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SMT設備的國產(chǎn)化進程
自1985年開始引進SMT生產(chǎn)線批量生產(chǎn)彩電調諧器以來,中國電子制造業(yè)應用SMT技術已近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、檢測和印刷設備已經(jīng)接近國際水平。
2005年以來,國內SMT設備企業(yè)在印刷機、焊接、檢測等SMT設備方面已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化,并憑借市場價格優(yōu)勢占據(jù)70%~80%的國內市場份額。
錫膏印刷機方面,國內早由日東研制成功。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。
焊接設備方面,國內研發(fā)與制造起步很早,無鉛焊接設備已達到國際水平,成為我國表面貼裝設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,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,而國內高水平高達2度)。
AOI設備方面,2010年之前國內AOI市場幾乎由國外20多種設備壟斷,東莞神州視覺率先研發(fā)成功國內款AOI設備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檢測設備方面,國內起步較晚,日聯(lián)科技自2006年進入該領域以來,已于2008年實現(xiàn)核心部件的自主研發(fā),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)線為關鍵、技術和穩(wěn)定性要求高的設備。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備生產(chǎn)及貼片機維護、調試等服務。
圖2 2001~2013年中國自動貼片機進口情況
2013年,國內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商的半導體元件。
短期內,中國設備制造商將把采購轉向或歐洲其他地區(qū)的現(xiàn)有供應商。當然前提是假設這些海外供應商繼續(xù)不受限制地使用美國開發(fā)的設計工具和制造設備,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商取代第三國供應商,以實現(xiàn)其半導體自給自足的既定目標??傮w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的處理器,例如RISC-V開源架構。這種高度復雜的半導體產(chǎn)品需要的設計工具,而目前只有美國的供應商可以提供這些工具,因此中國必須自行開發(fā)一套設計工具,或者從第三國尋找能夠設計這些關鍵替代元件的新供應商。
在技術脫鉤的情況下,中國的半導體產(chǎn)業(yè)供應鏈將呈現(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商和代工廠,這些供應商和代工廠將繼續(xù)使用美國供應商的設計工具和制造設備,從某種程度上說,中國設備制造商預計受到的干擾,在中長期內將在一定程度上受到限制。
除了轉換到需要快速提高產(chǎn)能以應對需求激增的新供應商的短期動蕩之外,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)的新供應商密切合作,這些供應商可以使用美國供應商提供的設計工具。
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供應商和架構。

這種元器件替代導致的結果是,短期內不太的替代組件會使得中國的個人電腦、服務器和其他ICT基礎設施設備在國際市場上可能不再具有競爭力。由于無法使用美國的軟件、內容和應用程序,特別是在高收入經(jīng)濟體,中國的智能手機和其它消費電子產(chǎn)品可能也會失去市場份額,這進而可能導致中國設備制造商的海外收入減少。
另一方面,即使產(chǎn)品缺乏的技術,中國供應商仍有可能擴大其在中國國內市場的份額,因為與之競爭的美國產(chǎn)品將被禁止。事實上,我們估計,通過擴大國內市場份額,中國設備制造商將能夠彌補高達75%的海外收入損失。
不過,技術脫鉤對中國的主要影響可能是,在向基于替代處理器架構的國內IT生態(tài)系統(tǒng)過渡的這幾年里,中國經(jīng)濟的整體生產(chǎn)力將受到影響。即使這種替代處理器的性能可以與美國成熟的設計媲美,中國也需要為消費者和企業(yè)應用創(chuàng)建并擴大全新的硬件和軟件組合。中國企業(yè)要將所有系統(tǒng)和業(yè)務流程遷移到新的IT基礎設施,并在用戶功能和成本方面趕上世界上大多數(shù)企業(yè)和消費者目前使用的以美國技術為基礎的產(chǎn)品,需要投入資金和時間。
“脫鉤”對美國半導體企業(yè)的直接影響,將是失去所有來自中國科技客戶的營收,以及來自其他國家客戶的營收,這些客戶終也將與美國脫鉤。總體而言,如果考慮直接和間接影響,美國半導體收入將下降37%,相當于2018年的830億美元。(見表10。)其中約四分之三的影響將是中國客戶因美國技術出口禁令而取代美國半導體的直接后果。因此,它幾乎會在美國限制措施生效后立即受到?jīng)_擊。

良性創(chuàng)新周期加強了美國的市場地位
這一良性循環(huán)有兩個核心因素:研發(fā)強度和規(guī)模。歷史上,美國半導體公司一直將收入的17%至20%投資于研發(fā),遠遠高于其他地區(qū)的半導體公司14%的投資比例。事實上,2018年美國半導體公司的研發(fā)強度在美國經(jīng)濟所有行業(yè)中排名第二,僅次于制藥/生物技術行業(yè)。
規(guī)模是創(chuàng)新良性循環(huán)的第二支柱。2018年,美國半導體行業(yè)的全球產(chǎn)品收入約為2260億美元,遠遠超過其他競爭地區(qū)的同行。這個規(guī)模是韓國半導體產(chǎn)業(yè)的兩倍,是日本的五倍,是歐洲的六倍,是中國的15倍。
由于美國國內市場占全球半導體需求的比例不到25%,因此,開放進入國際市場是美國半導體產(chǎn)業(yè)擴大規(guī)模的關鍵要求。約80%的美國工業(yè)收入來自出口市場,這個出口市場中包括了約占全球需求23%的中國。根據(jù)美國國際貿(mào)易會的數(shù)據(jù),半導體是美國2018年第出口產(chǎn)品,僅次于飛機、成品油和。
圖:美國在全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈的關鍵層面處于地位
得以進入全球市場,使美國半導體行業(yè)能夠利用高度化的資源來制造日益復雜的產(chǎn)品。例如,在一家價值150億美元的晶圓制造廠中,使用高精度設備制造一個的7納米芯片,需要大約1500步。雖然美國公司在產(chǎn)業(yè)鏈的設計和設備層可以廣泛依賴美國國內的半導體生態(tài)系統(tǒng),但在材料、設備及芯片的制造、組裝和測試方面也依賴外國合作伙伴。沒有任何一個公司或國家有技術能力控制整個供應鏈。
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