国产资源站
您当前的位置: > 国产资源站 >

洪泰智造乔会君:半导体行业重塑新秩序国产替代趋势将不可逆转

来源:原创 编辑:admin 时间:2021-06-10 02:11

  导语:中美半导体博弈正在发生,无论美国对华科技封锁是否加剧,中国已经极其不愿看到被人任意制裁的情况再次发生,国产替代的趋势将不可逆转,世界半导体秩序将被重塑。

  洪泰智造CEO乔会君博士在中国计算机学会集成电路设计与自动化学术会议(CCF DAC 2020)上发表了“重塑新秩序—中国半导体关键一役”的主题演讲。乔会君博士认为重塑新秩序需要做好内循环再寻竞合,基于政策的支持和资本“泡沫”的助推,以开放、包容和可持续发展的模式与世界竞合。

  半导体是信息生活的核心基础,我们日常享受到的一切的便捷信息生活都需要半导体的支撑,无论是在电脑或是在多样化的移动终端上。

  大家可以看到图片上有两个半导体关键部件,一个是核心处理器,另一个是存储芯片。中国半导体经过20多年的发展,虽然整体实力与世界的差距还是较大,但是在某些细分领域里,中国已经可以和世界顶级玩家走在同一条经济水平线上。

  图片左侧的是华为海思麒麟1020 5g芯片,它的性能完全可以与全球顶尖的玩家一争高下。图片右侧是长鑫存储刚刚投产及量产的DDR4存储芯片,也就是所有的PC和笔记本电脑里都会用到的内存条,这是半导体领域里面非常重要的一个分支。这两个芯片,代表了中国在今天可以与世界顶尖玩家同业同台竞技的两个非常重要的门类。

  根据IC Insights的全球数据,于2019年,全球半导体的市场份额约为4120亿美元,中国半导体的市场份额约为1250亿美元,占全球的30.3%。但是中国的自产率只有15.6%,产值为195亿美元。

  随着近期及未来几年5G、IoT、工业互联网的蓬勃发展,边缘计算需求的上升,全球的半导体产值将会急剧上升。在这一时期,中国对自己提出了高目标,一方面中国有很大的内销市场,另一方面中国有着巨大的代工市场,因此工信部提出至2025年,中国对半导体的需求目标将是5000亿美元,自产比例需要达到70%。但是相比于现状,中国半导体行业还有非常长的一段路要走。

  最近一段时间,大家可能都会关注到美国对华为的技术封锁事件。在美国制裁中兴时,我们就看到了这种端倪,也隐隐会担心,如果有一天美国对华为封锁,会对于中国整个电子信息产业和通讯产业带来多大的打击。

  近期,余承东先生在中国信息化百人会上提到短期内无法制造出高端芯片,麒麟芯片将会在短期内成为绝唱。中国人可以设计出很好的芯片,但是因为供应链的原因,我们没有办法再生产制造出如此高端的芯片。这就是半导体行业的一个特色,它有非常多的细分技术环节,任何一个技术环节的缺失,我们都无法完成一个芯片的最终量产和使用。

  今天,中国半导体产业受到西方最先进技术的封锁,面临着非常大的压力。要打破技术封锁,就需要我们重塑新秩序,这正是本次报告的主题——重塑新秩序。只有在全球供应链环节里重塑整个新秩序,中国才有可能在未来20年、30年、50年,甚至100年的半导体产业发展中有自己的一席之地,才可能突破西方更先进的技术封锁线。

  在关乎国家经济命脉之际,必须要得到国家和政府的强烈支持,因此重塑新秩序的基础以及第一原则是政策的支持。在今年的8月4日,国务院颁发了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,其中包含针对28纳米以下的生产制造型企业,免征10年企业所得税的政策。这对于刚在A股上市的中芯国际是一个非常利好的因素。

  国家除了在政策上提供支持,资金支持也非常关键。其中一个非常明显的案例就是开篇右侧的图片——存储芯片。在全球存储芯片行业,从上世纪80年代一直到2000年左右,全球呈现出四五十家厂商的竞争格局。经过不断的洗礼,到了2008年金融危机,全球只剩下5个玩家,分别是韩国的三星、SK海力士,美国的镁光,日本的尔必达和德国的奇梦达。

