《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一文看懂半導(dǎo)體行業(yè)現(xiàn)狀

2021-02-26
來(lái)源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察

  摘要

  半導(dǎo)體可能是世界上最重要的行業(yè),因?yàn)樗鼈兪歉鞣N產(chǎn)品和服務(wù)的基礎(chǔ),。此外,,它們?cè)谛屡d技術(shù)(例如人工智能(AI),高性能計(jì)算(HPC),,5G,物聯(lián)網(wǎng)和自治系統(tǒng)等)中發(fā)揮關(guān)鍵的促成作用。

  與中國(guó)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)獲得高額市場(chǎng)份額的行業(yè)(包括高鐵,,太陽(yáng)能電池板和電信設(shè)備)不同,中國(guó)大陸在半導(dǎo)體領(lǐng)域的全球市場(chǎng)份額和競(jìng)爭(zhēng)力,,尤其是在總部設(shè)在中國(guó)的公司方面,,在半導(dǎo)體領(lǐng)域仍然不大。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的全球領(lǐng)導(dǎo)者主要分布在歐洲,,日本,,韓國(guó),,中國(guó)臺(tái)灣和美國(guó)。

  在本文里,,我們來(lái)看一下半導(dǎo)體行業(yè)的最新現(xiàn)狀,。

  全球半導(dǎo)體工業(yè)概況

  “半導(dǎo)體”一詞是指一種固體物質(zhì)——如硅,這些產(chǎn)品具有導(dǎo)電性,,可以用作導(dǎo)體或絕緣體,。半導(dǎo)體,也被稱為集成電路(IC),,構(gòu)成了為電子設(shè)備提供動(dòng)力的大腦,,提供了支持?jǐn)?shù)字計(jì)算的計(jì)算和存儲(chǔ)能力。半導(dǎo)體將多達(dá)300億個(gè)晶體管封裝在一平方厘米大小的芯片上,,電路以納米級(jí)(nm,,長(zhǎng)度單位等于百萬(wàn)分之一米)水平測(cè)量,最新的半導(dǎo)體制造廠生產(chǎn)5?€‰nm和 3?€‰nm尺度的半導(dǎo)體,。最前沿的半導(dǎo)體含有比人類頭發(fā)薄10000倍的晶體管,,其工作公差甚至小于冠狀病毒的大小。2019年,,全球半導(dǎo)體行業(yè)創(chuàng)造了4120億美元的收入,,出貨量超過(guò)1萬(wàn)億美元。分析師預(yù)計(jì),,到2026年,,半導(dǎo)體行業(yè)將增長(zhǎng)至7300億美元。

  2019年,,總部設(shè)在美國(guó)的半導(dǎo)體企業(yè)占全球半導(dǎo)體行業(yè)銷售額的47%(較2012年的51.8%份額下降約5%),,其次是韓國(guó)企業(yè)占19%,日本和歐洲企業(yè)各占10%,,中國(guó)臺(tái)灣企業(yè)占6%,,中國(guó)大陸企業(yè)占5%。(見圖1,。)

  然而,,由于美國(guó)許多半導(dǎo)體是在中國(guó)臺(tái)灣和中國(guó)大陸等地生產(chǎn)的,生產(chǎn)份額有所不同,。事實(shí)上,,截至2019年,美國(guó)僅占全球半導(dǎo)體制造產(chǎn)能的11%,,而韓國(guó)占28%,,中國(guó)臺(tái)灣占22%,日本占16%,中國(guó)大陸占12%,,歐洲占3%,。(見圖2)。從2015年到2019年,,中國(guó)占全球半導(dǎo)體制造產(chǎn)能的份額翻了一番,。截至2020年年底,美國(guó)只有20家半導(dǎo)體制造工廠(“晶圓廠”)在運(yùn)營(yíng),。

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  圖1:2019年全球不同國(guó)家/地區(qū)半導(dǎo)體行業(yè)銷售市場(chǎng)占有率

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  圖2:按國(guó)家(地區(qū))劃分的全球半導(dǎo)體制造能力

