存算芯片-交换机-日韩芯片大战分析

存算芯片-交换机-日韩芯片大战分析

参考文献链接

https://mp.weixin.qq.com/s/xrge21fWJ6eNj4JRlkANzg

https://mp.weixin.qq.com/s/3Y3PIRLUDnjn_ZcHK5E0KQ

https://mp.weixin.qq.com/s/g2vAXk-MWXrZnrTA4mVm6Q

存储&计算芯片:存储国产化深入,芯片获五年最高增速

 

 

 在芯片产业中,存储芯片是全球集成电路市场销售额占比最高的分支,在产业中占据很重要的地位。2021年存储行业整体营收共计 214.49亿元,同比增长 91%,达五年间最高增速。

而计算芯片难度最大、壁垒最高,目前国产化率较低,一旦产品得到市场认可,就具备高壁垒、高利润率和高成性。2021 年计算芯片板块公司整体营收共计 484.89 亿元,同比增长39.9%,达五年间最高增速。

存储芯片非易失性存储表现亮眼

1、行业整体概况

存储器应用广泛,且需求持续提升。在消费电子、计算机及周边、工业控制、白色家电、通信等传统应用领域均存在稳定的数据存储需求,市场规模在 2016 年之前呈现平稳发展的态势。

随着智能手机摄像头模组升级和AIoT 的发展,智能手机摄像头、汽车电子、智能电表、智能家居、可穿戴设备等新型市场均有较大需求,与此同时,传统应用领域的快速智能化发展也为其需求提升增添了助力。

中国存储器处于上行周期,非易失性存储是国产 IC 较好切入点。存储芯片市场占比最高,增速远超行业均值,中国存储需求旺盛,但自给率低,大容量的 DRAM、SRAM 等易失性存储市场集中度较高,美韩三家企业占据垄断地位,技术布局早、竞争较为激烈。

相比大容量的DRAM、SRAM等易失性存储,EEPROM、NOR Flash 等小容量非易失性存储芯片毛利相对低,技术壁垒相对低,国外巨头逐步退出这部分竞争,对于中国企业而言,聚焦这部分产品及其相关应用,可以有效放大自身比较优势,实现和国内外大容量存储巨头的差异化竞争。

 

 ▲存储芯片分类

EEPROM 和 NOR Flash 领域我国存储企业已具备替代能力,具备一定认可度。目前聚辰股份和兆易创新分别在 EEPROM 和 NOR Flash 领域占据全球第三的位置,在国内外积累了良好的品牌认知和优质的客户资源。

我国 EEPROM 仍具备从消费电子向汽车、工控等领域的较大拓展空间。2020 年,我国企业聚辰股份、复旦微电、华杰芯片和普冉股份份额排名分别为第三、第八、第九和第十,同比增速分别为-4.24%、4.35%、5.00%和 109.82%,但我国企业 EEPROM 占比仍较低,如聚辰股份等已在消费电子领域具备较高份额,在汽车、工控等领域仍具备较大提升空间。

 

 ▲EEPROM 公司 2020 年份额和增速情况

 NOR Flash 我国企业占比低增速高,份额具备较大提升空间。2020 年,我国企业兆易创新、普冉股份和武汉新芯份额排名分别为第三、第六和第七,同比增速分别为 17.1%、111.1%和 83.9%,而美国的美光科技和赛普拉斯增速已经显著降低,分别为-52.5%和 23.1%,中国台湾华邦电子和旺宏电子增速也有所下降。

 

 ▲NOR Flash 公司 2020 年份额和增速情况

2、2021存储行业营收概况

随着 AIoT、智能驾驶、“东数西算”等下游应用的发展,存储芯片需求持续高增。2021 年存储行业整体营收共计 214.5 亿元,同比增长 91%,达五年间最高增速。归母净利润共计 50.6 亿元,同比增长 112%,增速较 2020 年增长 74 pct。

 

 ▲2017-2021 年存储板块公司营业收入

 

 ▲ 2017-2021 年存储板块公司归母净利润

多数公司实现高增长,部分受新旧产品、不同领域切换影响短时承压。分公司来看,多数存储企业营业收入和净利润增速较为理想,且净利润增速普遍高于营业收入增速。其中,东芯股份净利润增速最高,达 1354.24%,主要是因为销售规模逐步扩大,规模效应显现,以及产品结构优化、加强外汇管理降低汇兑损失等原因;

