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中国半导体行业,应如何应对机遇挑战?

发表时间:2022-09-06
来源:网络整理
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随着全球经济迅速走向数字化,各行各业对芯片的需求猛增。同时,由于新冠肺炎疫情的影响,全球芯片半导体产业供应链和物流链遭到破坏,短期内加剧了芯片的供求矛盾。作为数字时代的底层支撑,芯片半导体在国际竞争的背景下越来越具有战略性质。在数字经济、新冠肺炎疫情和地缘政治三重因素叠加作用下,实现芯片半导体产业的安全和弹性成为各方竞争的焦点全球芯片半导体产业正面临新一轮挑战与调整,中国面临哪些挑战与机遇?如何提升在芯片半导体领域的战略自主性?

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第一,地区专业化特征凸显。波士顿咨询公司和美国半导体协会联合发布的《强化不确定时代下的全球半导体供应链报告》显示,美国凭借强大的科研创新能力,在半导体研发密集型领域处于领先地位,尤其是在电子自动化设计/核心知识产权(EDA/IP,74%)、逻辑器件(67%)、制造设备(41%)等细分领域。中国大陆的比较优势领域在于封装测试(38%)、晶圆制造(16%)以及原材料(13%)。欧盟的相对优势领域在于EDA/IP(20%)、制造设备(18%)。而韩国、日本和中国台湾则在原材料、记忆芯片、晶圆制造等领域占据绝对优势。目前,按地区划分的全球芯片生产能力,中国台湾占22%,韩国占21%,中国大陆和日本各占15%,美国占12%,欧洲占9%。值得注意的是整个东亚地区的半导体产能占到了全球的73%,与之对应的是东亚地区在制造芯片的半导体设备市场规模达到了全球市场的83.85%。

第二,市场集中程度高。半导体产业行业壁垒高,是典型的资本-技术双密集型产业,关键部件和生产原料垄断在少数企业中,市场集中度居高不下。在全球半导体企业中,美国公司占据排名前十中的八家,综合竞争力处于行业领先地位。从细分领域来看,关键环节技术往往掌握在少数几家大企业中。以半导体硅片和电子特气技术为例,前者主要被日本信越化学、日本胜高、中国台湾环球晶圆、德国世创和韩国SK五大企业占据,后者则被美国空气化工、法国液化空气、日本大阳日酸和德国林德四大公司占据,其他企业很难染指。在半导体光刻胶供应商中,日本企业占据绝对主导地位,囊括了全球72%的市场份额。全球半导体设备市场则主要集中在美国、荷兰和日本制造商手中,荷兰光刻机巨头ASML则垄断了全球光刻机高端市场的83.3%。

第三,新冠肺炎疫情冲击全球半导体供应链,导致“缺芯”困境短期加剧。新冠肺炎疫情带来的供应链危机包含两个方面:
其一,各国为防控疫情进行了不同程度的停工停产,全球半导体供应链某些节点无法正常持续运行,以及由于企业员工感染新冠病毒造成的短期产能不济,直接导致芯片供给水平下降。其二,新冠肺炎疫情导致全球物流链断裂,芯片供需结构进一步失衡。全球芯片消费市场遍及世界,主要产能却聚集在东亚地区,新冠肺炎疫情导致全球物流链断裂,部分国家关闭航线以及港口管理不善造成拥堵进一步加剧了市场上芯片供应的短缺。以车载芯片为例,2021年初,福特、丰田、戴姆勒等一众企业因芯片不足相继减产甚至停产部分车型。

第四,数字化进程加速,芯片需求持续上涨,预计“缺芯”困境仍将持续,全球半导体产业链调整势在必行。如果说疫情造成了芯片短期供给不畅,那么数字化进程的加速则导致了芯片需求的持续增长。一方面自动驾驶汽车、人工智能、工业互联网等新的芯片需求市场不断被数字化创造出来。另一方面居家办公、智能家居、虚拟现实等工作生活娱乐方式也在数字时代不断普及,由此导致的是全球芯片需求的不断攀升。据IC Insights统计,2021年全球芯片市场价值约为5500亿美元,并预测到2030年全球芯片市场预计将超过1万亿美元。芯片需求的巨大缺口,也对全球半导体供应链提出结构性调整要求。

中国面临的挑战与机遇


新冠肺炎疫情加速了全球数字化进程,同时加剧了供应链领域的安全化倾向,使得全球主要大国在芯片半导体领域展开了一场安全竞赛。经济与政治交互影响,世界百年未有之大变局加速演进,对于中国来说,既是机遇也是挑战。

