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??科技是當前行業(yè)配置不能忽視的主線,5G 時代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來的是通信基礎(chǔ)設(shè)施、智能硬件、大數(shù)據(jù)等的變革。下半年以來,5G 牌照發(fā)放,5G 商用推進明顯加快,包括:5G 基站建設(shè)、終端新品發(fā)布等,產(chǎn)業(yè)鏈的投機機會頻現(xiàn)。
??上一輪技術(shù)則是基于計算機和互聯(lián)網(wǎng)的,在整個過程中,以美國為主導(dǎo)涌現(xiàn)了一批高速成長的科技,如英特爾、德州儀器、微軟、谷歌等。在這兩輪的技術(shù)周期中,半導(dǎo)體是承載著技術(shù)的底層基礎(chǔ)硬件。
??復(fù)盤兩輪技術(shù)周期的關(guān)鍵節(jié)點:1958 年德州儀器設(shè)計出款 IC;1971 年的英特爾推出款處理器;1980s 英特爾推出款通用 MPU;1990 年代的互聯(lián)網(wǎng)開啟,2000 年開始的新一輪通信技術(shù)加速;2010 年 4G 帶來的移動物聯(lián)網(wǎng)時代;以及當前(2020s)即將開啟的 5G 物聯(lián)網(wǎng)時代,大約每經(jīng)歷一輪 10 年的周期,就迎來一項新的性技術(shù),我們認為這背后的是基礎(chǔ)硬件半導(dǎo)體技術(shù)和性能的推動,而半導(dǎo)體摩爾定律的運動則是貫穿技術(shù)的始終。
??在當前我們沿著半導(dǎo)體這條線索,研究上一輪互聯(lián)網(wǎng)下的科技的崛起以及科技股的輪動規(guī)律,試圖推演 5G 時代技術(shù)路徑的演變以及科技行業(yè)的輪動。
??1958 年,美國的德州儀器公司(TI)用 MESA 技術(shù)發(fā)明了款 IC,半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展發(fā)展至今已經(jīng)完整經(jīng)歷了 60 年的周期。在長達 60 年的發(fā)展周期中,半導(dǎo)體經(jīng)歷了多次技術(shù)的飛躍,從小規(guī)模集成(SSI)到中規(guī)模集成(MSI)、大規(guī)模集成(LSI)、超大規(guī)模集成(VLSI)、特大規(guī)模集成(ULSI),集成度不斷提高。1965 年,英特爾的創(chuàng)始人之一摩爾提出了的摩爾定律(Moore's Law):當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔 18-24 個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。整個半導(dǎo)體的發(fā)展的周期,就是不斷驗證和追趕摩爾定律的過程。
??每 8-10 年一次技術(shù)的升級意味著全球化的再次分工,同時伴隨著產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移。整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是與上世紀 60 年始的計算機與互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)相伴相生的。1946 年,臺計算機誕生于美國的賓夕法尼亞大學(xué),而隨后 1958 年,美國德州儀器發(fā)明了世界上個集成電路。
??在半導(dǎo)體發(fā)展至今的 60 多年時間里,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了起源于美國(1960s);并在美國完成技術(shù)積累(1970s);PC 時代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)次轉(zhuǎn)移到日本(1980s);互聯(lián)網(wǎng)時代又一次轉(zhuǎn)移至韓國(1990s);通信技術(shù)大升級時代我國半導(dǎo)體代工產(chǎn)業(yè)興起(2000s);在 2010 年后,通信技術(shù)進入流量劇增的移動互聯(lián)網(wǎng)時代,我國的芯片產(chǎn)業(yè)開始逐步從向大陸轉(zhuǎn)移。
??當前我國大陸的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)總體處于起步階段。從現(xiàn)狀來看,大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀格局與我國省接近,均以中下游代工和封測為主,但我們認為未來發(fā)展路徑可能更加接近韓國。韓國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在技術(shù)方面經(jīng)過很短的時間趕上并超過了先進國家。其中,三星電子從 1983 年正式開始生產(chǎn)半導(dǎo)體起,到 1994 年率先成功開發(fā) 256M DRAM 止,用了 10 年左右的時間,便確立了其在國際半導(dǎo)體技術(shù)競爭中的地位。
??我們認為,當前我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)迎來三大發(fā)展機遇:(1)2000 年科網(wǎng)泡沫破裂后,受制于材料的限制,近 10 年以來摩爾定律的作用一定程度上有所失效,但這恰恰給了我國技術(shù)追趕的時間窗口;(2)今年下半年以來日韓貿(mào)易摩擦有所加劇,日本半導(dǎo)體強于材料,韓國半導(dǎo)體強于存儲,借此機遇,我國或加快從日韓的技術(shù)引進;(3)新一輪 5G 技術(shù)有望開啟,而我國在 5G 領(lǐng)域在全球處于地位,下游終端設(shè)備對于半導(dǎo)體的潛在需求增長或進一步拉動國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的升級。
??全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的四次轉(zhuǎn)移
??半導(dǎo)體涵蓋類別非常,實際用途多樣化,因此,為了更好的理解半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈,我們首先需要區(qū)分不同類型的半導(dǎo)體及其技術(shù)壁壘。
??半導(dǎo)體產(chǎn)品按技術(shù)重點的不同可以分為三類:(1)以制造工藝驅(qū)動的產(chǎn)品,主要包括存儲器、微器件,這類產(chǎn)品的發(fā)展主要依賴于先進的工藝技術(shù);(2)以電路設(shè)計驅(qū)動的產(chǎn)品,主要包括邏輯器件、半導(dǎo)體、通信和消費類產(chǎn)品,這類產(chǎn)品的發(fā)展更多依賴于設(shè)計;(3)以器件物理驅(qū)動的產(chǎn)品,主要包括類比器件、高頻率器件、分立式器件,器件物理方面的進步則是這些產(chǎn)品發(fā)展的關(guān)鍵。
??事實上,這三類半導(dǎo)體技術(shù)壁壘或有高低,其中設(shè)計驅(qū)動的產(chǎn)品壁壘,基于工藝的半導(dǎo)體次之,物理驅(qū)動的產(chǎn)品壁壘相對較低。
??起源:美國早實現(xiàn)半導(dǎo)體技術(shù)的原始積累
??美國貝爾實驗室完成半導(dǎo)體技術(shù)的原始積累。美國的半導(dǎo)體的發(fā)明早是由軍方推動的,第二次世界大戰(zhàn)后,為彌補真空電子管體積大、功率小的弊端,美國支持貝爾實驗室,成立了固態(tài)物理研究部門。
??貝爾實驗室是工業(yè)界少有的幾個研發(fā)(R&D)機構(gòu),其母公司阿爾卡特朗訊每年銷售額的 11%~12%(約 40 億美元)作為貝爾實驗室的研發(fā)經(jīng)費。1947 年 12 月,貝爾實驗室發(fā)明了世界個接觸型鍺三極管;1948 年 1 月研發(fā)了雙極型晶體管;1951 年,西方電器公司開始生產(chǎn)商用鍺接點晶體管;1952 年 4 月,西方電器、雷神、美國無線電等公司,生產(chǎn)商用雙極型晶體管;1954 年 5 月,顆以硅做成的晶體管由德州儀器公司開發(fā)成功,與此同時,利用氣體擴散把雜質(zhì)摻入半導(dǎo)體的技術(shù)也由貝爾實驗室和通用電氣公司研發(fā)出來;1957 年底,美國不同部門已制造出六百多種不同形式的晶體管。1958 年,美國的德州儀器公司(TI)用 MESA 技術(shù)發(fā)明了款 IC,我們認為,這意味著基于半導(dǎo)體的技術(shù)由此開端。
