“芯”问题成为了新问题
2020年底,汽车芯片的供需矛盾集中爆发,成为全球汽车产业共同面临的新问题。今年的全国两会上,多位代表委员集体聚焦汽车“芯”问题,迫切希望通过相关建议推动汽车产业破解这一“卡脖子”难题。
相关数据显示,2020年,全球汽车芯片市场规模约3000亿元,我国自主汽车芯片产业规模仅约70亿元,占比小于2.5%,且主要分散在低附加值和低可靠性领域,“存在感”不强。
由此可见,汽车芯片的供应问题并非是孤立的,其背后还牵涉着中国汽车产业链、供应链的自主可控问题。如何助力国产芯片突围,如何保障中国汽车产业链的安全可控,成为当前中国汽车产业不可回避的重要议题。
“芯”问题为何成为新问题
因汽车芯片短缺引发的蝴蝶效应仍在持续。
日前,大众、福特、通用、奔驰、日产、本田等车企纷纷表示自身正在面临芯片短缺问题。部分车企已宣布短期减产计划。
2月,日本东北海岸发生的地震和美国得克萨斯州暴雪天气,再度让全球汽车芯片的供应情况雪上加霜。据悉,三星、恩智浦、英飞凌等半导体公司均因此陷入短期停工,再度加剧全球汽车芯片的供需失衡。
今年全国两会期间,多位汽车界代表委员将目光聚焦汽车芯片的供应问题上。曾庆洪告诉证券时报记者,目前出现的芯片紧缺,主要是由于新冠肺炎疫情及自然灾害等原因,导致大部分汽车芯片等核心电子零部件企业开工不足。同时,2020年中国汽车的发展速度超出国际预期,也让部分供应商准备不足。
公开资料显示,2020年,我国汽车产销分别完成2522.5万辆和2531.1万辆,同比分别下降2%和1.9%,降幅比上年分别收窄5.5个和6.3个百分点,回暖速度明显。
“2020年下半年中国汽车市场的火速升温是超出外界预期的。”中国汽车工业协会副秘书长兼行业发展部部长李邵华表示,近年来,全球芯片行业产能投资相对保守,供需不平衡问题在新冠肺炎疫情前就已有表现。疫情的突袭则让芯片厂商变得更加谨慎,对中国汽车市场的预测也偏保守。
除了客观因素引发的汽车芯片供需失衡外,更多业内人士判断,这背后与智能网联汽车的爆发式增长有密切关系。
全国人大代表、上汽集团董事长陈虹表示,当前中国已成为全球最大的汽车市场,电动化、智能化的趋势推动汽车芯片需求量大幅增长。
“除了需求量暴涨外,汽车智能化的大趋势对于车规级芯片的技术要求也在逐步提升。”一位汽车芯片行业的业内人士告诉证券时报记者,与传统汽车相比,智能网联汽车的算力有明显提升,甚至在成百倍增长。算力越高,对汽车芯片的要求也越高。
相关研究指出,目前,智能座舱、自动驾驶、信息娱乐等对汽车芯片的需求和要求均在不断升级,汽车芯片已成为支撑汽车“电动化、网联化、智能化”转型的关键。
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芯片全球扩产对国内产业链的影响
在二月的一场记者会上,美国总统拜登手举一枚半导体芯片,情绪激动地对众人说道:“比邮票还小的这枚芯片中,包含了80亿个圆晶体。这是掌握创新关键的魔法零件”。当月,拜登签署了调整美国半导体供应链的总统令。与此同时,美国国会将拜登总统关于加强美国半导体供应链和芯片研制的投资援助措施,列入本年度美国《国防授权法》,给予370亿美元的资金补贴。
通过以上姿态,人们已清晰感知到美国在半导体和芯片领域的战略、意图、决心和行动。3月31日,拜登在宣布美国新一轮2万亿美元计划时,又特别强调了美国加强基础科研和加快推进人工智能的重要性,并宣布将拨出其中的1800亿美元用于这方面投入。
