SIA 解讀中國半導(dǎo)體：投資力度超各國，封測、存儲具國際競爭力

近日，中國“天問一號”火星探測器和“天宮”空間站相繼開始了其科研探索任務(wù)。據(jù)報道，“天問一號”和“天宮”內(nèi)部芯片主要為中國自主研發(fā)、生產(chǎn)，這既體現(xiàn)了中國半導(dǎo)體技術(shù)的進步，也引起了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SIA）的關(guān)注。

本月，SIA 發(fā)布了《盤點中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)（Taking Stock of China’s Semiconductor Industry）》白皮書。該白皮書共有 7 頁，對中國半導(dǎo)體行業(yè)在全球供應(yīng)鏈中的地位、發(fā)展前景以及投資等進行了解讀。

SIA 認為，中國半導(dǎo)體行業(yè)在封測和成熟制程邏輯芯片等領(lǐng)域已具有較強的市場競爭力，而在 EDA 工具、IP、半導(dǎo)體設(shè)備與材料等環(huán)節(jié)正快速進步、發(fā)展。白皮書寫道，美國不應(yīng)和中國輕易脫鉤；相反，美國需要在技術(shù)領(lǐng)域加大投資，才能真正地取得競爭優(yōu)勢。以下是芯東西對 SIA 白皮書進行的完整編譯。

01. 中國半導(dǎo)體市場龐大

在封測環(huán)節(jié)已開始占有主動權(quán)

從整個電子產(chǎn)業(yè)鏈來看，中國擁有世界 1/5 的人口，是僅次于美國的第二大嵌入式半導(dǎo)體電子設(shè)備消費市場。龐大的市場也促進了中國的制造實力。中國是全球最大的電子制造中心，生產(chǎn)了全球 36% 的電子產(chǎn)品，包括智能手機、計算機、云服務(wù)器和電信基礎(chǔ)設(shè)施等。

龐大制造帝國背后是全球化的半導(dǎo)體和 ICT（信息與通信技術(shù)）供應(yīng)鏈，各個廠商需要進口半導(dǎo)體器件、芯片然后進行組裝，再將產(chǎn)品出口或用于國內(nèi)銷售。

盡管中國對于半導(dǎo)體的需求巨大，但本土芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模相對較小，僅占全球半導(dǎo)體總銷售額的 7.6%。本土芯片廠商主要面向消費、通信和工業(yè)終端市場，產(chǎn)品則多為分立器件（二極管、三極管、光電二極管等）、低端邏輯芯片和模擬芯片等。

2020 年，中國半導(dǎo)體進口金額高達 3780 億美元（約合 2.45 萬億人民幣），這些半導(dǎo)體組裝了全球 1/4 需要半導(dǎo)體的電子產(chǎn)品，占全球電視、PC 和手機出口數(shù)量的 30%-70%。

▲ 2019 年按地區(qū)劃分的全球半導(dǎo)體銷售額

具體來說，中國廠商的身影較少出現(xiàn)在高端邏輯、先進模擬和前沿存儲產(chǎn)品市場上。而在先進制程晶圓代工、EDA 工具、IP 核、半導(dǎo)體制造設(shè)備和材料等領(lǐng)域，中國廠商和國外巨頭存在著較大的差距。

SIA 稱，中國代工廠商目前更專注于成熟制程，在半導(dǎo)體設(shè)備和材料等環(huán)節(jié)技術(shù)較為落后。

▲ 全球各地區(qū)半導(dǎo)體市場份額變化

盡管如此，中國半導(dǎo)體廠商也在部分市場中占有主動權(quán)。在半導(dǎo)體封裝測試環(huán)節(jié)（OSAT），如長電科技等封測廠商已躋身全球前 10。2020 年中國 OSAT 廠商合計擁有全球 38% 的市場份額，且這些廠商已經(jīng)展開了全球化布局，超過 30% 的制造設(shè)施都在中國之外。

此外，中國的芯片制造份額也在快速增長，在龐大的國內(nèi)市場帶動下，中國無晶圓廠（Fabless）設(shè)計公司和 IDM 廠商在中端移動處理器、基帶、嵌入式 CPU、網(wǎng)絡(luò)處理器、傳感器和功率器件方面取得了顯著進展。