??資金和人才是波士頓成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)源地。半導(dǎo)體研發(fā)需要大量資金和人才,波士頓擁有哈佛、麻省理工等的教育和人才資源,并擁有杜邦、美國電話電報公司等多家實力雄厚的大企業(yè),二戰(zhàn)時期把大量訂單派發(fā)給波士頓半導(dǎo)體公司,提供了資金支持和市場保障。1958 年,為應(yīng)對蘇聯(lián)發(fā)射成功顆人造衛(wèi)星,美國設(shè)立了晶體管電路小型化專項基金,而軍方訂單和支持使波士頓的半導(dǎo)體公司的生產(chǎn)和研發(fā)能力提升,很快成長為行業(yè)巨頭。隨后這些企業(yè)不斷兼并上下游企業(yè),形成垂直型等級管理模式,擁有從技術(shù)研發(fā)到生產(chǎn)制造,再到市場推廣一系列產(chǎn)業(yè)鏈。
??微處理器的發(fā)明被譽為是跨時代的創(chuàng)新,開啟了計算機和互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)。1968 年,戈登摩爾和羅伯特諾伊斯在硅谷創(chuàng)辦了英特爾公司,英特爾公司初的產(chǎn)品是半導(dǎo)體存儲器芯片。1969 年,英特爾推出自己的批產(chǎn)品——3101 存儲器芯片,隨后又推出 1101和 1103,存儲芯片價廉物美,供不應(yīng)求,它的誕生正式宣告了磁芯存儲器的。1971年,英特爾開發(fā)出個商用處理器 Intel 44004,微處理器所帶來的計算機和互聯(lián)網(wǎng),改變了整個世界。
??英特爾通過不斷創(chuàng)新發(fā)展,終成為微處理器領(lǐng)域的。1965 年,英特爾的創(chuàng)始人之一摩爾提出了的摩爾定律(Moore's Law):當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔 18-24 個月便會增加一倍,性能也將提升一倍,英特爾以摩爾定律為準繩,通過不斷創(chuàng)新追趕摩爾定律。1978 年,英特爾生產(chǎn)出了 16 位 8086 處理器,是所有 IBM PC 處理器的鼻祖。1981 年,IBM 為了短平快地推出 PC 產(chǎn)品,處理器直接采用英特爾的 8086,英特爾從此一舉成名。1982 年,英特爾研發(fā)出與 8086 完全兼容的第二代 PC 處理器 80286,用在 IBM PC/AT 上。
??1985 年,康柏制造出世界上臺 IBM PC兼容機,隨后 PC 兼容機企業(yè)像雨后竹筍一樣涌現(xiàn)出來,但是為了和 IBM PC 兼容,處理器都是使用英特爾公司的。1989 年,英特爾推出了從 80386 到奔騰處理器的過渡產(chǎn)品80486。憑借 80486,英特爾一舉超過所有日本半導(dǎo)體公司,成為了半導(dǎo)體行業(yè)的。直至,英特爾仍然是全球微處理器領(lǐng)域難以撼動的。
??發(fā)展:美國技術(shù)轉(zhuǎn)移,戰(zhàn)后日本半導(dǎo)體崛起
??戰(zhàn)后日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的崛起首先依賴于國外技術(shù)轉(zhuǎn)移。在上世紀 80 年代前,美國對技術(shù)轉(zhuǎn)移不敏感,認為轉(zhuǎn)讓能讓美國在沒有時間和金錢的投資下獲得豐厚收入,而日本的半導(dǎo)體技術(shù)正是抓住了美國技術(shù)轉(zhuǎn)移的時代性機會窗口。
??二戰(zhàn)后美國本土半導(dǎo)體市場增長快速,利潤率遠超海外市場,一些美國公司也看到了海外市場的前景,但不愿意冒高成本和風險去開拓海外,由于日本的貿(mào)易保護政策,很多美國企業(yè)放棄了日本市場,另一些則是通過出售逐漸滲透日本市場。在利用轉(zhuǎn)化和提升引進技術(shù)過程中,日本通過政策支持、資金補貼和低息大力支持半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展。
??美日貿(mào)易摩擦,日本開始自主研發(fā)存儲半導(dǎo)體。20 世紀 70 年代初,日本半導(dǎo)體行業(yè)與美國差距明顯,日本適時引入外資、鼓勵合營企業(yè),半導(dǎo)體企業(yè)逐漸增長。隨后美國迫使日本開放其國內(nèi)計算機和半導(dǎo)體市場,促使日本下決心自主研發(fā)芯片,1976 年,日本以 5 大企業(yè)(富士通、日立、三菱、NEC、東芝)為,聯(lián)合日本工業(yè)技術(shù)研究院、電子綜合研究所和計算機綜合研究所共同實施“超大規(guī)模集成電力(VLSI)”計劃,隨后三年內(nèi),VLSI 研究協(xié)會共申請 1210 項并開發(fā)出 64KRAM 隨機存儲器,為其DRAM 芯片的研制打下良好基礎(chǔ)。
??受益于 PC 興起,日本順勢躍居世界半導(dǎo)體強國。20 世紀 80 年代,英特爾公司成功研發(fā)“通用型 MPU”,將半導(dǎo)體產(chǎn)品市場從“型”推向“通用型”,為 PC 市場的發(fā)展提供了前提條件,隨后 PC 市場不斷擴大,DRAM 的需求也隨之大幅提升,預(yù)先布局存儲的日本順勢躋身集成電路強國之列,在半導(dǎo)體領(lǐng)域逐漸趕超美國,根據(jù)日本半導(dǎo)體協(xié)會數(shù)據(jù),1986 年日本半導(dǎo)體行業(yè)在全球市占率上升至 65%,成為行業(yè)。1988 年,日本產(chǎn)商控制了全球半導(dǎo)體市場 51%的份額,1989 年,日本電氣、東芝和日立同時位居世界半導(dǎo)體產(chǎn)量名。
??擴散:美日貿(mào)易摩擦,韓國半導(dǎo)體趁勢崛起
??為穩(wěn)定供應(yīng)鏈,三星主動切入半導(dǎo)體領(lǐng)域。從上世紀 60 年始,韓國進入工業(yè)化時代,經(jīng)濟的高速增長及消費者收入水平的提高推動家電產(chǎn)品需求的上升,作為家電產(chǎn)品供應(yīng)商,三星對半導(dǎo)體的需求隨之增長,為了穩(wěn)定半導(dǎo)體的供應(yīng),三星于 1974 年收購韓國半導(dǎo)體公司 50%的股份,初步進入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。
??受限于落后的技術(shù),當時半導(dǎo)體的部件需要從日本進口。1977 年三星收購韓國半導(dǎo)體公司剩余的 50%股權(quán),同時還收購了在韓國半導(dǎo)體行業(yè)處于地位的外企仙童公司子公司,獲得其芯片加工技術(shù),在半導(dǎo)體行業(yè)逐漸贏得一席之地。
??三星的技術(shù)引進戰(zhàn)略奠定了存儲半導(dǎo)體研發(fā)的基礎(chǔ)。80 年代初,為了適應(yīng)需求結(jié)構(gòu)的變化,拓展國際市場,三星轉(zhuǎn)向國外技術(shù)引進戰(zhàn)略。通過與外國企業(yè)的技術(shù)合作及在海外設(shè)立子公司,三星逐步掌握從裝配過程、工藝開發(fā)到晶片制造和檢驗的芯片制造技術(shù)。
??1982年,三星從美國 Micron Technology 公司獲得 64K DRAM 的技術(shù)許可,作為技術(shù)轉(zhuǎn)讓的一部分,三星派遣工程師赴該美接受培訓(xùn),使得三星吸收許可技術(shù)的能力提高。1983年,三星電子在美國設(shè)立子公司,聘用當?shù)氐募夹g(shù)人員開發(fā) 64K DRAM,為公司的技術(shù)研發(fā)與前沿市場信息的獲取提供支持。
??競爭對手限制,三星從技術(shù)引進轉(zhuǎn)向自主研發(fā)。隨著三繼開發(fā)成功 64K、256K、1M DRAM 半導(dǎo)體產(chǎn)品,國外競爭對手開始采取措施限制其發(fā)展,三星很難再實施以前的外國技術(shù)導(dǎo)入戰(zhàn)略,競爭環(huán)境的變化,迫使三星從外國技術(shù)導(dǎo)入戰(zhàn)略轉(zhuǎn)向并行技術(shù)自研的新戰(zhàn)略。
??與此同時,韓國也逐步認識到半導(dǎo)體行業(yè)的重要性,并加大政策扶持力度,1986年,韓國推出《超大規(guī)模集成電路技術(shù)共同開發(fā)計劃》,在的支持下,三星與現(xiàn)代電子、LG 電子合作成立開發(fā)半導(dǎo)體技術(shù)的國家研究開發(fā)小組,通過外聘技術(shù)人員和引進海外技術(shù)人才,三星在半導(dǎo)體領(lǐng)域迅速趕超歐美,躋身行業(yè)前沿團隊。
??財團模式+逆周期投資,韓國半導(dǎo)體取代日本。進入 90 年代,世界半導(dǎo)體行業(yè)整體下行,DRAM 逐漸通用化,依靠財團優(yōu)勢,三星加大投資和研發(fā),通過引入大量 DRAM 設(shè)備實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)形成價格優(yōu)勢并迅速搶占市場。
