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中国追赶半导体,走到哪一步了?

发布日期:2022-03-01

从智能手机、医疗设备到国防军工都需要半导体。当前,半导体产业已经成为了国家战略之争,争夺半导体行业主导地位的斗争,正在演变为类似19世纪互为竞争对手的几个大国为争夺中亚控制权爆发冲突的博弈。只不过,如今这场现代博弈主要围绕增强工业产能和开发最新技术展开。

虽然,在目前的全球产业链和供应链体系下,尤其是在智能手机市场,中国已经形成了完整的电子产品制造产业链。不过,对于半导体行业的三类公司而言,中国企业尚扮演着规则追随者的角色。在美国持续的科技封锁下,中国的半导体追赶之路如今又走到了哪步?

陈根:中国追赶半导体,走到哪一步了?

美国之垄断

半导体产业链环节众多,专业分工程度高,技术的创新应用是行业重要驱动力。具体来看,半导体产业链上下游包括三大环节:IC设计、晶圆制造加工以及封装测试、应用。

其中,IC设计是指根据终端产品的需求,从系统、模块、电路等各个层级进行选择并组合,确定器件结构、工艺方案等,实现相关的功能和性能要求,并将其委托给晶圆代工厂进行生产加工;晶圆制造厂根据设计版图进行掩膜制作形成模板,在晶圆上批量制造集成电路,通过多次重复运用掺杂、沉积、光刻等工艺最终将IC设计公司设计好的电路图移植到晶圆上;完成后的晶圆再送往下游封测厂进行切割、焊线、塑封,以防止物理损坏或化学腐蚀,同时使芯片电路与外部器件实现电气连接,最后移交给下游厂商。

当前,半导体产业链其实是以美国为主导的一种垄断模式。美国半导体行业几乎占了全球市场份额的一半,虽然在1980年代,美国半导体产业在全球市场份额中遭受了重大损失。在1980年代初期,总部位于美国的生产商占据了全球半导体销售量的50%以上。但由于来自日本公司的激烈竞争,非法“倾销”的影响以及1985年至1986年的严重产业衰退,美国半导体产业失去了全球19个市场份额,并将全球市场份额的领导地位让给了日本。

但在接下来的10年中,美国半导体行业开始反弹,到1997年,它以超过50%的全球市场份额重新获得了领导地位,这一地位一直保持到今天。美国半导体公司在微处理器和其他领先设备中保持了竞争优势,并在其他产品领域继续保持领先地位。此外,美国半导体公司在研发,设计和工艺技术方面保持领先地位。

根据美国半导体协会SIA《2020Factbook》报告,2019年美国公司拥有最大的市场份额,达到47%。其他国家或地区的行业在全球市场中占有5%至19%的份额;美国半导体公司约占全部半导体晶圆制造能力的81%;此外,亚太地区的半导体公司占美国产能余下的大部分,约为10%。约有44%的美国公司的前端半导体晶圆产能位于美国,其他依次是新加坡、中国台湾、欧洲和日本。

当然,美国半导体行业在全球的领导地位离不开大规模研发投资带来的技术突破和产品创新。半导体是由高先进的制造工艺生产的高复杂的产品,而这些突破需要多年持续的巨大资本与人才投入才能实现。美国半导体行业一直注重研发,高投入带来了技术领先,技术领先地位使美国公司得以建立创新的良性循环。

毕竟,在过去的20年中,美国年度研发支出(占销售额的百分比)已超过10%。这个比率在美国经济的主要制造业中是空前的。根据2019年欧盟工业研发投资排行榜,就研发支出占销售额的比例而言,美国半导体行业仅次于美国制药和生物技术行业。显然,研发支出对于半导体公司的竞争地位至关重要,技术变革的迅速发展也要求制程技术和设备功能的不断进步。

由此带来的美国在全球半导体行业的垄断显而易见。美国不仅拥有核心技术的垄断,更是掌控着全球产业链。而当美国及其伙伴国将一些关键材料、生产装备列入管制清单时,自然就危及到了我国半导体产业和相关工业体系的安全。

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