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? 有成熟的非美國供應商的半導體元件。
短期內,中國設備制造商將把采購轉向或歐洲其他地區的現有供應商。當然前提是假設這些海外供應商繼續不受限制地使用美國開發的設計工具和制造設備,與中國客戶做生意也不受限制。中長期看來,中國可能會尋求完全或部分地用國應商取代第三國供應商,以實現其半導體自給自足的既定目標。總體而言,12個半導體產品類別(國需求的45%)屬于這一類。
? 沒有非美國供應商可替代的半導體元件。
國需求27%的9個半導體產品類別符合這一描述。中國將不得不加快本土替代供應商的開發。在某些情況下,中國消費者可以用其它芯片替代美國的處理器。例如,中國公司可以設計自己的集成電路,來代替美國的CPU、GPU和FPGA。事實上,一些的中國公司已經在人工智能領域這樣做了。另一種選擇是開發基于不受美國出口管制的架構的處理器,例如RISC-V開源架構。這種高度復雜的半導體產品需要的設計工具,而目前只有美國的供應商可以提供這些工具,因此中國必須自行開發一套設計工具,或者從第三國尋找能夠設計這些關鍵替代元件的新供應商。
在技術脫鉤的情況下,中國的半導體產業供應鏈將呈現出截然不同的面貌。(見表9)中國可以繼續接觸和歐洲的半導體供應商和代工廠,這些供應商和代工廠將繼續使用美國供應商的設計工具和制造設備,從某種程度上說,中國設備制造商預計受到的干擾,在中長期內將在一定程度上受到限制。
除了轉換到需要快速提高產能以應對需求激增的新供應商的短期動蕩之外,中國面臨的主要挑戰將是為計算密集型應用開發可行的替代高性能處理器,與或歐洲其他地區的新供應商密切合作,這些供應商可以使用美國供應商提供的設計工具。
中國已經在這方面取得了進展,使用了非美國的架構來建造神威超級計算機處理器。歐洲的歐洲處理器計劃和富士通的K和Post-K超級計算機計劃表明,歐洲和國家自己也在積努力擺脫美國的CPU供應商和架構。

SMT設備的國產化進程
自1985年開始引進SMT生產線批量生產彩電調諧器以來,中國電子制造業應用SMT技術已近30年。據不完全統計,目前我國SMT生產線大約5萬條,貼片機總保有量超過10萬臺,自動貼片機市場已占全球40%,成為全球大、重要的SMT市場。
焊接、檢測和印刷設備已經接近國際水平。
2005年以來,國內SMT設備企業在印刷機、焊接、檢測等SMT設備方面已基本實現國產化,并憑借市場價格優勢占據70%~80%的國內市場份額。
錫膏印刷機方面,國內早由日東研制成功。近年眾多民營企業參與研制,已有多個品種問世,達到世界中上等水平。2006年東莞凱格精密機械公司推出全自動印刷機,很快成為國內。
焊接設備方面,國內研發與制造起步很早,無鉛焊接設備已達到國際水平,成為我國表面貼裝設備市場中具競爭力的產品。目前,低端市場都由國產占領,市場仍為國外所壟斷(在穩定性方面,與國外水平存在一定差距。比如,某國外回流爐廠商橫向溫差僅為0.5度,而國內高水平高達2度)。
AOI設備方面,2010年之前國內AOI市場幾乎由國外20多種設備壟斷,東莞神州視覺率先研發成功國內款AOI設備Aleader系列,至今已累計銷售4000多臺,年銷售達到600~700臺的水平。
X-Ray檢測設備方面,國內起步較晚,日聯科技自2006年進入該領域以來,已于2008年實現核心部件的自主研發,達到水平。目前,公司產品年出貨量達到400多臺。
貼片機仍依賴進口,其中六成以上來自日本。
貼片機是SMT生產線為關鍵、技術和穩定性要求高的設備。十多年來,中國企業仍處于摸索階段和樣機試制階段,一直未推出通過中試的成熟產品,幾乎依靠進口(除小型的LED貼片機);在華國外企業將核心貼片機的生產放
在國外,在華工廠主要負責周邊設備生產及貼片機維護、調試等服務。
圖2 2001~2013年中國自動貼片機進口情況
2013年,國內自動貼片機進口金額達到13.01億美元,進口來源國主要為日本,占比達到65.2%;從韓國、德國、新加坡、美國、荷蘭進口占別為17.9%、6.1%、3.7%、1.3%、0.8%。
圖3 2013年中國進口自動貼片機國別和地區分布