北京君正净利润增速达 1163%,主要系存储产品线的扩充等原因;

国科微、普冉股份、兆易创新三家公司净利润增速均超过 160%;

澜起科技和聚辰股份增速不及预期主要是因为:澜起科技 DDR4和 DDR5 产品新旧转换期,聚辰股份从深度收益消费电子的龙头向汽车和服务器转化过程中,去年收入和利润规模也受到了一定影响。

 

 ▲ 存储板块公司 2021 年营业收入、净利润情况

2021 年存储板块毛利率 41%,同比提升 2 pct。2021 年存储板块净利率 24%,同比提升 3 pct。

存储板块公司盈利能力不断提升主要有两方面原因:1)行业景气度提升,代工厂产能紧缺,供不应求助力公司产品涨价落地;2)汽车、服务器、工控等需求增速高于消费电子,且这些下游需求要求高、毛利率高,公司产品结构随下游需求不断优化,毛利率高的产品占比提升,也促进了毛利率的提升。

澜起科技 2021 年的毛利率、净利率下滑,对存储板块的拉动作用降低,预计今年拉动作用将增强。主要原因系 DDR4 内存接口芯片进入产品生命周期后期,产品价格较上年度有所下降,同时 DDR5 相关产品在 2021Q4 才正式量产出货从而造成互连类芯片产品线的毛利率从上年度的 73.08%降至2021 年度的 66.72%,预计今年会有较大幅度的提升,对存储板块的拉动作用也将增强。

 

 ▲2017-2021 年存储板块公司毛利率变化情况

 

 ▲2017-2021 年存储板块公司净利率变化情况

板块营收、净利润同比高增,受季节影响环比小幅承压。2021Q1 存储板块整体营收共计 58.22 亿元,同比增长 47.8%,环比降低 0.6%。归母净利润共计 14.1 亿元,同比增长 118%,环比降低 11.7%。

板块景气度持续增长,盈利能力较 2021 年仍在提升。2021Q1 存储板块毛利率 42%,同比提升 8 pct,较 2021 年整体又提升了 1 pct。存储板块净利率 24%,同比提升 8 pct,与 2021 年整体净利率持平。2021Q1 存储板块公司盈利能力提升原因与 2021 年提升原因一致,主要系前文所述的下游景气和产品结构优化两个原因。

计算芯片MCU成为明星

1、行业整体情况

计算芯片几乎是集成电路中最难的一个分类,前期投入多、技术难度大,需要较长时间的技术积累与用户反馈。

计算芯片指令集架构的自主性是关键壁垒。世界上主流的几个指令集有 X86、ARM、MIPS、RISC-V、POWER 等,里面包含了实现各种功能的指令,实现指令集架构的物理电路被称为处理器的微架构,微架构设计为嵌入式 CPU 最核心的技术之一,决定了嵌入式 CPU 内核的性能、功耗等核心指标。

能否根据现有的指令集开发自主的指令集架构,实现指令的自主增删、架构的自主升级,对于计算芯片玩家的后来者,都是至关重要的问题,是关键壁垒,决定了这些企业能否长久走下去。指令集架构是指一种类型 CPU中用来计算和控制系统的一套指令的集合。

前国内外绝大部分芯片设计企业,都是通过购买成熟的指令集架构授权,来进行芯片设计,只有少数国际顶级芯片设计企业,如高通、苹果等自行设计嵌入式 CPU 内核。

具备自主设计指令集架构的好处有几点:

1)绝对的自主权,无断供风险。可以自己决定修改、增加指令,可以自主升级,可以自主决定使用领域,不会出现供应链安全问题;

2)绝对的安全性。在金融、安全、党政军等重大领域,完全自主设计的指令集架构可以保证信息的绝对安全;

3)收益上的优势。X86、ARM等架构都有比较高昂的授权费,基于开源指令集自研,节省了授权费,自主研发的指令集架构对外授权还能获取毛利率 90%以上的收益。

2、营收概况

计算芯片净利润实现302%高增速。2021年计算芯片板块公司整体营收共计 484.89 亿元,同比增长 39.9%,达五年间最高增速。归母净利润共计69.12 亿元,同比增长 273%,增速较 2020 年增长 213 pct。

 

 ▲2017-2021 年计算芯片板块公司营业收入变化趋势

 