  2008年金融危机之后,存储芯片价格持续下降,全行业面临亏损,到2018年年底,所有厂家全部在亏损,入不敷出,举步维艰。这时候,韩国政府进行了反周期投资,三星拿出当年120%的利润额投资到新产能的扩建和投产之中。当时市场上的存储芯片价格已经低于它的成本价,三星在这个时间点持续的扩大产能再投资,继续挤压价格体系,第一个被压垮的就是德国的奇梦达。

  奇梦达在短暂的时间里走向了破产,专利和技术被拆分售卖。当时,中国政府也做了很好的抄底投资,以三四千万人民币的价格收购了奇梦达的一部分生产技术,这也就有了我们今天的长鑫存储。在今年年初,长鑫存储的DRAM已经可以批量化的销售和交付,因此奇梦达的倒闭对于中国如今在全球内存市场占有话语权,起到非常重要的作用。

  另一家存储芯片巨头——日本尔必达,在2012年年初已经徘徊在破产的边缘,如果日本失去了尔必达,则日本将会在这个行业中被全球挤出,不会再有任何的话语权和市场份额。当尔必达向日本政府寻求财政资金补贴时,日本政府向尔必达提出前置要求,需要尔必达引入一家行业内同类型厂家的股权投资。

  由于尔必达与韩国的同行水火不相容,因此只能向存储芯片巨头之一的美国镁光寻求投资。初战告捷,时任镁光的CEO与尔必达达成口头协议,口头答应投资入股。

  但是,美国人崇尚自由、崇尚冒险、崇尚运动,这也包括年逾50岁的镁光时任CEO。他在一次个人的飞行表演中飞机坠落,当场去世。因为时任CEO的去世,尔必达与镁光的入股合作泡汤,口头协议化为灰烬。没有拿到镁光的支持,日本政府按照约定不提供财政支持,尔必达走向破产。

  截止今日,当年的存储芯片五大巨头只剩下三家公司,韩国的三星、SK海力士,和美国的镁光。韩国人在这个市场中占据接近70%的全球市场份额。随着存储器在半导体行业中的地位不断提升,存储器产值占整个半导体产业的比例超过33%。近年全球半导体产值或超5000亿美元,按产值比例计算,存储器产值将达到1650亿美元,而韩国人就能够拿走1155亿美元。当韩国人垄断了存储器市场,在一定的规则之下,他就拥有了自由定价的权利。

  在上述背景下,存储器市场怎么能够少了中国人的身影。中国通过在前些年的巧妙布局和收购,包括继承了德国奇梦达的一些技术,以长江存储和长鑫存储为首的中国企业将有可能在未来5年到10年的过程之中与韩国三星、SK海力士以及美国镁光形成三足鼎立之势。进一步提高中国人在世界半导体产业的话语权。

  中国半导体进口额已经超过3000亿美元,其中约有1000亿美元花在存储器上,如果国内企业能够消化这1000亿美元,对于中国企业将会是一个多大的市场。中国也会省去很多的外汇,甚至我们还可以出口供应至海外,产生更多的经济价值。

  经济效益是一个方面,在这关键的卡脖子技术之上,中国在全球的话语权才是最重要的。

  图中可以看到,长江存储和长鑫存储的股东都是国资背景,包括地方政府、地方产业基金、国家集成电路产业基金等。为什么是政府在背后支持着存储芯片企业?因为半导体产业投资动辄是百亿元才有可能起步,未来还需要千亿元乃至千亿美元的持续投入才能把行业培育起来。

