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來源：未盡研究 一個曾經的芯片大國，要建成一條先進制程邏輯芯片的生產線，大概要用多久時間、花掉多少錢？ 日本新成立的半導體公司Rapidus，試著給出了一個解答：5年，540億美元。差不多每年110億美元。 中國呢？按歐盟去年底發布的全球研發2500強企業，中國大陸的芯片企業入圍了11家，它們在2021財年共投入研發支出22億歐元，資本支出78億歐元，折算下來，差不多接近110億美元。 也就是說，中國十余家研發投入最大的芯片上市企業，一年的總投入，正好和日本一家去年成立的企業的預算持平。如果放眼全球，中國的芯片研發領先企業，數量占全球1/8，但一年的研發投入僅占全球的1/45，資本支出稍好一點，也僅占全球的1/16。 反倒是一直揮舞大棒，喊著本土優勢要丟了的美國，39家芯片企業的研發投入達到了480億歐元，超過其他國家所有企業的總和；資本支出也達到了380億歐元，接近全球1/3的水平。 
“半導體即國家” 盡管政府下定決心開始砸錢，很多人并不看好日本重振芯片榮光的努力，包括日本自己。 2006年的時候，東芝、日立、瑞薩就曾構想成立新的代工企業，半年就失敗了。當時，全球芯片產業鏈的分工已經初步確立，說著要另起爐灶，但走起步來，大家的調子并不一致。 這次被委以重任的Rapidus，去年剛剛成立，8家日本本土企業出資，公司名寓意“快”。該公司社長小池淳義表情嚴肅地說，日本已經落后了十到二十年。目前，日本自己能制造的最先進的芯片，出自瑞薩電子的40納米工廠。 日經新聞戳破了謹慎樂觀的氣氛。它援引了出資企業高管的匿名評論，稱“赤手空拳難以贏得國際競爭”，“只是給（日本）經濟產業省面子”；一家材料企業的領導則直言“不可能取得成功”。 日本并非一無是處。日本的芯片產業一度超越美國，占全球一半市場以上，雖然此后被美國發起的貿易戰阻擊，逐步沒落，退守于芯片制造設備與材料等領域，但消瘦下來的日本芯片產業，仍然為全球芯片產業提供了超過50%的關鍵材料和40%以上的設備。 這次也不再是單打獨斗。日本加入了美國牽頭的“Chip 4”芯片聯盟。Rapidus先后與美國IBM合作，并拜訪了比利時等歐洲國家的潛在合作對象。 芯片的地緣政治色彩越來越濃厚，日本擔憂過多引入美國元素，最終會失去中國市場。中國是全球最大的芯片消費市場。美國半導體協會（SIA）最新報告顯示，去年中國芯片市場達1800多億美元，占全球5735億銷售額的30%左右。 截至目前，象征著“半導體即國家”的Rapidus，從鎧俠、索尼、日本電氣、軟銀、豐田、日本電裝、日本電信及三菱UFJ等8家企業處，獲得了總共73億日元資金，約合0.55億美元。去年至今，鎧俠與索尼為各自芯片領域的市場化項目，分別準備了1萬億日元與9000億日元。 日本政府為Rapidus補貼了700億日元，是日本企業的10倍。同時，為了吸引臺積電進駐熊本縣，又花了7740億日元，是Rapidus的10倍。 提前計劃的產業政策，有成功也有失敗，很多時候，市場會沿著車轍前進。 昂貴的獨立自主 中國的底子遠比日本薄弱。 如果嫁接在全球芯片供應鏈上，中芯國際可以實現14納米工藝的量產，還被曝光已生產7納米芯片。如果只剝離美國設備，即北京的“Non-A生產線”，就只能制造電路線寬為40納米的落后幾代的半導體。作為中國最領先的芯片代工企業，中芯國際大部分收入來自45納米級以上工藝。