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各国“砸钱”造芯片,搞一条完整的供应链要花多少钱?

各国“砸钱”造芯片,搞一条完整的供应链要花多少钱?

2021年Q2,美国、韩国、欧盟、日本公布了全新半导体战略,而中国的半导体计划正在筹备中。据初步统计,在未来五至十年内,全球会在半导体领域投入至少1.5万亿美元。值得注意的是,根据以往的半导体发展趋势,在行业大涨之后往往会出现大跌,半导体企业投资扩产需警惕。

在过去几年里,全球半导体供应链遭遇了极大的挑战——新冠疫情和国际贸易争端极大冲击了全球供应链,也暴露出各国供应链端存在的弊端。这种背景下,各国政府开始聚焦“内循环”,一场以“修炼内功”为主的半导体竞赛正在拉开序幕。zr5esmc

2021年Q2,美国、韩国、欧盟、日本公布了全新半导体战略,而中国的半导体计划正在筹备中。据初步统计,在未来五至十年内,全球会在半导体领域投入至少1.5万亿美元。值得注意的是,根据以往的半导体发展趋势,在行业大涨之后往往会出现大跌,半导体企业投资扩产需警惕。zr5esmc

各地推出半导体战略计划

全球半导体行业的发展已进入新阶段,与过去强调更经济的“全球分工合作”不同,现在大家重点聚焦于半导体全产业链的建设。zr5esmc

·美国“半导体激励计划”,5年投资520亿美元

5月11日,64家企业共同宣布成立美国半导体联盟(Semiconductors in America Coalition,SIAC),该组织的首件工作是敦促美国国会通过520亿美元的“半导体激励计划”。两天后,美国参议院公布了修改后的两党提案,正式批准了“半导体激励计划”,目标是在五年内大幅提升美国的芯片生产、研发能力。zr5esmc

520亿美元的资金包括了——390亿美元的生产和研发资金、105亿美元的项目实施资金以及15亿美元的紧急融资。其中的15亿美元紧急融资,将用来帮助西方企业在设备上的“去中国化”——替换掉华为和中兴通讯的设备,以加快发展美国运营商支持的开放式无线接入网。zr5esmc

2021年6月8日,美国白宫又公布了一份厚达250页的关键产品供应链风险评估报告,其中包括对半导体供应链的评估。在这份评估报告中,白宫表露出对美国半导体过度依赖其他国家或地区供应商的担忧。zr5esmc

比如,美国的前沿逻辑芯片主要依靠中国台湾,成熟节点芯片需求主要依赖中国台湾、韩国和中国大陆,美国的封测主要依赖亚洲的企业。SIA估计,一旦台湾地区的逻辑芯片代工生产中断,或将导致美国电子设备制造商损失近5000亿美元。对此,业内专家认为,在过去30年里,美国制造业逐步往外移,是导致其在供应链方面容易受制于其他国家的原因之一。zr5esmc

不过,也有分析师预估,美国若想要实现全半导体供应链的自主可控,需要投入9000-12250亿美元。因此,“半导体激励计划”似乎还不够诚意。zr5esmc

·韩国“K-半导体战略”,10年投资510万亿韩元

如果说美国“半导体激励计划”是小打小闹,那么韩国的“K-半导体战略”就诚意十足。zr5esmc

2021年5月13日,韩国政府发布了“K-半导体战略”——政府和企业将在京畿道和忠清道规划半导体产业集群,集半导体设计、原材料、生产、零部件、尖端设备等为一体,旨在主导全球半导体供应链。因建设区域规划和字母K相近,故称之为“K-半导体产业带”。在投资金额方面,到2030年,韩国将向半导体领域投资510万亿韩元,中大部分资金来自私营企业,总计有153家企业加入。zr5esmc

