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中韓崛起,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競爭加劇
盡管美國半導(dǎo)體行業(yè)在全球擁有的地位,但它仍面臨著相當(dāng)大的競爭。終端市場(如智能手機(jī)、個(gè)人電腦和消費(fèi)電子產(chǎn)品)的快速產(chǎn)品周期占半導(dǎo)體總需求的一半以上,這意味著美國半導(dǎo)體公司必須每年展開激烈競爭,以贏得每一代新設(shè)備的供應(yīng)合同。
全球行業(yè)分類共有32條半導(dǎo)體產(chǎn)品線,在占全球總需求的61%的其中18條產(chǎn)品線中,每條產(chǎn)品線都至少有一家非美國公司的全球市場份額達(dá)到或超過10%,這些企業(yè)將有可能替代美國供應(yīng)商。
目前,在處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)和現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等產(chǎn)品領(lǐng)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(lǐng)域高枕無憂。因?yàn)槿虼罂蛻粼絹碓蕉嗟貫閿?shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)自己的定制芯片,他們?nèi)找鎯A向于優(yōu)化被稱為應(yīng)用集成電路(asic)的芯片,以便在自己的大型硬件設(shè)備中使用。
此外,美國半導(dǎo)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(shí),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(dǎo)體公司正在加大投資力度,通過重大收購擴(kuò)大投資組合和業(yè)務(wù)。
韓國市場份額的增長,在一定程度上反映了市場對存儲(chǔ)產(chǎn)品需求的飆升。韓國兩家公司都是存儲(chǔ)產(chǎn)品領(lǐng)域的全球企業(yè)。三星在顯示驅(qū)動(dòng)、圖像傳感器和集成移動(dòng)處理器等一系列半導(dǎo)體產(chǎn)品領(lǐng)域的強(qiáng)勢擴(kuò)張,它既是公司不斷擴(kuò)大的消費(fèi)電子和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件產(chǎn)品組合的內(nèi)部供應(yīng)商,也是其他設(shè)備制造商的商業(yè)供應(yīng)商,這對韓國市場份額的增長做出了貢獻(xiàn)。2019年3月,文在寅指示采取措施,提高該國在全球半導(dǎo)體行業(yè)的競爭力,追趕存儲(chǔ)市場。
自本世紀(jì)初以來,中國從初幾乎沒有任何半導(dǎo)體產(chǎn)品,到現(xiàn)在已經(jīng)在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)方面取得了穩(wěn)步進(jìn)展。幾十年來,發(fā)展國家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),減輕對外國供應(yīng)商的依賴,一直是中國的政策重點(diǎn)。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)(CSIA)的數(shù)據(jù)顯示,過去五年中,中國半導(dǎo)體企業(yè)報(bào)告的總營收以每年20%以上的速度增長。除去外國半導(dǎo)體公司在中國的活動(dòng),2018年中國企業(yè)在全球半導(dǎo)體銷售和半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的整體份額僅為3-4%。無晶圓廠設(shè)計(jì)的進(jìn)步為顯著,近年來,中國的無晶圓廠設(shè)計(jì)企業(yè)呈爆炸式增長。CSIA報(bào)告稱,中國目前有1600多家本土企業(yè),占全球市場的份額總計(jì)13%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2010年的5%。
