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中韓崛起,全球半導體產業競爭加劇
盡管美國半導體行業在全球擁有的地位,但它仍面臨著相當大的競爭。終端市場(如智能手機、個人電腦和消費電子產品)的快速產品周期占半導體總需求的一半以上,這意味著美國半導體公司必須每年展開激烈競爭,以贏得每一代新設備的供應合同。
全球行業分類共有32條半導體產品線,在占全球總需求的61%的其中18條產品線中,每條產品線都至少有一家非美國公司的全球市場份額達到或超過10%,這些企業將有可能替代美國供應商。
目前,在處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)和現場可編程門陣列(FPGA)等產品領域,美國公司的總市場份額超過90%,但即便如此,美國也并不能在這些領域高枕無憂。因為全球大客戶越來越多地為數據中心設計自己的定制芯片,他們日益傾向于優化被稱為應用集成電路(asic)的芯片,以便在自己的大型硬件設備中使用。
此外,美國半導體公司面臨著來自韓國和中國日益激烈的競爭。自2009年以來,韓國和中國的市場份額分別增長了12%和3%。與此同時,美國公司在美國本土市場的競爭也在加劇,歐洲和日本的主要半導體公司正在加大投資力度,通過重大收購擴大投資組合和業務。
韓國市場份額的增長,在一定程度上反映了市場對存儲產品需求的飆升。韓國兩家公司都是存儲產品領域的全球企業。三星在顯示驅動、圖像傳感器和集成移動處理器等一系列半導體產品領域的強勢擴張,它既是公司不斷擴大的消費電子和網絡設備硬件產品組合的內部供應商,也是其他設備制造商的商業供應商,這對韓國市場份額的增長做出了貢獻。2019年3月,文在寅指示采取措施,提高該國在全球半導體行業的競爭力,追趕存儲市場。
自本世紀初以來,中國從初幾乎沒有任何半導體產品,到現在已經在半導體設計方面取得了穩步進展。幾十年來,發展國家半導體產業,減輕對外國供應商的依賴,一直是中國的政策重點。根據中國半導體行業協會(CSIA)的數據顯示,過去五年中,中國半導體企業報告的總營收以每年20%以上的速度增長。除去外國半導體公司在中國的活動,2018年中國企業在全球半導體銷售和半導體制造領域的整體份額僅為3-4%。無晶圓廠設計的進步為顯著,近年來,中國的無晶圓廠設計企業呈爆炸式增長。CSIA報告稱,中國目前有1600多家本土企業,占全球市場的份額總計13%,遠遠高于2010年的5%。
在需求方面,盡管行業報告和媒體經常采用各種更高的數字來衡量中國市場的規模,我們相信,中國原始設備制造商(oem)生產的器件中所包含的半導體元件的價值,是衡量全球半導體需求中真正由中國驅動部分的佳指標。按照這個標準,中國目前占全球半導體需求的23%。這意味著,國內半導體企業僅國終端設備制造商總需求的14%。

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。

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、上海現代、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。

BCG預測,如果以上兩種假設中的情況發生,未來三到五年,對美國將產生如下影響:
? 如果美國維持現行實體清單中規定的限制,將損失8個百分點的全球份額和16%的收入。
? 如果美國完全禁止半導體公司向中國客戶銷售,實際上會導致技術與中國脫鉤,那么將損失18個百分點的全球份額和37%的收入。
? 這些收入下降將不可避免地導致研發和資本支出的大幅削減,以及美國半導體行業15000至40000個高技能直接工作崗位的流失。
圖:中美摩擦將顛覆美國在半導體領域的地位
4、若中美產業技術完全脫鉤,韓國和中國將繼續崛起,甚至取得地位。
如果中美貿易摩擦升級,產業技術完全脫鉤,韓國很可能在幾年內取代美國成為世界半導體的領頭羊;從長遠來看,中國可能獲得地位。
美國半導體產業的關鍵——良性循環
美國半導體公司主要包括在自己工廠設計制造產品的集成設備制造商(IDM)和依靠第三方晶圓制造代工廠的芯片設計公司(Fabless),Gartner數據顯示,這兩類公司在2018年提供了約48%的全球半導體市場。事實上,在32個半導體產品類別中,美國不僅在23個類別中處于地位,還在從個人電腦、IT基礎設施到消費電子產品所有終端應用市場中處于地位。
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