  半導(dǎo)體的四種主要類型是邏輯芯片,、存儲(chǔ)器(通常是動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)或NAND)芯片、模擬芯片(那些產(chǎn)生信號(hào)或轉(zhuǎn)換信號(hào)特性的芯片,,在汽車和音頻應(yīng)用中尤其流行),,以及分立芯片(設(shè)計(jì)用于執(zhí)行特定電子功能的芯片)。就全球半導(dǎo)體行業(yè)各主要細(xì)分市場(chǎng)按公司總部所在地劃分的市場(chǎng)份額而言,,2019年,,美國(guó)在邏輯和模擬領(lǐng)域明顯領(lǐng)先,韓國(guó)在內(nèi)存領(lǐng)域領(lǐng)先(美國(guó)緊隨其后),,歐洲企業(yè)在分立半導(dǎo)體領(lǐng)域領(lǐng)先,。總部設(shè)在中國(guó)的公司在邏輯市場(chǎng)領(lǐng)域的注冊(cè)份額僅為9%,,在離散領(lǐng)域的注冊(cè)份額僅為5%,。(參見圖3)。

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  圖3:全球不同國(guó)家和地區(qū)的半導(dǎo)體行業(yè)市場(chǎng)占有率,,各細(xì)分市場(chǎng),各總部企業(yè)

  2019年,,邏輯部分的全球銷售額為1070億美元,,內(nèi)存部分為1060億美元,模擬部分為540億美元,。英特爾是邏輯芯片市場(chǎng)份額的全球領(lǐng)導(dǎo)者,。德州儀器、ADI和英飛凌是模擬芯片市場(chǎng)的領(lǐng)頭羊,,截至2020年第一季度,,其市場(chǎng)份額分別為19%、10%和7%,。三星和SK Hynix(總部均位于韓國(guó))緊隨其后的Micron(美國(guó))在DRAM生產(chǎn)方面居世界領(lǐng)先地位,,分別占44%,截至2020年第1季度,,占全球市場(chǎng)份額的29%和21%,。英特爾、三星、臺(tái)積電,、SK海力士和美光在最終預(yù)測(cè)的2020年半導(dǎo)體銷售中領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,。(見表1)該表還顯示了美國(guó)無(wú)晶圓廠半導(dǎo)體行業(yè)的實(shí)力:2019年,美國(guó)本土的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司占全球無(wú)晶圓廠半導(dǎo)體銷售額的65%,,領(lǐng)先企業(yè)包括高通公司,。博通、英偉達(dá),、蘋果和AMD,。

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  表1:2020年半導(dǎo)體全球銷售領(lǐng)導(dǎo)者前15名

  如表1所示,該行業(yè)高度全球化,,許多國(guó)家的企業(yè)在半導(dǎo)體生產(chǎn)的多個(gè)方面展開競(jìng)爭(zhēng),,從半導(dǎo)體設(shè)計(jì)到制造,再到ATP(組裝,、測(cè)試和封裝)活動(dòng),。事實(shí)上,半導(dǎo)體價(jià)值鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)平均有25個(gè)國(guó)家的公司參與直接供應(yīng)鏈,,23個(gè)國(guó)家的公司參與支持功能,。超過(guò)12個(gè)國(guó)家有直接從事半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)的企業(yè),39個(gè)國(guó)家至少有1個(gè)半導(dǎo)體制造廠,,而超過(guò)25個(gè)國(guó)家有從事ATP活動(dòng)的企業(yè),。(見圖4)半導(dǎo)體生產(chǎn)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)都創(chuàng)造了大量?jī)r(jià)值,其中美國(guó)國(guó)際貿(mào)易委員會(huì)(U.S.ITC)估計(jì),,半導(dǎo)體芯片90%的價(jià)值在設(shè)計(jì)和制造階段平均分配,,最后10%的價(jià)值生產(chǎn)通過(guò)ATP活動(dòng)進(jìn)行。

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  圖4:企業(yè)參與半導(dǎo)體生產(chǎn)活動(dòng)各個(gè)階段的國(guó)家/地區(qū)數(shù)量

  生產(chǎn)一些世界上最先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備所需的全球價(jià)值鏈的廣度和規(guī)模已經(jīng)在該行業(yè)產(chǎn)生了許多商業(yè)/運(yùn)營(yíng)模式,。(見圖5)從歷史上看(可追溯到20世紀(jì)50年代和60年代),,半導(dǎo)體行業(yè)主要由集成器件制造商(IDM)組成,也就是說(shuō),,這些公司在內(nèi)部負(fù)責(zé)半導(dǎo)體制造的所有關(guān)鍵方面,,特別是設(shè)計(jì)和制造。英飛凌(Infineon),、英特爾(Intel),、美光(Micron)、瑞薩(Renesas),、三星(Samsung),、SK海力士(SK Hynix)和德州儀器(Texas Instruments)等公司至今仍然是IDM的領(lǐng)軍企業(yè)。

