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美國目前是全球半導(dǎo)體行業(yè)的
美國半導(dǎo)體公司將這一市場地位成功轉(zhuǎn)化為強(qiáng)勁的財務(wù)業(yè)績。在過去五年中，它們的年平均股東回報率接近14%，比標(biāo)準(zhǔn)普爾500指數(shù)高出4個百分點以上，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)的財務(wù)實力對于該行業(yè)在未來繼續(xù)大力投資研發(fā)至關(guān)重要。
事實上，美國半導(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現(xiàn)。
在過去的十年里，美國半導(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——幾乎是世界其他國家半導(dǎo)體研發(fā)投資總和的兩倍。美國在基礎(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。然而與其它國家相比，美國投資多年來一直持平或下降。
技術(shù)使美國企業(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)而帶來更高的市場份額，通常也會帶來更高的利潤率，這將繼續(xù)為良性循環(huán)提供動力。

中國的“中國制造2025”計劃設(shè)定了半導(dǎo)體自給自足的宏偉目標(biāo)。目標(biāo)是到2025年使國應(yīng)商滿足全國70%的半導(dǎo)體需求。為了支持這一目標(biāo)，中國正在利用各種政策手段，包括國家支持的投資基金，為國產(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)為該計劃承諾了1200億美元。中國也在積尋求海外人才和并購機(jī)會。
盡管現(xiàn)在中國還遠(yuǎn)未實現(xiàn)自給自足的目標(biāo)，但它似乎在半導(dǎo)體設(shè)計的幾個關(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)沒有美國組件的5G基站。
自2018年年中以來，至少有9家中國大型消費(fèi)電子公司追隨華為的腳步，宣布計劃在內(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，目前我國SMT生產(chǎn)線大約5萬條，貼片機(jī)總保有量超過10萬臺，自動貼片機(jī)市場已占全球40%，成為全球大、重要的SMT市場。
焊接、檢測和印刷設(shè)備已經(jīng)接近國際水平。
2005年以來，國內(nèi)SMT設(shè)備企業(yè)在印刷機(jī)、焊接、檢測等SMT設(shè)備方面已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，并憑借市場價格優(yōu)勢占據(jù)70%～80%的國內(nèi)市場份額。
錫膏印刷機(jī)方面，國內(nèi)早由日東研制成功。近年眾多民營企業(yè)參與研制，已有多個品種問世，達(dá)到世界中上等水平。2006年東莞凱格精密機(jī)械公司推出全自動印刷機(jī)，很快成為國內(nèi)。
焊接設(shè)備方面，國內(nèi)研發(fā)與制造起步很早，無鉛焊接設(shè)備已達(dá)到國際水平，成為我國表面貼裝設(shè)備市場中具競爭力的產(chǎn)品。目前，低端市場都由國產(chǎn)占領(lǐng)，市場仍為國外所壟斷（在穩(wěn)定性方面，與國外水平存在一定差距。比如，某國外回流爐廠商橫向溫差僅為0.5度，而國內(nèi)高水平高達(dá)2度）。
AOI設(shè)備方面，2010年之前國內(nèi)AOI市場幾乎由國外20多種設(shè)備壟斷，東莞神州視覺率先研發(fā)成功國內(nèi)款A(yù)OI設(shè)備Aleader系列，至今已累計銷售4000多臺，年銷售達(dá)到600~700臺的水平。
X-Ray檢測設(shè)備方面，國內(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。
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)）；在華國外企業(yè)將核心貼片機(jī)的生產(chǎn)放
在國外，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年中國自動貼片機(jī)進(jìn)口情況
2013年，國內(nèi)自動貼片機(jī)進(jìn)口金額達(dá)到13.01億美元，進(jìn)口來源國主要為日本，占比達(dá)到65.2%；從韓國、德國、新加坡、美國、荷蘭進(jìn)口占別為17.9%、6.1%、3.7%、1.3%、0.8%。
圖3 2013年中國進(jìn)口自動貼片機(jī)國別和地區(qū)分布

若營收大幅下降，美國企業(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，至少會削減120億美元，即30%。如果美國半導(dǎo)體公司的目標(biāo)是獲得與該行業(yè)資本成本估計相等的股東總回報(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)致美國損失12.4萬個就業(yè)崗位，其中3.7萬個在半導(dǎo)體行業(yè)。
假以時日，美國半導(dǎo)體企業(yè)可能會失去相對于全球競爭對手的技術(shù)和產(chǎn)品優(yōu)勢，從而不可避免地導(dǎo)致市場份額進(jìn)一步下降。據(jù)估計，從中長期來看，美國半導(dǎo)體公司的全球份額將從48%下降到30%左右。美國還將失去其在該行業(yè)長期以來的全球地位。
哪些競爭對手能從美國半導(dǎo)體公司放棄的中國客戶那里獲得收入，將取決于中國開發(fā)替代國應(yīng)商的能力。這種能力因產(chǎn)品和時間的不同而不同。
考慮到中國半導(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。中國的半導(dǎo)體公司將積發(fā)展，以滿足國內(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2025年的預(yù)測上限。此外，我們的模型顯示，由于韓國在內(nèi)存、顯示器、圖像處理和移動處理器等關(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，韓國可能會取代美國，成為全球半導(dǎo)體行業(yè)的。
從中期到長期來看，在第二種情景下，中國可能會成功地發(fā)展出一個有競爭力的國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計行業(yè)，能夠滿足大部分國內(nèi)需求。然而，這需要時間，也需要持續(xù)的高水平投資。盡管中國在太陽能電池板、液晶顯示器和智能手機(jī)等科技產(chǎn)品上僅用了5到7年的時間就迎頭趕上，但它是在獲得外國技術(shù)和零部件的情況下做到這一點的。就半導(dǎo)體而言，技術(shù)壁壘要高得多。舉例來說，韓國和閩臺分別花了大約15到20年的時間，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，以至于沒有一個國家有一個完全自主的生產(chǎn)過程，并在整個價值鏈上完全自給自足。中國可能仍需要依賴外國設(shè)計公司來制造高度復(fù)雜的芯片，這些芯片需要美國供應(yīng)商提供的設(shè)計工具，同時還需要其它地區(qū)的芯片代工廠來制造一些本土設(shè)計的芯片，尤其是那些需要制造節(jié)點的芯片。
即使中國不得不進(jìn)口替代高性能處理器來取代基于美國技術(shù)的CPU、GPU和FPGA，隨著時間的推移，中國的半導(dǎo)體公司可能終能夠滿足國內(nèi)對幾乎所有其他半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求。這樣做將使中國的自給自足率達(dá)到約85%。在這種情況下，中國半導(dǎo)體行業(yè)的全球份額將從3%增長到30%以上，取代美國成為全球者。
美國半導(dǎo)體行業(yè)下行風(fēng)險不容小覷
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