??90 年代中后期,三星電子“雙向型數(shù)據(jù)通選方案”獲美國半導(dǎo)體標準化委員會認可,成行業(yè)新標準,對日本半導(dǎo)體行業(yè)造成二次沖擊,與之對應(yīng)的是日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)研發(fā)投資額逐年下降,創(chuàng)新產(chǎn)品匱乏,日本半導(dǎo)體進入衰退期并逐步喪失地位。終,韓國取代了日本成為新的世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)重心。
??再分工:勞動力成本上升,制造部門向轉(zhuǎn)移
??半導(dǎo)體以代工起步,占據(jù)制造環(huán)節(jié)的領(lǐng)導(dǎo)地位。在上世紀 70 年代,確定了以科技產(chǎn)業(yè)為的政策,扶持了眾多科技公司,威盛電子、聯(lián)電、富士康均在此期間成立,而的電子產(chǎn)業(yè)相對完備,涉及手機、電腦、LED、電子組裝等,整個產(chǎn)業(yè)鏈非常完善,相關(guān)公司眾多,給了半導(dǎo)體企業(yè)發(fā)展和崛起的良好土壤。為了支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,建立了世界上個由主導(dǎo)成立的科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)——新竹科技產(chǎn)業(yè)園。
??全球化分工更進一步,半導(dǎo)體代工模式興起。半導(dǎo)體企業(yè)起初專注于勞動密集型的封裝環(huán)節(jié),到 90 年代末期,隨著全球貿(mào)易的進一步深化,我國憑借相對廉價的勞動力優(yōu)勢(部分來自于大陸),以客戶為導(dǎo)向的晶圓代工模式興起,臺積電、聯(lián)電等本土IC 代工企業(yè)崛起,給了半導(dǎo)體企業(yè)高速發(fā)展的源動力。
??此后,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,聯(lián)發(fā)科和晨星做芯片、日月光專注于晶圓制造、精材科技做封裝,逐步將半導(dǎo)體范圍擴大到設(shè)計、制造、封裝、測試等全產(chǎn)業(yè)鏈。
??日韓半導(dǎo)體的發(fā)展啟示
??背景:80 年代 PC 普及,90 年代互聯(lián)網(wǎng)盛行
??1946 年世界上臺電子計算機問世,在此后的十多年時間內(nèi),由于價格很昂貴,電腦數(shù)量極少,早期所謂的計算機網(wǎng)絡(luò)主要是為了解決這一矛盾而產(chǎn)生的,其形式是將一臺計算機經(jīng)過通信線路與若干臺終端直接連接,我們也可以把這種方式看做為簡單的局域網(wǎng)雛形。
??早的 Internet,是由美國部高級研究計劃局(ARPA)建立的?,F(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)的許多概念和方法,如分組交換技術(shù)都來自 ARPAnet。ARPAnet 不進行了租用線互聯(lián)的分組交換技術(shù)研究,而且做了無線、衛(wèi)星網(wǎng)的分組交換技術(shù)研究-其結(jié)果導(dǎo)致了TCP/IP問世。
??1977-1979 年,ARPAnet 推出了目前形式的 TCP/IP 體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議。1980 年前后,ARPAnet 上的所有計算機開始了 TCP/IP 協(xié)議的轉(zhuǎn)換工作,并以 ARPAnet 為主干網(wǎng)建立了初期的 Internet。1983 年,ARPAnet 的全部計算機完成了向 TCP/IP 的轉(zhuǎn)換,并在 UNIX(BSD4.1)上實現(xiàn)了 TCP/IP。
??ARPAnet 在技術(shù)上的貢獻就是 TCP/IP 協(xié)議的開發(fā)和應(yīng)用。1985 年,美國國家科學(xué)基金組織 NSF 采用 TCP/IP 協(xié)議將分布在美國各地的 6 個為科研教育服務(wù)的超級計算機中心互聯(lián),并支持地區(qū)網(wǎng)絡(luò),形成 NSFnet。1986 年,NSFnet替代 ARPAnet 成為 Internet 的主干網(wǎng)。1988 年 Internet 開始對外開放。1991 年 6 月,在連通 Internet 的計算機中,商業(yè)用戶超過了學(xué)術(shù)界用戶,這是 Internet 發(fā)展史上的一個里程碑,從此 Internet 成長速度一發(fā)不可收。
??格局:半導(dǎo)體價值鏈逐漸形成
??經(jīng)過數(shù)十年的國際化分工與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,至今半導(dǎo)體的全球價值鏈基本形成。集成電路行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈有上游硅片制造商產(chǎn)業(yè)、中游芯片制造產(chǎn)業(yè)以及下業(yè)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)構(gòu)成。其中中游產(chǎn)業(yè)鏈大體分為芯片設(shè)計(芯片包括模擬芯片、處理器芯片、邏輯芯片和存儲芯片 4 種)、芯片制造及芯片封裝測試 3 個子產(chǎn)業(yè)群。其中,芯片設(shè)計業(yè)務(wù)為高度技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè),芯片制造為資本密集產(chǎn)業(yè),封裝測試行業(yè)相對于其他 2 個子產(chǎn)業(yè)群來說是勞動力較為密集的子產(chǎn)業(yè)。
??集成電路按工藝流程可將半導(dǎo)體設(shè)備劃分為晶圓制造、封裝、測試和其他前端設(shè)備四個大類。在業(yè)務(wù)模式方面,集成電路產(chǎn)業(yè)鏈目前有兩種發(fā)展模式,一種是傳統(tǒng)的集成制造(IDM)5 模式,企業(yè)為三星和英特爾;另一種是垂直分工模式(芯片設(shè)計 Fabless、芯片制造 Foundry 和芯片封測 Package&Testing),其中芯片設(shè)計是集成電路產(chǎn)業(yè)的部分。
??上游材料:美日占據(jù)主導(dǎo)
??設(shè)備和材料是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的上游,這兩個領(lǐng)域美國和日本占據(jù)優(yōu)勢。根據(jù) SEMI(國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會)的統(tǒng)計,2017 年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額為 570 億美元,而全球半導(dǎo)體材料市場銷售額為 469 億美元,增長了 9.6%,也就是設(shè)備+材料=1039 億美元。根據(jù)Gartner 的數(shù)據(jù),整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè) 2017 年總的銷售額為 4197 億美元,也就是設(shè)備+材料占了整個市場的 24.76%,接近于四分之一。
??半導(dǎo)體材料大致分為晶圓制造材料和封裝材料,其中晶圓制造所需的材料是,大體可以分成:硅片,靶材,CMP 拋光材料(主要是拋光墊和拋光液),光刻膠,濕電子化學(xué)品(主要是高純試劑和光刻膠配套試劑),電子特種氣體,光罩(光掩膜),以及其他。
??2018 年硅材料領(lǐng)域日本和我國三巨頭占比 70%。半導(dǎo)體材料里面價值較高,占半導(dǎo)體材料市場比例的硅片,硅片至少占到了全球半導(dǎo)體材料市場的 30%以上,而且隨著2016 年開始的硅片大幅漲價,價值比例還在上升。
??從全球來看,硅材料具有高壟斷性,全球一半以上的半導(dǎo)體硅材料產(chǎn)能集中在日本,尤其是隨著尺寸越大、壟斷情況就越嚴重。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院 2018 年的報告,目前全球硅片市場中,日本信越、SUMCO 環(huán)球晶圓三家企業(yè)占據(jù)了硅片 70%的市場份額,且集中度呈現(xiàn)上升趨勢??傮w來說,雖然上游設(shè)備和材料只占四分之一,但重要性不言而喻,而其他四分之三的價值是在設(shè)計,制造,封測等領(lǐng)域。
??上游設(shè)備:歐美占據(jù)主導(dǎo)