在需求方面,盡管行業(yè)報(bào)告和媒體經(jīng)常采用各種更高的數(shù)字來衡量中國市場的規(guī)模,我們相信,中國原始設(shè)備制造商(oem)生產(chǎn)的器件中所包含的半導(dǎo)體元件的價(jià)值,是衡量全球半導(dǎo)體需求中真正由中國驅(qū)動(dòng)部分的佳指標(biāo)。按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),中國目前占全球半導(dǎo)體需求的23%。這意味著,國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)僅國終端設(shè)備制造商總需求的14%。

如果這種模式持續(xù)下去,中國半導(dǎo)體企業(yè)可能也會(huì)成為國際市場上的積競爭者,進(jìn)一占全球市場份額。事實(shí)上,這正是中國在2014年制定《中國制造2025》時(shí)所設(shè)定的雄心壯志:中國的終目標(biāo)是到2030年成為半導(dǎo)體行業(yè)所有領(lǐng)域的全球。
從長期來看,中國半導(dǎo)體行業(yè)在全球的份額可能達(dá)到35%至55%。隨著中國半導(dǎo)體企業(yè)加速海外擴(kuò)張,行業(yè)利潤率可能會(huì)大幅壓縮。其結(jié)果是美國半導(dǎo)體公司將無法再維持目前的高研發(fā)強(qiáng)度。當(dāng)前的創(chuàng)新良性循環(huán)可能會(huì)逆轉(zhuǎn)變成惡性循環(huán),美國企業(yè)陷入競爭力下降、市場份額和利潤下降的惡性循環(huán)。
電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)印證了這些變化。由于重大的擔(dān)憂,該行業(yè)目前處于中美摩擦的中心。2000年,三家北美公司——朗訊、北電和摩托羅拉——成為全球企業(yè),總收入約為1000億美元。在互聯(lián)網(wǎng)泡沫破裂后的科技低迷時(shí)期,需求枯竭,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備公司的收入大幅下降。到2005年,這三家公司的總收入下降了45%。結(jié)果,他們重組業(yè)務(wù)削減成本,包括研發(fā)成本。盡管他們保持著與前相同的12%的收入投入,但他們的年度研發(fā)支出總額從120億美元下降到67億美元,在短短五年內(nèi)減少了45%。
這削弱了它們在不斷發(fā)展的無線設(shè)備市場上保持技術(shù)于歐洲競爭對手和支持新產(chǎn)品開發(fā)的能力,正如全球運(yùn)營商正在推出基于新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)一樣。與此同時(shí),上世紀(jì)90年代中期進(jìn)入市場的中國制造商開始以更低的價(jià)格推出“足夠好”的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。中國的競爭者在國內(nèi)和新興市場迅速擴(kuò)張,到2008年已經(jīng)占領(lǐng)了全球約20%的市場。在隨后的十年里,中國電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備公司的份額幾乎翻了一番,達(dá)到38%。
同時(shí),三個(gè)前北方美國巨頭終被歐洲競爭對手收購,收購價(jià)格僅為其先前估值的一小部分。如今,美國還沒有無線接入網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的供應(yīng)商,這對于5G網(wǎng)絡(luò)的推出和管理至關(guān)重要,5G網(wǎng)絡(luò)是下一波應(yīng)用的基礎(chǔ),這些應(yīng)用將改變?nèi)蚪?jīng)濟(jì),因?yàn)樗鼈儙砹藦拇笠?guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到自主車輛的方方面面。
“全球準(zhǔn)入”才能實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體行業(yè)的雙贏

? 有成熟的非美國供應(yīng)商的半導(dǎo)體元件。
短期內(nèi),中國設(shè)備制造商將把采購轉(zhuǎn)向或歐洲其他地區(qū)的現(xiàn)有供應(yīng)商。當(dāng)然前提是假設(shè)這些海外供應(yīng)商繼續(xù)不受限制地使用美國開發(fā)的設(shè)計(jì)工具和制造設(shè)備,與中國客戶做生意也不受限制。中長期看來,中國可能會(huì)尋求完全或部分地用國應(yīng)商取代第三國供應(yīng)商,以實(shí)現(xiàn)其半導(dǎo)體自給自足的既定目標(biāo)。總體而言,12個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)品類別(國需求的45%)屬于這一類。