排名第二的華虹半導體大部分收入來自55納米及以上工藝制造的芯片。 芯片自主背后是芯片設計軟件、制造設備、關鍵材料與測試封裝設備的自主。如果以訂單金額計算，中國晶圓代工行業的前道設備國產化率普遍不足10%。對光刻機的突破，中國主要寄望于上海微電子裝備（SMEE），它最先進的ArF產品僅支持90納米光刻制程。 如果各環節都要另起爐灶，中國要對研發支出的總金額做好心理建設。從2012年到2021年，全球研發2500強中的所有中國芯片企業，研發支出增長了7倍，但至今仍是全球最低水平，甚至僅為美國企業10年前的1/10。目前，中國芯片企業的研發支出為全球的1/45，10年前的占比更低。 不考慮后發優勢，中國芯片產業鏈要完全獨立自主，就要補上這十年來的研發舊賬，至少追加40倍于過去十年來全球研發總投入的金額。這還沒算上修建廠房與購買設備的資本支出。而且，并非所有研發成果都能投入生產，最終的贏家和輸家，取決于成本、功能和可量產性。
華為過去是中國半導體領域的領跑者，也是最早應對美國制裁的標桿。2021年發售的華為Mate40E，中國零部件占比增至57%，較此前Mate30的30%大幅上升。2022年，華為小型5G基站，美國零部件占比已降至1%，國產零部件升至55%。但這主要是設計方品牌，部分實際制造商不詳。 華為正在著手重構中國半導體供應鏈。被美國制裁的福建晉華集成電路（JHICC），停擺幾年后已悄然復工復產，外界認為華為是其神秘大客戶；晉華工廠的對面，從事半導體封裝業務的渠梁電子，正在推進工廠二期工程的建設，大多數產品面向華為。 據海外媒體統計，近幾年來，華為著手重構中國半導體供應鏈，包括合作方與地方政府投入，累計已達4000億元人民幣。中國需要更多華為，華為的努力也亟待市場驗證。 日本深知本土企業共同進退的利弊。日本的制造設備供應商，如尼康和佳能，在其業務中最優先考慮日本的DRAM制造商，最輝煌的時候，充分發揮了內部循環的高效，日本半導體和設備行業的全球市場份額，并行上升，而在當產業衰落時，它們也遵循同樣路徑，迅速跌落。 低收入低投入創新陷阱 華為面臨很大的壓力。由于技術與產品受限，華為的收入正在縮水。2021財年，華為營收6368億元人民幣，較上一年縮水了約2500億元人民幣。 盡管收入大幅縮水，華為沒有削減研發支出。2021財年，華為在研發上投入了1427 億元，與上一年基本保持一致。得益于此，華為在全球研發2500強上的排名，從2020財年的全球第二，僅跌至2021財年的全球第四，被美國的Meta與微軟反超。全球研發投入最高的前10家企業中，僅華為研發投入幾乎0增長，其余增幅多數都在12%-20%之間。 這也是中國整個芯片產業的困境。在最新的全球研發2500強中，中國企業的收入較低，利潤率墊底。企業研發強度（企業在研發上投入的金額占企業營收的比例）僅為4.7%，是日韓企業的1/2，美國企業的1/4。中國所有上市芯片企業的研發強度稍高，2022年上半年約為8%，仍低于全球同行。而美國芯片企業研發強度長期保持在20%左右，歐洲約為15%，中國臺灣與日韓均在10%左右。 美國芯片企業則以較高的研發支出，產生了較高的營收與利潤率，為進一步增加研發預算提供了空間。自20世紀90年代以來，美國半導體產業一直是全球芯片銷售的領頭羊。美國非常警惕中國的追趕。美國預計，如果不對本土企業增加補貼，全球市場份額預計將從2021年的46%，下降到2030年的36%；同期中國大陸的市場份額將從9%飆升至23%，也就是說美國失去的份額，幾乎全部為中國所得。