??世界半導(dǎo)體制造設(shè)備主要供應(yīng)廠商是 AMAT(美國應(yīng)材)、ASML(荷蘭艾司摩爾)、Lam Research(美國科林研發(fā))、LKA-Tencor(美國科磊)、Dainippon Screen(日本迪恩仕),2017 年這五家公司的銷售額占世界總份額的 80%以上。英特爾、臺積電、三星電子、中芯國際等廠商的關(guān)鍵以及主要半導(dǎo)體設(shè)備均由這幾家美國及歐洲公司提供,其中 ASML 是全球的光刻機生產(chǎn)制造商,20 納米左右制程的芯片,均需要其光刻設(shè)備才能生產(chǎn)。
??IC 設(shè)計:美國優(yōu)勢明顯
??芯片設(shè)計(Fabless)環(huán)節(jié)的高研發(fā)投入形成了高技術(shù)壁壘。由于晶片加工工藝極其復(fù)雜,線寬越來越小,需要專門的激光裝置進行深度紫外線光蝕,設(shè)備和工具加工精度要求高、投資規(guī)模大,且制造工藝需要較長的學(xué)習(xí)曲線,研發(fā)成本日益提高,整體看,芯片制造環(huán)節(jié)具有較高的資本壁壘和技術(shù)壁壘。
??根據(jù) IC insights 發(fā)布的 2018 年 Top15 名的 IC 設(shè)計公司榜單,目前從全球產(chǎn)業(yè)鏈劃分情況來看,IC 設(shè)計和創(chuàng)新的主場地依然是美國。2018 年前 10 大 Fabless 中,有 6 家美國公司,3 家我國的公司,其中美國大幅其他國家和地區(qū)。國內(nèi) IC 設(shè)計相對較強的兩家公司分別為華為海思和紫光展銳,2018 年營收分別是 503 億和 110 億人民幣,對比博通、高通、英偉達等美國企業(yè)不規(guī)模差距較大,技術(shù)差距也比較明顯。
??在通用芯片設(shè)計方面,我國與發(fā)達國家差距較大,對外依存度很高。根據(jù)海關(guān)總署數(shù)據(jù),2018 年我國集成電路進口金額超過 3000 億美,其中:處理器和存儲器兩類通用芯片合計占 70%以上。英特爾、三星等全球企業(yè)市場份額高,持續(xù)技術(shù)進步,對產(chǎn)業(yè)鏈有很強的控制能力,后發(fā)追趕企業(yè)很難獲得產(chǎn)業(yè)鏈的上下游配合。
??雖然紫光展銳、華為海思等在移動處理器方面已進入全球前列。但是,在個人電腦處理器方面,英特爾壟斷了全球市場,國內(nèi)相關(guān)企業(yè)有 3~5 家,但都沒有實現(xiàn)商業(yè)量產(chǎn),大多依靠申請科研項目經(jīng)費和補貼維持運轉(zhuǎn)。龍芯近年來技術(shù)進步較快,在領(lǐng)域有所突破,但距離民用仍然任重道遠。國內(nèi)存儲項目剛剛起步,而對于 FPGA、AD/DA 等通用芯片,國內(nèi)基本上是空白。
??晶圓代工:臺積電是
??晶圓代工行業(yè)屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè),我們地區(qū)優(yōu)勢明顯。根據(jù)拓璞產(chǎn)業(yè)研究數(shù)據(jù),2019年 Q2 季度全球 0 晶圓代工廠榜單,受整體市場下滑的影響,Q2 前 10 大廠商的營收幾乎都在下滑,當季總營收只有 153.6 億美元,同比下滑了 8%。
??具體排名方面,臺積電以 75.53 億美元的營收位居,市場份額達到了 49.2%;三星以 27.73 億美元的營收位列第二,同比也下滑了 9%,市場份額 18%;格芯排名第三,當季營收 13.36 億美元,同比下滑了 12%,市場份額 8.7%。
??而大陸廠商中芯國際和華虹半導(dǎo)體也同時入圍,但這兩家的份額加起來不到 10%。根據(jù)電子工程世界網(wǎng)數(shù)據(jù),兩家公司目前量產(chǎn)的工藝主要為 28nm,兩家都有 14nm 工藝量產(chǎn)的計劃,其中:中芯國際計劃于 2019 下半年量產(chǎn),華虹半導(dǎo)體機會于 2020 年量產(chǎn),但制程工藝比臺積電等公司落后兩代以上。
??封測:我國,大陸后來居上
??封測領(lǐng)域與晶圓代工一樣,目前我國地區(qū)為。根據(jù)拓璞產(chǎn)業(yè)研究數(shù)據(jù),2019年季受到貿(mào)易摩擦、手機銷量下滑及存儲器市場供過于求等因素影響,全球大封測營收出現(xiàn)較大下滑。2019Q1 榜單中有 6 家臺企入選,且排名的日月光是企業(yè),市場份額達到 19.7%。
??我國大陸的長電科技、天水華天、通富微電三家排名也處在,其中:2015 年,長電科技斥資 47.8 億元(折合 7.8 億美元)收購了新加坡封測公司星科金朋,星科金朋在 2015 年封測企業(yè)中排名第四,實現(xiàn)了以小博大,擴大了市場份額,當前來看,半導(dǎo)體封測已成為我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中具有相對優(yōu)勢的環(huán)節(jié)。
??我們認為,中國大陸 IC 封測企業(yè)未來有望將重心從通過海外并購取得封裝技術(shù)及市占率,轉(zhuǎn)而聚焦在開發(fā) Fan-Out及 SiP等先進封裝技術(shù),并積極通過客戶認證來向市場顯示自身技術(shù),提高市場競爭力。
??政策:舉國之力支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)
??日本:電子工業(yè)振興戰(zhàn)略
??在日本,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策的重心是半導(dǎo)體在工業(yè)和消費領(lǐng)域中的應(yīng)用。在日本半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展中,為扭轉(zhuǎn)初其技術(shù)依附于歐美的弱勢地位,日本的 MITI 發(fā)揮了強大的引導(dǎo)作用,為日本半導(dǎo)體企業(yè)的有序競爭構(gòu)建了有效框架。其政策措施演變過程大體上經(jīng)歷了以下三個階段:
??(1)1957 年制定《電子工業(yè)振興臨時措施法》,其頒布實施有效地促進了日本企業(yè)在學(xué)習(xí)美國先進技術(shù)的基礎(chǔ)上,積極發(fā)展本國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。
??(2)1971 年制定《特定電子工業(yè)及特定機械工業(yè)振興臨時措施法》,該法進一步秉承了電振法的宗旨,強化了發(fā)展以半導(dǎo)體為的電子產(chǎn)業(yè)的力度。該法的實施成功地幫助日本企業(yè)通過加強自身研發(fā)、生產(chǎn)能力,有效地抵御了歐美半導(dǎo)體廠商的沖擊,進而使日本半導(dǎo)體制品不斷走向世界。
??(3)1978 年制定《特定機械情報產(chǎn)業(yè)振興臨時措施法》(于 1985 年失效),該法進一步加強了以半導(dǎo)體為的信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
??上述三部專業(yè)法規(guī)加強了日本企業(yè)的競爭力。此后日本沒有頒布針對以半導(dǎo)體為基礎(chǔ)的電子、信息產(chǎn)業(yè)的專門法規(guī),而是改為通過綜合性法規(guī)在整體上推動包含半導(dǎo)體在內(nèi)的高新技術(shù)的發(fā)展,其中較為重要的是于 1995 年出臺的《科學(xué)技術(shù)基本法》,MITI 還通過限制外商在日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的投資和要求通過直接購買方式來獲取技術(shù)從而避免了日本在技術(shù)上受到他國的控制和支配。
??除此之外,日本外貿(mào)組織 JETO 通過其在全球 55 個以上國家所設(shè)有的分支機構(gòu)為日本半導(dǎo)體生產(chǎn)商提供有關(guān)行業(yè)的資訊,有力的促進了科技信息的溝通與傳播。同時在融資上,日本主要利用國家開發(fā)銀行為半導(dǎo)體企業(yè)提供低利,使企業(yè)借貸利率接近于零,這與美國同時期市場利率 4-5%相比較,可謂是具有明顯優(yōu)勢。
??韓國:“政策經(jīng)濟”支持逆周期擴張
??相比日本,韓國對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的參與力度更大。韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)高度集中于存儲領(lǐng)域,由于經(jīng)營存儲的財團背后有著力量的強力支撐。韓國通過多種渠道去培養(yǎng)和促使韓國大企業(yè)進入半導(dǎo)體領(lǐng)域。