SIA 數(shù)據(jù)顯示，2020 年中國公司已經(jīng)占據(jù)了全球 16% 的無晶圓廠半導(dǎo)體市場份額，僅次于美國和中國臺灣。由于芯片設(shè)計門檻較低，并且云與智能設(shè)備市場增速較快，也推動了中國企業(yè)在人工智能（AI）芯片設(shè)計上快速發(fā)展。當(dāng)前，中國無晶圓廠企業(yè)已可以為 AI、5G 通信等各個領(lǐng)域設(shè)計 7nm 和 5nm 的芯片。

同時，中國也是重要的晶圓制造國，全球約 23% 的已安裝晶圓產(chǎn)能位于中國，其中 3 成來自其他東亞國家的半導(dǎo)體廠商。雖然將近 95% 產(chǎn)能都是 28nm 以上的成熟制程，但是 SIA 認為，這些成熟制程對于全球數(shù)字化經(jīng)濟的貢獻不應(yīng)被忽視。

▲ 中國在全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中各環(huán)節(jié)所占份額

02. 大基金是行業(yè)政策關(guān)鍵

半導(dǎo)體供應(yīng)鏈迎來上市熱潮

在白皮書的第二部分，SIA 也重點提到了中國的半導(dǎo)體政策。2014 年，中國工信部首次發(fā)布了《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》，從產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)能力、配套措施和企業(yè)培育 4 個方面，提出了中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。

2015 年，國務(wù)院又印發(fā)了《中國制造 2025》戰(zhàn)略文件，該戰(zhàn)略文件提到集成電路及專用設(shè)備是新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，較為關(guān)鍵，中國需要提升集成電路設(shè)計水平、豐富 IP 和設(shè)計工具、加強封測產(chǎn)業(yè)實力等。

▲ 大基金 1 期和 2 期投資半導(dǎo)體各環(huán)節(jié)份額

SIA 認為，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策的核心則是國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金（俗稱“大基金”）。大基金一期成立于 2014 年，注冊資本為 987.2 億元，募集資金達 1387.2 億元；大基金二期成立于 2019 年 10 月，注冊資本為 2041.5 億元。迄今為止，大基金投資范圍已經(jīng)覆蓋了集成電路產(chǎn)業(yè)的上、中、下游各個環(huán)節(jié)，主要集中于 IDM 企業(yè)和晶圓代工廠商。

大基金投資金額的 69.7% 用于半導(dǎo)體前道工藝環(huán)節(jié)，有效增加了中國在全球半導(dǎo)體生產(chǎn)中的份額。此外，中國還宣布成立了超過 15 個地方政府的集成電路基金，總金額高達 250 億美元（約合 1620 億人民幣），加上大基金累計投資超過 730 億美元（約合 4732 億人民幣），“是任何國家都無法比擬的”。

▲ 半導(dǎo)體各類型廠商所有權(quán)占比

這也使政府在半導(dǎo)體行業(yè)中有著舉足輕重的影響力。事實上，中國半導(dǎo)體行業(yè) 43% 的注冊資本由政府直接或間接持有。

而在各類投資、政府補助和低息貸款的支持下，中國半導(dǎo)體企業(yè)具有顯著的運營成本。波士頓咨詢集團的一份報告指出，在中國建造和運營晶圓廠的成本比在美國低 37%。

▲ 各地區(qū)晶圓廠 10 年總成本對比

隨著中美貿(mào)易關(guān)系的緊張，半導(dǎo)體也成為了中國戰(zhàn)略布局的重點產(chǎn)業(yè)。半導(dǎo)體投資步伐也明顯加快，僅 2020 年，中國就新增了 2.28 萬余家半導(dǎo)體公司，相比 2019 年增長了 195%。

2020 年，還有 40 家半導(dǎo)體供應(yīng)鏈廠商于上交所科創(chuàng)板上市，總?cè)谫Y金額達 256 億美元（約合 1659 億人民幣）。