中國芯片企業研發強度低，也與所處的供應鏈環節與發展階段有關。中國芯片企業的資本開支強度，要高于美國與歐盟，說明最近在代工制造領域的投入較大。但即使如此，與更擅長代工制造的中國臺灣與韓國，研發強度要顯著高于中國企業。 中國半導體行業協會集成電路設計分會的理事長魏少軍，去年底就芯片設計環節，給出了更多解讀。他認為中國芯片設計前十大企業，研發投入不足，在“商業模式”的探索上作了過多的嘗試；還未做強，大企業病就已經浮現；管理層不穩定，政策不連貫。這都會影響長周期的研發。 此外，芯片產業的市場化成色不足。2022年，中國芯片設計企業總數達到了3243家，比上一年增加了400多家，其中，超過80%的企業，員工數量少于100人。這些夾縫中生存的小微企業，總也長不大，很多并非誕生于市場機制，“活得非常痛苦，就是不愿意被整合”，扮演著繼續搶政府補貼與挖行業資源的“攪局的角色”。 衰落的日本半導體業，也有同樣的問題。除了活躍在舞臺上的知名企業，目前，日本各地有大約80家不知名的上一代技術的半導體中小工廠。在解決半導體短缺的背景下，日本政府傾注了470億日元補貼，結果為這些企業續了命。它們仍然沒有未來。 硅幕割裂全球創新 砸錢只是創新的必要條件，不是充分條件。融入全球創新體系，能夠加速本土創新。但硅幕正在落下，脫鉤仍在繼續，甚至可能從技術脫鉤演變為產品脫鉤。這將撕裂全球創新體系。 據外媒報道，拜登政府正考慮不再向華為的美國供應商發放許可證，以徹底斷絕華為進口任何美國產品。 美國已經迫使荷蘭和日本就范，控制向中國出售半導體生產設備。在協議生效之前，日本與荷蘭企業，都在抓緊向中國出口關鍵設備。東京電子的營收目標下調了近 25%。 半導體制造商和設備供應商都將是輸家，最大的輸家是整個半導體行業的創新。芯片制造商涉足下一代工藝，需要新的設備與工具。設備供應商承擔了大部分研發投入與風險，需要芯片制造商共同承擔。但隨著摩爾定律越來越接近物理極限，研發新設備越來越難，而在硅幕之下，采購新設備的客戶越來越少，創新體系正在瓦解。連美國半導體行業協會也看不下去，聲明過度控制有可能損害美國的工業基礎。 如果市場完全脫鉤，那么如今這種程度的規模效應就不復存在，供應鏈效率就會大幅下降，產品成本就會大幅上升。如果全球市場一分二，雙方又都要實現規模制造，就很容易出現產品過剩。美國正在尋求本土制造的許多商品，都面臨供過于求的風險，包括芯片和光伏。 存儲芯片正在經歷著一場潰敗。韓國SK海力士公司警告說，行業低迷已是十多年來最嚴重，還將在未來幾個月進一步加深。英特爾最近一個季度收入同比下降了32%，高通的半導體業務（QCT）利潤下降了30%。泛林宣布全球裁員7%，中國大陸仍是泛林的第一大市場，但環比下滑近17%。削減研發投入，不利于長期創新；繼續追求資本支出，則會加劇未來的過剩。 主要國家和地區的半導體行業，都在追求“自主創新”，又都在提防別人卡脖子。今年，中國臺灣決定為本土芯片公司提供25%的研發成本稅收抵免。日本半導體國產化補貼達到了2萬億日元。《歐洲芯片法案》以壓倒性的投票獲得通過，目標到2030年市場占有率從目前的10%提高到20%。有統計稱，全球向世界各地的芯片制造商提供的補貼，加起來已經占到了它們年營收的60%。芯片戰已經讓市場進入畸形。 脫鉤加劇，疊加過剩危機，中國芯片企業跳出低收入低投入的創新陷阱，將長期依賴產業政策的支持，但遠不再是砸錢那么簡單了。 |