??1976 年成立了韓國電子技術(shù)學(xué)院(KIET),其主要職責是“計劃與協(xié)調(diào)半導(dǎo)體 Ramp:D、進口、吸收和傳播國外技術(shù),為韓國企業(yè)提供技術(shù)支持,進行市場調(diào)研”。1982 年,“長期半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)促進計劃”宣告啟動,韓國為四大主要半導(dǎo)體企業(yè)提供了大量的財政、稅收優(yōu)惠。1986 年,韓國制訂了半導(dǎo)體信息技術(shù)開發(fā)方向的投資計劃,每年向半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投資近億美元。
??根據(jù)《韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)跨越研究》(陳德智, 陳香堂 2006 年第 2 期)描述,“政策經(jīng)濟”使得韓國半導(dǎo)體逆勢發(fā)展,在歐美地區(qū)紛紛衰退的情況下,韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè) 2002 年產(chǎn)值反而從 95.8 億美元增至112 億美元,同比增長了 17%。眾所周知,雖然當時市場在供給過剩的壓力下利潤率很低,但三星、南亞科技等韓國企業(yè)憑借其規(guī)模效益,仍成為全球少數(shù)獲利的存儲廠商。
???。阂源榛A(chǔ)擴展產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)
??我國主要依靠三方面的政策支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展:
??(1)技術(shù)引進與招商引資。早的技術(shù)引進為 1977 年與美國 RCA 公司合作的 7 微米 CMOS 技術(shù)轉(zhuǎn)讓,并建立家半導(dǎo)體示范工廠,完成技術(shù)消化到實際生產(chǎn)能力。之后,通過民間技術(shù)轉(zhuǎn)讓來吸引民間資本投資再帶動海外資本入島,活化島內(nèi)產(chǎn)業(yè)資金來源、發(fā)揮引導(dǎo)聚集作用。
??(2)整體規(guī)劃與政策支持。針對當時技術(shù)與資金情況,早提出集成電路計劃草案,之后主導(dǎo)代工的發(fā)展方向,并在后期逐漸擴展產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié),提出例如兩兆雙星的發(fā)展目標。在發(fā)展過程中,輔以人才優(yōu)惠,高科技企業(yè)稅收減免等大力度傾斜性扶持政策。根據(jù)1994 年新竹科技園區(qū)制定的《科學(xué)園區(qū)未來十年發(fā)展遠景規(guī)劃方案》,1994-2004 年,每年對創(chuàng)新技術(shù)的資助金額占總規(guī)劃的 20%以上。
??(3)建立工研院,實行技術(shù)指引與組織交流職責。1974 年效仿美國硅谷產(chǎn)學(xué)研模式建立電子工業(yè)研究中心,即工研院的前身。工研院主要職能為領(lǐng)頭規(guī)劃,加速人才與技術(shù)流通。此外,工研院還擔任技術(shù)研發(fā)工作,例如 1975-1979 期專案計劃的 CMOS技術(shù)、1983-1987 超大集成電路計劃的 1-1.5 微米制造與封測技術(shù)等。通過自身技術(shù)研發(fā)或引進,實現(xiàn)生產(chǎn)能力后再轉(zhuǎn)讓給民間其它企業(yè),提高整體半導(dǎo)體技術(shù)。更為重要的是,工研院還扮演孵化器角色,家設(shè)計與制造公司聯(lián)華電子(1979 年)、全球晶圓代工廠臺積電(1987 年)、家 8 英寸生產(chǎn)線世界先進半導(dǎo)體公司(1994 年)等均由工研院分衍出來。
??新竹產(chǎn)業(yè)園區(qū)的建設(shè),吸引資金和人才。為了加強工研院影響力、調(diào)整島內(nèi)經(jīng)濟結(jié)構(gòu),我國 1976 年籌建以半導(dǎo)體為的新竹科技園區(qū),并于 1980 年完成。在吸引資金方面,新竹園區(qū)從產(chǎn)業(yè)多方面吸引高科技企業(yè)來園區(qū)發(fā)展:管理方面,通過《科學(xué)工業(yè)園區(qū)設(shè)置管理條例》等進行專項規(guī)劃管理;稅收方面,園區(qū)規(guī)定新辦企業(yè)在九年內(nèi)可任選連續(xù)五年免征所得稅,五年后每年營業(yè)稅不超過 20%;風投方面,開設(shè)開發(fā)基金,從 1985到 1990 年共劃撥 24 億新臺幣設(shè)立種子基金,也鼓勵例如宏大風險基金的民間投資。
??在吸引人才方面,海外人才吸引和高校合作提供了豐富的人才儲備。海外人才方面,當局 1985 年在硅谷設(shè)立辦公室,監(jiān)測學(xué)習(xí)先進技術(shù)的同時召集華裔工程師,臺積電創(chuàng)始人張忠謀正是以此被請回的。
??根據(jù)半導(dǎo)體協(xié)會網(wǎng)站資料,1983-1997 年,華裔優(yōu) 秀人才以平均 42%的增速回到,得益于此,這段時間的制程技術(shù)不斷提升。高校方面,與清華大學(xué)、交通大學(xué)、電子技術(shù)研究院、中華工學(xué)院等眾多大學(xué)和研究機構(gòu)合作,為新竹園區(qū)培養(yǎng)了一大批儲備人才。2018年新竹園區(qū)共 487 家企業(yè),半導(dǎo)體相關(guān)企業(yè)占 64.27%,銷售額占比高達 90%以上,集成電路一項就支撐起半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售額的 31.25%,其重要程度不言而喻。
??總結(jié):韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成功經(jīng)驗
??90 年代以來,韓國抓住美日貿(mào)易摩擦的契機,半導(dǎo)體趁勢崛起,直至韓國依然是全球半導(dǎo)體(尤其是存儲)的之一,而日本的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在 90 年代后逐漸衰落,地位被韓國所取代,而我國的半導(dǎo)體代工和封測環(huán)節(jié)發(fā)展較好,但事實上屬于附加值較低的中低端環(huán)節(jié)。因此,從日、韓和我國省的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗來看,無疑韓國經(jīng)驗是成功的典范。
??財團模式使得韓國半導(dǎo)體能在逆周期中擴張。韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與日本有很大的相似性:(1)兩國都起源于外商投資,是美國半導(dǎo)體企業(yè)廉價的裝配工廠;(2)兩國初都依賴海外技術(shù)轉(zhuǎn)移;(3)在技術(shù)趕超中韓國發(fā)揮了重要作用。但與日本不同的是,在半導(dǎo)體領(lǐng)域韓國的作用主要體現(xiàn)在扶持現(xiàn)代財團上。
??90 年代前后,韓國制定了超大規(guī)模集成電路技術(shù)共同開發(fā)計劃,以國家電子研究所為主,三星、現(xiàn)代、LG 等大企業(yè)參加,組成了半導(dǎo)體研究開發(fā)組,韓國是分配資金,真正起了關(guān)鍵作用的是三星等企業(yè)財團。和日本財團類似,韓國財團內(nèi)部的資金和人才流動迅速,財團可以把精力集中在對新興領(lǐng)域的有效投資上,財團式的管理又使抗風險性更強。
??以三星為的韓國企業(yè)以購買、設(shè)備、并購起家(如:三星的 64K 和 256K DRAM 技術(shù)是從美國引進的;微米技術(shù),16K SRAM 技術(shù)和 256K ROM 技術(shù)是從日本夏普公司引進的)。大量戰(zhàn)略性地從國外引進先進的制造設(shè)備和原料,讓三星能更加集中精力,提升產(chǎn)量和制造工藝,由于是批客戶,三星獲得了設(shè)備廠家周到的服務(wù)和技術(shù)支持。因此,三星很快掌握了的制造技術(shù),很快提高了產(chǎn)量。
??首先致力于次先進的技術(shù),避免與美國的針鋒相對。日本半導(dǎo)體衰落的一個重要原因是美日貿(mào)易摩擦對日本帶來的一系列深遠的影響(包括 90 年代日本房地產(chǎn)泡沫的破裂),半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也由此走向衰落。三星的成功很大程度上是戰(zhàn)略決策和財團優(yōu)勢結(jié)合的結(jié)果,不是一味追求精尖技術(shù),而是首先集中于次先進技術(shù)(動態(tài)存儲器 DRAM),避免與美國針鋒相對。依靠財團優(yōu)勢,實現(xiàn)低成本量產(chǎn),贏得市場。
??當半導(dǎo)體市場在 80 代末期遭遇周期性波動和衰退時,依靠財團優(yōu)勢,三星仍然加大投資和研發(fā),擴大生產(chǎn),逆勢而上,吞并對手。當半導(dǎo)體領(lǐng)域再次繁盛時,三星已成為全球的 DRAM 制造商。
