《電子技術(shù)應(yīng)用》
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半導(dǎo)體制造,,我們亞洲是怎么打敗美國的,?

2022-06-14
來源:C次元
關(guān)鍵詞: 半導(dǎo)體 三星 英特爾

昔日的霸主已盡顯疲態(tài),但冰凍三尺,,非一日之寒,。

2021年5月,時任韓國總統(tǒng)的文在寅結(jié)束了為期五天的美國訪問,,走出白宮趕往亞他蘭大的那一刻,,難掩內(nèi)心喜悅的他登陸社交網(wǎng)站,迫不及待地分享了自己的心情——“這是我經(jīng)歷的最好的出訪,,成果簡直超出預(yù)期,!”

芯片換疫苗的故事,自此開始,。

文在寅那邊,,承諾向美國提供390億美元的戰(zhàn)略投資,光是三星向新芯片工廠砸下的170億美元,,就占這筆投資的一半,。拜登那邊,,則同意與韓國就新冠疫苗的供應(yīng)和研發(fā)建立伙伴關(guān)系,幫助文在寅政府在疫苗供應(yīng)上筑造更牢固的壓艙石,。

轉(zhuǎn)眼,,一年過去了。

2022年5月,,拜登正式出訪亞洲,。有意思的是,他這次打破了“先日后韓”的傳統(tǒng)順序,,當(dāng)私人飛機(jī)剛抵達(dá)駐韓美軍空軍基地,,拜登隨即趕往三星位于京畿道平澤的半導(dǎo)體工廠。在那里,,韓國總統(tǒng)尹錫悅已在工廠正門“恭候多時”,。

來自芯片的壓力依舊盤旋在拜登頭頂,“睡王”總統(tǒng)之所以不按常理出牌,,最先參觀韓國三星的芯片制造基地,,也是考慮到芯片供應(yīng)已成為白宮當(dāng)下的關(guān)鍵事項之首。實際上,,在過去一年多的時間里,,白宮已將芯片產(chǎn)業(yè)提升到“戰(zhàn)時警戒”的歷史高度。

自上任以來,,拜登也不斷推出新的法案和預(yù)算,,試圖實現(xiàn)美國半導(dǎo)體制造業(yè)的復(fù)興。無論是老牌芯片巨頭英特爾的革新與轉(zhuǎn)型,,還是IBM迫不及待地祭出2nm制程工藝的最新“撒手锏”,,本質(zhì)上都是美國在芯片行業(yè)努力反擊的幾個切片。

01

落伍亞洲的AB面

“我們遠(yuǎn)未走出困境,?!?/p>

一個月前,美國商務(wù)部長雷蒙多(Gina Raimondo)曾在推特上警告,,美國的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈依舊非常脆弱,,且這樣的焦慮還將在在未來幾年持續(xù)下去。她還預(yù)測稱,,全球半導(dǎo)體短缺可能延續(xù)至2023年,,甚至更久,一些美國公司或?qū)⒁蛐酒呦蛲.a(chǎn)或裁員,。

2021年至今,,“芯片法案”一直是擺在雷蒙多眼前最緊要的任務(wù),拜登政府希望通過這項法案,,啟動一項高達(dá)520億美元的激勵計劃,,以此振興美國的芯片制造,。最終目的,是實現(xiàn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的復(fù)興,,并逐漸形成對中國芯片產(chǎn)業(yè)鏈的打壓,,而拜登過去一年的多項國際舉措,確實是在明里暗里劍指中國,。

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 現(xiàn)實很骨感,。

根據(jù)美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(SIA)2021年的一份報告,美國想要徹底轉(zhuǎn)向自給自足的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈,,可能需要花費十年的時間修筑護(hù)城河,,且累計投資甚至要高達(dá)1萬億美元。產(chǎn)業(yè)層面的反擊,,美國確實沒有太多時間了,早在上世紀(jì)九十年代,,世界上有40%的半導(dǎo)體是在美國生產(chǎn)制造的,,但現(xiàn)在已下滑至12%。

“我們等待的每一天,,都有可能是落伍的每一天,。”面對亞洲軍團(tuán)咄咄逼人的攻勢,,上下承壓的美國商務(wù)部長雷蒙多是最焦慮的,。美國是半導(dǎo)體行業(yè)的起源地,曾經(jīng)也是半導(dǎo)體領(lǐng)域的先驅(qū)者,,這些年的霸主地位卻逐漸被亞洲軍團(tuán)反超,,打江山容易,守江山難,,想要奪回失去的半壁江山,,更是難上加難。

2020年,,美國累計對外進(jìn)口了約941億美元的芯片,,與2019年的數(shù)據(jù)相比卻猛增了20%,制造業(yè)回遷迫在眉睫,。特別是在晶圓代工領(lǐng)域,,臺積電和三星已攬下全球高達(dá)70%的市場份額,臺積電更是以54%的市占率坐穩(wěn)半導(dǎo)體公司市值榜首,,業(yè)務(wù)訂單可謂一騎絕塵,,營收數(shù)據(jù)在業(yè)界難逢敵手。