“K-半导体战略”涉及税收、金融、放宽限制、人才培养和立法。主要有以下几点:第一,扩大税收补贴。减免半导体企业40%-50%的研发投资税金和10%-20%的设施投资税金。2021年下半年至2024年期间,从事“关键战略技术”大型企业的资本支出税收优惠从最高3%提升到6%;第二,增加金融援助。将新设1万亿韩元(约合57.07亿人民币)以上的“半导体设备投资特别资金”,为企业设备投资提供以低息长期贷款。第三,放宽化学物质限制。将降低化学物质、高压气体、温室气体传播应用设备等半导体设施相关规定的门槛。第四,人才培养。到2031年,培养3.6万名半导体人才,新设相关学科。此外,政府还承诺更多有利于半导体的立法。zr5esmc

·欧盟“2030数字罗盘”计划,生产全球20%高端半导体

新冠疫情的爆发让欧盟意识到,其关键性技术已经过多依赖中美企业。今年2月,欧盟19国推出了“芯片战略”,计划为欧洲芯片产业投资约500亿欧元(3860亿人民币),打造欧洲自己的半导体生态系统。为减少对非欧洲技术的依赖,欧盟还推出了“2030数字罗盘”计划,希望到21世纪20年代末,能生产全球20%的半导体尖端半导体。zr5esmc

在“2030数字罗盘”计划中,欧盟对要实现的数字能力目标进行了具体化,涵盖数字化教育于人才建设、数字基础设施、企业数字化和公共服务数字化等四个方面。这些远景达成的时间节点主要集中在2030年。zr5esmc

届时,欧盟各国80%以上的成年人具备基本的数字技能,拥有2000万信息技术领域的专业工作人员;所有家庭实现千兆网络连接,人口密集地区实现5G网络覆盖,并在此基础上发展6G;欧盟将能生产全球20%的半导体尖端半导体;75%的欧盟企业使用云计算服务、大数据和人工智能,90%以上的中小企业达到基本的数字化水平;所有关键公共服务都可提供在线服务。zr5esmc

·日本确立“半导体数字产业战略”

2021年6月4日,日本经济产业省宣布,该国已完成对半导体、数字基础设施及数字产业战略的研究汇总工作,确立了“半导体数字产业战略”。zr5esmc

根据“半导体数字产业战略”,日本将加强与海外的合作,联合开发尖端半导体制造技术并确保生产能力。加快数字投资,强化尖端逻辑半导体设计和开发;促进绿色创新;优化国内半导体产业布局,加强产业韧性。zr5esmc

日本经济产业发言人强调,半导体作为支撑数字社会的基础至关重要,经产省致力于将“半导体数字产业战略”体现在今后的预算编制中。zr5esmc

中国“芯片对抗”计划投资1万亿美元?

近日,外媒报道称,中国正针对半导体展开一项“芯片对抗”计划,旨在帮助中国芯片制造商克服美国制裁。该计划由国务院副总理刘鹤主导,包括了庞大的投资组合,涵盖贸易、金融和技术,目前已经预留了1万亿美元的政府资金。zr5esmc

之前业内就有消息称,我国“2030计划”和“十四五”规划明确将第三代半导体列为重点发展方向。计划在2021-2025年期间,在教育、科研、开发、融资、应用等各方面,大力支持发展第三代半导体产业发展,并承诺投入1.4万亿美元到无线网络、人工智能等技术领域。外媒的报道或与上述内容存在联系。zr5esmc

近年来,我国积极发展集成电路产业,并先后发布多个鼓励性、支持性政策。2014年9月,国家大基金一期成立,注册资本987.20亿元,发行优先股400亿元。资金主要流向集成电路制造(67%)、设计(17%)、封测(10%)、装备材料类(6%)领域。zr5esmc

大基金一期投资期间,国产半导体企业做出了一些成绩——中芯国际和华虹分别于2015年、2018年量产28nm制程;2016年长电科技完成对新加坡新科金朋的收购,成为全球第三大封测公司;通富微电收购AMD马来西亚槟城和中国苏州两厂85%的股权(2020年完成对马来西亚槟城封测厂100%的股权并购)。zr5esmc

2020年10月,国家大基金二期成立,仅注册资本就达到了2041.5亿元,重点投资半导体材料和设备企业。到现在,大基金二期的投资还在进行中,市场上已经涌现出中芯国际、韦尔股份、卓胜微、三安光电、北方华创、闻泰科技、华润微、兆易创新、中环股份等一批市值达千亿人民币的国产半导体企业。zr5esmc

