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美國(guó)目前是全球半導(dǎo)體行業(yè)的
美國(guó)半導(dǎo)體公司將這一市場(chǎng)地位成功轉(zhuǎn)化為強(qiáng)勁的財(cái)務(wù)業(yè)績(jī)。在過去五年中，它們的年平均股東回報(bào)率接近14%，比標(biāo)準(zhǔn)普爾500指數(shù)高出4個(gè)百分點(diǎn)以上，截至2019年11月，它們的總市值已達(dá)到約1萬億美元。這種持續(xù)的財(cái)務(wù)實(shí)力對(duì)于該行業(yè)在未來繼續(xù)大力投資研發(fā)至關(guān)重要。
事實(shí)上，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)之所以在全球處于地位，主要有賴于大量研發(fā)投資所帶來的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品創(chuàng)新。半導(dǎo)體是由高度的制造工藝生產(chǎn)的高度復(fù)雜的產(chǎn)品，其改進(jìn)往往需要在硬科學(xué)上取得突破，這往往需要多年才能實(shí)現(xiàn)。
在過去的十年里，美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在研發(fā)上投入了3120億美元，僅在2018年就投入了390億美元——幾乎是世界其他國(guó)家半導(dǎo)體研發(fā)投資總和的兩倍。美國(guó)在基礎(chǔ)研究上投入了大量資金，這有助于填補(bǔ)學(xué)術(shù)突破和新商業(yè)產(chǎn)品之間的鴻溝。然而與其它國(guó)家相比，美國(guó)投資多年來一直持平或下降。
技術(shù)使美國(guó)企業(yè)建立了創(chuàng)新的良性循環(huán)，從大規(guī)模的研發(fā)工作中產(chǎn)生了的技術(shù)和產(chǎn)品，進(jìn)而帶來更高的市場(chǎng)份額，通常也會(huì)帶來更高的利潤(rùn)率，這將繼續(xù)為良性循環(huán)提供動(dòng)力。

中國(guó)的“中國(guó)制造2025”計(jì)劃設(shè)定了半導(dǎo)體自給自足的宏偉目標(biāo)。目標(biāo)是到2025年使國(guó)應(yīng)商滿足全國(guó)70%的半導(dǎo)體需求。為了支持這一目標(biāo)，中國(guó)正在利用各種政策手段，包括國(guó)家支持的投資基金，為國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體開發(fā)和制造業(yè)提供資金。到目前為止，和地方已經(jīng)為該計(jì)劃承諾了1200億美元。中國(guó)也在積尋求海外人才和并購(gòu)機(jī)會(huì)。
盡管現(xiàn)在中國(guó)還遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)自給自足的目標(biāo)，但它似乎在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展：
2004年成立的華為全資半導(dǎo)體子公司海思（HiSilicon）設(shè)計(jì)的芯片，正在為華為大部分智能手機(jī)和越來越多的5G基站供貨。2018年2月，海思推出了5G芯片組——巴龍5G01，并宣稱這是全球符合5G標(biāo)準(zhǔn)的商用芯片組。近，在2019年10月，華為宣布已經(jīng)開始生產(chǎn)沒有美國(guó)組件的5G基站。
自2018年年中以來，至少有9家中國(guó)大型消費(fèi)電子公司追隨華為的腳步，宣布計(jì)劃在內(nèi)部開發(fā)芯片，為其數(shù)據(jù)中心、智能手機(jī)或物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備供貨。
數(shù)家中國(guó)公司正在生產(chǎn)基于替代體系結(jié)構(gòu)的服務(wù)器，這是中國(guó)開發(fā)替代本土數(shù)據(jù)中心生態(tài)系統(tǒng)作出的嘗試和努力。

SMT設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程