 ▲2017-2021 年计算芯片板块公司归母净利润变化趋势

计算芯片板块公司分化较为明显,FPGA 具备较高景气度。分公司来看,计算芯片板块公司具备较强分化,具体来看:FPGA 具备较高景气度,安路科技、复旦微电、紫光国微净利润增速均超 148%;MCU 分化最为明显,国民技术、纳思达净利润下降明显,而兆易创新、乐鑫科技、中颖电子和国芯科技的净利润增速分别为 165%、91%、85%和 53%;IP 在一定程度承压,芯原股份-U 净利润下降 152%。

 

 ▲计算芯片板块公司 2021 年营业收入、净利润情况

2021 年计算芯片板块毛利率 42.9%,同比提升 4.6 pct。2021 年存储板块净利率 14.3%,同比提升 8.9 pct。

板块内公司之间因研发投入、产品市场化进展差异较大,毛利率和净利率水平也有较大差异,率先放量的公司,就将具备高壁垒、高利润率和高成长性。

 

 ▲2017-2021 年计算芯片板块公司毛利率变化情况

2021 年,计算芯片板块研发费用率为 14.0%,较上年同期增加 0.2 pct。其中,寒武纪-U 研发费用率为 157.5%;安路科技-U 为 35.9%;芯原股份-U、复旦微电、景嘉微、国民技术、国芯科技介于 20%-30%,分别为 29.4%、26.8%、23.2%、22.3%和22.0%;乐鑫科技、中颖电子、峰岹科技和紫光国微介于 10%-20%,分别为19.6%、17.7%、12.4%和 11.8%;兆易创新和纳思达低于 10%,分别为 9.9%和 6.4%。

研发费用率较高主要有两个原因:1)行业整体原因:研发人员薪酬普遍提升;2)公司层面原因:产品技术难度高,需不断提高研发投入保持公司技术实力,加之公司还未大规模放量,研发费用率降低不明显。

 

 ▲2017-2021 计算芯片板块公司研发费用率情况

计算和存储芯片两大类非常重要的芯片,EEPROM 和 NOR Flash 领域我国存储企业已具备替代能力,具备一定认可度。计算芯片一直是我国的软肋,但是MCU、FPGA等细分赛道的突破还是给我国计算芯片带来了一定的曙光。

接入交换机TOR、EOR和MOR有啥区别?

 

 

 众所周知,数据中心服务器机房的布局通常采用矩形结构,为了保证散热效果,通常将10到20个机柜背靠背、并排排列成一对机柜组(也称为POD),为满足海量服务器连接需求,接入交换机通常设置为TOREORMOR三种架构。

什么是 EOR?

 EOR 是最传统的数据中心接入交换机集成方法。在EOR架构中,接入交换机集中安装在一排机柜末端的机柜(开关柜)中,设备柜内的主机、服务器和小型机通过水平电缆通过永久链路连接。

 

 

什么是MOR?

 MOR 布线是对 EOR 布线方法的改进。主要区别在于排头柜的位置。在MOR架构中,排头柜放置在每排柜子的中间。MOR网络机柜部署在POD的两排机柜中间,可以减少服务器机柜到网络机柜的线缆距离,简化线缆管理和维护。

 

 MOR架构允许线缆从中间位置的机柜走线到两端,减少走线通道出入口处线缆的拥塞,减少线缆的平均长度。它也适用于实现自定义长度的预连接系统。并且布线柜内布线设备的交叉连接和管理比EOR更方便。

 什么是 TOR(架顶式)?

 TOR,也称为架顶式接线方式,是EOR/MOR方式的扩展。采用TOR接线时,POD中每个服务器机柜上端部署1-2个接入交换机,机架式服务器通过跳线连接机柜。在交换机上,交换机的上行端口通过铜缆或光纤与EOR/MOR网络机柜中的汇聚交换机或核心交换机相连。

 

 

 TOR布线方式简化了服务器机柜与网络机柜之间的布线,每个服务器机柜到EOR/MOR网络机柜的光纤或铜缆数量较少(4-6根)。

TOR、EOR 和 MOR:有什么区别?

 

 

 随着用户数据业务需求的快速增长,数据中心服务器机房的服务器密度越来越高,虚拟化、云计算等新技术趋势越来越流行,大大增加了对应的网络端口数量。服务器,增加了管理的复杂性。在这样的趋势下,TOR显然更适用。在业务快速扩张的压力下,TOR方式能够更好地实现更快的网络扩张。

 链接:

https://www.wljslmz.cn/1115.html

 日韩芯片大战,谁是“黄雀”?