??我國與韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)比較分析
??當前我國大陸的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)總體處于起步階段。從現(xiàn)狀來看,大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展格局接近于我國省,均以中下游代工和封測為主,而中上游產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)占比較小,對外依存度高。但我們認為未來發(fā)展路徑可能更加接近韓國,韓國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在技術(shù)方面經(jīng)過很短的時間趕上并超過了先進國家。
??其中,三星電子從 1983 年正式開始生產(chǎn)半導(dǎo)體起,到 1994 年率先成功開發(fā) 256M DRAM 止,用了 10 年左右的時間,便確立了其在國際半導(dǎo)體技術(shù)競爭中的地位。
??背景相似:互聯(lián)網(wǎng) VS 物聯(lián)網(wǎng),技術(shù)的開始
??90 年代初技術(shù)周期的大背景是互聯(lián)網(wǎng)開始興起。90 年代初,互聯(lián)網(wǎng)尚處于早期,一方面互聯(lián)網(wǎng)的商用范圍較窄,另一方面是缺少成熟的瀏覽器。1993 年 11 月,Mosaic 瀏覽器在1993年11月由官方發(fā)布,從此以后人們有了便捷的上網(wǎng)途徑,馬賽克后來更名為網(wǎng)景,并在 1994 年后期發(fā)布了自己的瀏覽器——導(dǎo)航者(Navigator)。
??根據(jù)硅谷創(chuàng)投教父彼得·蒂爾的經(jīng)典之作《從 0 到 1》中的描述,導(dǎo)航者瀏覽器迅速被接受,1995 年開始,只用了不到一年時間,從占瀏覽器市場 20% 到占 80%。
??互聯(lián)網(wǎng)從興起-繁榮-泡沫的過程也快速展開。互聯(lián)網(wǎng)的逐漸普及拓展了人們的想象力,1995 年 8 月,網(wǎng)景尚未盈利就公開募股,在 5 個月內(nèi),網(wǎng)景從每股 28 美元猛升至每股 174 美元,而其他科技公司也是一片繁榮。1996 年 4 月,雅虎公司上市,估值為 8.48 億美元,1997 年 5 月亞馬遜上市,上市時估值為 4.38 億美元,到 1998 年一季度,每家公司的股價都漲了至少3倍,互聯(lián)網(wǎng)公司的平均股價漲幅為其他傳統(tǒng)公司的數(shù)倍,互聯(lián)網(wǎng)泡沫一發(fā)不可收。
??當前正處于 5G 時代物聯(lián)網(wǎng)時啟的前期。我國已在今年 6 月 6 日發(fā)布 5G 商用牌照, 而中國華為將在 7 月 26 日發(fā)布 5G 手機 Mate 20X 5G。5G 帶來的變化的是從用戶到硬件再到流量的的性變化,韓國在今年 4 月 3 日開始推出 5G 商用服務(wù)(在部分地區(qū)),比中國早兩個月,參考韓國:從用戶數(shù)來看,據(jù)韓聯(lián)社 6 月 12 日報道,推出了 5G 服務(wù)短端兩個月韓國的 5G 用戶數(shù)量就突破了 100 萬,這意味著每天平均新增 1.7萬 5G 用戶,普及速度超過了當年的 4G。
??據(jù)韓聯(lián)社預(yù)計,到今年年底,韓國 5G 用戶總數(shù)有望達到 400 萬至 500 萬;從硬件更新來看:韓國消費電子巨頭三星電子在 3 月推出 5G手機 Galaxy S10 5G,據(jù)韓聯(lián)社統(tǒng)計,該款手機在韓國本土的銷量已經(jīng)突破了 100 萬臺,從發(fā)售到破百萬用了 80 天時間;從流量來看:Ookla 在今年 7 月發(fā)布的一項關(guān)于全球移動互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)速的調(diào)查顯示,截至 5 月份,韓國的移動互聯(lián)網(wǎng)下載速度在 140 個國家中排名,達到 76.74mbps,與去年同期相比,韓國的移動互聯(lián)網(wǎng)速度提高了 79.7%。
??政策相似:舉國之力發(fā)展半導(dǎo)體
??國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)扶持政策文件梳理
??自 2000 年以來,我國和相關(guān)部委陸續(xù)出臺了一系列促進集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策。特別自 2014 年,國家出臺《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》,明確規(guī)劃了未來國家繼承電路發(fā)展的階段和目標,在此之后,各地方也響應(yīng)國家政策,出臺一系列地方性集成電路產(chǎn)業(yè)促進政策,集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。
??在發(fā)布《推進綱要》之后,北京、上海、天津、安徽、甘肅、山東、湖北、四川等各地陸續(xù)出臺了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展政策,同時這些省市也相繼成立了金額不等的集成電路產(chǎn)業(yè)基金。在一定程度上地方對 IC 產(chǎn)業(yè)的積極態(tài)度也會影響中國 IC 產(chǎn)業(yè)的區(qū)域布局。例如,武漢重點支持集成電路制造領(lǐng)域,包括存儲器,也兼顧設(shè)計、封測等環(huán)節(jié),設(shè)立了 300 億元的集成電路產(chǎn)業(yè)基金。合肥突出在終端行業(yè)的應(yīng)用并積極在存儲器方向布局。
??廈門對接國家戰(zhàn)略、立足于對臺優(yōu)勢,大力發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè),以“福、廈、漳、泉”為基點,相繼集聚了諸多的重要企業(yè)。南京出臺了《加快推進集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見》,配套了相關(guān)政策?;窗苍趫D像傳感器、相變存儲器方面也積極布局,并出臺了一系列政策和資金配套。陜西“十三五”目標規(guī)劃,到 2020 年重點通過推動更小尺寸集成電路生產(chǎn)線建設(shè)、加快第三代半導(dǎo)體等前沿技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,推動集成電路封測的升級擴產(chǎn),加強關(guān)鍵設(shè)備和材料配套能力。
??財政補貼或稅收減免
??除了國家出臺的發(fā)展綱要外,財政補貼或稅收減免則對于集成電路企業(yè)的發(fā)展起著直接的促進作用。
??成立產(chǎn)業(yè)基金
??2014 年 6 月,頒發(fā)了《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》,《綱要》提出了行業(yè)發(fā)展的主要任務(wù)和發(fā)展重點:著力發(fā)展集成電路設(shè)計業(yè),加速發(fā)展集成電路制造業(yè),提升先進封裝測試業(yè)發(fā)展水平,突破集成電路關(guān)鍵裝備和材料,即突出“芯片設(shè)計—芯片制造—封裝測試—裝備與材料”全產(chǎn)業(yè)鏈布局,在此基礎(chǔ)上協(xié)同發(fā)展,進而構(gòu)建“芯片—軟件—整機—系統(tǒng)—信息服務(wù)”生態(tài)鏈。同時綱要還提出設(shè)立國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金——“大基金”,作為一項保障措施。2014 年 9 月,國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金(簡稱“大基金”)正式成立。
??“國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金”是由財政、國開金融、中國、亦莊國投、中國移動、上海國盛、中國電子、中國電科、紫光通信、華芯投資等共同發(fā)起,此后又有武漢經(jīng)發(fā)投、中國電信、中國聯(lián)通、中國電子、大唐電信、武岳峰資本、賽伯樂投資等 7 家機構(gòu)參與增資擴股,一期資金總規(guī)模達到 1387.2 億元,相比于計劃安排規(guī)模 1200 億元,超募 15.6%。除大基金之外,多個省市也相繼成立集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金,目前包括北京、上海、廣東等在內(nèi)的十幾個省市已成立專門扶植半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的地方性基金。