▲ 40 家科創(chuàng)板上市企業(yè)類型與市值對比

03. 晶圓裝機容量占比將大幅提升

存儲和成熟制程為突破口

在制造領(lǐng)域，由于大量資金的支持，中國新晶圓廠的數(shù)量也明顯增多。美國半導(dǎo)體市場研究機構(gòu) VLSI 統(tǒng)計，自 2014 年以來，中國企業(yè)已經(jīng)宣布了 110 多個新晶圓廠的投資項目，承諾總投資金額達 1960 億美元（約合 1.27 萬億人民幣）。目前為止，已有 40 座晶圓廠已經(jīng)建成投產(chǎn)，另有 38 條新產(chǎn)線在建，還有 14 個項目停工。

就今明兩年來說，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè) 2021 年和 2022 年的資本支出將分別達到 123 億美元和 153 億美元（約合 797 億和 991 億人民幣），占全球半導(dǎo)體資本支出總量的 15%。而中國晶圓裝機容量占全球總裝機容量的比例將在未來十年內(nèi)達到 19% 左右。

▲ 中國晶圓裝機容量份額

白皮書中也提到在存儲芯片和成熟制程邏輯芯片領(lǐng)域，晶圓廠的建設(shè)正在取得突破性成績，并在全球市場中具有競爭力。

2016 年以來，中國政府至少在內(nèi)存晶圓廠上投資了 160 億美元（約合 1037 億人民幣），以發(fā)展 3D-NAND 閃存和 DRAM 產(chǎn)業(yè)。根據(jù) VLSI 的數(shù)據(jù)，未來 10 年，中國內(nèi)存與代工產(chǎn)能的復(fù)合增長率將為 14.7%。

同時，由于美國的出口管制，國產(chǎn)替代成為了中國半導(dǎo)體行業(yè)的大趨勢，這也推動了無晶圓廠半導(dǎo)體企業(yè)、EDA 公司、半導(dǎo)體制造設(shè)備和材料等環(huán)節(jié)的發(fā)展。

此前，多家中國芯片廠商宣布將針對政府服務(wù)器和 PC 市場開發(fā)自研 GPU；在 EDA 領(lǐng)域，過去 24 個月內(nèi)，就有超過 8 家初創(chuàng)公司成立，融資金額達 4 億美元（約合 26 億人民幣）；半導(dǎo)體制造設(shè)備方面，中國半導(dǎo)體設(shè)備未來有望實現(xiàn) 40/28nm 節(jié)點的國產(chǎn)替代。

▲ 中國 20 強 EDA 公司注冊資本總金額與融資次數(shù)（左）、中國廠商與行業(yè)巨頭在邏輯和存儲領(lǐng)域的節(jié)點差距（右）

04. 中美脫鉤不可取，技術(shù)比拼將決定勝負

在白皮書最后，SIA 建議美國半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)當(dāng)認真對待中國企業(yè)所發(fā)起的挑戰(zhàn)，同時半導(dǎo)體是一個高度全球化的產(chǎn)業(yè)，美國不應(yīng)當(dāng)通過與中國貿(mào)易脫鉤、限制出口等方式進行競爭。

最近的一項研究表面，如果與中國完全脫鉤，或?qū)?dǎo)致美國芯片企業(yè)所占有的全球市場份額下降 8%-18%。不僅美國芯片廠商的研發(fā)和資本支出將大幅削減，還會損失 12.4 萬個工作崗位，最終喪失其行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位。

SIA 認為，如果美國想要真正地在競爭中取勝，需要回歸技術(shù)領(lǐng)域，通過投資加強自身技術(shù)競爭力，并在那些能夠改變游戲規(guī)則的領(lǐng)域中占得先機。

05. 結(jié)語：行政禁令只能導(dǎo)致雙輸局面

面對中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，出于政治考慮，美國政府往往將其視為威脅，并通過行政禁令對中國廠商進行限制。SIA 則指出，脫鉤、行政限制并不能真正促使美國半導(dǎo)體企業(yè)發(fā)展，反而會使它們失去行業(yè)中的領(lǐng)導(dǎo)地位。

事實上，在半導(dǎo)體這個高度全球化的產(chǎn)業(yè)中，孤立、互相限制只能導(dǎo)致雙輸?shù)木置妗６贫ü礁偁幍囊?guī)則，鼓勵良性競爭、加大技術(shù)投入和創(chuàng)新則能夠更好地支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。