 

 

 在半导体发展史上,有三场典型而重要的半导体贸易摩擦“战事”。但人们最容易记住的,其实是大国直接参与的两场:中美之间和美日之间。

美日半导体贸易摩擦从上世纪80年代后半期持续到90年代前半期,先后签署两份协议:第一次半导体协议,限定日本半导体产品在海外市场的价格下限;第二次半导体协议则把外国半导体产品在日本国内市场份额提升20%以上。

1996年7月第二次协议到期后,美国原本还想签订第三次协议继续压榨,但由于韩国、台湾地区半导体产业崛起,美国最终还是“放过”了日本,在日方“据理力争”下不再续签第三次半导体协议。

尽管美国赢得了对日本的半导体“战争”——日本半导体厂商从1980年代全球过半份额已降低到现在的10%以下。但伤敌一千,自伤八百。比如,第一次协议签订后仅过去两年,美国就爆发了内存芯片短缺危机。256Kb的内存(DRAM)芯片价格从1987年初的2美元上涨到最高12美元,1Mb芯片从9-10美元上涨到最高40美元,众多美国电脑公司被迫承受更高的成本,苹果公司更因此库存高企,亏损严重。

《华盛顿邮报》记者T·R·里德当时就曾评论道:美国半导体厂商放弃低利润的内存芯片,进入微处理器和可编程逻辑器件市场,这种转变是自由市场中的自然发展趋势;里根政府试图帮助美国企业占领内存市场,却造成严重芯片短缺,自讨苦吃。

而中美之间的这场摩擦由于正在发生,对于身处其中的当代人来说,其激烈程度似乎也更高:毕竟,美国拥有全世界最强大的半导体设计、装备、IDM等产业链,中国又拥有全世界最大的半导体市场,同时也有着“半导体产业链进一步国产化”的雄心壮志。

但美日、中美之外,第三场重要的半导体“战事”发生在哪里呢?其实,离我们很近——那就是日韩之间发端于2019年并且还未结束的半导体对决。

 韩日冲突与美日冲突的不同

如果将中美半导体摩擦比作两个高手“决战于紫禁之巅”,谁都怕跌落巅峰,因此每一步过招都万分惊险。那么美日的半导体摩擦,则没有那么多华丽招数,更像是主人阴狠逼迫富起来的仆从“自我阉割”。当然,仆从并没有给自己“阉割”干净,还是留下了半导体制造设备和零部件、材料等竞争力较强的部分。毕竟,再俯首帖耳的仆从,也有自己的利益关切。

那么日韩之间的半导体摩擦,和美日这种主仆间的“战事”,又有什么区别呢?

区别首先就在于,二战结束前韩国被日本占领殖民,就此结下的矛盾迟迟未能消解。尽管1965年韩日两国关系正常化以后,两国在经贸合作方面基本以“1965年体制”为基础实现了稳定发展。但两国关系的雷,依然有很多。

在2019年日本对韩国半导体所需三种关键材料进行出口限制之前,韩日关系的恶化就已经有几起导火索事件发生。比如,2018年10月,韩国大法院终审判决日本新日铁住金须向二战期间被强征的四位韩国劳工,每人赔偿1亿韩元(约合61万元人民币)。而终审14年前提起诉讼时的四位劳工,已经去世三位,仅剩下时年98岁的李春植(Lee Choon-shik)健在。

这些钱对这家日本钢铁巨头来说虽然不多,但日本人却觉得“侮辱性极强”。因为日本政府认为,在1965年的《日韩请求权协定》中,两国和国民间的财产和索赔权问题已经“确认完全且最终得到解决”。为此日本外务省在第一时间召见韩国驻日大使表示反对。

巧合的是,新日铁住金在2018年不仅做了拒绝赔偿的决定,还做了另一个决定:将于2019年4月更名为“日本制铁”。至于更名理由,新日铁住金表示为了提高国际竞争力,需要一个新的相匹配的名称,“希望在进军全球之际能表明这是发源于日本的制铁公司”。而日本制铁是1934年由前八幡制铁所等合并后成立,正是日本殖民统治韩国的高峰时期。其后,日本制铁在1950年被解散,后又经过多次重组才成为新日铁住金。

就这样,新日铁住金不仅拒绝殖民时代的伤害赔偿,还改回了殖民时代的名字。

两国关于历史与协定,当然有不同认知,两个决定或许也仅是巧合。但多重事件下,韩日两国在2018年关系快速下降。2018年12月,在郁陵岛附近海域,日本海上自卫队巡逻机接近韩国巡逻船,发生低空飞行威慑事件更是给两国经贸往来火上浇油。