全球的半导体和芯片大战也许才刚刚开始。对世界大国而言,半导体芯片研发生产技术属于关键核心技术,甚至在很多方面属于“卡脖子”技术和产品,是非攻破不可和必须掌握的“命门”。半导体与芯片本身没有意识形态和价值观之分,谁真正重视和掌握这些核心技术和产品,谁就拥有了克敌制胜的重武器。早在1833年,英国科学家、电子学之父——法拉第就发现了硫化银的电阻随温度变化情况不同于一般金属,这是人类对半导体现象的首次发现。将近200年后的今天,半导体芯片技术成了世界科技争夺与国力较量的核心之一。
在全球半导体芯片的寻梦路上,一出出悲喜剧交替上演。从上世纪80年代起,全球半导体芯片大战就拉开了序幕。有人早就感知到了,但更多人并不了解;有人真当回事,也有人不以为然;看准了的,以小博大,历经艰难,越战越勇,越做越大,成就了一番伟业,如台湾积体电路制造公司;这家1986年由台湾工研院与荷兰飞利浦公司共同签约并成立的半导体制造公司,从名不见经传发到如今成为全球领先的半导体芯片制造商。
有的国家和企业在这场大战中曾头破血流,但矢志不渝,比如韩国三星,在困境中绝地反击,最终成就了自己和世界半导体芯片行业的大业,成为全球行业翘楚,让三星和韩国都感到了荣耀。但也有的国家和企业本来居于半导体行业领先地位,却因后来自身犯下战略性错误,过于保守和患得患失,结果在激烈的竞争中败下阵来,如美国的英特尔等公司。
一切都已成为无法改变的历史,也许痛定思痛,仍有反败为胜的可能。骄兵必败,哀兵必胜,绝地反击,后来居上,这样的传奇故事,料将在全球高科技的巅峰不断发生。半导体芯片的高难度在于微小和微技术,每一点进步都殊为不易。目前,全球高精尖芯片已在向不可思议的2纳米级进发。台积电将在今年内推出2纳米芯片,2024年实现2纳米芯片的量产。韩国三星计划在2022年实现3纳米芯片的量产。
人类的种种不可能正在变成可能。一场更大规模、更加残酷的全球半导体芯片大战,正在轰轰烈烈又悄无声息地打响。这是一场不见硝烟的全球高新技术大战,甚或是一场新型的世界大战,因为它所牵涉和波及的,包括政府与企业,高校与科研机构、人才与资金,政策与体制,科技与产业,研发与生产,设计与工艺,进攻与反击,破旧与立新,财富与地位,甚至战略上的围剿与反围剿,其成功与失败,直接关乎到国家安全。
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芯片全球扩产对国内产业链的影响
全球半导体产能供不应求,近日新一轮芯片涨价潮开启;各国政府大力推动半导体行业发展,以减少对外部的依赖性,半导体制造巨头纷纷扩产
1、全球半导体产能供不应求,近日新一轮芯片涨价潮开启
2020年全球疫情以来,数字经济进程加速,半导体下游笔电、服务器、消费电子、汽车电子等需求全面爆发,半导体行业持续供不应求,甚至频繁导致汽车厂因“缺芯”而停产或减产。
芯片价格也随之持续上涨,近日新一轮涨价潮再次开启,瑞芯微、胜群(台湾第五大MCU设计厂商),上海灵动微电子(MCU厂商)、美国Allegro(运动控制芯片)等芯片厂商纷纷宣布从4月1日起上调产品价格。
2、全球政府推动半导体行业发展,以减少对外部的依赖性,半导体制造巨头纷纷扩产
近年来,由于中美两国的贸易摩擦和科技争端,美国频繁对中国半导体行业实施制裁,使得半导体行业面临高度不确定性。鸿海集团郭台铭表示,未来世界可能会有两套体系,一套中国的,一套美国的。