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  圖5:半導(dǎo)體行業(yè)的運(yùn)營(yíng)模式

  1987年,,中國(guó)臺(tái)灣的張忠謀創(chuàng)立了臺(tái)積電(臺(tái)灣半導(dǎo)體制造公司),,該公司開創(chuàng)了代工商業(yè)模式,,專注于為其他半導(dǎo)體公司代工,這些公司通常專注于為特定用途設(shè)計(jì)半導(dǎo)體,,如人工智能,、無(wú)線通信或高性能計(jì)算應(yīng)用。這本質(zhì)上代表了外包制造,,或“制造即服務(wù)”——它徹底改變了行業(yè),,催生了臺(tái)積電以外的許多新參與者,包括美國(guó)的全球代工廠,、中國(guó)大陸的半導(dǎo)體制造國(guó)際公司(SMIC)和中國(guó)臺(tái)灣的聯(lián)電公司(UMC),。

  代工廠的出現(xiàn)反過(guò)來(lái)又支持了無(wú)晶圓廠行業(yè)的崛起;也就是那些專注于半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)的公司,,比如(現(xiàn)在沒(méi)有工廠的)AMD(用于人工智能,、高性能計(jì)算和圖形芯片)、英偉達(dá)(NVIDIA)(用于圖形芯片)和高通(Qualcomm)(用于5G和其他無(wú)線芯片),??偟膩?lái)說(shuō),這被稱為“無(wú)晶圓廠代工”模式,。

  外包ATP(也稱為外包組裝和測(cè)試,,或OSAT)由多家全球公司執(zhí)行,包括Amkor(美國(guó)),、ASE Technology(馬來(lái)西亞),、J-Devices(日本)、Power Tech(中國(guó)大陸)和Siliconware Precision Industries(中國(guó)臺(tái)灣),。在這一過(guò)程的前端是專注于半導(dǎo)體研發(fā)(R&D)活動(dòng)的公司和財(cái)團(tuán),,如CEA Leti(法國(guó))、Imec(比利時(shí)),、ITRI(中國(guó)臺(tái)灣),、SEMATECH(美國(guó))和半導(dǎo)體研究公司(美國(guó))。

  20年前有近30家公司在技術(shù)前沿生產(chǎn)集成電路,,而今天只有5家(英特爾、三星,、臺(tái)積電,、美光和海力士)。

  另外一批進(jìn)口量也很高的公司主要是應(yīng)用材料公司(美國(guó)),、ASML公司(荷蘭),、KLA Tencor公司(美國(guó))和Lam Research公司(美國(guó))——這些公司生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)半導(dǎo)體工廠的機(jī)器和工具設(shè)備。2020年,,全球半導(dǎo)體制造設(shè)備行業(yè)本身創(chuàng)造了620億美元的收入,,預(yù)計(jì)到2025年,,收入將以9%的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)增長(zhǎng)至960億美元。最后,,一些企業(yè),,特別是來(lái)自日本、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣的企業(yè),,制造化學(xué)品和重要部件半導(dǎo)體制造工藝,。例如,氟化聚酰亞胺是一組提供物理強(qiáng)度和耐熱性的特殊聚合物,,由大金化學(xué)(日本),、杜邦(美國(guó))、日本朝日Kaneka Kashi Kasei和中國(guó)臺(tái)灣Taimide Technology生產(chǎn),。

  換言之,,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力是專業(yè)化,因?yàn)楦鲊?guó)(地區(qū))企業(yè)乃至整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)集群都選擇將其競(jìng)爭(zhēng)精力集中在掌握半導(dǎo)體生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵方面(例如,,荷蘭在極紫外(EUV)光刻技術(shù)方面的實(shí)力,,日本在化學(xué)品和生產(chǎn)設(shè)備方面的實(shí)力,韓國(guó)在內(nèi)存芯片方面的實(shí)力,,中國(guó)臺(tái)灣在代工廠方面的實(shí)力,,或馬來(lái)西亞和越南在ATP活動(dòng)方面的實(shí)力)。