在这样的背景之下,2019年7月,日本宣布加强氟聚酰亚胺、感光剂光刻胶和高纯度氟化氢三种半导体核心原料的对韩出口管制,并在8月通过了新版《出口贸易管理令》,将韩国剔除在安全保障出口管理上享有优惠待遇的“白名单国家”。

根据韩国贸易协会2018年的数据,韩国 84.5% 的氟化聚酰亚胺(进口价值 1972 万美元)、93.2%的光刻胶(29889万美元)以及41.9%的氟化氢(6685万美元)都依赖从日本进口。

而且,这些材料还并非芯片那种可以突击囤积的物资。就以氟化氢为例,其腐蚀性极强,只能短期保存于铅制容器和某些有机材料中,无法长期保存,因此韩国半导体企业都是小批量从日本进口的。据新华日报消息,日本出口管制出台时,三星的氟化氢库存只够大约一个月用量,如果不能解决氟化氢供应问题,届时减产、甚至停产,就会造成巨额损失。

反映在财报上,2019年三季度财报显示,三星电子营业利润从二季度12.8万亿韩元,下降至7.7万亿韩元,环比下降39.8%;SK海力士营业利润从6316亿韩元,下降至4100亿韩元,环比下降 35.1%。

当然韩国也作出报复,于2019年9月宣布终止履行《韩日军事情报保护协定》,将日本移出韩方“白名单”,并就日方对韩国的不合理出口管制措施向WTO提起诉讼。韩日半导体摩擦就从2019年延宕至今。

 韩日螳螂捕蝉,中美谁是黄雀

关于韩国半导体崛起于1980年代的历史,人们一般关注于少数明星企业如三星的崛起。

如三星从1983年开始DRAM研发,1987年就实现第一次盈利,在1993年6英寸硅片仍是主流时就大胆地投资兴建8英寸硅片生产线用于DRAM生产。在日本DRAM被美国成功打压后,三星却奠定了自己全球存储器霸主的地位。

但三星、SK海力士等明星企业过于耀眼的光芒,遮蔽了韩国半导体供应链国产化的问题。正是从2019年日韩半导体贸易摩擦之后,韩国半导体产业除明星企业、重点产品(DARM、NAND等)之外,才更聚焦于材料和制造设备的国产化。

韩国政府2019年7月在日本宣布出口管制的次日就宣称,将每年拨出1万亿韩元(约合8.5亿美元)预算,支持国内半导体材料和器件的国产化。

今年7月,在日本出口管制三周年之际,韩国更是明确表示,要在2030年之前实现半导体材料、零部件和设备的50%的国产化程度。

数据显示,目前韩国半导体产业的国产化程度约为30%,其中,半导体设备国产化率约20%,半导体材料和零部件国产化率也小于50%。同时,三年来韩国不断降低对日本半导体材料的依赖度,已从2019年的30.9%下降至2021年的24.9%。

但韩国半导体只是降低了对日本供应链中半导体材料的依赖程度,对于以应用材料、ASML、东京电子(TEL)、Lam Research、KLA为主的半导体设备厂商依赖程度仍较高,包括光刻、刻蚀、沉积等半导体核心工艺设备都依赖国外。

有分析认为,美国以国家安全风险为理由对中国进行半导体出口管制,而2019年时任日本首相安倍晋三同样以“国家安全”为日本官方借口,限制向韩国出口日本制造的化学品,因此日美半导体摩擦就是中美摩擦的缩小版。

但实际上,尽管在半导体材料、设备的对外依赖上,中国与韩国类似,但中美半导体摩擦与日韩有着本质区别。

首先,针对日韩半导体贸易摩擦,国内大部分解读都指出,日本通过在半导体材料上游的技术优势,用三大关键材料卡住了韩国半导体制造的脖子,比如2018年41.9%的氟化氢(6685万美元)都依赖从日本进口

但很少有分析指出,日本的高纯度氟化氢产业,其实原料绝大部分都依赖中国出口的纯度为95%至98%的粗氢氟酸。

如果说日本卡了韩国的脖子,那岂不是说中国也可以卡日本的脖子?尽管纯度不同,对工艺的精细化要求自然有高低之分。但能够大规模稳定供应95%至98%纯度的粗氢氟酸,同样考验一个国家的供应链能力。