??根據(jù)國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金的統(tǒng)計,截至 2017 年底,大基金累計有效決策投資 67 個項目,累計項目承諾投資額達 1188 億元,實際出資 818 億元,分別占一期募資總額的 86%和 61%,投資項目覆蓋了集成電路設(shè)計、制造、封裝測試、裝備、材料、生態(tài)建設(shè)等各個環(huán)節(jié),實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈上的完整布局。
??大基金一期的投資中,制造的投資額占比為 65%、設(shè)計占 17%、封測占 10%、裝備材料占 8%。大基金目前的投資已經(jīng)完全覆蓋了集成電路制造、封裝的公司,部分覆蓋了設(shè)計、設(shè)備、材料類上市公司,并涉足第三代半導(dǎo)體、傳感器等領(lǐng)域。
??地方集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金建設(shè)情況
??在市場拉動和政策支持下,自 2015 年以來,全國各地也掀起了一股成立集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金的熱潮。根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察網(wǎng)統(tǒng)計,截至到 2018 年 8 月,全國有 15 個以上省市成立了規(guī)模不等的地方集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金,總計規(guī)模達到了 5000 億元左右。
??截止 2018 年 6 月,由“大基金”撬動的地方集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金(包括籌建中)達 5145億元,撬動的地方產(chǎn)業(yè)投資基金比例在 1:3 到 1:4 之間。大基金實際出資部分直接帶動社會融資 3500 多億元,實現(xiàn)了近 1∶5 的放大效應(yīng)。
??大基金初的發(fā)起人有:國開金融有限責任公司、中國總公司、北京亦莊國際投資發(fā)展有限公司、中國移動通信集團公司、上海國盛(集團)有限公司、中國電子科技集團公司、北京紫光通信科技集團有限公司、華芯投資管理有限責任公司 ,此后在 2014 年 12月, 武漢經(jīng)濟發(fā)展投資有限公司(現(xiàn)已更名為“武漢金融控 股(集團)有限公司”)、中國電信、中國聯(lián)通、中國電子、大唐電信、武岳峰資本、賽伯樂投資集團等 7 家機構(gòu)參與增資擴股。參與方強強聯(lián)手,終大基金一期 共募得普通股 987.2 億元,同時發(fā)行優(yōu)先股400億元,基金總規(guī)模達到1,387.2億 元,相比于原先計劃的1,200億元超募了15.6%。
??目前大基金二期已經(jīng)啟動,募集金額有望超過一期(一期規(guī)模為 1387 億元)。大基金將提高對設(shè)計業(yè)的投資比例,并將圍繞國家戰(zhàn)略和新興行業(yè)進行投資規(guī)劃。二期將提高對設(shè)計業(yè)的投資比例,并將圍繞國家戰(zhàn)略和新興行業(yè)進行投資規(guī)劃,比如智能汽車、智能電網(wǎng)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G 等,并盡量對裝備材料業(yè)給予支持,推動其加快發(fā)展。
??今年 7 月 26 日,根據(jù)證券報《國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金(二期)的募資工作已經(jīng)完成》報道,國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金(二期)的募資工作已經(jīng)完成,規(guī)模在 2000 億元左右,部分公司正在跟國家大基金接洽,商討二期投資方式。我們認為,若假設(shè)二期基金規(guī)模在2000 億元左右,按照 1:3 的撬動比,所撬動的社會資金規(guī)模在 6000 億元左右,加上大基金期 1387 億元及所撬動的 5145 億元社會資金,資金總額將過 1.1 萬億元。
??差異:全球化 VS 逆全球化產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略的選擇
??20 世紀 60 年代以來,全球化趨勢加速推進了國際化分工,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)生轉(zhuǎn)移。在二戰(zhàn)以后,隨著以美元為中心的國際貨幣體系——布雷頓森林體系的建立,全球化貿(mào)易快速發(fā)展從而帶來進一步的國際分工,對于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也是類似,各個國家和地區(qū)憑借其自身的稟賦條件,試圖在大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)鏈中謀求一席之地。
??美國作為半導(dǎo)體創(chuàng)新的發(fā)源地,一開始就牢牢把握住價值鏈的環(huán)節(jié),以英特爾為,在成立之初主要產(chǎn)品為存儲半導(dǎo)體,而在 1971 研發(fā)成功代商用處理器后,轉(zhuǎn)而專攻處理器領(lǐng)域,隨后存儲產(chǎn)業(yè)開始逐步向外轉(zhuǎn)移,70-80 年代,日本的存儲半導(dǎo)體快速發(fā)展,在 80 年代,日本存儲半導(dǎo)體份額一度在全球占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)地位。
??80 年代中后期,韓國把握住了此前美日貿(mào)易摩擦的契機,依靠財團資金優(yōu)勢,采用“逆周期投資”策略,在行業(yè)低迷的時候搶占了日本的份額。而我國則是憑借相對低廉的勞動力成本優(yōu)勢,以附加值較低的代工產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ),逐步向產(chǎn)業(yè)鏈其他環(huán)節(jié)延伸。
??美日貿(mào)易摩擦背景下韓國半導(dǎo)體發(fā)展啟示
??20 世紀 80 年代后期,日本半導(dǎo)體制造商在全球占比領(lǐng)導(dǎo)地位,1988 年占據(jù)全球制造商Top10 半壁的 NEC、東芝、日立、富士通、三菱等公司,但終在 20 世紀 90 年代的沒落,其原因有:日本泡沫經(jīng)濟的破裂、日本終端電子產(chǎn)品競爭力下降、日本半導(dǎo)體企業(yè)間的內(nèi)耗(高峰時達 30 多家半導(dǎo)體企業(yè))、電腦網(wǎng)絡(luò)帶來的半導(dǎo)體行業(yè)洗牌等。其中,從 80 年代初期開戰(zhàn)并持續(xù)十三年的“美日半導(dǎo)體貿(mào)易戰(zhàn)”是重要原因。
??1983 年,美國半導(dǎo)體協(xié)會發(fā)表文章,批判日本半導(dǎo)體企業(yè)嚴重損害美國企業(yè)利益,而且矛頭直指日本實施的產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向政策,同年,爆發(fā)“美日半導(dǎo)體摩擦”。
??1983 年,美日兩國間組建有關(guān)半導(dǎo)體貿(mào)易的協(xié)商工作組,開始對話。1984 年洛杉磯奧運會拉動了電視機/錄像機的巨大消費,再加上 PC 電腦開始普及,半導(dǎo)體需求快速增長,再次讓日本半導(dǎo)體企業(yè)騰飛。1985 年受到奧運會特需的反彈,市場急速降溫,這讓本就處于被動的美國半導(dǎo)體企業(yè)日子更艱難。
??1985 年,微軟針對日本 7 家半導(dǎo)體廠家的 DRAM 開始反傾銷訴訟,AMD 與 NS 公司(美國國家半導(dǎo)體,后被 TI 收購)也跟進,時任總統(tǒng)的里根也親自給商業(yè)部下達命令,調(diào)查日本的傾銷問題。
??1986 年 9 月,日本通產(chǎn)省(商務(wù)部)被迫與美國商業(yè)部簽定了“日美次半導(dǎo)體協(xié)議”,主要內(nèi)容是,限制日本半導(dǎo)體對美出口、擴大美國半導(dǎo)體在日本市場份額。
??然而,美國于 1987 年進一步發(fā)表針對日本在第三國傾銷的報復(fù)措施,里根總統(tǒng)以日本未能遵守協(xié)議為由發(fā)表對日本產(chǎn)電腦/電視等征收 100%的報復(fù)性關(guān)稅。除此之外,美國阻止富士通對 Fairchild 公司的收購,反制措施接連不斷。
