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中韓崛起，全球半導體產(chǎn)業(yè)競爭加劇
盡管美國半導體行業(yè)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(chǎn)品）的快速產(chǎn)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(shè)備的供應(yīng)合同。
全球行業(yè)分類共有32條半導體產(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。因為全球大客戶越來越多地為數(shù)據(jù)中心設(shè)計自己的定制芯片，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(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產(chǎn)品需求的飆升。韓國兩家公司都是存儲產(chǎn)品領(lǐng)域的全球企業(yè)。三星在顯示驅(qū)動、圖像傳感器和集成移動處理器等一系列半導體產(chǎn)品領(lǐng)域的強勢擴張，它既是公司不斷擴大的消費電子和網(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。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(yè)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(chǎn)品，到現(xiàn)在已經(jīng)在半導體設(shè)計方面取得了穩(wěn)步進展。幾十年來，發(fā)展國家半導體產(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。根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會(CSIA)的數(shù)據(jù)顯示，過去五年中，中國半導體企業(yè)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(yè)在全球半導體銷售和半導體制造領(lǐng)域的整體份額僅為3-4%。無晶圓廠設(shè)計的進步為顯著，近年來，中國的無晶圓廠設(shè)計企業(yè)呈爆炸式增長。CSIA報告稱，中國目前有1600多家本土企業(yè)，占全球市場的份額總計13%，遠遠高于2010年的5%。
在需求方面，盡管行業(yè)報告和媒體經(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體元件的價值，是衡量全球半導體需求中真正由中國驅(qū)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(nèi)半導體企業(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，中國半導體企業(yè)可能也會成為國際市場上的積競爭者，進一占全球市場份額。事實上，這正是中國在2014年制定《中國制造2025》時所設(shè)定的雄心壯志:中國的終目標是到2030年成為半導體行業(yè)所有領(lǐng)域的全球。
從長期來看，中國半導體行業(yè)在全球的份額可能達到35%至55%。隨著中國半導體企業(yè)加速海外擴張，行業(yè)利潤率可能會大幅壓縮。其結(jié)果是美國半導體公司將無法再維持目前的高研發(fā)強度。當前的創(chuàng)新良性循環(huán)可能會逆轉(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)驗印證了這些變化。由于重大的擔憂，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，正如全球運營商正在推出基于新技術(shù)標準的無線網(wǎng)絡(luò)一樣。與此同時，上世紀90年代中期進入市場的中國制造商開始以更低的價格推出“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，達到38%。
同時，三個前北方美國巨頭終被歐洲競爭對手收購，收購價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，因為它們帶來了從大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到自主車輛的方方面面。
“全球準入”才能實現(xiàn)半導體行業(yè)的雙贏

SMT設(shè)備的國產(chǎn)化進程
自1985年開始引進SMT生產(chǎn)線批量生產(chǎn)彩電調(diào)諧器以來，中國電子制造業(yè)應(yīng)用SMT技術(shù)已近30年。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國SMT生產(chǎn)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(shè)備已經(jīng)接近國際水平。
2005年以來，國內(nèi)SMT設(shè)備企業(yè)在印刷機、焊接、檢測等SMT設(shè)備方面已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，并憑借市場價格優(yōu)勢占據(jù)70%～80%的國內(nèi)市場份額。
錫膏印刷機方面，國內(nèi)早由日東研制成功。近年眾多民營企業(yè)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(nèi)。
焊接設(shè)備方面，國內(nèi)研發(fā)與制造起步很早，無鉛焊接設(shè)備已達到國際水平，成為我國表面貼裝設(shè)備市場中具競爭力的產(chǎn)品。目前，低端市場都由國產(chǎn)占領(lǐng)，市場仍為國外所壟斷（在穩(wěn)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(nèi)高水平高達2度）。
AOI設(shè)備方面，2010年之前國內(nèi)AOI市場幾乎由國外20多種設(shè)備壟斷，東莞神州視覺率先研發(fā)成功國內(nèi)款AOI設(shè)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(shè)備方面，國內(nèi)起步較晚，日聯(lián)科技自2006年進入該領(lǐng)域以來，已于2008年實現(xiàn)核心部件的，達到水平。目前，公司產(chǎn)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(chǎn)線為關(guān)鍵、技術(shù)和穩(wěn)定性要求高的設(shè)備。十多年來，中國企業(yè)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(chǎn)品，幾乎依靠進口（除小型的LED貼片機）；在華國外企業(yè)將核心貼片機的生產(chǎn)放
在國外，在華工廠主要負責周邊設(shè)備生產(chǎn)及貼片機維護、調(diào)試等服務(wù)。
圖2 2001～2013年中國自動貼片機進口情況
2013年，國內(nèi)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(qū)分布

? 有成熟的非美國供應(yīng)商的半導體元件。
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，中國可能會尋求完全或部分地用國應(yīng)商取代第三國供應(yīng)商，以實現(xiàn)其半導體自給自足的既定目標。總體而言，12個半導體產(chǎn)品類別(國需求的45%)屬于這一類。
? 沒有非美國供應(yīng)商可替代的半導體元件。
國需求27%的9個半導體產(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(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)。這種高度復雜的半導體產(chǎn)品需要的設(shè)計工具，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)計工具，或者從第三國尋找能夠設(shè)計這些關(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)計工具和制造設(shè)備，從某種程度上說，中國設(shè)備制造商預計受到的干擾，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)商的短期動蕩之外，中國面臨的主要挑戰(zhàn)將是為計算密集型應(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)計工具。
中國已經(jīng)在這方面取得了進展，使用了非美國的架構(gòu)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(yīng)商和架構(gòu)。
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