而在中美半导体摩擦中,并不存在类似日韩背后还有中国这样的潜在大国,能够卡美国的脖子。

其次就是,日韩贸易摩擦中,日本出口限制尽管给韩国带来短期困难,且韩国供应链国产化进度也没有快速跟上,但韩国有更多日本之外的备选方案。

还是以韩国41.9%的氢氟酸都依赖日本为例,大部分分析在强调韩国半导体材料过于依赖日本之时,往往忽略了同期的其他数据——同期韩国从中国大陆进口了45%、从台湾进口了10%的氢氟酸。

实际上,国产高纯电子化学品材料龙头厂商多氟多高纯电子级氢氟酸,已经打入台积电供应链,并与2022年5月开始向台积电南京厂批量交付。据了解,多氟多所生产的电子级氢氟酸品质达到UP-SSS级(G5级别),产品纯度达到PPT级,是目前半导体用电子级氢氟酸的最高级别,能够满足目前最先进工艺制程对材料的要求。

也就是说,哪怕日本断供(当然,日本仅是通过出口限制减少供应,并不想真正断供)氢氟酸,韩国也能够从中国供应链补缺。

当然,由于氢氟酸的混合比例是为每个公司的晶圆厂特殊生产流程严格设计和确定,因此中国的材料制造商很难立即提供韩国公司所需确切规格的氟化氢,需要较长时间的调配、磨合。材料制造商很难在一到两个月内就产量翻番以吃掉日本材料商空出的市场份额,需要一年以上的更长时间。

一旦韩国开始系统地淘汰使用日本制造的化学原料和半导体设备,不管其供应链国产化的程度能提高到多少,都将给日本的半导体上游行业带来毁灭性的打击。因为韩国和中国台湾地区,是日本半导体材料最大的两个下游市场,失去一个就是断其左膀,届时仅剩下右臂对日本半导体产业来说也是独木难支了。

日本精细加工研究所所长Takashi Yunogami就指出,日本材料制造商和设备供应商不仅将失去目前与三星、SK海力士和LG电子的业务,原本通过服务于韩国顶级芯片供应商来磨练技能的日本公司也将削弱自己的竞争优势。即使日本政府决定稍后取消出口限制,撤退也可能为时已晚。损害已经造成。一旦失去,就很难重新获得对业务关系的信任。

也就是说,日本半导体材料等企业在韩国的市场和磨炼“know how”的机会,都将被葬送。

所以,韩国半导体供应链尽管国产化程度和中国同样不高,也难以辨别其是否能够成功。即使韩国成功了,其经验中国也不好直接参照。而就算韩国国产化计划失败了,其寻求中国、欧洲等更多供应链作为替代日本的行为,也能够给日本半导体产业带来严重的消极影响,这一点中国在中美摩擦中更不可能实现类似效果。

那面对美国一轮又一轮的愈加严格的半导体出口管制,中国怎么办?

 技术和规模,谁更重要

如上文所述,韩国的经验并不适用于中国。但韩国的教训,也有值得借鉴的一面。

韩国尽管在2019年之后加大了半导体国产化进度,整体半导体材料对日本的依赖度从2019年的30.9%下降至2021年的24.9%。但据日经中文网报道,韩国需对日进口的三种关键半导体材料中,氟化聚酰亚胺仅小幅减少;氟化氢除2020年比2018年减少86%外,2021年以后已经维持复苏态势,或许还能恢复到2018年水平;光刻胶进口额甚至2021年后还增加了。

业内专家刘剑滨曾指出,在摩尔时代集成电路产业的垄断性,使得包括中国在内的后发国家在追寻摩尔定律往更小、更密、更快的方向发展上,追赶美国等先进国家地区极其困难;但在后摩尔时代,集成电路的发展涉及更多横向产业,如新材料、光学、生物学、热学等,产业的发展从单一追求深度向同步追求广度发展,这种更广泛的创新,能够助力新企业避开传统竞争领域的专利障碍。

不过,这种规律可能更适合于中国等拥有超大市场规模的国家,不适于韩国。2019年8月,韩国政府公布了《加强材料、零部件和设备竞争力的措施》,试图扶持国内的半导体材料等新企业,以解决国内材料、零部件和设备行业的结构性短板。但目前韩国半导体关键材料依然依赖日本等国,制造设备2021年对日进口额也同比增长44%,增至63亿美元。