? 沒有非美國供應(yīng)商可替代的半導(dǎo)體元件。
國需求27%的9個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)品類別符合這一描述。中國將不得不加快本土替代供應(yīng)商的開發(fā)。在某些情況下,中國消費(fèi)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(shè)計(jì)自己的集成電路,來代替美國的CPU、GPU和FPGA。事實(shí)上,一些的中國公司已經(jīng)在人工智能領(lǐng)域這樣做了。另一種選擇是開發(fā)基于不受美國出口管制的架構(gòu)的處理器,例如RISC-V開源架構(gòu)。這種高度復(fù)雜的半導(dǎo)體產(chǎn)品需要的設(shè)計(jì)工具,而目前只有美國的供應(yīng)商可以提供這些工具,因此中國必須自行開發(fā)一套設(shè)計(jì)工具,或者從第三國尋找能夠設(shè)計(jì)這些關(guān)鍵替代元件的新供應(yīng)商。
在技術(shù)脫鉤的情況下,中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈將呈現(xiàn)出截然不同的面貌。(見表9)中國可以繼續(xù)接觸和歐洲的半導(dǎo)體供應(yīng)商和代工廠,這些供應(yīng)商和代工廠將繼續(xù)使用美國供應(yīng)商的設(shè)計(jì)工具和制造設(shè)備,從某種程度上說,中國設(shè)備制造商預(yù)計(jì)受到的干擾,在中長期內(nèi)將在一定程度上受到限制。
除了轉(zhuǎn)換到需要快速提高產(chǎn)能以應(yīng)對需求激增的新供應(yīng)商的短期動(dòng)蕩之外,中國面臨的主要挑戰(zhàn)將是為計(jì)算密集型應(yīng)用開發(fā)可行的替代高性能處理器,與或歐洲其他地區(qū)的新供應(yīng)商密切合作,這些供應(yīng)商可以使用美國供應(yīng)商提供的設(shè)計(jì)工具。
中國已經(jīng)在這方面取得了進(jìn)展,使用了非美國的架構(gòu)來建造神威超級計(jì)算機(jī)處理器。歐洲的歐洲處理器計(jì)劃和富士通的K和Post-K超級計(jì)算機(jī)計(jì)劃表明,歐洲和國家自己也在積努力擺脫美國的CPU供應(yīng)商和架構(gòu)。

這種元器件替代導(dǎo)致的結(jié)果是,短期內(nèi)不太的替代組件會(huì)使得中國的個(gè)人電腦、服務(wù)器和其他ICT基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備在國際市場上可能不再具有競爭力。由于無法使用美國的軟件、內(nèi)容和應(yīng)用程序,特別是在高收入經(jīng)濟(jì)體,中國的智能手機(jī)和其它消費(fèi)電子產(chǎn)品可能也會(huì)失去市場份額,這進(jìn)而可能導(dǎo)致中國設(shè)備制造商的海外收入減少。
另一方面,即使產(chǎn)品缺乏的技術(shù),中國供應(yīng)商仍有可能擴(kuò)大其在中國國內(nèi)市場的份額,因?yàn)榕c之競爭的美國產(chǎn)品將被禁止。事實(shí)上,我們估計(jì),通過擴(kuò)大國內(nèi)市場份額,中國設(shè)備制造商將能夠彌補(bǔ)高達(dá)75%的海外收入損失。
不過,技術(shù)脫鉤對中國的主要影響可能是,在向基于替代處理器架構(gòu)的國內(nèi)IT生態(tài)系統(tǒng)過渡的這幾年里,中國經(jīng)濟(jì)的整體生產(chǎn)力將受到影響。即使這種替代處理器的性能可以與美國成熟的設(shè)計(jì)媲美,中國也需要為消費(fèi)者和企業(yè)應(yīng)用創(chuàng)建并擴(kuò)大全新的硬件和軟件組合。中國企業(yè)要將所有系統(tǒng)和業(yè)務(wù)流程遷移到新的IT基礎(chǔ)設(shè)施,并在用戶功能和成本方面趕上世界上大多數(shù)企業(yè)和消費(fèi)者目前使用的以美國技術(shù)為基礎(chǔ)的產(chǎn)品,需要投入資金和時(shí)間。
“脫鉤”對美國半導(dǎo)體企業(yè)的直接影響,將是失去所有來自中國科技客戶的營收,以及來自其他國家客戶的營收,這些客戶終也將與美國脫鉤。總體而言,如果考慮直接和間接影響,美國半導(dǎo)體收入將下降37%,相當(dāng)于2018年的830億美元。(見表10。)其中約四分之三的影響將是中國客戶因美國技術(shù)出口禁令而取代美國半導(dǎo)體的直接后果。因此,它幾乎會(huì)在美國限制措施生效后立即受到?jīng)_擊。
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