以后，新增了 23.9 万片。与中国集成电路设计业目前每月 150 万片的产能需求相比差距巨大。 半导体投资才度亟需加强 产能缺口的弥补，也就意味着要投入巨额的资金，中国企业的发展离不开投资。2019 年 10 月 22 日，国家集成电路产业投资基金二期股份有限公司于北京市工商行政管理局证书注册成立，注册资本 2041.51 亿元人民币。 前期中国半导体有大基金有一期和二期，加起来 3400 多亿，通过这种带动作用拉动了社会资本，按照 1:2 来带动大概可以拉动大概 1 万亿人民币左右。魏少军说到：「这 1 万亿人民币看起来很多，但实际上也就是 1,500 亿美元左右。这 1,500 亿美元要弥补以前的亏空，再进行发展，整体来说这钱是不够的。从 2015 年以后，中国在半导体的投资也比较明显的增长，但是与期望值还是有差距。」 企业创新投入严重不足 魏少军表示，自身的企业创新能力还有严重的不足，依据 62 家在科创板上市的芯片设计企业 2022 年报显示，企业的平均毛利率并不高，说明产品竞争力比较弱。虽然投入了 20% 以上的研发费用，但总的研发费用的数值也就是 30 亿美元左右不到。 自立自强，推动半导体产业的再全球化 「半导体是中国产业发展的重中之重。」魏少军表示，中国半导体产业处在内忧外患的关键时刻，需要我们坚定信心，充分认识到中国正在进行的产业升级是符合事物发展规律的正确之道。 在魏少军看来，中国的超大芯片市场地位短期内不会改变，中国和世界的相互依赖度有可能出现再平衡，但大趋势不会变。他提出，要在实现自立自强的基础上，推动半导体产业实现再全球化。「别人越是打压我们，我们就越要自立自强。但自立自强不等于自我封闭，而是要想方设法打破封锁和遏制。」 他认为半导体产业再全球化的核心是团结一切愿意合作的国家和企业，围绕中国的大市场再造全球化。如果说之前的全球化是以分工为主要特征，那么再全球化将以合作为主旋律。过去二十年，在半导体产业全球化和半导体供应链全球化的过程中，中国更多的是参与，缺少主导权，那么在再全球化的过程中，中国的角色需要发生根本转变，去扮演重要角色并有所作为。 在逆全球化的风潮下，寻求发展的唯一路径是创新。魏少军表示，在保持开放合作态势的同时，要在传统市场之外开辟新赛道、拓展新空间。中国汽车工业协会的统计数据显示，每辆汽车芯片的平均数达到 934 颗，电动汽车 1459 颗，这意味着车规芯片将是未来的战略必争之地。 此外，随着大模型的出现，发展高算力、低能耗和高能效的人工智能服务器芯片将成为一种必然，是一大发展方向。这些新赛道和新空间将进一步增强中国在再全球化过程中的地位和实力，也必然会对全球半导体产业的发展起到积极的推动作用，从而对冲逆全球化的影响。 最后，魏少军也乐观地表示，在不断产业发展的过程当中，中国不是一个孤立的国家，构建人类命运共同体很重要。魏少军说到：「我们完全有理由来重新理解半导体产业的全球化，维护半导体全球供应链的完整性，并努力实现再全球化。」 这个过程是要开放包容，优势互补，分工合作、良性竞争、相互促进、共同进步，同时用好中国的超大市场，让半导体全球供应链的合作伙伴都能共同获利，也同时要讲好中国的故事，让各国政府的当局多做些促进产业发展的事情，对国内半导体产业少一些干扰。 无论是否有明确的意识和想法推进再全球化，背后的根本点都是国内必须自立自强。 以保障我国集成电路产品的持续发展为目标，攻克国产集成电路生产线在极端情况下持续平稳运行所面临的难题，实现生产线的稳定可靠生产，构建围绕国产集成电路生产线的芯片设计、研发、生产所需的基础条件和环境，形成包括 EDA 工具链、IP 核库在内的完整设计流程和方法。 解决国产集成电路生产线在极端情况下持续平稳运行所面临的问题，优先部署和支持相关任务。集成电路生产装备（含零部件）、生产材料是重中之重。要求集成电路生产线、装备企业、材料企业合力攻关。设定目标优先级别、优选任务承担单位、合理调配资源，责任到人、任务到人、确保解决问题。 以批量产出发展急需，但受美西方禁运和限制的高端芯片为结果，包括中央处理单元、图形处理单元、现场可编程逻辑阵列、通用图像处理单元、人工智能芯片、动态随机存储器和三维闪存等高端芯片，支撑我国高性能计算和人工智能发展。通过技术创新，在国内，集成电路生产线上可以北量、持续生产这些产品。 总而言之，以目标导向、问题导向和结果导向的来增强我们的实力，以此来打破封锁和遏制别人对国内的制裁。
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  • 《半导体产业的丛林法则》
    • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者：husisi
    • 发布时间：2023-02-27
    • 对于美国联合其他国家限制中国半导体产业，近日中国半导体行业协会的声明引发了大众的讨论。其中有一个观点，获得了许多赞同：世界本就遵从丛林法则，不必期待谁的仁慈。 美国在讨论补贴本国半导体企业的时候总是以“解决芯片短缺问题”为名，但本质上美国的目的是脱离对亚洲，特别是中国大陆和中国台湾的依赖。在美国建造“晶圆厂”的成本比在海外高出 40％ 到 70％，美国想要扭转其半导体生产 40 年来的下滑趋势，补贴是唯一的答案。美国媒体称，是时候意识到美国不再是一个能够负担高额公司税、严格监管和没有投资激励措施的“卖方”了。美国现在是一个绝望的买家，如果想要在美国建造晶圆厂，美国政府将不得不帮助支付费用。 好不容易通过的《芯片法案》却没有如一开始引起美国半导体公司的热情。其中一个原因是，《芯片法案》禁止公司在获得补贴的情况下回购股票。如果一家芯片公司从商务部获得 30 亿美元以帮助抵消晶圆厂成本，那么它将需要每一分钱来支付其在美国将面临的更高运营和资本支出，股东将一无所有。如此效果让美国政府不得不“加码”其他方法发展本国半导体，于是美国开始联合其他国家限制对华半导体出口。 这种操作逻辑也不难理解：发展自身产业的难度太高不如去“拖慢”别人的速度。美国先是组成Chip4联盟，又在2023年再次联合日本、荷兰限制对中国的半导体设备出口。虽然各国看起来顺应了美国的要求，但算盘为谁打响呢？ 01 左右为难的荷日韩“阳奉阴违” “维护多边主义”的荷兰出口光刻机受限 荷兰半导体制造设备制造商ASML在EUV（极紫外）光刻机领域拥有100％的市场份额。2023年1月，ASML表示关于对中国出口管制的规则“正在最终确定”。截至发稿，暂没有官方对所谓的协议细节进行解释或者反驳。 此举引发了中国半导体行业的讨论，毕竟ASML的光刻机如果不能出口将极大打击到中国半导体制造环节，特别是中国半导体在先进制程环节的追赶。但随后荷兰的操作似乎又在表明于中国的合作仍有余地。 2月18日，中共中央政治局委员、中央外事工作委员会办公室主任王毅在出席慕尼黑安全会议期间会见荷兰副首相兼外交大臣胡克斯特拉。胡克斯特拉表示，世界相互依存，各方都有责任坚定维护多边主义，支持多边机制和国际规则。很高兴看到中国战胜疫情，经济强劲复苏，迅速恢复对外交流合作。期待同中方密切交往，扩大合作。荷兰愿继续成为中国的可靠和稳定的合作伙伴。 对于荷兰是否会选择全心全意“跟随”美国，荷兰专家表示“荷兰不会盲目追随美国”，事实上欧洲人并不想看到美国孤立中国。以美国出台的《通胀削减法案》为例，根据该法案，美国政府可以为本土产业提供高额补贴。美国产品将获得竞争优势，而他国产品将因为缺乏公平竞争环境而无立足之地。事实上，欧盟近期宣布了针对《通胀削减法案》的潜在反制措施。 日本要保持与中国的合作关系 除了荷兰，拥有多家半导体制造设备大厂的日本，也被美国拉拢。美国拜登政府强烈要求日本合作加强管制，因此报道表示日本政府将对尖端半导体相关出口开始进行管制。日本的优势主要在半导体制造设备、晶圆制造和材料领域，据美国半导体工业协会预测，2021年日本半导体制造设备的全球市场份额能达到27％，晶圆制造和材料市占率约为16％和14％ 。在美中争夺技术霸权的背景下，随着美国制造业回归国内，制造装备和材料行业将向海外转移的担忧日益加剧。日媒关注到，多数日本半导体企业因为日本追随美国限制对华出口而受负面影响。东京电子来自中国的营业收入比重可能降至22％，同比下降约5个百分点。 中国与日本经济存在着斩也斩不断的关系，在美中对立的夹缝中，日本必须平衡。为了不过度刺激中国，日本在管制措施中拟不点名中国。日本产业人士分析，这是因为“只要被抓到一点把柄，就难以否定会出现被诉诸世界贸易组织或其他产业遭殃的情况”。目前基于《外汇法》已要求部分制造装置出口需要申请许可，或许今后将扩大限制对象。预计与美国的管制相比，日本的内容将较为温和。 日本首相岸田文雄呼吁中国建立“建设性的稳定关系”。“对日本来说，美国是最重要的盟友，但我认为日本在某些方面无法与美国的政策保持一致。日本不可能割裂中国这个最大的贸易伙伴。” 韩国请求美国给予赦免，还想卖中国 韩国媒体发表文章称，美国对华半导体限制的余波正在转移到韩国设备行业。