??韓國抓住機遇趁勢崛起。1987 年美國誕生 IC 設(shè)計企業(yè),以臺積電為的代工廠也陸續(xù)創(chuàng)立,而 80 年始,在美日半導(dǎo)體貿(mào)易戰(zhàn)的背景下,韓國一方面加速從美國、日本的技術(shù)引進技術(shù);另一方面在政策的支持下,以三星電子為的企業(yè)通過逆周期投資,快速搶占日本的存儲半導(dǎo)體份額,從而迅速崛起。
??當前逆全球化趨勢下我國大陸發(fā)展半導(dǎo)體的契機
??中美貿(mào)易摩擦堅定了我國自主發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的決心。2018 年以來,逆全球化有所升級,美國主動發(fā)動對我國的貿(mào)易摩擦,以中興通訊事件為,暴露了我國在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的短板。美國限制對國內(nèi)科技的零部件出口,直接導(dǎo)致國內(nèi)科技企業(yè)受到較大沖擊,中興通訊一度生產(chǎn)陷入停擺。
??今年 5 月份,美國再度把我國的華為放入“實體清單”,引起很瀾,今年 6 月 17 日,華為創(chuàng)始人任正非在接受《福布斯》雜志訪談時表示,預(yù)計未來兩年華為會減產(chǎn),銷售收入下降 300 億美金。美國的限制對于擁有較強自主研發(fā)能力的華為來說影響也比較大。
??我們認為,未來中美貿(mào)易摩擦在較長時間內(nèi)都將呈現(xiàn)反復(fù)拉鋸的趨勢,而國內(nèi)自上而下,從各部門到企業(yè),都已經(jīng)的明確了發(fā)展技術(shù)的方向,其中半導(dǎo)體是重中之重。
??日韓貿(mào)易摩擦或給國內(nèi)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來發(fā)展契機。根據(jù)環(huán)球網(wǎng)報道,今年 7 月 1 日,矛盾重重的日韓關(guān)系再度緊張。日本正式宣布將韓國排除在貿(mào)易白色清單之外,所謂“白色清單”,是日本制定的安全保障貿(mào)易友好對象國清單,日本出口商可以通過簡化手續(xù)向清單內(nèi)所列國家出口高科技產(chǎn)品。
??與此同時,根據(jù)日本《產(chǎn)經(jīng)新聞》報道,日本宣布從 7 月 4 日起,加強對三種材料向韓國出口的管制,而這直接影響到韓國企業(yè)能否繼續(xù)正常生產(chǎn)制造半導(dǎo)體芯片。
??日韓貿(mào)易摩擦發(fā)酵或?qū)n國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生較大沖擊。根據(jù)前文分析,雖然在 80 年代中后期,由于美日貿(mào)易摩擦導(dǎo)致日本在存儲半導(dǎo)體的領(lǐng)導(dǎo)地位被韓國搶占,但日本在半導(dǎo)體的上游依然處于強勢地位,尤其是半導(dǎo)體材料硅片,2017 年日本信越化學(xué)份額 28%,日本 SUMCO 份額 25%,兩家日本公司占據(jù)全球超過 50%的份額。
??換句話來說,日本的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)處于韓國的上游,一旦日韓貿(mào)易摩擦繼續(xù)發(fā)酵,或者韓國的半導(dǎo)體企業(yè)產(chǎn)業(yè)較大沖擊。在這樣的背景下,韓國的二三線半導(dǎo)體企業(yè)經(jīng)營或面臨困境,我們認為這是對國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)發(fā)展的機遇,國產(chǎn)半導(dǎo)體企業(yè)可以通過購買或者海外并購,引進韓國較為先進的半導(dǎo)體技術(shù)。
??半導(dǎo)體不同發(fā)展階段表現(xiàn)
??半導(dǎo)體是典型的技術(shù)密集型、資本密集型的產(chǎn)業(yè),前期研發(fā)投入大,當研發(fā)完成,又需要投入大量資金購買設(shè)備、產(chǎn)線,但到收獲期,由于技術(shù)壁壘高,而定價高、邊際生產(chǎn)成本低,因而利潤放量較快。
??當前全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分工的格局已經(jīng)大致形成,上游設(shè)計環(huán)節(jié)美國主導(dǎo);材料環(huán)節(jié)日本;生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)韓國后來居上;代工封測環(huán)節(jié),我國和大陸具有相對優(yōu)勢。接下來我們重點探討處于產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)的半導(dǎo)體企業(yè)在不同階段的財務(wù)以及股價驅(qū)動力。
??處理器,每 8-10 年的重大技術(shù)升級周期
??處理器每 8-10 年一次技術(shù)重大升級,帶來新一輪增長周期。美國的英特爾公司是當前全球處理器領(lǐng)域的設(shè)計企業(yè),也是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)壁壘的環(huán)節(jié)之一。
??我們認為,處理器是計算機、服務(wù)器的部件,著計算機的運算能力,而整個計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的周期就是以運算為基礎(chǔ),從而實現(xiàn)技術(shù)的跨越。英特爾公司早在 1971 年研發(fā)出款商用的處理器,自此以后,英特爾走上了不斷追趕摩爾定律的過程,大概每 8-10年一個周期,推出一款重量級的升級處理器。
??1985 年,英特爾推出了 32 位的微處理器 386,新品推出后在 1986 年便實現(xiàn) 29 億美元的銷售收入,股價開始大漲。到 1993 年,英特爾正式發(fā)布重量級的奔騰處理器,再次給英特爾帶來快速的利潤增長,股價也因此大幅上漲。2001 年英特爾發(fā)布奔騰 4 處理器,標志著新一輪的技術(shù)革新,但受到當時“科網(wǎng)泡沫”破裂的影響,股價只是短暫反彈。2011 年,英特爾六核處理器 Core i7,性能又一次大幅提升,英特爾市場份額大幅增加。
??從財務(wù)視角來看,同樣呈現(xiàn)一定的周期性波動的特征。當英特爾發(fā)布重磅新品時,營收和凈利的規(guī)模迎來一輪長達 8-10 年的穩(wěn)定增長期,與此同時利潤率大幅回升。而當利潤率達到階段性頂部,且資本性開支的處于相對低點時,次年就會有重磅升級產(chǎn)品推出,從這個指標來看,同樣是大約每 8-10 年迎來一次技術(shù)革新。
??當前技術(shù)周期有望迎來拐點,英特爾或推出第十代處理器。2019 年 7 月 28 日,英特爾官方表示,已經(jīng)開始供貨采用 10nm 工藝制程的第十代 Ice Lake 處理器,面向筆記本市場,并且已經(jīng)獲得 OEM 廠商的認證,這也是英特爾繼推出 10nm 工藝的 i3-8121U 處理器后,大規(guī)模上市10nm工藝處理器,英特爾表示搭載Ice Lake的產(chǎn)品或?qū)⒂诘谒募径壬鲜小?/span>
??DRAM 存儲,每 4-6 年的技術(shù)升級周期
??半導(dǎo)體存儲器包括三大主流產(chǎn)品:DRAM、NAND Flash、NOR Flash。相比于處理器的8-10 年技術(shù)升級周期,存儲器的升級周期更快,市場規(guī)模也相對更大。近年來存儲芯片在半導(dǎo)體中的銷售額占比已經(jīng)明顯超過邏輯芯片,根據(jù) SIA 數(shù)據(jù),2018 年 H1 存儲器的銷售額占比達到 32%,位居。
??DRAM 即動態(tài)隨機存取存儲器,為常見的系統(tǒng)內(nèi)存,主要用于計算機以及服務(wù)器的閃存,值得說明的是 DRAM 存儲的升級很大程度上依附于處理器的升級(以 PC 為例,CPU 性能提高了,才需要用更大的內(nèi)存)。
??韓國是全球 DRAM 存儲的,三星電子、SK 海力士等都是全球的存儲半導(dǎo)體企業(yè),而三星電子又是該領(lǐng)域的佼佼者。在 1983 年初切入半導(dǎo)體領(lǐng)域時,三星電子就集中力量籌備存儲技術(shù) DRAM 的研發(fā)。1989 年,用了 6 年時間,三星已經(jīng)成功開發(fā)出 16M DRAM,己于全球任何一家制造商;1993 年,三星的 16M DRAM 實現(xiàn)量產(chǎn),奠定了它在全球存儲器霸主的地位。1992 年,三星率先推出全球個 64M DRAM;1994 年,過去 2 年的時間,三星首先發(fā)布全球首塊 256MDRAM,三星在存儲技術(shù)的技術(shù)進步完美印證著摩爾定律。