  全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新動(dòng)力

  沒(méi)有哪個(gè)行業(yè)的創(chuàng)新動(dòng)力能像半導(dǎo)體行業(yè)的摩爾定律那樣清晰而有效,。由英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾(Gordon Moore)創(chuàng)造的“摩爾定律”(從技術(shù)上講是指“進(jìn)程節(jié)點(diǎn)縮放”)代表了這樣一個(gè)概念,,即微芯片上的晶體管數(shù)量大約每?jī)赡攴环瑢?shí)際上意味著半導(dǎo)體在速度和處理能力方面翻了一番,,盡管它的成本降低了一半,。摩爾的預(yù)測(cè)被證明是非常有先見之明,至少到目前為止,,是非??煽康摹D柖傻膭?chuàng)新過(guò)程在半導(dǎo)體性能和成本方面取得了巨大的進(jìn)步:每片晶圓的晶體管數(shù)量增加了近1000萬(wàn)個(gè)(自1975年摩爾定律提出以來(lái)),,處理器速度提高了10萬(wàn)倍,,每片晶圓的成本降低了45%以上可比績(jī)效年。(見圖6)摩爾定律也為行業(yè)提供了某種程度上的指導(dǎo)性創(chuàng)新途徑,,為競(jìng)爭(zhēng)前研究財(cái)團(tuán)的努力及其制定長(zhǎng)期行業(yè)路線圖提供了方向,。然而,盡管有些人認(rèn)為摩爾定律是理所當(dāng)然的,,但一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),,如今實(shí)現(xiàn)摩爾定律所需的研究人員人數(shù)是20世紀(jì)70年代初所需人數(shù)的18倍多。

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  圖6:在過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)里,,半導(dǎo)體的性能不斷提高,,相對(duì)成本不斷降

  這說(shuō)明了一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):全球半導(dǎo)體行業(yè)的創(chuàng)新并不像“天賜甘露”那樣到來(lái),,而是相當(dāng)可觀的投資的結(jié)果,從研發(fā)過(guò)程本身開始,,也延伸到建造和運(yùn)營(yíng)現(xiàn)代半導(dǎo)體工廠所需的成本,。英特爾于2020年7月宣布,它在開發(fā)芯片制造技術(shù)的下一個(gè)重大進(jìn)展方面至少落后了一年,,也就是說(shuō),,從10nm技術(shù)發(fā)展到7nm技術(shù)(它甚至可能不得不依賴競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的制造設(shè)施進(jìn)行某些生產(chǎn)),作為一個(gè)鮮明的提醒,,半導(dǎo)體的創(chuàng)新并不容易,,也不便宜,也不可靠,。事實(shí)上,,讓摩爾定律繼續(xù)運(yùn)行并不是一件十拿一穩(wěn)的事情;相反,,這是來(lái)自許多國(guó)家的行業(yè)參與者在過(guò)去幾十年里投入數(shù)千億美元的結(jié)果(政府對(duì)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的投資也起到了補(bǔ)充作用),。

  工業(yè)研發(fā)和資本支出

  事實(shí)上,全球半導(dǎo)體行業(yè)正與生物制藥競(jìng)爭(zhēng)成為世界上研發(fā)最密集的行業(yè),。例如,,在“2019年歐盟工業(yè)研發(fā)投資排行榜”中排名前13位的半導(dǎo)體公司,研發(fā)投資占銷售額的18.4%,,超過(guò)生物制藥行業(yè),。(見圖7。)

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  圖7:“2019年歐盟工業(yè)研發(fā)投資記分牌”中的行業(yè)研發(fā)

  在2019年“歐盟工業(yè)研發(fā)投資記分牌”排名前13位的半導(dǎo)體公司中,,有6家來(lái)自美國(guó),,研發(fā)密集程度排名前三的公司是高通、中國(guó)臺(tái)灣聯(lián)發(fā)科和美國(guó)AMD,。(見表2),。在實(shí)際投資方面,三星以148億歐元(約176億美元)居首,,華為以127億歐元(150億美元)緊隨其后,,英特爾以118億歐元(137億美元)緊隨其后,但值得注意的是,,在這三家公司中,,英特爾是唯一一家業(yè)務(wù)完全與半導(dǎo)體相關(guān)的公司。2020年版的報(bào)告包含的企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)較少,,但報(bào)告發(fā)現(xiàn),華為已成為全球第三大研發(fā)投資者,,僅在過(guò)去五年中,,華為的研發(fā)水平就增長(zhǎng)了225%(去年增長(zhǎng)了31.2%),,而在全球前十大研發(fā)投資者中,三星排名第四,,英特爾排名第八,。

