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美國(guó)目前是全球半導(dǎo)體行業(yè)的
美國(guó)半導(dǎo)體公司將這一市場(chǎng)地位成功轉(zhuǎn)化為強(qiáng)勁的財(cái)務(wù)業(yè)績(jī)。在過(guò)去五年中，它們的年平均股東回報(bào)率接近14%，比標(biāo)準(zhǔn)普爾500指數(shù)高出4個(gè)百分點(diǎn)以上，截至2019年11月，它們的總市值已達(dá)到約1萬(wàn)億美元。這種持續(xù)的財(cái)務(wù)實(shí)力對(duì)于該行業(yè)在未來(lái)繼續(xù)大力投資研發(fā)至關(guān)重要。
事實(shí)上，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)之所以在全球處于地位，主要有賴于大量研發(fā)投資所帶來(lái)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品創(chuàng)新。半導(dǎo)體是由高度的制造工藝生產(chǎn)的高度復(fù)雜的產(chǎn)品，其改進(jìn)往往需要在硬科學(xué)上取得突破，這往往需要多年才能實(shí)現(xiàn)。
在過(guò)去的十年里，美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在研發(fā)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(guó)家半導(dǎo)體研發(fā)投資總和的兩倍。美國(guó)在基礎(chǔ)研究上投入了大量資金，這有助于填補(bǔ)學(xué)術(shù)突破和新商業(yè)產(chǎn)品之間的鴻溝。然而與其它國(guó)家相比，美國(guó)投資多年來(lái)一直持平或下降。
技術(shù)使美國(guó)企業(yè)建立了創(chuàng)新的良性循環(huán)，從大規(guī)模的研發(fā)工作中產(chǎn)生了的技術(shù)和產(chǎn)品，進(jìn)而帶來(lái)更高的市場(chǎng)份額，通常也會(huì)帶來(lái)更高的利潤(rùn)率，這將繼續(xù)為良性循環(huán)提供動(dòng)力。

良性創(chuàng)新周期加強(qiáng)了美國(guó)的市場(chǎng)地位
這一良性循環(huán)有兩個(gè)核心因素：研發(fā)強(qiáng)度和規(guī)模。歷史上，美國(guó)半導(dǎo)體公司一直將收入的17%至20%投資于研發(fā)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)的半導(dǎo)體公司14%的投資比例。事實(shí)上，2018年美國(guó)半導(dǎo)體公司的研發(fā)強(qiáng)度在美國(guó)經(jīng)濟(jì)所有行業(yè)中排名第二，僅次于制藥/生物技術(shù)行業(yè)。
規(guī)模是創(chuàng)新良性循環(huán)的第二支柱。2018年，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的全球產(chǎn)品收入約為2260億美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他競(jìng)爭(zhēng)地區(qū)的同行。這個(gè)規(guī)模是韓國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的兩倍，是日本的五倍，是歐洲的六倍，是中國(guó)的15倍。
由于美國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占全球半導(dǎo)體需求的比例不到25%，因此，開放進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)是美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)擴(kuò)大規(guī)模的關(guān)鍵要求。約80%的美國(guó)工業(yè)收入來(lái)自出口市場(chǎng)，這個(gè)出口市場(chǎng)中包括了約占全球需求23%的中國(guó)。根據(jù)美國(guó)國(guó)際貿(mào)易會(huì)的數(shù)據(jù)，半導(dǎo)體是美國(guó)2018年第出口產(chǎn)品，僅次于飛機(jī)、成品油和。
圖：美國(guó)在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵層面處于地位
