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2021/04/08 | |||||
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解码芯 荒
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高通 三星 台积电 |
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荒 一“芯”搅动全球,多家企业深陷“缺芯”危机。 从2020年12月开始,全球汽车企业因为芯片缺失问题,不断传出产量下降、营收增速降低等问题。2021年4月5日,美国汽车创新联盟警告:“全球半导体短缺可能导致今年汽车产量减少128万辆,并再中断6个月的生产。” 今年以来,作为全球最大晶圆代工厂的台积电近期连续三次涨价:3月29日上调12英寸晶圆价格25%,3月30日提高驱动芯片的代工报价,4月1日确认将从2021年底的订单开始取消对客户的优惠。 一场由芯片短缺引发的全球芯片大战,现在才刚刚开始。 记者梳理目前全球芯片现状,拆解投资布局,探求芯片供应破解之道。 芯片为何难突破? “卡脖子”卡在哪儿? 离不开的芯片 1947年美国人发明了晶体管,此后德州仪器的工程师杰克·基尔比把所有的元器件都放在同一种材料上制造,并连接成电路,集成电路就这样诞生了。用于承载集成电路的母体是硅片,硅介于导体和绝缘体之间,所以也叫半导体。杰克·基尔比因为这一发明在2000年被授予了诺贝尔奖,他也被称为“芯片之父”。 全球第一块集成电路诞生于1958年,至今已经60多年的历史,从此拉开了全球半导体产业的序幕,集成电路、微处理器、电脑、操作系统、互联网、手机等一系列伟大的发明,彻底改变了我们的生活方式,把人类社会从机械工业时代带入到信息时代。 芯片是整个信息社会的基石和心脏,也是推动信息社会向前发展的发动机。如今,我们的生活时时刻刻离不开芯片。当我们手拿遥控器打开电视机,当我们拿着手机打电话,当我们在电脑上工作时,一切的背后都是芯片在工作。半导体产业已成为全球最重要的产业之一。 根据世界半导体贸易统计组织统计,2020年全球半导体市场销售额达到4400亿美元,同比增长6.8%。 数据显示,2020年中国集成电路进口数量为5435亿个,同比增长22.1%,进口总额为24207亿元,同比增长14.8%。集成电路出口数量达到2598亿个,同比增长18.8%,出口总额达8056亿元,同比增长15%。 芯片为何难突破? 芯片本身就是技术门槛很高的行业。一枚手机SoC芯片只有指甲大小,但上面集成了100多亿个晶体管,这是什么样的工艺难度? 芯片有非常长的产业链,每个环节都必须环环相扣,要求极高,任何一个环节出现差错都可能导致这枚芯片无法达到标准。 芯片产业链大致可以分成设计、制造和封装测试等三部分,但还有多个非常重要的旁支,比如制造环节的制造设备、材料,芯片设计端的设计公司EDA。这里面每一家龙头公司都是不可替代的,才最终能够让全球芯片产业链运转起来,缺了谁,对整个行业短期内都是巨大的影响。 目前,芯片中技术难度最大、复杂度最高的是手机芯片。在电池技术未能取得大突破的前提下,手机续航能力的提升被寄希望于芯片能耗的降低。手机市场激烈的竞争刺激芯片技术不断更新迭代,从16纳米、14纳米、7纳米到如今5纳米,最新的工艺都是先用在手机芯片上。 同时,芯片行业又是一个资金密集的行业。 研发一款旗舰SoC手机芯片的费用约为数亿美元。之前有消息称,华为麒麟980研发投入大约为3亿美元,那么高通和苹果的芯片研发费用应该也不会低于华为。 