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  表2:“2019年歐盟工業(yè)研發(fā)投資記分牌”上領(lǐng)先的半導(dǎo)體企業(yè)

  (包含不同的國(guó)家/地區(qū))

  該行業(yè)也是高度資本密集的行業(yè),;2019年,,美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的全球總資本支出(CapEx)總計(jì)319億美元,使該行業(yè)的資本支出占銷售的12.5%,,僅次于美國(guó)的替代能源部門(盡管這可能是因?yàn)樗麄冇?jì)算了安裝的終端使用客戶設(shè)備),。(參見圖8)。

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  圖8:美國(guó)工業(yè)的資本支出占銷售額的百分比

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  圖9:2019年各國(guó)(地區(qū))總部企業(yè)占全球半導(dǎo)體行業(yè)資本支出的百分比(包含不同的國(guó)家和地區(qū))

  就全球資本投資而言,,2019年,,總部設(shè)在韓國(guó)的企業(yè)在該領(lǐng)域的投資占全球資本支出的31%,其次是美國(guó)公司的28%,,中國(guó)臺(tái)灣公司的17%,,中國(guó)大陸公司的10%,日本公司的5%,,歐洲公司的4%,。(參見圖9)。同樣,,主要國(guó)家(地區(qū))和公司之間存在著集中度:例如,,2014年,只有三家公司(三星,、英特爾和臺(tái)積電)占全球半導(dǎo)體工廠所有支出的60%,。

  全球半導(dǎo)體行業(yè)的研發(fā)和資本必須如此密集,因?yàn)榘雽?dǎo)體行業(yè)的創(chuàng)新需要越來(lái)越復(fù)雜的芯片設(shè)計(jì),,而且規(guī)模越來(lái)越小,,特別是如果該行業(yè)要維持摩爾定律(Moore 's Law)的話。雖然在上個(gè)十年之初,,有些人認(rèn)為28納米閾值預(yù)示著摩爾定律的極限,,但在過(guò)去十年中,在EUV光刻,、蝕刻和薄膜沉積等材料工程上的突破已經(jīng)將當(dāng)前的工業(yè)前沿帶到了5納米,,而要達(dá)到3納米、2納米甚至1納米大小的集成電路所需的工藝也相當(dāng)清晰可見,。

  然而,,開發(fā)一個(gè)新的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)或建立一個(gè)新的半導(dǎo)體工廠所需的專業(yè)知識(shí)、資本和規(guī)模是非常高的,,而且在不斷增加,。例如,,將芯片設(shè)計(jì)從10納米級(jí)提高到7納米級(jí)的成本增加了1億多美元,從7納米級(jí)提高到5納米級(jí)的成本可能會(huì)再次增加近一倍,,從3億美元增加到近5.5億美元,。(見圖10。)

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  圖10:芯片開發(fā)進(jìn)入下一階段的成本(百萬(wàn)美元)

  這還只是設(shè)計(jì)芯片的成本,;實(shí)際上,,為生產(chǎn)這些越來(lái)越小的芯片而建造的晶圓廠也在不斷增加。2019年,,臺(tái)積電宣布將在亞利桑那州建造一座5納米晶圓廠,,耗資120億美元;2017年,,該公司曾宣布計(jì)劃在臺(tái)灣建造一座3納米晶圓廠,,預(yù)計(jì)成本為200億美元??偟膩?lái)說(shuō),,截至2020年,建造一座14-16納米晶圓廠的平均成本估計(jì)為130億美元,;10nm晶圓廠150億美元,;7納米晶廠180億美元;以及價(jià)值200億美元的5納米晶廠,。(參見圖11),。

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  圖11:建造一個(gè)新的代工/邏輯晶圓廠的平均成本(美元,數(shù)十億美元)

  這反映了該行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)成本的不斷上升,。20年前,,近30家公司在技術(shù)前沿制造集成電路,而今天只有5家公司這樣做(英特爾,、三星,、臺(tái)積電、美光和海力士),。除了建造晶圓廠的成本之外,,維護(hù)這些晶圓廠持續(xù)運(yùn)行的費(fèi)用也值得注意。一個(gè)先進(jìn)晶圓廠10年的成本,,包括初始投資和年運(yùn)營(yíng)成本,,可高達(dá)400億美元。