在此背景下,世界各主要经济体都将半导体行业视为重点发展的战略性行业,并纷纷推动各自国家/地区加大半导体投资力度,以减少对外部的依赖性。
美国方面,3月31日,拜登宣布逾2万亿美元的基建和经济复苏计划,其中向本土半导体制造行业投资500亿美元,并投资400亿美元提升全美实验室的研究能力。全球三大晶圆代工厂台积电、三星、格芯均已计划在美国扩建芯片厂,总投资合计已超过500亿美元。
欧洲方面,2月9日,为降低欧洲半导体产业对以亚洲为主的海外依存度,欧洲国家政府拟投资最高达500亿欧元用于发放补助金或为企业提供支援,减少企业最终投资金额的20%至40%的负担。
国内方面,4月1日,经参头版评论,全球“缺芯”警示下,我国要加快提升产业链供应链自主可控能力。此外,十四五规划明确提出要加强科技前沿领域攻关,重点提及半导体材料、半导体器件、第三代半导体、半导体设备等细分领域。
同时,全球半导体巨头今年以来纷纷推出扩产计划,全球以先进制程和高端芯片为主,国内以成熟制程为主。
台积电此前计划2021年资本支出高达创纪录的280亿美元,公司于4月1日进一步表示未来3年将投资1000亿美元,用于提高产能和先进制程工艺的研发;三星2021年资本支出近300亿美元,同比增加20%,并考虑耗资170亿美元在美国建设一个新的芯片工厂;英特尔将投资200亿美元在美国亚历桑纳州兴建2座芯片工厂。
中芯国际预计2021年资本开支达280亿元人民币,中芯京城一期项目预计将于2024年完工,建成后将达产28纳米及以上10万片/月12英寸晶圆产能。3月17日,公司公告拟在深圳建一座12寸晶圆代工厂,项目重点生产28纳米及以上集成电路,月产能为4万片12寸晶圆,预期2022年开始生产。
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“卡脖子”难题有待破解
权威机构预计,今年一季度,全球汽车产能将缩减120万辆左右,并有可能成为常态。具体到中国汽车市场,因汽车芯片短缺带来的减产已有所显现。
权威机构预计,今年一季度,全球汽车产能将缩减120万辆左右,并有可能成为常态。具体到中国汽车市场,因汽车芯片短缺带来的减产已有所显现。
全国乘用车市场信息联席会最新数据显示,2021年2月,广义乘用车产量达114.3万辆,较之于1月的188.0万辆环比下滑39.2%。有分析显示,生产量的环比降幅侧面反映了汽车芯片供应不足已影响到企业的生产节奏。
业内人士判断,这场全球汽车芯片短缺,对于中国汽车产业而言,还存在着更大的危机。
全国人大代表、长安汽车董事长朱华荣分析,目前我国在全球芯片产业链的地位较低,同时国产芯片产品较为匮乏。虽然已有部分国产汽车芯片公司加强投入,并获得了主机厂的认可,但总体市场份额仍然低于5%。
陈虹表示,除了自供率不足外,目前国产车规级芯片仍然存在整车应用规模小、车规认证周期长、技术附加价值低、上游产业依赖度高等问题。
“汽车芯片已逐渐成为我国汽车工业发展中的主要‘卡脖子’环节。”针对汽车芯片短缺的现象,朱华荣做出了上述判断。在他看来,目前,汽车芯片存在随时断供风险,且将成为阶段性和结构性问题长期存在。
曾庆洪告诉证券时报记者,汽车是我国的支柱产业之一,关键零部件则是汽车之本。关键零部件不强,则整车不强,汽车更不强。他呼吁,汽车强国要先“强芯”,要集中人力、财力、物力解决芯片问题,加强汽车关键零部件产业链建设,分别解决长期和短期问题。