這里,,也想給讀者們提個醒,。

雖然美國在晶圓制造方面目前落后于亞洲,,但晶圓制造只是整個芯片產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。芯片設(shè)備,、芯片材料以及EDA/IP都屬于半導(dǎo)體的底層技術(shù),,作為產(chǎn)業(yè)價值鏈上的“命門”,美國一直不落下風(fēng),。

作為芯片設(shè)計最上游,、也是最高端的價值細(xì)分,EDA(Electronic Design Automation,,電子自動化設(shè)計)和IP(Intellectual Property Core)目前是我國芯片最為薄弱的環(huán)節(jié),,但卻是美國的優(yōu)勢所在,后者以高達(dá)70%的市占率牢牢占據(jù)主導(dǎo)地位,。EDA領(lǐng)域的三家領(lǐng)頭羊公司,,新思科技、Cadence和此前被西門子收購的Mentor都屬于美國陣營,。

半導(dǎo)體生產(chǎn)的整個過程,,其實涉及超過50種不同類型的測試與制造設(shè)備,特別是讓很多國家“卡脖子”的光刻工具,,直接決定了芯片的先進(jìn)程度,,堪稱多領(lǐng)域頂級技術(shù)的集合體。在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域,,美國的市場份額一直穩(wěn)定在40%以上,,但中國卻只能在5%左右徘徊。

02

非一日之寒

美國商務(wù)部曾發(fā)布了一份關(guān)于半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的調(diào)查報告,,150家參與調(diào)研的公司涵蓋了目前美國所有的主要芯片制造商,。報告指出,美國的半導(dǎo)體整體庫存已經(jīng)從2019年的40天下降到2021年的不到5天,,2022年的情況則更嚴(yán)峻,。

“我們不能再等了?!?/p>

拜登自己其實十分清楚,,在白宮試圖解決芯片短缺造成的政治和經(jīng)濟(jì)難題時,同樣也面臨著一個不爭的現(xiàn)實:芯慌,,目前沒有立即解決的辦法,,一系列努力的結(jié)果需要數(shù)年時間才能顯現(xiàn),那些砸下去的錢,,對短期內(nèi)解決供應(yīng)危機(jī)其實毫無幫助,。

昔日的霸主已盡顯疲態(tài),但冰凍三尺非一日之寒,。芯片生產(chǎn)目前在亞洲高度集中,,回頭看,,這其實是多年醞釀的老問題。

半導(dǎo)體芯片主要有三類運作模式,。

第一類是IDM(Integrated Device Manufacture),,可以集芯片設(shè)計、芯片制造,、芯片封裝和測試等多個產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)于一身,,以三星、英特爾德國企業(yè)為代表,;第二類是Fabless,,只負(fù)責(zé)芯片的電路設(shè)計與銷售,將生產(chǎn),、測試,、封裝等環(huán)節(jié)外包,以聯(lián)發(fā)科,、博通為代表,;第三類是Foundry(代工廠),只負(fù)責(zé)制造,、封裝或測試的其中一個環(huán)節(jié),,最典型的是臺積電和聯(lián)華電子,。

英特爾是IDM模式的擁躉,,自成一體,擁有包括設(shè)計,、制造,、封裝以及銷售在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)鏈,幾乎所有產(chǎn)業(yè)鏈的制造環(huán)節(jié)都能拽在手里自己干,。作為美國制造業(yè)的一顆明珠,、乃至二十世紀(jì)美國資本神話的關(guān)鍵組成部分,輝煌時期的英特爾一度只生產(chǎn)技術(shù)最復(fù)雜,、利潤最高的部件,,叱咤江湖,IDM無疑是一把利劍,,目前也僅有三星和德州儀器這樣的芯片巨頭能hold住全產(chǎn)業(yè)鏈的業(yè)務(wù)流程,。

只是,成也蕭何,,敗也蕭何,。

IDM模式自有其弊端。

一是,,那些采用IDM模式的公司往往需要兼顧整個產(chǎn)業(yè)鏈條,,既要搞好芯片設(shè)計,,又要為工藝研發(fā)頭疼,還要考慮產(chǎn)品制造等一堆事情,,很難專注于研發(fā)制程,,容易在制程方面“掉鏈子”。

二是,,以英特爾為代表的的IDM們,,不得不扛下公司規(guī)模龐大、管理和運營成本高昂以及資本回報率低下等先天硬傷,,而這些硬傷,,又在英特爾這樣的領(lǐng)頭羊身上被放大,最終導(dǎo)致大象難轉(zhuǎn)身,,大船難調(diào)頭,。

三是,近幾年的芯片行業(yè)分工越來越細(xì),,代工模式日漸吃香,,英特爾的市場也不斷被臺積電為首的代工廠慢慢蠶食。伴隨著晶圓代工模式的興起,,晶圓制造的中心逐漸從歐美等過向亞洲國家轉(zhuǎn)移,,臺灣以及韓國逐漸成為美國芯片制造商的外包方。