  幾乎每天都有證據(jù)表明,,全球半導(dǎo)體行業(yè)的企業(yè)需要達(dá)到規(guī)模,,才能有效競(jìng)爭(zhēng)。例如,2019年11月,,AMD以350億美元收購(gòu)了Xilinx,。此外,2020年的三大并購(gòu)交易(涉及美國(guó)公司)都是半導(dǎo)體行業(yè),,包括英偉達(dá)以400億美元收購(gòu)英國(guó)芯片設(shè)計(jì)公司Arm Holdings(受到日本軟庫(kù)支持),以及ADI以200億美元收購(gòu)Maxim Integrated products

  推動(dòng)持續(xù)創(chuàng)新的因素

  半導(dǎo)體行業(yè)是一個(gè)以創(chuàng)新為基礎(chǔ)的行業(yè),,其特點(diǎn)是研發(fā),、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)設(shè)備的固定前期成本極高,但生產(chǎn)成本卻在不斷增加(即單個(gè)芯片以邊際成本從生產(chǎn)線下來(lái)),。此外,,該行業(yè)基本上依賴于一代創(chuàng)新來(lái)為下一代的投資提供資金,因此10nm晶圓廠的利潤(rùn)產(chǎn)生了投資7nm 晶圓廠的收入,,這使得未來(lái)的5nm和3nm晶圓廠成為可能,。事實(shí)上,主要半導(dǎo)體公司下一年的收入與研發(fā)支出之間存在很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系(0.93),。這意味著,,如果更具創(chuàng)新能力的半導(dǎo)體企業(yè)的銷售輸給創(chuàng)新性較弱的中國(guó)企業(yè),它們平均會(huì)減少研發(fā)支出,。這一動(dòng)態(tài)非常重要,,因?yàn)槊恳淮舛税雽?dǎo)體技術(shù)的壽命只有兩到四年,之后就會(huì)被新技術(shù)取代,。

  因此,,全球產(chǎn)業(yè)維持自身發(fā)展的能力取決于三個(gè)關(guān)鍵因素:公平進(jìn)入全球市場(chǎng)、通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)減少人為的產(chǎn)能過(guò)剩和價(jià)格大幅下跌,,以及最小化知識(shí)產(chǎn)權(quán)盜竊,。如果這些因素不存在,那么全球創(chuàng)新就會(huì)受到阻礙,。

  首先,,半導(dǎo)體公司需要進(jìn)入大型全球市場(chǎng),以便在一個(gè)大型全球市場(chǎng)上攤銷和收回成本,。換句話說(shuō),,進(jìn)入更大的市場(chǎng)能讓它們更好地支付這些固定成本,這樣單位成本就會(huì)更低(推動(dòng)更多消費(fèi)),,而用于再投資(尤其是在研發(fā)方面)的收入就會(huì)更高,。這就是為什么大多數(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的公司都是全球化的。如果他們能在20個(gè)國(guó)家而不是5個(gè)國(guó)家銷售,,將銷售擴(kuò)大到原來(lái)的4倍,,那么他們的成本增加就遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于原來(lái)的4倍。銷量越高,就可以投入更多資金來(lái)產(chǎn)生更多創(chuàng)新,。這就解釋了為什么一項(xiàng)針對(duì)歐洲企業(yè)的研究發(fā)現(xiàn),,對(duì)于高科技企業(yè)來(lái)說(shuō),“隨著時(shí)間的推移,,它們提高技術(shù)知識(shí)水平的能力取決于它們的規(guī)模:研發(fā)投資者規(guī)模越大,,其技術(shù)進(jìn)步速度就越快?!?/p>