芯片制造更是高投入重资产。以台积电为例,2020年台积电的资本投入200亿美元。如此高的资金投入让很多企业投不起而掉队,芯片代工行业越来越集中,订单越来越多地交到台积电手中,甚至英特尔都开始把部分订单交给台积电,造就了台积电今天的行业地位。 芯片技术密集和资金密集这两大特性使得玩家越来越少,最终是赢家通吃。 全球芯片巨头包括英特尔、AMD、高通、三星、台积电、华为等,这些大玩家们,无论技术实力,还是资金实力,都让业界其他企业难以望其项背,而且各家都有所长,缺了哪一家,似乎都很难运转好。 芯片格局分化 尽管芯片行业发展至今已经形成了全球分工合作模式,但美国依然遥遥领先。 目前,芯片业依然是美国最重要的产业,有一大批实力雄厚的大公司在主导整个产业的发展。美国有苹果、英特尔、英伟达、IBM、高通、德州仪器、博通等7家7亿美元级别的科技公司,这些公司都是芯片细分领域的龙头企业。 美国以外的地区,虽然也有顶尖的芯片公司,但数量和覆盖的广度远不如美国。 欧洲在芯片设备领域的光刻机公司ASML可谓大名鼎鼎,占据了80%的光刻机市场。当然,欧洲的模拟芯片三大家恩智浦(荷兰飞利浦分拆)、英飞凌(德国西门子分拆)、意法半导体(法国汤姆逊分拆)也占据了很高的市场份额。 日本拥有众多材料和上游元器件公司。日本模拟芯片有瑞萨电子,设备领域有佳能、东京电子,材料领域有信越化学(硅晶圆材料)、JSR(光刻胶)、JX(靶材)、日立化成、旭化成、住友化学等数十家公司,占据了50%的全球半导体材料市场。 韩国拥有三星、SK海力士两大存储大厂,占据了80%的存储芯片市场。 中国台湾的代工和封测都有优势。台积电是全球最大的集成电路代工厂,日月光则是全球最大的封测厂。联发科是全球第二大独立手机芯片公司。 中国大陆这两年布局范围很广,在芯片设计领域,华为的海思应该是全球第一阵营,最新芯片采用5纳米工艺,与全球同步。 代工厂中芯国际最新的工艺是14纳米,与台积电相比落后2代。手机芯片领域的紫光展锐则是全球第三大独立手机芯片公司。 “卡脖子”卡在哪里? 谁能预料到产业界基于“你中有我,我中有你”的互相离不开的相对平衡被政治因素打破了。随着美国对中兴通讯、华为以及众多中国高科技公司的打压,有些技术和产品未获得美国许可无法给中国企业提供,而中国短期内还没有办法找到非美替代品,这就出现了所谓的“卡脖子”技术。 “卡脖子”主要指的是高端芯片,比如手机SoC芯片,芯片一些高端零部件必须用到美国产品或技术。一些低端的芯片比如家电芯片、空调芯片则没有“卡脖子”问题。另外一些国防安全使用芯片,对体积、运算速度等要求不高,不需要用最新的芯片制程,也不会被“卡脖子”。 以华为为例,在美国打压下,华为的消费者业务部受到的压力最大,麒麟芯片暂时已经无法继续生产。原因是为华为麒麟芯片代工的台积电产线有来自美国的技术,必须获得美方的授权才能为华为生产芯片。 仅台积电无法为华为制造芯片这一限制,使得华为的高端芯片就被“卡了脖子”。当然,中国自家的中芯国际较台积电制程要落后一些,但已经可以量产14纳米的芯片了,14纳米技术可以用在基站、高性能计算等绝大部分芯片上,解决了“卡脖子”问题。 不仅仅是制造这一端,芯片设计工具EDA也都是美国公司,如果没有这种工具,是设计不出芯片的。中国也有设计工具公司,但还无法完全替代美国EDA,尤其一些高端芯片设计依然需要美国的EDA工具。 有分析认为,在全球“芯片荒”出现之时,也给中国芯片、家电及消费电子企业的发展带来机遇,在部分芯片市场,国产替代期逐渐来临。 据新华社等
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