得以進(jìn)入全球市場(chǎng)，使美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)能夠利用高度化的資源來(lái)制造日益復(fù)雜的產(chǎn)品。例如，在一家價(jià)值150億美元的晶圓制造廠中，使用高精度設(shè)備制造一個(gè)的7納米芯片，需要大約1500步。雖然美國(guó)公司在產(chǎn)業(yè)鏈的設(shè)計(jì)和設(shè)備層可以廣泛依賴美國(guó)國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)，但在材料、設(shè)備及芯片的制造、組裝和測(cè)試方面也依賴外國(guó)合作伙伴。沒(méi)有任何一個(gè)公司或國(guó)家有技術(shù)能力控制整個(gè)供應(yīng)鏈。

美國(guó)和中國(guó)技術(shù)產(chǎn)業(yè)脫鉤升級(jí)
中美貿(mào)易緊張局勢(shì)升級(jí)，導(dǎo)致美國(guó)全面禁止技術(shù)出口，這實(shí)際上會(huì)導(dǎo)致兩國(guó)科技行業(yè)脫鉤。這將使美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)被擋在龐大的中國(guó)市場(chǎng)之外，并迫使中國(guó)設(shè)備制造商尋找替代供應(yīng)來(lái)源。作為對(duì)美國(guó)限制的回應(yīng)，我們假設(shè)中國(guó)也將禁止美國(guó)的軟件和設(shè)備，如智能手機(jī)、個(gè)人電腦和數(shù)據(jù)中心設(shè)備等進(jìn)入其國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，這將加速中國(guó)的外國(guó)技術(shù)替代計(jì)劃，該計(jì)劃已計(jì)劃于2020年在國(guó)家機(jī)構(gòu)和公共機(jī)構(gòu)啟動(dòng)。
中國(guó)設(shè)備制造商的中斷程度因半導(dǎo)體組件而異，根據(jù)供應(yīng)情況有三種不同的響應(yīng)，如表7所示:
? 已有成熟的中國(guó)供應(yīng)商供應(yīng)的半導(dǎo)體元件。
中國(guó)電子設(shè)備制造商將把采購(gòu)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向國(guó)內(nèi)老牌供應(yīng)商。這意味著即使沒(méi)有目前只能從美國(guó)的供應(yīng)商獲得的業(yè)界設(shè)計(jì)工具，替代供應(yīng)商也能保持競(jìng)爭(zhēng)力。這也取決于他們是否有能力擴(kuò)大和提升中國(guó)日益增長(zhǎng)的國(guó)內(nèi)制造能力，或者保持與主要制造伙伴的聯(lián)系。無(wú)論如何，我們的分析表明，在我們的半導(dǎo)體市場(chǎng)分類中，32個(gè)產(chǎn)品類別中只有一個(gè)符合這一標(biāo)準(zhǔn)——它僅國(guó)半導(dǎo)體需求的5%。對(duì)于國(guó)需求23%的其他10種產(chǎn)品，規(guī)模雖小但新興的國(guó)應(yīng)商可能會(huì)隨著時(shí)間的推移而擴(kuò)大規(guī)模。
我們將一個(gè)成熟的供應(yīng)商定義為擁有超過(guò)10%的全球市場(chǎng)份額，平均相當(dāng)于中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模的40%。
? 有成熟的非美國(guó)供應(yīng)商的半導(dǎo)體元件。
短期內(nèi)，中國(guó)設(shè)備制造商將把采購(gòu)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(guó)開發(fā)的設(shè)計(jì)工具和制造設(shè)備，與中國(guó)客戶做生意也不受限制。中長(zhǎng)期看來(lái)，中國(guó)可能會(huì)尋求完全或部分地用國(guó)應(yīng)商取代第三國(guó)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(guó)需求的45%)屬于這一類。

貼片機(jī)國(guó)產(chǎn)化的難點(diǎn)與瓶頸
貼片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域廣，技術(shù)含量高，并能帶動(dòng)精密機(jī)械制造、高精密傳感、高性能馬達(dá)制造、圖像處理、X-Y伺服控制系統(tǒng)、軟件等相關(guān)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。從上世紀(jì)90年代初開始，國(guó)內(nèi)先后有原電子部二所、715廠二所、43所、4506廠、熊貓電子、風(fēng)華高科、上?，F(xiàn)代、上海微電子、羊城科技等數(shù)十家企事業(yè)單位嘗試過(guò)貼片機(jī)的國(guó)產(chǎn)化工作，但至今未有一款國(guó)產(chǎn)貼片機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)。
比如，1994年，上海無(wú)線電設(shè)備廠又與日本合資組裝過(guò)貼片機(jī)，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(tái)貼片機(jī)樣機(jī)，未有商品化的后續(xù)消息；近年，華南理工大學(xué)與肇慶新寶華電子有限公司也對(duì)貼片機(jī)進(jìn)行合作開發(fā)。