  中美贸易战引起了全球半导体行业乃至整个经济体系的大格局变化,中国每年有3000亿美元以上的半导体进口需求,国产替代已经是迫在眉睫。下图表格里列出了整个半导体产业链里的几大核心技术环节。半导体离不开设备制造,这是半导体的源头之一,但是在设备制造环节,中国在全球仅占了2%的市场份额。在设计软件环节中,美国占到全球78%以上的市场份额,拥有绝对的线%。在芯片设计和集成制造环节,中国台湾的台积电和联电科技,他们占了全球一半以上的市场份额。中国大陆因为有中芯国际的存在,所以能够在芯片设计和集成制造领域里占有7%的市场份额。当然还有晶圆代工制造,中国占到全球8%的市场份额。在封装测试领域,中国还是做得不错的,这得益于中国封装测试厂商在这些年的产业积累,并且封装测试相对来说对关键技术的诉求没那么高。

  半导体在当今的国际形势之下,常被用作贸易战中非常重要的一个进攻手段,包括美国对华为的技术封锁和制裁,以及去年日本对韩国的制裁。虽然韩国在半导体领域里的话语权非常重,仅韩国三星电子一家企业就占了全球半导体产值的16%左右。但是因为日本在半导体上游的原材料市场控制了全球50%以上的市场份额,韩国必须要向日本进口大量的原材料,因此日本一旦断供,韩国半导体厂商的产量将迅速缩减到谷底。

  在半导体产业链的上游设备中有个非常重要的部件,荷兰ASML的EUV光刻机。ASML是全球范围内唯一一家能够生产高端EUV光刻机的制造商。中国芯片代工制造商例如中芯国际,一旦要建12寸晶圆厂,并且研究7nm工艺就离不开EUV光刻机。在半导体工艺进入10nm节点之后,制造难度越来越大,传统的193nm紫外光刻机也难以为继,EUV极紫外光刻机成为突破制程工艺的关键。

  因此在半导体产业链的上游,日本企业和荷兰企业各自占据了一个关键领域,上游不供应,下游在短期内不得不服软。

  在芯片代工制造领域大家都比较了解,中国台湾的台积电,在全球芯片代工制造领域的市场份额超过51%,此外紧随其后的是中国台湾的联电,第三名是美国的格罗方德,第四名就是中国大陆的中芯国际。中芯国际目前更多的产能还集中在28nm以上的芯片,28nm及以下的芯片仅占中芯国际9%的自有产值。因此在该领域里,我们跟全球先进的技术还有很大的差距。

  我们日常生活接触到的三星、英特尔、包括华为海思,都是位于半导体领域里的应用层,在该领域美国人还是占据着非常重要的位置。

  三星和英特尔这几年一直在争夺全球半导体的老大,2017及2018年三星的市场份额更大,2016及2019年英特尔占据更高的市场份额。最近如果纵观整个半导体产业,2020年台积电可能成为业内老大,因为英特尔可能会放弃它的一部分生产能力交给台积电。此外,由于美国对华为的制裁,华为也会在制裁期限之内集中向台积电下大量的订单。

  龙头企业一旦垄断行业,或占据绝对市场地位时,它会聚焦到更多的客户,更多的资源,也就能够产生更多的利润,并投入至研发部,因此它的技术也会更先进。这就是未来半导体行业的发展趋势。

  EDA工具、FPGA、半导体设备和硅晶圆材料,我把这几个产业链环节统称为半导体行业的根技术。这些产业链环节的龙头企业目前都被西方所垄断,EDA工具和FPGA两个领域都是美国企业占据全球80%甚至跟多的市场份额。在半导体设备领域,虽然是荷兰的ASML占据市场,但是ASML用了很多美国的技术,因此美国可以直接管控他。在硅晶圆材料市场中,也是美国人与日本人共分天下。

  但是我们也不要灰心,在EDA工具中,中国有华大九天,虽然今天它的市场份额还很小,技术跟世界领先企业还有一定的差距。但是假以时日,我们只要去使用它,用我们整个产业的力量去支持它、扶持它,华大九天一定会走向国际,在国际上占有一席之地。

  FPGA是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。在军工、航空航天领域里的用途非常多,因此关系到国家的战略发展。随着中国AI技术和产业的快速发展,中国FPGA有望能够在较短的时间内弯道超车,至少可以在某些领域与世界领先企业有着对等的对话权。

  在半导体设备领域,非常值得一提的是中微公司。它刚在科创板上市,科创板给出了1000倍的市盈率倍数。这是一个战略定位,因此我认为1000倍不高,假以时日,中微公司将会达到更高的市值。

