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这次被美国卡住的“芯”,一万年也要搞出来

时间:2018-04-22 来源: 责任编辑:
这次被美国卡住的“芯”,一万年也要搞出来

对于美制裁中兴一事,商务部新闻发言人高峰19日在回答记者提问时再次强调,美方行径引起了市场对美国贸易和投资环境的普遍担忧,美方的行为表面针对中国,但最终伤害的是美国自身,不仅会使其丧失数以万计的就业机会,还会影响成百上千的美国关联企业,将会动摇国际社会对美国投资和营商环境稳定的信心。

希望美方不要自作聪明,否则只会自食其果。

诚然,美方坚持单边主义的保护政策给中美两国企业都带来了损失,这很可恶!但我们同样也不能否认的是还是老生常谈的问题:虽然这些年国内集成电路产业发展突飞猛进,自给率也在逐渐提高,但基础技术和底层产品跟美国依然还有很大差距。

集成电路产业试错成本高、排错难度大,对从业人员的素质要求极高,但现阶段国内教育过分重视知识的记忆而忽略逻辑和方法,高素质人才培养上仍有欠缺,拖慢了“芯痛”毛病的治疗。

中国的经济升级,最大的两个领域是汽车制造工业和集成电路工业。反过来说,我们要实现最终打垮西方列强,也就是要在这两个超级产业完成逆袭。

未来的十年,我们要做好长期战斗的准备, 如果我们成功了,那中国就是真正的超级大国。如果这两个领域我们失败了,中华民族复兴就不能称之为成功。

1、美国的立国之本是ICT产业

这个地球上最强大的国家美国,它有哪些百亿美元利润级别的公司?

除开能源和金融行业以外,有大约17家:Facebook,通用电气,IBM,思科,英特尔,宝洁,强生,微软,苹果,沃尔玛,迪士尼,通用汽车,甲骨文,Alphabet(谷歌母公司),Verizon,AT&T,Comcast。

再具体一点,零售业1家,日化业2家,娱乐业1家,汽车业1家,其他制造业(通用电气)1家,总共6家,而剩下的11家都在ICT领域(ICT指的是信息和通信技术,是电信服务、信息服务、IT 服务及应用的有机结合)。

17家百亿美元净利润公司竟有11家在ICT领域!

因此可以说,ICT产业已经成了美国的立国之本了——谷歌,亚马逊,脸书,思科,IBM,英特尔,微软,甲骨文,Verizon,AT&T为美国贡献了巨大的利润。

美国的强大是什么撑起来的?

是这些伟大的公司。反过来说,这些公司没有了,强大的美国也就不存在了。1945年,日本和德国都还有几千万人,日军在战场上不过阵亡了二百多万人,为什么完全无力抵抗了?因为本土的工业公司都被摧毁了,工业生产持续不下去了,强大的力量也就不存在了。

而在美帝立国之本的ICT领域,很明显,中国是美国的最大挑战者:中国移动,华为,中兴,阿里,百度,腾讯,网易,小米,浪潮,紫光等不仅在中国本土获得了优势,而且在对外扩张中也攻城略地,同时这些公司大多数净利润超过10亿美元。要知道,全球净利润超过10亿美元的公司全部算在一起也就是三四百家。

这也是为什么美国对中国集成电路产业如此关注的原因。

集成电路是ICT领域的上游技术,是硬件的基石,如果中国集成电路产业也起来了,受到冲击最大的还是美国,而这是美国的核心领域之一。

看下图,世界集成电路三强:英特尔,三星,高通。光是高通和英特尔两家,每年就能带给美国八九百亿美元的营收,养活数万美国工程师,还能带来一百多亿美元的净利润。

除了英特尔和高通,美国还有德州仪器,Nvidia,博通,美光等一大批半导体公司。这个产业对美国的重要可想而知。

2、中国为什么对集成电路的需求那么大?

中国目前每年进口的工业品,只有两个大类超过了500亿美元,一个是汽车和零部件,我们每年进口额达746.1亿美元,另外一个就是大家熟知的集成电路了。

中国每年进口的工业品中,集成电路遥遥领先所有其他工业品,排在第一位,其进口金额高达2271亿美元,是第二名的汽车及其零部件的三倍!