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半导体芯片行业六大动向
环顾当今世界的半导体芯片行业,至少有六大动向值得高度关注:
一是世界大国尤其是经济科技强国,都极度重视半导体芯片技术产业,力图抢占新一轮科技革命的制高点。大国纷纷拿出了支持本国相关行业和企业加速发展的最佳政策举措,简单说就是要钱给钱,要地给地,要政策给政策。
二是全球的半导体材料与芯片,处于严重紧缺状况。就连并非高端的车用和手机芯片也成了紧俏货,全球产业链和供应链上,今年来频频告急,不少汽车和手机厂商因无法及时获得芯片,不得不停工待产。产业链和供应链的紧张乃至中断与美国等国的制裁打压、断供围堵政策直接有关。
三是美国等国将半导体芯片研制设备和高科技政治化。美国等国企图打压别国,维持自己的技术优势和垄断地位,死死地卡住别国的发展。它们在或单独或联手行动,逼迫一些国家选边站队。众所周知,日本在全球半导体制造设备和材料领域具有明显优势。美国早已看到这一点。拜登上任后,美日战略同盟拉得更近,日本首相菅义伟已确定于4月16日访美,成为拜登上任后白宫接待的第一位外国领导人。有日本媒体透露称,日本和美国将在芯片关键部件的供应方面进行合作,美日首脑在会谈时将就此达成一项重要的协议,两国希望建立一种生产不依赖特定地区的合作体系。双方将成立一个工作小组,以确定如何划分研发和生产等任务。日经新闻报道称,“对日本来说,被迫选边站的原因可归结于本国市场狭小、依赖贸易以及财富集中于通过数字技术掌握主导权的国家这一‘赢家通吃’时代。目前的状况与日本追随欧美、以成本优势取胜的90年代之前不同,现在的日企难以逆转美国GAFA和半导体巨头建立的世界”。
日本在半导体领域的全球份额以1988年的50%为顶峰,现在降到了9%。如果除去生产设备和半导体晶圆企业,仍保持势头的只有去年秋季进行控股公司上市的铠侠(KIOXIA,原东芝存储器)和索尼等少数几家,日本的半导体技术人员也在行业竞争之下明显减少。日本与美国加强半导体合作既有行业、产业和技术、市场竞争原因,也有国际和地缘政治原因。
四是全球半导体芯片行业合纵连横的势头更加明显。世界需要更多的半导体,需要更多的高端芯片,并越来越需要更多的定制型芯片。目前的格局是英特尔主导电脑芯片、ARM主导手机芯片,美国的英伟达以显示芯片(CPU)为主要产品,台积电是世界领先的芯片制造商,三星是全球芯片制造业的巨头。
在全球新一轮半导体芯片竞争情势下,这些领先企业都在试图以大吃小或进行深度战略合作。ARM最突出的优势是低功耗,目前全球超过90%的手机芯片都由ARM架构支持,包括苹果、高通、华为、三星等都大量使用ARM机构。而英伟达是近年来最火爆的芯片厂商之一,在全球显示芯片(CPU)领域占有强势地位。中央处理器是未来计算机发展的基座,英伟达收购ARM就是为了补齐其缺少的中央处理器(CPU)的短板。
2020年9月14日,英伟达发布消息称,计划以400亿美元收购日本软银集团旗下的英国芯片技术巨头企业ARM。但英伟达的收购计划不过是一厢情愿,除美国外,它还需要获得欧盟、英国和中国等国管理当局的批准。但若英伟达成功收购已占据绝对市场份额的ARM,将使英伟达乃至美国在全球高端芯片行业如虎添翼,势必对其他大国造成更大的不利。
英特尔作为全球芯片行业的元老和曾经的老大,长期来坚持自己设计制造芯片;但在吃够苦头,变为落后之后,英特尔正快速改变思路和战略,主动要求与苹果等合作研制芯片。这样的合纵连横,公开和私下还有不少。