若營收大幅下降,美國企業的研發投資將大幅削減——如果它們保持目前的研發強度,至少會削減120億美元,即30%。如果美國半導體公司的目標是獲得與該行業資本成本估計相等的股東總回報(盡管收入大幅縮水),那么研發支出的削減幅度可能必須達到60%。除了研發支出削減,資本支出還將減少130億美元,導致美國損失12.4萬個就業崗位,其中3.7萬個在半導體行業。
假以時日,美國半導體企業可能會失去相對于全球競爭對手的技術和產品優勢,從而不可避免地導致市場份額進一步下降。據估計,從中長期來看,美國半導體公司的全球份額將從48%下降到30%左右。美國還將失去其在該行業長期以來的全球地位。
哪些競爭對手能從美國半導體公司放棄的中國客戶那里獲得收入,將取決于中國開發替代國應商的能力。這種能力因產品和時間的不同而不同。
考慮到中國半導體行業的發展現狀,短期內大部分收入將流向第三國。中國的半導體公司將積發展,以滿足國內40%的需求——幾乎是目前自給自足水平的3倍,并且達到分析師對2025年的預測上限。此外,我們的模型顯示,由于韓國在內存、顯示器、圖像處理和移動處理器等關鍵產品方面的強大能力,以及它擴大生產能力的能力,韓國可能會取代美國,成為全球半導體行業的。
從中期到長期來看,在第二種情景下,中國可能會成功地發展出一個有競爭力的國內半導體設計行業,能夠滿足大部分國內需求。然而,這需要時間,也需要持續的高水平投資。盡管中國在太陽能電池板、液晶顯示器和智能手機等科技產品上僅用了5到7年的時間就迎頭趕上,但它是在獲得外國技術和零部件的情況下做到這一點的。就半導體而言,技術壁壘要高得多。舉例來說,韓國和閩臺分別花了大約15到20年的時間,才成為全球記憶體和晶圓制造的。
此外,正如我們先前所指出的,半導體的技術復雜性是如此之高,以至于沒有一個國家有一個完全自主的生產過程,并在整個價值鏈上完全自給自足。中國可能仍需要依賴外國設計公司來制造高度復雜的芯片,這些芯片需要美國供應商提供的設計工具,同時還需要其它地區的芯片代工廠來制造一些本土設計的芯片,尤其是那些需要制造節點的芯片。
即使中國不得不進口替代高性能處理器來取代基于美國技術的CPU、GPU和FPGA,隨著時間的推移,中國的半導體公司可能終能夠滿足國內對幾乎所有其他半導體產品的需求。這樣做將使中國的自給自足率達到約85%。在這種情況下,中國半導體行業的全球份額將從3%增長到30%以上,取代美國成為全球者。
美國半導體行業下行風險不容小覷

SMT設備的國產化路徑
經過十多年的探索,貼片機基礎技術在國內已經成熟,隨著SMT技術在計算機、網絡通信、消費電子以及汽車電子等的廣泛應用,實施貼片機國產化戰略時機已經成熟。
一是引進與培育相結合,通過產業投資基金等方式,鼓勵國內企業并購國外二流貼片機企業。
采用三星貼片機產業發展模式,通過產業投資基金等多方式并購國外二流貼片機企業,在此基礎上實施自主創新戰略,集中力量研發貼片機視覺技術、運動控制、軟件等關鍵技術。定位中低速、高精度、高靈活性貼片機市場,在當前經濟環境不景氣的背景下,通過并購、入股等方式收購具備技術優勢但市場銷售不佳的廠商(比如荷蘭安比昂等),綜合集成現有技術基礎,降低研發成本,大大縮短產業化進程。
二是集中國家優勢力量,聯合成立專項研發團隊,并加強技術研發與市場對接。
貼片機生產涉及多學科領域,單個企業很難完成,必須考慮上下游各環節協作、聯合發展。建議以機電自動化程度高的大型國企為主體,組織國內分散研發力量,聯合成立研發機構,同時配套專項基金并積引導社會資金進入,多渠道保證持續研發能力。同時,技術研發與市場對接同步進行、相互促進,加快產業化進程。
三是優化市場環境,加快制定中國SMT產業標準體系。
一方面,應積參與IPC新SMT相關標準的制定,對已有的中國SMT產業標準,應從國家層面加強力度。另一方面,應順應中國SMT市場產品、技術發展趨勢,積引導制定國內電子制造組裝工藝質量技術標準,溝通分享國內SMT企業成功規范,推動其發展成為新的行業標準。
四是成立SMT研發基地,加強人才培養和國際合作力度。
國家應結合產業發展戰略和區域發展優勢,圍繞SMT相關技術和工藝基礎較好的研究院所、高校、企業,設立以SMT為核心的電子制造技能實訓基地,培養大批技能型SMT人才。同時,加強國際交流合作,積參與國際學術交流會、課題研討會。
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