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突破芯片困局 中国豪砸1万亿?

从去年底开始,全球陷入了芯片荒。两周前,媒体还刚报导,500万港元的高价芯片,在一个工业大厦的电梯里被抢走。上个月,深圳一家电子厂价值千万人民币的21万颗芯片也被偷走,幸运的是,芯片最终被警方追了回来。现在的芯片,已经是奇货可居。

不仅如此,这波芯片荒也引发了全球半导体大厂争相扩大产能,而各国政府也纷纷推出各种激励政策,希望在这个领域捷足先登,中国也不例外。那么在这场竞争中,中国能否胜出呢?我们今天就来谈谈这些话题。

芯片严重短缺中国假芯片嚣张

几天前,中国经济观察网报导,在“缺芯潮”之下,现在有更多假芯片开始在电子领域流通。这些假芯片并非真是假货,其实是非法的“二手元件”,假芯片主要有两种来源:一种是从电子垃圾中回收的旧芯片,经过清洁包装之后再以更低价格卖出;另一种是将正规生产线上的残次晶圆进行封装,以次充好卖给下游企业。这类芯片,主要流通在生产低价产品的、规模较小的消费电子制造商。

虽然这种情况以前就有,但今年特别严重,以前是偷偷摸摸地做,现在却变得高调起来了。而且就连这些假芯片的价格也在上涨,可见芯片短缺之严重。

因为芯片缺货,像是沃尔沃、通用、福特、丰田这些车企已经大面积停产。5月中的时候,惠誉评级曾经引述行业研究机构的数据表示,芯片短缺导致全球车企减产了大约380万台汽车,大约是今年估计销售量的5%。全球咨询公司AlixPartners在5月份给出的最新估计中,认为芯片短缺将导致全球汽车制造商损失1,100亿美元的收入。

而东南亚和台湾等地区的疫情恶化,也让芯片短缺的状况雪上加霜。例如,东南亚是全球主要的半导体芯片封装和测试中心,在全球芯片封装测试市场的占有率是27%。其中,马来西亚就占据了14%的全球封装测试市场。但是从5月中开始到6月,马来西亚因为疫情严重再次实施了全国封锁。

而台湾呢,半导体产能占到了全球市场份额的26%左右,但疫情也蔓延到台湾多家半导体大厂。例如,全球芯片封测龙头京元电子的竹南厂区,因为在6月发生了群聚性感染,全面停工了48小时。这让京元电子6月份的产能减少了4~6%,相当于全球每月减少16,000片的晶圆针测量和1,600万颗IC成品测试量。同时,台湾新竹科学园区,包括联电、世界先进、旺宏等晶圆大厂,也可能要面对由高温引发的停水危机。

另外,产业链下游因为恐慌而囤积芯片,也让一些企业更难买到芯片。而伴随芯片短缺而来的,就是芯片的价格上涨。去年以来,台积电、联电等晶圆代工大厂已经多次涨价,目前又有消息说,台积电、世界先进、联电和力积电四大代工巨头决定在第三季度继续上调代工报价,涨幅高达30%,远超预期的15%。

今年年初的时候,瑞萨电子、恩智浦、意法半导体等全球半导体巨头决定提高汽车和通信设备产品的价格,涨幅是10~20%。而自从在1月1日宣布涨价之后,5月17日,意法半导体又再次宣布,所有产品线从6月1日开始再次涨价。

不过,全球缺芯的情况,也让芯片设计厂、晶圆厂、封测代工厂的产能被客户抢翻天。目前,不论是在芯片的制造环节,还是封测环节,半导体厂商都面临着严峻的扩产任务。例如:台积电宣布,计划在未来3年投资1,000亿美元,用于增加产能。英特尔计划斥资200亿美元在亚利桑那州建立两家新的晶圆厂,生产7纳米以上制程的芯片。三星电子为实现芯片生产的多样化,已预留1,160亿美元作为2030年前的投资。

23日,国际半导体产业协会(SEMI)发布了最新一季《全球晶圆厂预测报告》(World Fab Forecast),报告显示,全球半导体制造商将在今年年底前启动建设19座新的高产能晶圆厂,2022年开工建设另外10座晶圆厂。协会预测,未来几年这29座晶圆厂的设备支出预计将超过1,400亿美元。

目前,不少分析认为,芯片短缺的问题最快在今年下半年开始就会有所缓解,但是台积电、英特尔和英伟达等公司预计,这场危机将会持续几年的时间,因为新建的晶圆工厂需要一段时间才能开工营运。

各国展开芯片竞赛中国可有胜算?