我们看看下面一组数字,在过去的七年,我们的进口替代进行的如何?答案是令人遗憾的。

和其他行业我国制造能力逐渐上升,逆差逐渐减少不同,集成电路的逆差在过去七年处于不断上升的状态,从2010年的1277.4亿美元上升到了2016年的1657亿美元。

中国为什么集成电路的进口量这么大?

首先我们要知道集成电路这个产业,全球市场容量有多大?不同的机构有不同的数据,都稍微有误差,我们就以IHS的数据为例子, 2016年全球半导体市场规模达到3389.3亿美元,同比小幅增长1.1%。

当然,全球市场规模的数据各家机构不一样,有的是3300多亿美元,有的是3400多亿美元,不过基本是在这个区间。

各位把这个数字,和我国每年进口2271亿美元集成电路的数字对比下,我国一年的进口额是全球市场的67%,这并不奇怪,因为全球90%的笔记本电脑,90%的智能手机,还有其他的大量电子设备,都是在中国制造,中国世界工厂的名称,不是吹出来的,而是实实在在的。

因此,在我国集成电路产业世界份额达到全球70%之前,我们都是要进口集成电路的。

我国进口集成电路多,并且还在不断增长,一方面固然是我国集成电路产业与美国,欧洲,韩国,日本相比差距巨大,另一方面是因为我们下游的制造业和自主品牌发展太迅猛,世界市场份额不断向中国品牌集中所致。

以2017年为例,中国品牌智能手机已经占到世界份额50%左右,而苹果和三星手机也大多是在中国制造。

基于这个现实,中国不仅是世界制造中心,而且在下游的消费电子品牌的份额也在呈现向中国品牌集中的趋势,所以相当长一段时间内,我国还会维持集成电路高进口额的趋势。

所以中国国务院在2015年发布的《中国制造2025》的报告里面说,2020年中国芯片自给率要达到40%,2025年要达到50%,这其实是一个非常高的目标,因为这意味着2025中国集成电路产业规模占到全世界35%,也就是超过美国位列世界第一。当然这个是指总体产值,就产业结构而言,仍然是美国在高端,中国在中低端和部分高端。

如果按照工信部的规划更激进,2025年要达到70%芯片自主化,也就是中国集成电路产业规模要占到全球49%, 这意味着什么呢?2025年中国集成电路产业从产值来说将是世界最高的国家,不仅能够供给全中国的需要,而且还要抢占相当一部分的世界市场。

不过我们也要注意,不管是国务院还是工信部的规划,都是把在华外资企业算到国产里面的,也就是说,即使2025年完成了70%自主化这一目标,我们占到了世界的49%,其中仍然有一部分是在中国的外资企业完成的。

3、中国集成电路现在处于什么水平?

那么我们能不能达到这一目标呢?或者说,现在处于什么什么水平呢?

下图是IC insight发布的2016年全球半导体20强,竟然前20位都没有中国大陆的公司,这是非常罕见的现象。在其他几乎任何一个地球上存在的大型产业,世界前20位都没有中国大陆公司的,几乎找不到。

有9家公司营收超过100亿美元,前20强的门槛是44.55亿美元。

不过大家也不要灰心,2016年中国集成电路产业销售额达到4335.5亿元,同比增长20.1%。我国半导体产业销售额最大的公司是华为旗下的海思半导体,2016年销售额为303亿人民币,折合美元也是大约44.5亿美元,刚好和第20名的44.55亿美元几乎不相上下。

集成电路分成三个部分,设计、制造、封测三个产业销售额分别为1644.3亿、1126.9亿及1564.3亿,增长速度分别为24.1%、25.1%及13%。

这里面有一个好消息和一个坏消息,好消息是增速20.1%,这是非常快的,四年翻一倍,8年后就是现在4倍的规模,这是非常惊人的。

坏消息是我国集成电路产业这个4335.5亿元销售额包括了在华外资企业。所以要摸清我国集成电路产业的真正实力,还是要看血统纯正的中国公司。

我们从设计,制造,封装三个环节依次谈起。本文先只看设计部分。

首先是芯片设计,大家都知道,在PC机的时代,Intel和AMD垄断了电脑CPU市场,中国公司和他们的差距可以说隔着一个银河系,只能站在地球上仰望外星文明。

在21世纪初,可以说中国唯一像样的芯片厂家是珠海炬力科技,做出了mp3芯片,成为世界最大的两家mp3 芯片供应商之一。

一家中国芯片公司,在十几年前能够做到这个水平是相当不容易的,然而炬力科技崛起的前提,也是国产MP3品牌在市场上占据了大量份额,那个时候mp3播放器非常昂贵,不要说苹果,三星的mp3了,2004年我购买的北京爱国者公司生产的月光宝盒mp3播放器,价格高达900元人民币,为此省吃俭用了很长一段时间。