  在硅晶圆材料方面,中国基本上可以满足300毫米硅晶圆的交付,上海新晟、晶盛机电在国内已经是龙头企业。

  从2020年至2021年,中国会新建很多晶圆新线寸晶圆厂将成为主流。每一条晶圆线亿美元起,像中国同期新增12个12寸晶圆厂,这种规模化、体制化的建设和投资,只有在中国这样的国家才有可能发生。因此,虽然今天我们的半导体行业面临着较为残酷的竞争和市场环境,但是相信我们一定能改变窘境,在全球半导体产业链的各个环节里掌握话语权。

  重塑新秩序的基础是政策,但是只靠政府的支持无法将产业链做到完善,也无法快速的被市场所接受。因此需要运用非常重要的方法,那就是资本的推动。

  自去年科创板设立以来,超过21家半导体相关的企业通过绿色通道快速上市。资本市场也给予半导体板块很高的溢价空间,这就说明中国半导体行业是非常有想象空间的。

  在美国,半导体行业已经逐步进入一个比较成熟及稳定的状态。我在2015年左右和很多的美国半导体企业交流时,他们都非常灰心,认为半导体行业在硅谷已经是一个夕阳行业。但是在中国,半导体行业只是早晨八九点钟的太阳,是朝阳行业,在冉冉升起的趋势中会诞生出许多机会。

  将科创板上的半导体企业与美国的半导体上市公司比较市盈率,能看到科创板上的半导体企业市盈率中位数超过141倍,而美国半导体龙头已经发展的相对成熟和稳定,市盈率中位数在30倍左右。但是,我认为中国科创板上的半导体企业市盈率并不高,仍然有着上升的空间。因为中国整个半导体产业还有很长的路要走,还有10年至20年的黄金时期去发展,因此在这个时期的投资机会是无穷多的。

  再看中国创投市场情况,2020年截至7月份,半导体企业单笔平均融资金额为3.47亿元,这远高于其他行业。虽然2020年迄今半导体企业单笔平均融资金额相比于去年上升了151%,但是投资数量同比降低了41%,因为半导体行业是一个高度人才密集型行业,目前中国也没有那么多可值得投资的标的,也没有那么多的人才储备,所以他投资的数量没有上升趋势,但是投资金额在显著的提升,这也预示着整个行业的一个发展趋势。

  从独角兽角度看半导体企业,AI芯片独角兽数量相对较多,包括比特大陆、地平线机器人等企业。寒武纪在IPO前的市值约为300亿元,上市之后二级市场给到1000亿元的市值,这就反映了这个行业的想象空间。只有我们想不到,没有市场做不到。

  中国半导体行业的上一次爆发还是在山寨手机时代,核心是市场给联发科提供了大量机会,并且带动了产业链内的合作企业,让厂商有不断练兵的机会。

  如今,受益于5G及物联网的发展,下游消费电子的创新趋势将会显著带动上游芯片产业链的需求量,5G手机换机潮、AR/MR眼镜、TWS耳机、智能手表等新科技、新技术、新趋势为市场带来了增量机会。

  苹果过去十年为中国电子企业培养了大批优秀的模组供应商,例如苹果耳机的高出货量,大幅度带动了国内的歌尔股份,目前歌尔股份的市值超过1300亿元。新技术带来新的增量市场,例如立讯精密,这是从富士康体系里分出来的一家企业,目前的市值已将近4000亿元,这在当时完全不可想象。

  参考苹果的情况,当国内科技巨头对国产芯片的需求大幅度提升,这将利好于中国整条半导体产业链。华为提出了一个南泥湾计划,一方面华为自己在半导体行业的基础科学领域持续的投入,解决一些关键的核心技术。另一方面通过资本的手段,在半导体产业里做投资布局。目前华为哈勃投资已经参与投资了半导体材料、电源管理芯片设计、晶圆级光芯片、无晶圆半导体等企业,也投资了石墨烯等新材料企业。同时,我们也看到小米公司做了非常多的投资布局。