半导体企业投资扩产需谨慎

各国、各地区的针对半导体的举措,也促进了半导体制造商的投资。据SEMI最新预测显示,为满足市场对芯片的需求,到2022年全球将新建29座晶圆厂(2021年新增19座高产能晶圆厂,2022年新建10座),总设备支出将超过1400亿美元。zr5esmc

按地域划分,中国大陆、中国台湾各新增8座,美洲地区新增6座,欧洲和中东地区新增3座,日本和韩国各新增2座。在这29座晶圆厂中,主要以300mm晶圆生产为主(2021年新建15座,2022年新建7座)。其余7座是100mm、150mm和200mm晶圆厂,预估29座晶圆厂每月可生产260万片晶圆(8英寸等效)。zr5esmc

根据IC Insights数据显示,2020年半导体行业资本支出总计为1130亿美元,2021年半导体行业资本支预计提升会16%-23%。其中,三星电子、台积电、英特尔2021年的支出将占到全球半导体企业总支出的50%以上。zr5esmc

2021年,三星电子的支出约为279亿美元,与2020年的支出金额持平;台积电年计划投资300亿美元,比去年的支出金额提升74%;英特尔计划投资195亿美元,较去年提升了37%。zr5esmc

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图1 图片来源:semiwiki(绿色柱状图表示半导体资本支出的年度变化【左轴】;蓝线表示半导体市场的年度变化【右轴】。标有“资本支出危险线”的红线表示资本支出增长超过40%会导致半导体市场陷入困境)zr5esmc

另外,半导体行业在繁荣过后一般会有一个萧条期,在需求旺盛的时候,企业会增加投资扩大产能,当需求放缓,市场则会出现产能过剩。观察图1可知,当半导体资本支出大幅增加之后,市场在一至两年内会出现下降的趋势。zr5esmc

比如,1984年半导体市场增长了46%,资本支出增长106%,到1985年市场下跌17%;1988年半导体市场增长了38%,资本支出增长57%,紧接着1989年半导体市场下跌30%。随后的1995年、2000年、2004年、2010年、2017年,均是半导体发展周期中的最高点,这些高点也伴随着大量的资本支出,在半导体市场和投资高点过后,紧接着就会进入萧条期。zr5esmc

2020年下半年,新一轮半导体周期的上升期开始。到2021年年中,全球半导体市场仍呈现上升的态势,据业内人士预估,芯片市场供不应求的局面,至少会持续到2022年年中。《国际电子商情》也提醒业内企业,在决定本轮上升周期扩充产能之前,先研究半导体行业的繁荣-衰退周期。尤其是在2022年年中以后达产的项目,需要特别权衡投资回报率。zr5esmc

小结:全球合作才能共赢

目前,各国/地区均在强调半导体供应链的重要性。有趣的是,欧美、日韩和中国都认为自己的半导体产业过于依赖其他地区的供应商。zr5esmc

实际上,这与半导体产业链的特点有很大的关系。根据白宫的供应链评估报告:半导体生产过程涉及多国多地区,其产品可能要跨越70次国际边界,整个过程需要长达100天,其中约有12天是供应链步骤之间的中转。zr5esmc

美国的半导体设计生态全球领先,但产业高度依赖对中国的销售和有限的IP、劳动力及制造资源。韩国和中国台湾的芯片制造是业界的标杆,其设备和EDA软件需要欧美企业的大力支持,中国拥有全球最大的半导体市场,但其半导体制造还有很大的提升空间。zr5esmc

目前,虽然各国针对半导体的政策非常积极,但是半导体是资金、技术密集型行业,需要企业大量的资金和长期的人才投入。同时,各国半导体产业链各有优势和劣势,对半导体全产业链的建设,需要各国共同发力才能实现共赢。zr5esmc

原创
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李晋
国际电子商情助理产业分析师,专注汽车电子、人工智能、消费电子等领域的市场及供应链趋势。
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