通過(guò)調(diào)研，NEPCON展會(huì)上SMT設(shè)備，主要原因歸納起來(lái)有以下幾點(diǎn)：
一是貼片機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)含量高，國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)工業(yè)積累不足。
貼片機(jī)是機(jī)電光等多學(xué)科一體化的高技術(shù)精密設(shè)備，僅元器件就有1到2萬(wàn)個(gè)，國(guó)外貼片機(jī)企業(yè)一般采購(gòu)其中的70%，另外30%進(jìn)行公司定制，而恰恰是這30%元器件國(guó)內(nèi)企業(yè)由于缺乏基礎(chǔ)技術(shù)人才，無(wú)法進(jìn)行生產(chǎn)。
二是貼片機(jī)研制費(fèi)用高、投資風(fēng)險(xiǎn)大，民營(yíng)企業(yè)無(wú)法保證持續(xù)的資金投入。
目前，貼片機(jī)生產(chǎn)并未得到的足夠重視。以往國(guó)有企業(yè)開發(fā)貼片機(jī)，通常是撥?？盍㈨?xiàng)攻關(guān)，企業(yè)搞出樣機(jī)組織鑒定，然后項(xiàng)目隨之結(jié)束，缺乏持續(xù)創(chuàng)新的動(dòng)力。
民營(yíng)企業(yè)創(chuàng)新活力強(qiáng)，是目前研制貼片機(jī)的主要力量（國(guó)內(nèi)從事SMT設(shè)備制造的廠家有幾百家，幾乎都是民營(yíng)企業(yè)），但規(guī)模小、實(shí)力有限，缺乏生產(chǎn)樣機(jī)后進(jìn)一步研制與提升的資金投入。
同時(shí)，國(guó)內(nèi)企業(yè)一旦新品研制成功，國(guó)外企業(yè)便立馬降價(jià)打壓國(guó)內(nèi)企業(yè)，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)企業(yè)研發(fā)資金鏈斷裂，無(wú)法在性能日新月異的貼片機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中存活。
三是SMT產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系不完善。
標(biāo)準(zhǔn)體系是整合供應(yīng)鏈的關(guān)鍵。SMT技術(shù)、新材料和新工藝的快速變化，以及成本和環(huán)保的雙重壓力，迫使產(chǎn)品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)頻繁變化，對(duì)SMT標(biāo)準(zhǔn)制定提出新的要求。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)SMT產(chǎn)業(yè)過(guò)度依賴國(guó)外IPC標(biāo)準(zhǔn)，未根據(jù)中國(guó)SMT產(chǎn)業(yè)實(shí)際情況制定完備的標(biāo)準(zhǔn)體系。國(guó)內(nèi)雖然制定了GB19247、GB3131、QJ165等標(biāo)準(zhǔn)，但存在標(biāo)準(zhǔn)繁雜、不成體系等問(wèn)題。
此外，國(guó)內(nèi)SMT積發(fā)起制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)也得不到強(qiáng)有力的支持和保護(hù)。比如，IPC-9853個(gè)由中國(guó)SMT企業(yè)發(fā)起，歷時(shí)4年制定的IPC標(biāo)準(zhǔn)，但在2013年7月被IPC撤銷，并未作任何說(shuō)明和解釋，傷害了中國(guó)SMT企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
四是SMT技能人才缺乏。
SMT設(shè)備涉及機(jī)械、電子、光學(xué)、材料、化工、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等多學(xué)科。目前，國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)高校將重點(diǎn)放在工藝設(shè)備開發(fā)或微組裝/封裝領(lǐng)域，與SMT配套的學(xué)科、和教學(xué)體系建設(shè)剛起步，很難滿足SMT行業(yè)發(fā)展需求，同時(shí)行業(yè)對(duì)電子制造技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng)的牽動(dòng)也不足，制約了SMT制造競(jìng)爭(zhēng)力的提升。
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