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这不是卡脖子,这是想要斩草除根?(图集)

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据印度《第一邮报》报道,在与日、荷结盟后,美国又试图拉韩国入伙,意图加强利益联结和合作,将中国挤出全球科技供应链。

欧盟内部市场执行委员布雷顿对此表示:“我们完全同意遏制中国最先进芯片的目标,我们不能让中国获得最先进的技术”,称在限制中国获得微芯片、量子计算和人工智能等技术方面,欧盟和美国有非常强烈的一致性。

全球半导体产业链是高度专业化的分工体系

美国半导体公司在其中具有领先优势

近年来,从中兴、晋华、华为事件到如今的芯片法案,美国对中国发起的科技战不断升级,已从贸易战的谈判筹码升级为了赤裸裸的战略遏制。

要理解美国为什么能在半导体领域对中国进行管制,需先来了解一下半导体产业链的发展概况。

现代半导体工业源于美国贝尔实验室在1947年发明的第一块晶体管。自1957年美国仙童半导体公司诞生以来,半导体产业经历了数次重要的全球化转型。

在发展初期,半导体企业以IDM模式为主,指的是一家企业完全覆盖从芯片设计、制造、封装到测试等整个产业链的模式。

后来,伴随产品复杂度的提升,IDM模式所需投入的成本不断增高,便逐渐分化为了“设计—制造—封测”(Fabless-Foundry-OSAT)的高度专业化分工体系。

目前,仅有英特尔、三星、德州仪器等一些实力雄厚的企业仍在采用IDM模式。而诸如台积电、中芯国际,以及高通、联发科等公司,则分别采用了Foundry和Fabless模式。

伴随着半导体产业组织模式变革,全球半导体产业也经历了由美国向日本、韩国和中国台湾地区的几轮产业转移。

每次转移基本都是将价值含量较高的环节留在了本国或本地区,将成本较高的生产环节转移到了国外。

美国是半导体芯片的发源地,在上世纪八十年代以前,其半导体产业一直保持着在全球的领先地位。

不过,到了八十年代,日本半导体产品因“质优价廉”形成了很强的市场竞争力,在世界市场的份额逐渐上升,后取代美国成为世界上最大的半导体生产国。

在随后的九十年代,韩国在动态存储器领域赶超了日本,中国台湾也凭借创新的代工厂模式跻身全球领先地位。

实际上,日本半导体产业的衰落与美国的制裁打压有很大的关系。囿于篇幅,本文不在此详述,读者如果感兴趣我们以后有机会再来专门讲讲。

目前中国大陆正处于新一代智能手机、物联网、人工智能、5G通信等行业快速崛起的进程中,是全球最重要的半导体应用和消费市场之一。业内观点普遍认为,中国大陆正在承接全球半导体产业的第三次转移。

现在,全球半导体供应链的不同环节呈现出了分散化的布局特点。简单来说,在设计环节,英美韩都在参与;制造环节主要由中国台湾企业完成,但需要荷日美企业的设备、日美企业的材料,封测环节主要是马来西亚、中国大陆参与。

或者说,随着技术迭代的持续进行,芯片制造如果没有全球分工的支持,其复杂程度可以说几乎无法完成。

且不说研发与技术极高的壁垒,光是原材料,目前就没有一个国家能完全自主覆盖。因为随着芯片性能不断提升,制造复杂度越来越高,生产过程中已经用到了77种元素,占到了元素周期表118种元素的62.25%。

具体来看,美国的半导体设计能力始终全球领先,目前全球前三大设计公司高通、博通、英伟达皆为美国公司。

作为芯片设计的基础,电子设计自动化(EDA),也基本上被美国企业新思科技(Synopsys)和铿腾电子(Cadence)主导。

在制造设备领域,美国同样具有优势。全球前五大半导体设备商中,有3家是美国企业:应用材料公司AMAT、泛林集团Lam和科磊公司KLA;其他2家分别是荷兰的ASML和日本的TEL。

在材料领域,美国企业也占有可观的市场份额。比如,美国公司占据了40%的掩膜版市场份额,慧瞻材料(Versum Materials)、艾万拓(Avantor)、霍尼韦尔(Honeywell)等公司在电子气体和湿电子化学品方面也都具有一定的行业实力和地位。