自1985年開始引進(jìn)SMT生產(chǎn)線批量生產(chǎn)彩電調(diào)諧器以來，中國(guó)電子制造業(yè)應(yīng)用SMT技術(shù)已近30年。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)SMT生產(chǎn)線大約5萬條，貼片機(jī)總保有量超過10萬臺(tái)，自動(dòng)貼片機(jī)市場(chǎng)已占全球40%，成為全球大、重要的SMT市場(chǎng)。
焊接、檢測(cè)和印刷設(shè)備已經(jīng)接近國(guó)際水平。
2005年以來，國(guó)內(nèi)SMT設(shè)備企業(yè)在印刷機(jī)、焊接、檢測(cè)等SMT設(shè)備方面已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，并憑借市場(chǎng)價(jià)格優(yōu)勢(shì)占據(jù)70%～80%的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額。
錫膏印刷機(jī)方面，國(guó)內(nèi)早由日東研制成功。近年眾多民營(yíng)企業(yè)參與研制，已有多個(gè)品種問世，達(dá)到世界中上等水平。2006年?yáng)|莞凱格精密機(jī)械公司推出全自動(dòng)印刷機(jī)，很快成為國(guó)內(nèi)。
焊接設(shè)備方面，國(guó)內(nèi)研發(fā)與制造起步很早，無鉛焊接設(shè)備已達(dá)到國(guó)際水平，成為我國(guó)表面貼裝設(shè)備市場(chǎng)中具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。目前，低端市場(chǎng)都由國(guó)產(chǎn)占領(lǐng)，市場(chǎng)仍為國(guó)外所壟斷（在穩(wěn)定性方面，與國(guó)外水平存在一定差距。比如，某國(guó)外回流爐廠商橫向溫差僅為0.5度，而國(guó)內(nèi)高水平高達(dá)2度）。
AOI設(shè)備方面，2010年之前國(guó)內(nèi)AOI市場(chǎng)幾乎由國(guó)外20多種設(shè)備壟斷，東莞神州視覺率先研發(fā)成功國(guó)內(nèi)款A(yù)OI設(shè)備Aleader系列，至今已累計(jì)銷售4000多臺(tái)，年銷售達(dá)到600~700臺(tái)的水平。
X-Ray檢測(cè)設(shè)備方面，國(guó)內(nèi)起步較晚，日聯(lián)科技自2006年進(jìn)入該領(lǐng)域以來，已于2008年實(shí)現(xiàn)核心部件的自主研發(fā)，達(dá)到水平。目前，公司產(chǎn)品年出貨量達(dá)到400多臺(tái)。
貼片機(jī)仍依賴進(jìn)口，其中六成以上來自日本。
貼片機(jī)是SMT生產(chǎn)線為關(guān)鍵、技術(shù)和穩(wěn)定性要求高的設(shè)備。十多年來，中國(guó)企業(yè)仍處于摸索階段和樣機(jī)試制階段，一直未推出通過中試的成熟產(chǎn)品，幾乎依靠進(jìn)口（除小型的LED貼片機(jī)）；在華國(guó)外企業(yè)將核心貼片機(jī)的生產(chǎn)放
在國(guó)外，在華工廠主要負(fù)責(zé)周邊設(shè)備生產(chǎn)及貼片機(jī)維護(hù)、調(diào)試等服務(wù)。
圖2 2001～2013年中國(guó)自動(dòng)貼片機(jī)進(jìn)口情況
2013年，國(guó)內(nèi)自動(dòng)貼片機(jī)進(jìn)口金額達(dá)到13.01億美元，進(jìn)口來源國(guó)主要為日本，占比達(dá)到65.2%；從韓國(guó)、德國(guó)、新加坡、美國(guó)、荷蘭進(jìn)口占別為17.9%、6.1%、3.7%、1.3%、0.8%。
圖3 2013年中國(guó)進(jìn)口自動(dòng)貼片機(jī)國(guó)別和地區(qū)分布

若營(yíng)收大幅下降，美國(guó)企業(yè)的研發(fā)投資將大幅削減——如果它們保持目前的研發(fā)強(qiáng)度，至少會(huì)削減120億美元，即30%。如果美國(guó)半導(dǎo)體公司的目標(biāo)是獲得與該行業(yè)資本成本估計(jì)相等的股東總回報(bào)(盡管收入大幅縮水)，那么研發(fā)支出的削減幅度可能必須達(dá)到60%。除了研發(fā)支出削減，資本支出還將減少130億美元，導(dǎo)致美國(guó)損失12.4萬個(gè)就業(yè)崗位，其中3.7萬個(gè)在半導(dǎo)體行業(yè)。