美国、日本、荷兰等国制造的核心半导体设备很难进入中国，因此一起使用的韩国设备的出口之路也受阻。 在设备方面，韩国企业向中国提供的不是必要的工艺设备，更多的是辅助工艺设备的系统，例如在蒸镀工序中增加附加功能或进行主要设备热控制的设备、测量、检查、清洗设备等。此外韩国对中国销售了很多封测设备。随着中国芯片工厂的运转出现问题，韩国设备企业的销路也会受到影响。 有韩国半导体设备企业表示：“虽然有人预测，由于美国的限制，全球设备企业的空缺将由韩国企业填补，但随着中国市场本身的缩小，正在失去机会。”如果韩国的半导体设备销量减少，这也会影响半导体制造设备上游的企业，如半导体材料、半导体设备零部件等领域。因为韩国半导体设备企业主要都是在韩国国内采购的原材料和零部件数量相当多。韩国半导体消耗品企业代表称：“美国的半导体限制余波从去年下半年开始就已经感受到了。韩国中小企业也将难以避免受到影响。” 对于韩国半导体企业来说，紧张的不只中小公司，即使是像三星电子、SK海力士这样的半导体巨头也无法脱离中国市场。2月韩媒称韩企高管赴美，希望能够争取到《芯片法案》的豁免权，继续对中国出货。韩国媒体还表示，对于韩国两大企业紧急派遣高管前往美国，韩国政府从侧面表示支持。 不难看出，三个国家即使同意了美国的一些要求但不能与中国市场划清界限。 半导体丛林已然“草木皆兵” 事实上在各个国家对半导体都加大发展力度的当下，各国都处于半导体焦虑中。 已经脱欧的英国需要和美国、欧盟和中国等参与者创造公平的竞争环境，这对英国本土企业来说压力不小。数月来，英国芯片制造商一直呼吁英国政府采取行动，英国芯片公司包括Pragmatic Semiconductor、IQE 和 Paragraf 在内对英国政府未能提出资助该地区半导体行业的计划表示失望。英国芯片制造商威胁称，如果英国政府不采取行动并发布期待已久的半导体战略，他们将把业务转移到美国或欧洲。 一些国家想保持中立，默默发展；也有国家希望能抱上美国的“大腿”。 印度电子和半导体协会 （IESA） 与美国半导体协会宣布计划成立一个私营部门工作组，以加强两国在全球半导体生态系统中的合作。工作组的具体目标包括：制定有关印度半导体生态系统的“准备情况评估”；汇集行业、政府和学术利益相关者，以确定近期的行业机会并促进互补半导体生态系统的长期战略发展；就提升印度在全球半导体价值链（包括芯片制造）中的作用的机遇和挑战提出建议；确定并促进劳动力发展和交流机会，使两国受益。 SIA 总裁兼首席执行官 John Neuffer 表示“我们很高兴与我们在印度的同行 IESA 一起启动这项新计划，印度已经是半导体研究、芯片设计和设备工程的主要枢纽，但其未来潜力更大。该工作组将通过加强美国和印度在全球芯片生态系统中的合作，帮助确定释放这一潜力的切实方法。” 表面上看美国给了印度入场券，然而2021 年发表在《可持续发展》杂志上的一项研究表明，来自发达国家的电子行业的大部分废物正在印度积累。他们的研究引用了联合国环境规划署 （UNEP） 的数据表明，当今世界产生的电子垃圾中只有 10％ 在发达国家得到回收，其余 90％ 被送往全球发展中国家。印度媒体认为，最后印度可能只是发达国家用来转移电子污染的“废物倾倒场”。 在半导体产业的丛林中，只能各自为战。 02 中国半导体走出“黑暗森林” “硅铁幕”正在引发危机，中国是受到最直接影响的那一方。当美国出台《芯片与科学法案》，动用国家力量打压中国企业开始，自由贸易不存在了。 中国半导体怎么办？发展基础科学或许是摆脱这种局面的根本之法。 近日中国科学院院刊一篇文章指出，半导体基础研究匮乏，我们进入了“黑暗森林”。即使通过大量投资进行国产化替代，只能实现内循环或拉近与美国的差距。该文章建议，加强半导体基础能力建设，稳定一批半导体基础研究队伍，在半导体技术的源头和底层进行理论创新，在无法绕开的芯片底层提前布局专利设置“关卡”，是解决半导体关键核心技术“卡脖子”难题的一种有效策略。 中国科学院发表的文章中提到，我国半导体基础研究研发投入长期不足美国的5％。这样的对比提醒着中国半导体产业是时候越过华丽的上市公司数字、融资金额，去面对本质上的差距了。实现高水平科技自立自强就必须要加强基础研究。加强基础研究就意味着要完善科研体系，高层次基础研究人才培养平台，这或许会是一个新起点。 半导体的发展是一条长时间的艰难的路。黎明前的黑暗最难熬，但天总会亮的。
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