  鑒于研發(fā)和資本設(shè)備的固定成本顯著增長(zhǎng),,進(jìn)入全球市場(chǎng)的能力對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)來(lái)說(shuō)比以往任何時(shí)候都更重要。這意味著降低貿(mào)易壁壘的政策對(duì)半導(dǎo)體創(chuàng)新尤為重要,。缺乏一體化的全球市場(chǎng)可能會(huì)對(duì)固定成本與邊際成本比率較低的傳統(tǒng)行業(yè)造成相對(duì)較小的傷害,,如玩具、鞋類和鋼鐵,。但在半導(dǎo)體等以創(chuàng)新為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)中,,市場(chǎng)壁壘對(duì)全球創(chuàng)新造成了嚴(yán)重?fù)p害。進(jìn)入全球市場(chǎng)對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)也是至關(guān)重要的,,當(dāng)學(xué)習(xí)效應(yīng)對(duì)行業(yè)如此重要時(shí),,大規(guī)模生產(chǎn)至關(guān)重要。例如,,一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),,平均“學(xué)習(xí)率”約為20%,這意味著累積產(chǎn)量每增加一倍,,每單位半導(dǎo)體生產(chǎn)成本就下降20%,。

  從這個(gè)意義上說(shuō),中國(guó)在進(jìn)入其市場(chǎng)方面的行動(dòng)將在該行業(yè)的創(chuàng)新中發(fā)揮關(guān)鍵作用,。根據(jù)一項(xiàng)研究,,中國(guó)現(xiàn)在占全球半導(dǎo)體消費(fèi)的60%。根據(jù)《國(guó)際商業(yè)戰(zhàn)略》,,2019年,,中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)銷售額為2122億美元,北美為595億美元,,世界其他地區(qū)為488億美元,,歐洲為418億美元,日本為387億美元,。(參見圖12),。

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  圖12:2019年按地區(qū)劃分的全球半導(dǎo)體消費(fèi)(十億)

  顯然,中國(guó)市場(chǎng)相當(dāng)重要,,在許多美國(guó)半導(dǎo)體公司的收入中占了相當(dāng)大的比例,。例如,2018年前4個(gè)月,中國(guó)市場(chǎng)占高通收入的60%以上,,占美光收入的50%以上,,占博通收入的45%左右,占德州儀器收入的40%以上,。(參見圖13),。2018年,約36%的美國(guó)半導(dǎo)體公司收入,,即750億美元,,來(lái)自對(duì)中國(guó)的銷售。公平,、非歧視地進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),為企業(yè)提供了賺取收入的機(jī)會(huì),,這些收入可以再投資于未來(lái)幾代的創(chuàng)新,。

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  圖13:美國(guó)半導(dǎo)體公司在中國(guó)的營(yíng)收(2018年前4個(gè)月)

  第二,當(dāng)企業(yè)面臨過(guò)度的,、非市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)時(shí),,創(chuàng)新就會(huì)減少。當(dāng)政府投入數(shù)千億美元的補(bǔ)貼時(shí),,就會(huì)出現(xiàn)這種情況,,這不公平地使那些試圖以真正市場(chǎng)化的條件競(jìng)爭(zhēng)的企業(yè)處于不利地位。換句話說(shuō),,如果領(lǐng)先的公司不能保證他們能獲得合理的,、經(jīng)風(fēng)險(xiǎn)調(diào)整的投資回報(bào)率——這一點(diǎn)受到一些政府的質(zhì)疑,比如中國(guó)投入大量資金創(chuàng)建國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)——那么領(lǐng)先的公司將不得不削減他們的研發(fā)和資本支出,。

  由于該行業(yè)從根本上依賴于知識(shí),、技術(shù)和專有技術(shù),一個(gè)擁有強(qiáng)大知識(shí)產(chǎn)權(quán)(包括專利,、商業(yè)秘密和商標(biāo))的國(guó)際體系對(duì)于為投入大量研發(fā)提供足夠的激勵(lì)至關(guān)重要,。例如,制造DRAM芯片涉及1000多個(gè)步驟,。如果公司不能保留和保護(hù)昂貴的知識(shí)產(chǎn)權(quán),,而這些知識(shí)產(chǎn)權(quán)又非法地流向競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,他們的收入就會(huì)下降,,從而減少投資,。

  最后,如前所述,,該行業(yè)依賴開放和平穩(wěn)流動(dòng)的全球半導(dǎo)體價(jià)值鏈,,使世界各地的各種參與者對(duì)半導(dǎo)體研發(fā)、創(chuàng)新和生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。然而,,正因?yàn)槿绱?,正如?jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)在其報(bào)告“衡量國(guó)際市場(chǎng)的扭曲:半導(dǎo)體價(jià)值鏈”中指出的那樣,這種廣泛的行業(yè)國(guó)際化“意味著任何貿(mào)易扭曲都會(huì)被放大,,并在許多公司和市場(chǎng)之間傳播,。”

 

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