  半导体行业随着技术的发展,一定会有一个全新的未来。在第一代和第二代半导体较为成熟的一个发展机会之下,中国在第三代半导体虽然和领先国家仍然有距离,但是差距相对较小。

  2020年,面对疫情全球大流行、经济深度衰退、中美贸易摩擦、新旧动能转换等重大挑战,中国选择了“新基建”领衔的扩大消费投资内需的一揽子宏观对冲政策。在“新基建”及国产替代的加持下,本土第三代半导体厂商的优势显现。尤其是在5G的建设上,2020年中国5G基站数量预计超过60万个,但是5G的基站数量远不止60万个,这有着巨大的想象空间。

  全球4G基站约600万个,中国就占了超过400万个,而美国只有不到40万个,仅为中国的一小部分。美国因为4G基站部署的少,因此很多地方没有4G信号,网速也很慢。如果中国的4G基站都要逐步换成5G基站,并且由于5G的特性,1个4G基站需要对应5个左右的5G基站(包括大、小基站)。未来5G基站想要达到今天4G基站的覆盖率,至少需要建设2000万个5G基站。相比于现在的60万个5G基站,市场还有着很大的潜力,包括5G产业链需要的芯片、光模块、射频、存储器等环节。当然,更广阔的市场在5G产业链的下游应用层,半导体作为核心的支撑基础无处不在。

  谈到重塑新秩序中最重要的一点,虽然篇幅很小,但是我认为这一点非常重要。我们首先是要在关键的核心技术上补足短板,把中国的每一个核心技术都提升到可以与世界上最先进的技术、最先进的厂家,同台PK竞争的地位,才有可能与他们同等对话。

  但这并不意味着我们要完全取代别人,例如华为海思已经做得很优秀了,但是华为每年还会从高通购买大量的芯片。我们要有一个开放和包容的心态,跟全世界的产业链去合作,这样才能达到一个可持续长期发展的状态,没有一个技术能够孤立于其他的企业而单独存在。

  任何技术在产业链里都是非常细小的一个环节,不管你这个技术有多重要,它都只是一个环节而已。就像是ASML,如果没有整个半导体产业链,没有台积电、中芯国际这样的生产制造商,ASML的光刻机能卖给谁?再好的技术也没有人使用。如果没有上游各环节的企业,华为造不出芯片、苹果造不出芯片、高通也造不出芯片,所以每一个技术环节都很重要,但是每一个技术环节也不是全部的产业链,所以没有技术可以孤立于产业链的存在。

  另外,还有一个非常重要的认知就是企业是没有国界的,我们尽量不要让企业介入到地缘政治的争端之中。

  Facebook和谷歌是美国的企业吗?如何界定一个企业属于哪个国家?我们是界定它的办公地、归属地、注册地,还是界定它的股东、员工、或是客户?这些科技巨头的员工除了来自于美国本土,还来自于世界各地,尤其是中国人和印度人。Facebook有20亿的用户,但是美国只有3.3亿的人口,它的大部分用户来自于其他国家。谷歌的用户也是遍布全球,因此我们如何界定一个企业到底归属于哪里?

  任正非在采访中表示要反对狭隘的民族情绪。我们一方面要发展自己的产业,同时也要培育同行业的产业,只有整个产业链的所有环节都受益,才能持续稳定的发展。因此,产业协同,技术竞合才是未来整个经济社会以及技术链条的长期稳态架构。技术需要竞争,但技术更需要合作。今天我们所面临的这些问题,虽然痛苦,但它是暂时的,是短暂的。我们相信未来一定会是一个在竞争中寻求合作的长期态势。

  因此,我强调要做好内循环,再去寻求竞合。中国企业只有通过内循环把自身短板技术全部补足,才有可能与全球顶级玩家在竞争中寻求合作,并且在长期的稳态中占有一席之地,避免遭遇今天如此多的被动局面。中国在许多产业链里已经证明了我们完全有这种能力,我相信在半导体产业链中,我们也能同样的达到理想状态。

在线客服
  • 点击这里给我发消息
  • 点击这里给我发消息