假以時(shí)日，美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)可能會(huì)失去相對(duì)于全球競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的技術(shù)和產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，從而不可避免地導(dǎo)致市場(chǎng)份額進(jìn)一步下降。據(jù)估計(jì)，從中長(zhǎng)期來看，美國(guó)半導(dǎo)體公司的全球份額將從48%下降到30%左右。美國(guó)還將失去其在該行業(yè)長(zhǎng)期以來的全球地位。
哪些競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手能從美國(guó)半導(dǎo)體公司放棄的中國(guó)客戶那里獲得收入，將取決于中國(guó)開發(fā)替代國(guó)應(yīng)商的能力。這種能力因產(chǎn)品和時(shí)間的不同而不同。
考慮到中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，短期內(nèi)大部分收入將流向第三國(guó)。中國(guó)的半導(dǎo)體公司將積發(fā)展，以滿足國(guó)內(nèi)40%的需求——幾乎是目前自給自足水平的3倍，并且達(dá)到分析師對(duì)2025年的預(yù)測(cè)上限。此外，我們的模型顯示，由于韓國(guó)在內(nèi)存、顯示器、圖像處理和移動(dòng)處理器等關(guān)鍵產(chǎn)品方面的強(qiáng)大能力，以及它擴(kuò)大生產(chǎn)能力的能力，韓國(guó)可能會(huì)取代美國(guó)，成為全球半導(dǎo)體行業(yè)的。
從中期到長(zhǎng)期來看，在第二種情景下，中國(guó)可能會(huì)成功地發(fā)展出一個(gè)有競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)行業(yè)，能夠滿足大部分國(guó)內(nèi)需求。然而，這需要時(shí)間，也需要持續(xù)的高水平投資。盡管中國(guó)在太陽(yáng)能電池板、液晶顯示器和智能手機(jī)等科技產(chǎn)品上僅用了5到7年的時(shí)間就迎頭趕上，但它是在獲得外國(guó)技術(shù)和零部件的情況下做到這一點(diǎn)的。就半導(dǎo)體而言，技術(shù)壁壘要高得多。舉例來說，韓國(guó)和閩臺(tái)分別花了大約15到20年的時(shí)間，才成為全球記憶體和晶圓制造的。
此外，正如我們先前所指出的，半導(dǎo)體的技術(shù)復(fù)雜性是如此之高，以至于沒有一個(gè)國(guó)家有一個(gè)完全自主的生產(chǎn)過程，并在整個(gè)價(jià)值鏈上完全自給自足。中國(guó)可能仍需要依賴外國(guó)設(shè)計(jì)公司來制造高度復(fù)雜的芯片，這些芯片需要美國(guó)供應(yīng)商提供的設(shè)計(jì)工具，同時(shí)還需要其它地區(qū)的芯片代工廠來制造一些本土設(shè)計(jì)的芯片，尤其是那些需要制造節(jié)點(diǎn)的芯片。
即使中國(guó)不得不進(jìn)口替代高性能處理器來取代基于美國(guó)技術(shù)的CPU、GPU和FPGA，隨著時(shí)間的推移，中國(guó)的半導(dǎo)體公司可能終能夠滿足國(guó)內(nèi)對(duì)幾乎所有其他半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求。這樣做將使中國(guó)的自給自足率達(dá)到約85%。在這種情況下，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的全球份額將從3%增長(zhǎng)到30%以上，取代美國(guó)成為全球者。
美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)下行風(fēng)險(xiǎn)不容小覷
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