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2013年成立的中國公司大陸在為加密和區塊鏈應用設計定制芯片,已成為全球。
在人工智能領域,百度、阿里巴巴和騰訊等一批擁有深厚軟件知識的大型中國新品種設計公司、企業硬件供應商和互聯網巨頭,正在投資開發自己的集成硬件和軟件的ASIC芯片。
在內存方面,清華大學集團旗下子公司長江存儲成立于2016年,其目標是在新興的3D NAND閃存領域取得突破,擁有自己的架構。
在制造業,中國計劃在未來五年內將裝機容量翻一番,占全球預計新增總容量的25%以上。加上中國大陸目前在組裝和測試服務業的強勢地位,這種制造能力的大幅擴張可能會使中國大陸在2023年成為世界上大的半導體產出地區。預計中國企業將占國內新增產能的60%左右,其余產能將由外國企業在中國建設。因此,預計中國企業在半導體制造業(包括鑄造廠和IDM)的全球份額將從2018年的3%提高到2023年的7%。
中國在一個國家量子計算實驗室上投入4億美元,申請的量子幾乎是美國近年來的兩倍。
鑒于以上這些發展,分析人士預計,到2025年,中國將用本土設計的半導體滿足25%至40%的國內需求,這一比例將是目前水平的兩倍多。雖然這仍低于中國自己設置的70%自給率的目標,但將使美國在全球的份額下降2至5個百分點。

美國目前是全球半導體行業的
美國半導體公司將這一市場地位成功轉化為強勁的財務業績。在過去五年中,它們的年平均股東回報率接近14%,比標準普爾500指數高出4個百分點以上,截至2019年11月,它們的總市值已達到約1萬億美元。這種持續的財務實力對于該行業在未來繼續大力投資研發至關重要。
事實上,美國半導體行業之所以在全球處于地位,主要有賴于大量研發投資所帶來的技術進步和產品創新。半導體是由高度的制造工藝生產的高度復雜的產品,其改進往往需要在硬科學上取得突破,這往往需要多年才能實現。
在過去的十年里,美國半導體產業在研發上投入了3120億美元,僅在2018年就投入了390億美元——幾乎是世界其他國家半導體研發投資總和的兩倍。美國在基礎研究上投入了大量資金,這有助于填補學術突破和新商業產品之間的鴻溝。然而與其它國家相比,美國投資多年來一直持平或下降。
技術使美國企業建立了創新的良性循環,從大規模的研發工作中產生了的技術和產品,進而帶來更高的市場份額,通常也會帶來更高的利潤率,這將繼續為良性循環提供動力。

限制對華貿易,將威脅到美國半導體地位
中美摩擦給美國半導體公司發展帶來了巨大阻力。自“貿易戰”開始以來,美國前25大半導體公司的收入同比增幅已從2018年7月實施輪關稅前的4個季度的10%驟降至2018年底的約1%。而在美國2019年5月限制向華為銷售某些技術產品后的三個季度中,美國半導體公司的營收均下降了4%至9%。其中許多公司將與中國的貿易沖突作為其業績下滑的一個重要因素。
盡管中美兩國在2020年1月簽署的“階段”協議,包含了與半導體行業相關的幾個領域的條款,如知識產權保護和技術轉讓要求。然而,它沒有解決其它復雜的問題,比如中國對國內半導體企業的國家支持,對某些中國實體獲得與美國擔憂相關的美國技術的限制依然存在。
雙邊沖突的持續,可能危及美國半導體公司在中國與其競爭對手(包括來自中國和其它地區的競爭對手)開展平等業務的能力,從而可能對美國半導體行業從中國設備制造商那里獲得的約490億美元收入(占其總收入的22%)構成直接風險。這種風險將威脅到美國產業維持其創新和全球地位的良性循環。
鑒于目前的不確定性,我們評估了兩種可能在未來出現的情況:

貼片機國產化的難點與瓶頸
貼片機應用領域廣,技術含量高,并能帶動精密機械制造、高精密傳感、高性能馬達制造、圖像處理、X-Y伺服控制系統、軟件等相關基礎產業。從上世紀90年代初開始,國內先后有原電子部二所、715廠二所、43所、4506廠、熊貓電子、風華高科、上?,F代、上海微電子、羊城科技等數十家企事業單位嘗試過貼片機的國產化工作,但至今未有一款國產貼片機進入市場。
比如,1994年,上海無線電設備廠又與日本合資組裝過貼片機,后因日方變更而終止;2002年上海微電子裝備公司與上海交大合作制成一臺貼片機樣機,未有商品化的后續消息;近年,華南理工大學與肇慶新寶華電子有限公司也對貼片機進行合作開發。
通過調研,NEPCON展會上SMT設備,主要原因歸納起來有以下幾點:
一是貼片機結構復雜、技術含量高,國內基礎工業積累不足。
貼片機是機電光等多學科一體化的高技術精密設備,僅元器件就有1到2萬個,國外貼片機企業一般采購其中的70%,另外30%進行公司定制,而恰恰是這30%元器件國內企業由于缺乏基礎技術人才,無法進行生產。
二是貼片機研制費用高、投資風險大,民營企業無法保證持續的資金投入。
目前,貼片機生產并未得到的足夠重視。以往國有企業開發貼片機,通常是撥專款立項攻關,企業搞出樣機組織鑒定,然后項目隨之結束,缺乏持續創新的動力。
民營企業創新活力強,是目前研制貼片機的主要力量(國內從事SMT設備制造的廠家有幾百家,幾乎都是民營企業),但規模小、實力有限,缺乏生產樣機后進一步研制與提升的資金投入。
同時,國內企業一旦新品研制成功,國外企業便立馬降價打壓國內企業,導致國內企業研發資金鏈斷裂,無法在性能日新月異的貼片機市場競爭中存活。
三是SMT產業標準體系不完善。
標準體系是整合供應鏈的關鍵。SMT技術、新材料和新工藝的快速變化,以及成本和環保的雙重壓力,迫使產品規格標準頻繁變化,對SMT標準制定提出新的要求。長期以來,我國SMT產業過度依賴國外IPC標準,未根據中國SMT產業實際情況制定完備的標準體系。國內雖然制定了GB19247、GB3131、QJ165等標準,但存在標準繁雜、不成體系等問題。
此外,國內SMT積發起制定的國際標準也得不到強有力的支持和保護。比如,IPC-9853個由中國SMT企業發起,歷時4年制定的IPC標準,但在2013年7月被IPC撤銷,并未作任何說明和解釋,傷害了中國SMT企業的競爭力。
四是SMT技能人才缺乏。
SMT設備涉及機械、電子、光學、材料、化工、計算機、自動控制等多學科。目前,國內僅有少數高校將重點放在工藝設備開發或微組裝/封裝領域,與SMT配套的學科、和教學體系建設剛起步,很難滿足SMT行業發展需求,同時行業對電子制造技術研發和人才培養的牽動也不足,制約了SMT制造競爭力的提升。
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