五是台积电、三星和英特尔等世界半导体芯片领头羊都在大刀阔斧地加速调整发展战略与应对策略。美国对台积电的支持态度更加积极。台积电2020年决定在美国西南部的亚利桑那州建设新工厂,已启动设备投资和资金筹集,特朗普在任时对台积电给予大力支持,拜登上任后力度更大。据报道,美国已决定向台积电至少补贴30亿美元,但台积电方面希望进一步增加。
台积电的股票总市值一路攀升,已达到日本丰田市值的2倍多,成为名副其实的世界超大型怪兽企业。美国当局把对台积电的强力支持看作是一种国家高科技战略与重大的投资策略。美方认为,倘若把将来的法人税、创造就业岗位、技术的溢出、相关产业的培育、在本国拥有尖端工厂带来的实际安全等有形无形的利益综合起来考量,美国补贴台积电的回报将非常巨大。
最近以来,英特尔的反攻势头特别猛烈。曾在英特尔工作30年,并担任过英特尔首任技术官的帕特·盖尔辛格于2009年加盟EMC,担任VMware的首席执行官。今年2月他重返英特尔,出任首席执行官,这既是英特尔对盖尔辛格的重新重用,也是英特尔审时度势的一种重大战略调整。早已等急了的盖尔辛格决意大干一场,将他过去和这几年对全球半导体芯片行业的竞争和超越式发展的感悟变为现实。一系列大动作已经开始,一方面英格尔决定成立一个新部门,不再局限于生产英特尔自己设计的芯片,而将尽可能代工其它公司设计的芯片;二是大力扩大芯片生产产能,将工厂多地分布。盖尔辛格表示,如今很多计算机芯片在亚洲制造让人"不甚满意",美国让台积电和韩国三星占据主导芯片生产主导地位也不是战略之举。
盖尔辛格近日表示,英特尔将投资200亿美元在美国亚利桑那州新建两个芯片制造厂,此外还将对爱尔兰基尔代尔郡的现有芯片厂进行大规模扩建。同时,英特尔还已经在美国西北部的俄勒冈州以及爱尔兰和以色列开建新工厂,期望进行多种类型的芯片大量生产。盖尔辛格称,现在“每一个智能手机、远程医疗、远程工人、远程教育、自动驾驶汽车……人类的每一个方面都在变得更加数字化。当它们变得更加数字化时就都会在半导体上运行……这是未来人类生存方方面面的核心,世界需要一个更加平衡的供应链来完成这个目标。我们正在入场”。
盖尔辛格还不无神秘地透露,英特尔除上述新工厂外,近期还打算在另一个欧洲国家再建一家大型芯片制造厂,但他不愿透露具体地点。他认为虽然这些举措对于解决目前汽车制造商和其他公司面临的芯片短缺问题为时已晚,“但它们可以帮助西方国家避免未来的危机”。
此外,在全球芯片研制行业还有两大重要动向,一是过去半个世纪主导半导体发展的 “摩尔定律”微细加工技术(集成化)传统被打破,微细化进一步得以加速迭代更新,英特尔准备将其“极紫外光刻技术”持续提升,以适应英特尔的新扩张战略;二是美国的苹果、谷歌等被称为GAFA的互联网高科技巨头,开始更加重视自主设计的定制型(taylor-made)专用半导体芯片,因为它们认识到仅仅依靠全球的通用半导体芯片和服务拓展,存在很大局限性。日本AI企业Preferred Networks正在打造专注于深度学习必不可少的行列运算专用处理器,也是基于相同理由。
全球半导体芯片行业,既阵阵新风扑面,又硝烟弥漫,其中的波诡云谲在不断演绎。这对全球大国来说,都是巨大压力和全新挑战。关键在于知己知彼,心存敬畏,真正沉下心来,多方发力,培育人才,集聚要素,卧薪尝胆,不畏艰难,奋勇向前,才能摆脱困境,冲出重围,迎来竞争的胜利!