整体来看,美国半导体公司在全球半导体价值链中仍具有垄断地位。

根据SIA数据,核心IP产生的附加值中的72%归于美国;逻辑芯片设计增加值有67%也被美国占据;存储器设计环节美国占有28%的增加值;其他非逻辑芯片和非存储芯片,美国拥有设计的37%的增加值;而在半导体设备领域,美国也拥有42%的增加值。

这也是中国的芯片产业会受制于美国的重要原因——全球芯片产品链和美国无法脱离关系,且中国大陆半导体产业起步较晚,国产化率水平较低,芯片研发和制造等环节仍依赖于从美国或与美国签署协议国家进口。

进攻与防御并举

美国欲重建半导体供应链

相信读者朋友已经感受到了,近段时间美国的操作不只是针对中国半导体进行制裁,而选择的是“两套战略”:一是进攻战略,对中国半导体产业进行打压;二是防御策略,在国家层面出台政策来补足自己产业的弱项。

尽管从美国半导体产业基础来看,其在设计、设备和材料等领域仍具备有较大的技术和竞争优势,对全球半导体产业链有较强的主导力和控制力。

但美国半导体产业也存在明显的弱势——制造环节薄弱。

如前文所说,上世纪80年代,随着半导体行业专业化分工的加剧和制造环节的成本增加,美国企业逐步放弃了自营晶圆厂,转而将资金集中投入到更具竞争优势和利润空间更大的设计环节。

而半导体供应链中劳动密集、资金投入高、回报周期长的芯片制造和晶圆代工环节,则逐步外移到了亚洲的日本、韩国及中国台湾地区。

根据美国白宫发布的文件,美国半导体制造的全球市场份额,已从20年前的37%下降到了2021年的12%,落后于中国台湾地区和韩国等地,且预计将持续下降。

目前,全球5nm以下的先进制程,只有台积电和三星两家企业能够做到,美国最先进的芯片基本都委托台积电在中国台湾生产。即使像英特尔这样的IDM大厂,也在与台积电合作。

而在封装领域,美国封装环节的全球占比也较小,仍严重依赖于东亚地区。

如今,无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体产业的重要性都不言而喻。全球先进制造业、人工智能、大数据、5G、新能源汽车等高科技产业的发展均离不开芯片。

可以说,芯片技术水平已经成为衡量一国综合实力的重要指标之一,半导体产业也自然成为全球战略竞争的制高点。

而在研发、设计、设备、材料等多领域都有较强竞争优势的美国,又怎能容忍在制造环节“受制于人”?

实际上,美国半导体行业协会和各大半导体企业,早在拜登执政前就已指出,美国在全球半导体市场影响力较强,市场占有率较高,但半导体制造业最弱,远逊于中国台湾地区和韩国等亚洲国家(地区),因此一直在敦促美国政府出台刺激政策。

此前,制造环节脱离美国的重要原因之一就是美国的生产成本高。如今的《芯片与科学法》中,就有大概390亿美元,专门用于补贴新建立的晶圆制造厂,并且允许25%的设备投资可以抵税,这两条优惠政策针对性地降低了在美国建厂生产的成本。

特别是在新冠疫情大流行和乌克兰危机的叠加影响下,半导体产业链遭受重大冲击,全球“缺芯”现象长时间延续,对美国多个行业的影响都尤为突出,也让美国意识到,现有的半导体供应链较为脆弱,构建稳定的供应链具有必要性。

美国商务部副部长唐·格雷夫斯就曾指出,美国半导体行业面临两大危机:一是半导体供应短缺扰乱了汽车、消费电子等多个关键行业,造成企业裁员和经济复苏放缓;二是美国在半导体供应链上的“长期领导力”面临威胁。

而半导体制造集中于东亚,对美国而言,也的确存在一系列风险。

一些自然因素是极不可控的,比如东亚处于环太平洋地震带,2011年日本大地震曾致使数家晶圆厂关闭长达数月,25%的硅片供应因此受到影响。

另外,东亚已成为大国博弈的前沿。比如,2019年,韩日两国的政治紧张,就曾使日本限制向韩国出口半导体关键材料,影响了韩国每月大约70亿美元的半导体出口。半导体产业已成为大国博弈的前沿阵地。

责任编辑: 李广松  来源:非凡油条 转载请注明作者、出处並保持完整。

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