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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。

? 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,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

美國和中國技術產業脫鉤升級
中美貿易緊張局勢升級,導致美國全面禁止技術出口,這實際上會導致兩國科技行業脫鉤。這將使美國半導體企業被擋在龐大的中國市場之外,并迫使中國設備制造商尋找替代供應來源。作為對美國限制的回應,我們假設中國也將禁止美國的軟件和設備,如智能手機、個人電腦和數據中心設備等進入其國內市場,這將加速中國的外國技術替代計劃,該計劃已計劃于2020年在國家機構和公共機構啟動。
中國設備制造商的中斷程度因半導體組件而異,根據供應情況有三種不同的響應,如表7所示:
? 已有成熟的中國供應商供應的半導體元件。
中國電子設備制造商將把采購業務轉向國內老牌供應商。這意味著即使沒有目前只能從美國的供應商獲得的業界設計工具,替代供應商也能保持競爭力。這也取決于他們是否有能力擴大和提升中國日益增長的國內制造能力,或者保持與主要制造伙伴的聯系。無論如何,我們的分析表明,在我們的半導體市場分類中,32個產品類別中只有一個符合這一標準——它僅國半導體需求的5%。對于國需求23%的其他10種產品,規模雖小但新興的國應商可能會隨著時間的推移而擴大規模。
我們將一個成熟的供應商定義為擁有超過10%的全球市場份額,平均相當于中國國內市場規模的40%。
? 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。
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