当然,韩国并非追赶者,而是偏科者。而且,韩国有关部门依然看重曾助力韩国“芜湖起飞”的偏科战略,试图在其他领域创造类似半导体内存等产业的优势。

10月,韩国科学技术信息通信部长官李宗昊在接受采访时就表示,韩国应再确保至少三到四项像半导体技术一样、中美两国都想获得的核心科技优势,“就像在半导体晶片上精确印上1纳米的线条一样,要谨小慎微判断形势。这是夹在大国之间不可避免的命运,唯一能确保生存的方法就是开发拥有超级领先差距的技术”。

 

 只不过,当一国具备少数领域的技术先进性之时,如韩国半导体产业结构高度集中于内存、存储NAND颗粒等领域,但国内市场总体规模又有限,这种技术先进性带来的优势往往会是短暂而又脆弱的。甚至于技术的先进性也未必能保持。2022年5月美光公司发布了全球首个232层的3D NAND闪存,并宣布该技术将会投入包括SSD在内的多种产品;11月,长江存储更是在电商平台全球首销232层3D NAND闪存的SSD产品。尽管美光和长江存储整体市场占有率不敌三星、SK海力士,但却分别背靠两个全球最大的市场,拥有更多主场优势,且在232层3D NAND闪存上领先于韩国企业。日本行业专家太田泰彦就认为,在比较数字大小的纳米竞争的背后,还有另一条“战线”,那就是上一代半导体芯片能以多大的成本和数量进行生产的实力竞争。比如中芯国际尽管在14-16纳米受限于美国原来越严格的出口管制,产量停滞不前;但28-39纳米制程投资两年来几乎翻了一番,从33亿美元(2020年)到55亿美元(2021年)、62亿美元(预计2022年),并带来28纳米以上成熟制程晶圆的产量30%-40%的年增长速度。也就是说,仅仅先进制程的领先,并不能保证整个半导体产业的成功,还需要低成本和大规模的产能,哪怕技术弱一些。太田泰彦以日本钢铁行业举例,日本钢铁行业原本在技术上领先中国,但最终被中国压倒性的生产力量打败而被淘汰——虽然在技术上赢了,但在市场上输了。行业专家刘剑滨也认为,传统摩尔时代追求更小、更密、更快的12寸先进制程晶圆具有产能过剩、投产风险大、人才缺失的风险,而看似落后的8寸成熟制程晶圆反而发展前景更好。靠超大产能、超大市场规模压倒产能较低的技术领先者,这样的产业替代历史会不会在半导体行业重演?对于韩国来说,受限于国内市场规模有限,即使三星、SK海力士具备很强的技术优势,但也难以在半导体材料上与“化学立国”的日本匹敌。对于中国来说,确实有这种可能。比如,高纯度半导体材料依然是日本企业占据主导地位,但中国的市场规模大于日本,一些低纯度半导体材料产出也远高于日本,但靠着低纯度材料庞大的产能,一点点向上攀科技树,慢慢啃下高端市场。尽管中国光刻胶、CMP抛光材料、溅射靶材等半导体材料的对外依赖度尽管还在80%以上,但在封装基板、电镀液、超纯试剂等领域已经实现了部分国产替代,湿电子化学品国产率已经达到35%左右。从掺杂/热处理,到蚀刻/清洁,到沉积,到光刻,在半导体制作的逐个环节,中国企业也在逐个提高国产率。但中国并没有追求绝对的国产替代,只是为了避免“卡脖子”而已。从材料到设备、零部件,借助中国超大的市场规模,在半导体行业周期低谷逆向投资,用更大产能“规模压倒技术”,中国半导体产业链国产化的比例一定会提高到一个更安全的程度。

参考文献:

1、李宗昊:韩国应再确保至少三四项像半导体技术一样中美都想获得的技术

2、刘剑滨:后摩尔时代我国集成电路晶圆制程发展方向-电子工程专辑

3、太田泰彦:半导体纳米竞争的盲点,中国笑到最后?-日经中文网

 

 

参考文献链接

https://mp.weixin.qq.com/s/xrge21fWJ6eNj4JRlkANzg

https://mp.weixin.qq.com/s/3Y3PIRLUDnjn_ZcHK5E0KQ

https://mp.weixin.qq.com/s/g2vAXk-MWXrZnrTA4mVm6Q

posted @ 2022-11-24 04:53  吴建明wujianming  阅读(419)  评论(0编辑  收藏  举报