在消费电子领域无法和美国竞争,中国芯片产业却意外的从电信产业发展中受益,由于巨大中华(巨龙,大唐,中兴,华为)在电信产业的崛起,中国逐渐开始实现了通讯设备制造的自主化,通信设备制造产业的崛起,却意外的给中国带来了一个没有料到的结局,那就是中国的芯片产业开始伴随着中国通信产业崛起开始萌芽。华为的海思,中兴微电子,大唐都成为中国最大的芯片厂家之一。

到了手机和平板电脑时代,由于中国本土手机厂家和平板电脑厂家的崛起,中国的展讯,全志,瑞芯微等公司也获得了发展机会。

下图是IC insight的报告,全球纯芯片设计公司50强,2009年中国大陆只有一家,也是中国第一家闯入世界50强的——华为旗下的海思公司。2016年增长到了11家,包括海思,展讯,中兴,大唐,南瑞,华大,锐迪科,ISSI,瑞芯微(Rockchip),全志(All winner),澜起科技(Montage)。

可以看到前面九名,海思,中兴,大唐都是电信产业出生,南瑞是为智能电网提供芯片,全志,瑞芯微,展讯等是为手机,平板电脑等提供芯片。

可见,中国在通信,电网,消费电子产业的发展对上游的带动作用。所以一个国家产业的发展,必然是整体性的,下游发展不起来,上游也一定发展不起来,中国芯片产业不可能脱离中国整体产业升级的大环境而独立发展。

2016年,中国已经有了160家芯片设计企业销售额超过了1亿元人民币,可以说芯片设计正在中国全面开花。中国最大的两家芯片设计公司海思和紫光展锐都已经跻身世界前十,2015年海思是世界第六,紫光展锐是世界第十,而且在前十名里面,海思和紫光展锐增长速度最快。

2017年第一季度,中国芯片设计产业整体增长高达23.8%,销售额达到351.6亿元,中国自主设计芯片全球市场占有率已经高达全球8%,中国市场占有率达到13%以上。

按照中国半导体行业协会的中国芯片前十名,和IC insight的排名有所不同,下图是2016年中国半导体行业协会公布的中国IC设计公司排名,可以看出,通过紫光集团对展讯和锐迪科的整合,中国大陆已经出现了两家金额超过100亿人民币的本土IC设计巨头,海思和紫光展锐。

我们看下这个榜单,相信前三名大家都耳熟能详了:

第一名的海思。各位用的华为手机里面就有大量的海思处理器和海思基带芯片,另外买的智能电视,安防系统也有海思的芯片,海思在长时间内将是中国最大的芯片设计公司,未来将随着华为集团的增长而上升。

全世界做手机处理器的厂家,苹果,三星,华为,小米,高通,联发科,展讯七家而已。

海思目前是中国企业里面最有希望登顶世界第一的,其目标应该是瞄准三星,英特尔,高通世界三强,挑战他们的地位。当然差距还是非常大。世界纯IC设计公司第一名是高通,2016年营收154亿美元,是海思的3.5倍。

第二名的紫光展锐是展讯、锐迪科合并之后成立,目前是三星手机处理器和基带芯片除自家产品之外的最大供应商,展锐的任务是战胜联发科。展锐是海思之外国内唯一一家营收超过100亿人民币的公司。

请注意,你买的三星手机,主要是中低端系列,里面的芯片是紫光展锐的,我们还是芯片出口国,紫光展锐的芯片伴随三星手机销售到了全世界,是不是觉得有点小激动呢?