挑战主要是两个方面
其一,技术挑战。目前我国半导体产品主要集中在半导体材料、晶圆制造和封装测试等中低端领域,半导体产能也主要集中在28纳米以上的成熟制程。技术水平差异导致我国需要大量进口中高端半导体产品,其中CPU、GPU、存储器等领域几乎全部依赖进口。据海关总署统计,我国半导体设备国产化率不足20%,仅2021年的进口额度就高达4325亿美元。本土技术水平成为制约我国半导体产业发展的最大瓶颈。其二,国际政治挑战。自美国将中国确立为主要的竞争对手之后,先是与中国大打贸易战,后是与中国进行“精准脱钩”,发动科技冷战,全球半导体供应链面临霸权国家以意识形态划线、人为割裂的可能。美国政府力图将美国半导体企业迁至美国本土、中国台湾、日本以及韩国等控制力所及的地区,即使在新冠肺炎疫情冲击之下,全球芯片短缺之时,拜登政府仍然拒绝了英特尔公司在中国扩大生产的计划,以避免中国大陆获得先进制程的能力。不仅如此,美国还加大了对华为等中资企业的制裁力度,打压中国高科技企业发展,以防止中国对美国主导的互联网架构形成威胁。

在疫情和地缘政治的双重冲击下,全球芯片半导体产业必然会迎来一个结构性调整的时期,这是中国优化产业结构、提升价值链的重要机遇
第一,美国对中国的打压使自由市场的神话破灭,打破了国人心中“造不如买、买不如租”的幻想,进一步坚定了中国自主掌握尖端科技的决心和步伐。第二,美国的“芯片禁令”,客观上为中国企业提供了极为宝贵的国内市场资源。以化学机械抛光设备为例,2017年美国应用材料、日本荏原占据了98.1%的国内市场,而今中电科电子装备集团制造的8英寸抛光设备已经夺回了70%的国内市场。第三,政府投入的增加保障我国芯片半导体产业高速发展。2014年国家集成电路产业投资基金成立,首期募集资金就超过1387亿元人民币,其中集成电路制造占比67%。根据中国半导体行业协会数据,我国集成电路制造行业规模逐年增长,2020年为2560亿元人民币,同比增长19.11%,产量为2614.70亿块,同比增长19.55%。

05

提升战略自主性的探索路径


为确保芯片供应链安全、提升本国高端制造业竞争力,同时强化自身在国际竞争中战略自主能力,政府更要有所作为,有意识地对芯片半导体产业加以扶持和引导。
首先,充分认识到芯片半导体产业的战略性质,并把它当作战略工程来做。新中国核工业和航空航天事业在美苏两国的封锁下仍然取得巨大突破,除了其自身带有的国家安全性质之外,还有国家一以贯之地将其视为战略工程。鉴于数字时代半导体产业对于国民经济发展和国家安全的重要作用,以及我国半导体产业落后以至于在关键领域被别人“卡脖子”的现实情况,我国应把促进芯片半导体产业发展作为一项国家战略工程加以系统推进。

其次,加强政府的引导和规划,强化顶层设计。从操作层面上讲,创新的主体还是各类企业和科研机构。在产业发展初期,技术创新所需要的各种配套措施往往需要大量资本投入,市场主体往往难以承担如此巨大的成本和风险,因此需要政府这只看得见的手加以支持。一方面政府确定半导体产业发展的长期路线图,在不同的发展阶段因地制宜地采取相应的投资、税收、财政以及知识产权等相关配套措施;另一方面也要以宏观调控为手段,在半导体产业链的各个环节进行全国性的资源调配,建立完整的产学研创新体系,为本土技术创新和企业发展提供良好的发展环境。

再次,加快人才培养和引进力度。半导体行业的竞争,很大程度上是全球顶尖科技人才的竞争,各国都面临着人才缺口,我国更是如此。我国的芯片半导体产业起步于20世纪90年代,相关从业人员主要集中在制造领域,且数量和质量均难以满足行业需求。据中国电子信息产业发展研究院预测,2022年我国集成电路人才缺口将达到25万。因此,要加大相关人才培养。一方面,加强通用型基础理论研究、技能培训和教育投入,培育本土知识和技术精英。另一方面,建设国际人才引用和归化制度,从国际国内两个面向进行人才建设。倡导各大高校、企业和科研机构联合培养各类专业人才,强化人才供给。只有聚天下英才而用之,才能从根本上提升自身在芯片半导体产业上的战略自主性。

最后,立足长远,规划半导体产业发展方向。中美半导体领域实力差距是客观现实且将持续存在,美国采取科技脱钩政策,中国若过于强调半导体产业自主发展,研发平行技术,生产平行产品,由此导致“主动”与美及西方脱钩,则正落入其陷阱。我国应继续推动高水平对外开放,把握半导体产业发展和市场竞争规律,借鉴国际半导体产业规划推进的成功经验,构建国内半导体产业自主发展和国际合作并进新格局。