冰凍三尺,,并非一日之寒,。

美國這些年缺失的,不只是一個平衡的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),,擺在拜登面前的還有數(shù)十年的人才流失,,以及那片很難重塑的產(chǎn)業(yè)和文化土壤。

03

拜登,,騎虎難下

“這個行業(yè)誕生于美國,。”

國家層面的半導(dǎo)體復(fù)興,,關(guān)乎核心產(chǎn)業(yè)的命脈,,而作為美國半導(dǎo)體芯片巨無霸的英特爾,更是在拜登總統(tǒng)的呼吁下立下了軍令狀,。該公司首席執(zhí)行官基辛格(Pat Gelsinger)不只一次在公開場合表態(tài),,美國是半導(dǎo)體的發(fā)源地,包括芯片在內(nèi)的制造業(yè)回遷,,非常之時,,作為北美一號種子的英特爾責(zé)無旁貸。

拜登揮劍以振興半導(dǎo)體,手里緊握的正是英特爾那把利劍,。而英特爾的“救國”之壯舉,,不僅有拜登政府產(chǎn)業(yè)支持的“天時”,更有公司內(nèi)部調(diào)整,、且改革派試圖駛?cè)胄沦惖赖摹叭撕汀薄?/p>

就在整個美國汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)鬧“芯慌”的關(guān)鍵時刻,,闊別英特爾十年之久的技術(shù)派代表基辛格(Pat Gelsinger)于今年年初高調(diào)回歸,接替司睿博履新首席執(zhí)行官一職,。他早在2001年就被任命為英特爾的首位技術(shù)官,,并于2005年升任公司高級副總裁,2009年離職后加入易安信(EMC),,任總裁,。

高喊著“Intel is back”、“The old Intel is now the new Intel”的改革口號,,基辛格給沉悶許久的英特爾注入的不僅是一劑強(qiáng)心針,,更是一支清醒劑。這是英特爾五十多年歷史上的一個關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點,,為了幫助公司挽回“錯失的十年”,,站在權(quán)力頂峰的他即將啟動一場自上而下的“大手術(shù)”,為公司尋找新的戰(zhàn)略方向,。

基辛格履新一把手,,英特爾隨即在新的領(lǐng)導(dǎo)架構(gòu)下推出了IDM 2.0新戰(zhàn)略,誓要從一家CPU公司轉(zhuǎn)型到一家多架構(gòu)的XPU公司,。這不僅英特爾短期內(nèi)的改革重點,,還是新掌門的一個決心,以彌補(bǔ)公司過去幾年戰(zhàn)略層面輸?shù)舻谋∪醐h(huán)節(jié),。

那么,,IDM 2.0有哪些重點,?一言以蔽之,,穩(wěn)住IDM模式的基本盤,然后重啟晶圓代工業(yè)務(wù),。

去年春天,,英特爾宣布向汽車芯片相關(guān)的公司開放其現(xiàn)有的工廠網(wǎng)絡(luò),以應(yīng)對福特和通用汽車的生產(chǎn)線因芯片供應(yīng)短缺而臨時中斷,。公司管理層也和芯片供應(yīng)商商談,,努力在2021年實現(xiàn)汽車芯片的大規(guī)模量產(chǎn),最終目標(biāo),,是帶領(lǐng)美國的芯片行業(yè)重回巔峰,,并將超過三分之一的半導(dǎo)體制造重新回到美國的土地上。

美國媒體《Roll Call》曾圍繞拜登政府的芯片新政策劃了專題報道,有意思的是,,其副標(biāo)題引用了一句頗顯尷尬的美國俗語——

“前往地獄之路,。”

俗語的原意是,,通向地獄的路往往鋪滿善意,,也就是我們常說的好心未能能辦好事。

拜登復(fù)興半導(dǎo)體的初衷或許是積極的,,但沒有清晰且符合國情的戰(zhàn)略落子,,500億美元的芯片計劃也會胎死腹中。彭博社近日撰文稱,,拜登為了反擊亞洲而提出的“芯片法案”,,過去一年卡在國會那里,始終無法通過,。不同的派系對法案有不同的訴求,,且民主黨目前已將關(guān)注重點轉(zhuǎn)移到其他領(lǐng)域,而共和黨對該計劃的態(tài)度也是日趨排斥,。

騎虎難下,,睡王總統(tǒng)其實挺難的。

只是,,哪怕這五百億美元的計劃最終被國會批準(zhǔn),,美國的芯片產(chǎn)業(yè)也很難在短時間內(nèi)東山再起了。

畢竟,,如臺積電和三星這樣的勁敵,,在產(chǎn)能擴(kuò)張和先進(jìn)制程方面可絲毫未見松懈,內(nèi)卷時代,,沒人愿意為后來者駐足停留,,更何況臺積電等對手也是自帶狼性。




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