面对全球芯片短缺,美国、韩国、日本都在密集发布打造半导体产业链的新政,三个国家投入的总财力已经超过5,000亿美元。美国批准了520亿美元的“半导体激励计划”,韩国是直接抛出了4,500亿美元的“K半导体战略”,而日本将扩大现有的18.4亿美元基金规模。

尤其值得一提的是,5月11日,美国半导体联盟(SIAC)宣布成立,这个联盟包括了来自美、欧、日、韩等多个国家和地区的64家芯片相关企业,涵盖了芯片设计、制造、封装以及设备制造的半导体的所有环节。但是,在全球半导体实力最雄厚的这个联盟中,却没有来自中国大陆的企业,“去中国化”的意味非常明显。而且在美国的“半导体激励计划”中,有15亿美元紧急融资,将用来帮助西方企业替换掉华为和中兴通讯的设备,以加快发展美国营运商支持的开放式无线接入网(OpenRAN)。

6月17日,彭博社曾报导说,习近平已经委任中共副总理刘鹤负责第三代芯片的开发工作,以帮助中国的生产商在美国制裁之下突围,实现芯片制造自给自足。有消息人士说,中共政府已经预留了大约1万亿美元,用作这项芯片对抗计划的资金。

但这条消息没被中共官方证实,而且专家们也质疑这个说法。因为第三代半导体不是第一代和第二代半导体的升级,而是根据半导体制造材料来划分的,相互之间是并存的关系,各有各的应用场景和优势。

第一代半导体芯片,是以人们最熟悉的硅(硅)为主要材料,广泛应用在手机、电脑和电视等领域。第二代半导体材料以砷化镓和锑化铟为主,多用在光纤和移动通讯等领域。第三代半导体的主要材料则是氮化镓和碳化硅,更适合制造耐高温、耐高压、耐大电流的高频大功率器件,目前主要应用在手机快速充电、新能源车和轨道交通等领域。

但是,目前全球半导体市场的九成分额,仍是由第一代半导体占据,第三代半导体尚未形成真正规模化,短期内更不可能取代硅而成为主流芯片材料。

中国是全球最大的芯片进口与消耗国。从2018年起,中国芯片进口额连续三年突破了3,000亿美元大关,其中,2020年集成电路的进口金额大约是3,873亿美元,占全球销售额的大约88%。

但是,截至目前,中国半导体自给率只有15%,其中汽车芯片自给率不足5%。中国国家新能源汽车技术创新中心的总经理原诚寅也提到,汽车运行过程中最为关键的系统芯片,生产技艺几乎100%都是由国外公司掌握。

华泰证券的研究显示,在半导体芯片行业,中国国内的代工厂,目前只有中芯国际一家在追赶先进制程,但是和台积电相比,仍然有3代、大约6年的技术差距。而上游的半导体材料、设备、设计软件等环节都主要依赖进口。根据行业咨询公司的资料,中国的核心芯片,像是MCU、微处理器、内存等都极度缺乏,在2020年的国产占有率分别只有3%、0%、1%。

我们再来看美国半导体行业协会(SIA)的一组数据,例如:在2019年全球半导体营收中,美国占47%,中国大陆只占5%;美国企业平均研发投入占销售收入的比重是16.4%,而中国大陆只有8.3%;美国半导体出口460亿美元,中国大陆进口3,056亿美元。这一组数据,进一步验证了美国半导体行业在全球的领导地位,也显示了中美在半导体领域的发展差距。

怪不得在2018年时,华为创办人任正非曾经在内部讲话中说,中国和美国的差距,估计未来20至30年,甚至50至60年也不能消除。

虽然在全球缺芯开始后,有不少中国企业都加大了芯片研发的力度。不过,就连中国TCL电子集团的创办人李东生都说,这轮芯片供应短缺或许将在未来3到6个月逐渐解决,但是中国要解决高端芯片问题,至少要3到5年时间。如果5年之后中国能够将5纳米芯片制造设备完全国产化,就已经很了不起了。

责任编辑: 李韵  来源:财商天下 转载请注明作者、出处並保持完整。

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