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? 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(qū)的現(xiàn)有供應商。當然前提是假設這些海外供應商繼續(xù)不受限制地使用美國開發(fā)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(xiàn)其半導體自給自足的既定目標??傮w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(fā)。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(fā)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(fā)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(yè)供應鏈將呈現(xiàn)出截然不同的面貌。(見表9)中國可以繼續(xù)接觸和歐洲的半導體供應商和代工廠,這些供應商和代工廠將繼續(xù)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(zhàn)將是為計算密集型應用開發(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。

2013年成立的中國公司大陸在為加密和區(qū)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(yè)硬件供應商和互聯(lián)網(wǎng)巨頭,正在投資開發(fā)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(yè),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(yè)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(qū)。預計中國企業(yè)將占國內新增產能的60%左右,其余產能將由外國企業(yè)在中國建設。因此,預計中國企業(yè)在半導體制造業(yè)(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(fā)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。

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(tǒng)、軟件等相關基礎產業(yè)。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(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(xù)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(fā)。
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(yè)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(yè)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(yè)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(yè)無法保證持續(xù)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(yè)開發(fā)貼片機,通常是撥??盍㈨椆リP,企業(yè)搞出樣機組織鑒定,然后項目隨之結束,缺乏持續(xù)創(chuàng)新的動力。
民營企業(yè)創(chuàng)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(yè)),但規(guī)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(yè)一旦新品研制成功,國外企業(yè)便立馬降價打壓國內企業(yè),導致國內企業(yè)研發(fā)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(yè)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(huán)保的雙重壓力,迫使產品規(guī)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(yè)過度依賴國外IPC標準,未根據(jù)中國SMT產業(yè)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(fā)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(yè)發(fā)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(yè)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(shù)高校將重點放在工藝設備開發(fā)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(yè)發(fā)展需求,同時行業(yè)對電子制造技術研發(fā)和人才培養(yǎng)的牽動也不足,制約了SMT制造競爭力的提升。

若營收大幅下降,美國企業(yè)的研發(fā)投資將大幅削減——如果它們保持目前的研發(fā)強度,至少會削減120億美元,即30%。如果美國半導體公司的目標是獲得與該行業(yè)資本成本估計相等的股東總回報(盡管收入大幅縮水),那么研發(fā)支出的削減幅度可能必須達到60%。除了研發(fā)支出削減,資本支出還將減少130億美元,導致美國損失12.4萬個就業(yè)崗位,其中3.7萬個在半導體行業(yè)。
假以時日,美國半導體企業(yè)可能會失去相對于全球競爭對手的技術和產品優(yōu)勢,從而不可避免地導致市場份額進一步下降。據(jù)估計,從中長期來看,美國半導體公司的全球份額將從48%下降到30%左右。美國還將失去其在該行業(yè)長期以來的全球地位。
哪些競爭對手能從美國半導體公司放棄的中國客戶那里獲得收入,將取決于中國開發(fā)替代國應商的能力。這種能力因產品和時間的不同而不同。
考慮到中國半導體行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,短期內大部分收入將流向第三國。中國的半導體公司將積發(fā)展,以滿足國內40%的需求——幾乎是目前自給自足水平的3倍,并且達到分析師對2025年的預測上限。此外,我們的模型顯示,由于韓國在內存、顯示器、圖像處理和移動處理器等關鍵產品方面的強大能力,以及它擴大生產能力的能力,韓國可能會取代美國,成為全球半導體行業(yè)的。
從中期到長期來看,在第二種情景下,中國可能會成功地發(fā)展出一個有競爭力的國內半導體設計行業(yè),能夠滿足大部分國內需求。然而,這需要時間,也需要持續(xù)的高水平投資。盡管中國在太陽能電池板、液晶顯示器和智能手機等科技產品上僅用了5到7年的時間就迎頭趕上,但它是在獲得外國技術和零部件的情況下做到這一點的。就半導體而言,技術壁壘要高得多。舉例來說,韓國和閩臺分別花了大約15到20年的時間,才成為全球記憶體和晶圓制造的。
此外,正如我們先前所指出的,半導體的技術復雜性是如此之高,以至于沒有一個國家有一個完全自主的生產過程,并在整個價值鏈上完全自給自足。中國可能仍需要依賴外國設計公司來制造高度復雜的芯片,這些芯片需要美國供應商提供的設計工具,同時還需要其它地區(qū)的芯片代工廠來制造一些本土設計的芯片,尤其是那些需要制造節(jié)點的芯片。
即使中國不得不進口替代高性能處理器來取代基于美國技術的CPU、GPU和FPGA,隨著時間的推移,中國的半導體公司可能終能夠滿足國內對幾乎所有其他半導體產品的需求。這樣做將使中國的自給自足率達到約85%。在這種情況下,中國半導體行業(yè)的全球份額將從3%增長到30%以上,取代美國成為全球者。
美國半導體行業(yè)下行風險不容小覷
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