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全球半导体扩产对国内厂商的影响
晶圆制造厂商将面临较大挑战,设备厂商有望间接受益需求景气,封测行业格局变化尚不明朗,材料供应商未来成长主要取决于自身产品突破。
1、晶圆制造环节:全球半导体厂商大规模扩产,未来供需格局存在较大的不确定性,国内厂商或将面临全球竞争加剧的挑战
在此背景下,全球半导体厂商大规模扩产,将为未来的供需格局带来较大的不确定性。
近日,台积电董事长刘德音表示,目前多种因素导致芯片下游厂商重复下单,总体上,半导体实际产能大于真实需求;并且主要经济体竞相在国内建立芯片产能,是低效率的,并且新增的产能可能无利可图。
2月9日,华为创始人任正非表示,现在美国、欧洲、日本都把芯片看得很重,未来将是芯片过剩的时代。
力积电董事长黄崇仁则持有不同观点,认为目前的芯片紧缺是因为5G、物联网等新应用场景带来芯片需求快速增长,但过去几年半导体产能扩产极其有限,远远无法满足需求。2个月前,他曾表示2016-2020年全球晶圆产能增长仅5%,但仅2020-2021年之间,全球晶圆需求就将增长30%-35%。
总体而言,由于芯片下游行业广泛,需求情况受到众多因素干扰,真实需求难以测量。全球半导体行业大规模扩产,带来的行业格局变化难以预知,不排除未来出现供过于求的情况。
对于国内晶圆制造厂商而言,中长期来看也将面临全球竞争加剧的风险,经营环境将变得更具有挑战性。
2、设备环节:晶圆厂大规模扩产将直接拉动国际设备厂商需求快速增长,间接为国内设备厂商创造良好的竞争环境
全球半导体厂商大规模扩产,毫无疑问将直接利好上游的半导体设备供应商,晶圆厂扩产的资本支出中约80%将用于设备采购。
2021年一月、二月,北美半导体设备出货金额分别达到30.4、31.5亿美元,分别同比大幅增长30%、32%。3月19日,国际半导体协会(SEMI)上调了全球半导体设备支出预测,预计2022年将达到836亿美元并创下新高,较2019年的595亿美元增长40%。
应用材料、ASML、TEL、LAM、KLA等国际半导体设备巨头占据了全球80%以上的市场份额,在先进制程领域占据的市场份额更高,这些国际巨头将直接受益于全球半导体设备市场的高度景气。
对于国内半导体设备厂商而言,也会间接受益。一方面,行业高度景气,保证了全球半导体设备厂商大概率不会出现低价竞争来争夺市场份额,并且还有可能出现供不应求,竞争环境预计会比较良好。另一方面,在国家大力推动半导体设备国产替代的背景下,国内设备厂商有望抓住机遇提升国产渗透率。此外,各大晶圆厂商不排除在大陆扩产的可能,部分国内设备厂商也有望供货。
3、封测环节:目前尚无行业大规模扩产迹象,有可能受益于晶圆制造环节扩张带来的封测需求提升
目前全球半导体扩产主要在晶圆制造环节,台积电、三星等厂商可能会增加对先进封装的投资,但对于传统封装而言,目前尚无信息指向行业存在大规模扩产迹象。
基于现有信息,在各大晶圆厂商不进行大规模封测产能扩张的情况下,全球封测行业格局不会恶化,并有可能受益于晶圆制造环节的扩张,而带来封测需求的提升。
4、材料环节:国内主要厂商尚处于产品研发突破、认证阶段,未来需求主要取决于自身产品突破进展,受全球半导体扩产周期影响较小
目前全球半导体材料市场主要被日本、美国、欧洲厂商占据,市场份额超过90%,国产半导体材料尚处于起步阶段。例如,抛光液、抛光垫国产渗透率均不足5%,光刻胶国产渗透率不到2%,主要原因是国产半导体材料还处于研发、客户认证、前期导入阶段。
因此,国内半导体材料供应商受半导体全球扩产周期影响较小,未来业绩主要取决于自身产品开发进度,一旦产品实现技术成熟、稳定应用,仅国内现有市场,就能提供较大的成长空间。
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