另外,紫光展锐在印度是份额最大的手机芯片厂家,因为中低端手机大量使用展讯的芯片,在非洲同样是这种情况。

第三名的中兴微电子主要是自家的通信设备用的部分芯片,手机芯片也还是外购。

第四名的华大半导体就有点意思了,公众平时很少听到这个名字,居然是中国芯片设计公司的第四名。

华大半导体是中国IC设计的国家队,隶属于CEC(中国电子信息集团产业集团),CEC是世界五百强,是中国电子产业的国家队,是中国大陆唯一涵盖设计、制造、封装、测试、EDA工具等积体电路完整产业链的企业。

当然还是要说,CEC看起来每样都做,但是每一样都做的不怎么样,规模不大,不过CEC的存在是从国家层面保障国家的集成电路能力。

第五名的北京智芯微电子国人也很少听说名字,这家公司隶属于国家电网,我们智能电网里面设备用的各种芯片,包括以后电动汽车接入电网,充电桩的芯片等,智芯微电子都有涉及,当然这家公司也不愁没有订单,毕竟电网是自家的产业。

第六名的汇顶科技,该公司在指纹识别芯片领域已经做到了世界第二,中国芯片公司在细分领域做到世界第二,这是非常了不起的成就。我们手机上的指纹识别模组想必很多人已经在用了。

第七名的杭州士兰微电子,这家公司LED照明驱动IC是其主要业务收入之一,另外杭州士兰微是国内为数不多的IDM企业,也就是设计,生产,封装都做。除了主要的LED照明驱动电路IC业务,士兰微还给家电企业提供变频电机控制芯片。另外MEMS传感器和IGBT产品也研发成功推向市场。

第八名的大唐微电子是国家队,现在的主要产品方向是身份证卡和金融社保卡芯片和解决方案,大唐的金融社保卡的市场份额占据第二位,大唐微电子的金融IC安全芯片出货量大约有2亿只。”除此外,大唐微电子也提供行业证卡,如居民健康卡、交通卡、市民卡、教育等方面的安全芯片和解决方案。

另外大唐还和荷兰恩智浦成立了中国第一家汽车半导体公司大唐恩智浦,开发新能源汽车电源管理芯片,电机MCU等。

所以说白了,大唐是国企,也是做国家的生意为主。

第九名敦泰是台湾的设计公司,就不提了。

第十名的中星微,主要是做图像处理芯片,摄像头芯片等

看完了中国IC设计的前十名有什么感想?

这10家公司里面真正算有前途的就五家:海思,紫光(包括展讯,锐迪科),汇顶,中兴,士兰微。

例如杭州士兰微2017上半年财报。公司上半年实现营业收入12.98亿元,同比增长22.90%;实现净利润8442.55万元,同比增长243.77%。保持了高增长的势头,利润也开始逐渐恢复。

其他五家技术水平一般,发展前景不明。

十强以外,还有一些很有意思的中国IC设计公司。

首先是存储芯片领域,中国每年进口的集成电路之中,存储芯片和CPU占了大概75%. 可见存储芯片的地位。

在存储芯片领域,有两家中国公司在试图进击,一个是兆易创新,一个是长江存储。

目前全球存储芯片主要有三类产品,根据销售额大小依次为:DRAM、NAND Flash以及Nor Flash,其中Nor Flash尽管排名第三,但与前两者相比,市场规模仍然较小,仅为30亿美元,而前两者大致在400亿美元级别和300亿美元级别。

这三个究竟有什么区别呢?DRAM就是我们手机里面的1G,2G…..内存,NAND Flash就是我们手机里面的32G,64G,128G….

Nor Flash虽然也是存储,但是容量比较小,一般是64Mb以下,用于存储一些驱动电路的算法和代码之类,手机,汽车电子,工业控制等领域都会用到,因为很多电路的算法和代码相对复杂,难以全部集成到IC里面,需要用nor flash来进行存储。

在Nor flash这个仅有三四十亿美元的小市场里面,我国的兆易创新是世界主要玩家之一,当然这个主要玩家,也就是世界第五。

兆易创新2016年8月上市后,应该是半导体存储行业唯一的A股上市公司。

2015年、2016年度兆易创新分别实现营业收入11.89亿元、14.89亿元、分别实现净利润1.42亿元、1.51亿元。到今年,由于nor flash多次涨价,兆易创新一季报业绩增长迅猛。公司一季度营收为4.52亿元,同比增长46.61%;净利润为0.69亿元,同比增长94.20%。

涨价原因呢,主要还是Nor flash行业的大佬在逐渐退出,排名第三的美光退出NOR Flash业务,有可能被排名世界第四的台湾华邦接手,排名第二的Cypress关闭中小容量的Nor Flash生产线,加上AMOLED面板对nor flash有需求,因此带来行业景气。

另外,兆易创新还做MCU(单片机)产品,用于汽车和物联网,2016年兆易创新的MCU销售收入为1.97亿元,同比增长55.2%。

在内存和闪存领域,韩国拥有绝对的优势,而我国的长江存储担负起了打破韩国垄断的使命。

存储器领域,DRAM和NAND FLASH,韩国三星和海力士都绝对的霸主,尤其是三星。

韩国人在2017年的存储器涨价中大赚特赚,三星电子2017年第一季度净利润高达67.8亿美元,增长竟然高达46%,接近50%的疯狂增长。到2017年第二季度,三星营收猛增19.8%,净利润增长89%,高达99亿美元,不仅打破了自己的最高单季度净利润记录,还首次超过了苹果公司。

K 海力士在2017年第一季度营收384亿人民币,同比增长72%,净利润达116亿人民币,同比增涨324%。

华为上半年的闪存门事件,反应出中国在这方面的绝对弱势地位。

DRAM是最大的存储器领域,目前全球DRAM存储器价格在疯长,韩国人同样在大赚特赚。

2017年第二季度,三星电子、SK海力士、美光科技三家业内巨头DRAM销售额达44.3亿美元,比上季度增长了30.1%。

其中三星电子销售19.8亿美元,比上季度增长36.5%,SK海力士销售13.7亿美元,增长28.2%,两家企业市场份额合计占到全球的75.9%。美国美光销售10.6亿美元,增长22.0%。

下图是2017年第一季度的全球市场份额,三星+SK海力士份额为73.5%,美国美光为21%,三巨头为94.5%,剩下的中国台湾三家厂商南亚科,华邦,力晶占了4.6%. 全球其他公司占了0.9%。

全球六强之外,在这个仅仅0.9%的市场份额里面,有一家中国大陆的小公司——北京矽成控股的ISSI,这是一家设计公司,在全球DRAM市场排在第八位,不过这个第八位,几乎可以忽略不计。

兆易创新曾经试图收购ISSI,进入DRAM领域,毕竟Nor flash市场还是太小,不过收购没有成功。

在DRAM领域,ISSI太小了,即使兆易创新收购ISSI成功,也不可能对抗韩系厂家和美光。

而在NAND Flash市场,DRAMeXchange的数据显示,三星、东芝、闪迪、海力士、美光和英特尔几乎垄断了全球100%的市场。尤其是三星和海力士,合计占了全球几乎一半的份额。

我们可以明显的看出,在DRAM和NAND FLASH领域,中国几乎没有存在感,在这个领域要突破,还是需要靠国家队。

4、集成电路的全球大战,一直很激烈

2015年7月,中国紫光集团曾经向全球第三大DRAM厂商,美国美光科技,提出230亿美元的收购要约。结果被拒绝,背后就是美国政府的阻挠。

为什么要收购美光呢?韩国太强大了,不管是DRAM领域还是NAND FLASH,美光相对于韩系的三星和海力士,都处于弱势地位,尤其是在DRAM领域,美光的市场份额在韩国竞争下呈现不断下跌的态势,从2016年的28%下降到2017年上半年的18%左右。

从营业利润率来看,三星DRAM的营业利润率高达40%这个水平,美光只有20%这个水平,三星只要一降价,美光就是生死存亡,可以说三星完全掌握了美光的生死。

其实紫光和美光联手研发,一边有钱,一边有技术,是中美双赢的局面,奈何遏制中国的技术进步是美国更高层面的战略,注定双方联合困难重重。虽然紫光至今没有放弃和美光合作,但是目前已经被逼迫走上自主研发制造的道路,没有别的路可以走。

目前存储器自主研发的国家队是紫光集团控股的长江存储。

2016年7月26日,长江存储公司成立,紫光集团拥有51%的股份,另外的股份由国家大基金持有25%,湖北省地方政府的基金持有24%,武汉新芯公司为长江存储的全资子公司。

武汉新芯公司是湖北省和武汉市政府2006年为了进军集成电路制造领域而成立的研发+制造一体的企业,实际上武汉新芯2014年底已经和美国的Cypress半导体公司开始联合研发NAND Flash技术,但是业界并不看好,因为NAND Flash被三星,海力士,东芝,美光四家垄断,不要说新芯公司研发实力不足,Cypress实力也不够。