作者:昊宇
2022年10月,美国大幅收紧半导体出口管制,重点针对这一制造工艺的结构,将半导体制造设备、化学品等纳入对华全面出口限制。不仅是对华出口,派遣美国人员在华维护设备,提供工程服务也受到监管。
此外,即使是依赖美国制造设备和化学品的现有工厂也将无法获得维护服务或化学品供应。 这会阻碍生产。因此,未来在我国设立新的半导体工厂变得困难重重。
日本和欧洲追随美国,自损八百,会导致他们的制造设备和化学品的销售额都会大幅下降。
中国绝对不能放弃半导体芯片生产。面对危机,我们该如何应对?
我想基于笔者多年对日本半导体,芯片产业的观察与思考,从微观与宏观以下几个方面阐述下我的建议
一, 日本在全球芯片产业链垄断性具体在哪里及如何应对
目前世界上一半以上的半导体生产在中国台湾、韩国和中国大陆。中国半导体生产工厂的制造设备投资也在过去几年快速增长,从2020年起,中国半导体生产已跃居全球第一。
由半导体制成的芯片在民用和军用技术中都必不可缺。没有芯片,就不可能有AI(人工智能)、无人机和精确的导弹控制。
消费技术通常也使用芯片进行控制,一辆汽车中使用了数百个芯片。
面对危机,我们该如何应对。我看到一些专家说中国芯片制造进入“黑暗森林”。且慢,遇到重大危机,我们切忌一团乱麻的思考,我们应将将问题拆解,各个击破。
首先我们要冷静分析日本在芯片产业的先进性具体在哪里。
支撑半导体技术进步的根本在于加工微型化。日本也曾生产过宽度达 20 nm(纳米)的芯片,但后来日本退出了芯片制造的竞争。
目前能生产3nm的台积电处于领先地位,韩国三星等紧随其后。台积电在7纳米及以下的尖端IC生产中占有全球90%以上的份额。 之所以会出现这种寡头垄断状态,是因为芯片制造工艺极其精细、精密,是高科技中的高科技。
日本虽然在芯片制造中退出竞争,但在用于芯片制造的设备和化学品方面仍有很多垄断和寡头垄断企业。
在芯片制造过程中,多层薄膜沉积在晶圆上,晶圆是一块金属硅板。表面经过清洗、抛光使其平整,并反复进行涂层、气相沉积、曝光和洗脱等化学处理,形成精细电路。 这个过程的次数多达500到1000次。用于各个工序的精密制造设备和用于化学处理的高纯度化学品不可缺少,基本被美国和日本的公司垄断,有些全世界只有两三个公司的寡头垄断状态。根据项目的不同,更有世界上只有唯一一家公司技术垄断。
例如,日本公司几乎垄断了镀膜机/显影机:
东京电子(TEL)拥有全球90%的市场份额,
日立高科拥有CD-SEM的80%的份额,
SCREEN拥有间歇式清洗设备拥有70%以上的份额
Fujimi拥有用于晶圆用 CMP 浆料是 85%份额。
信越化学、昭和电工、富士胶片和三菱瓦斯化学等日本公司在化学工业中占有重要地位,尽管它们不一定是垄断企业。
这些的确充分体现了日本制造业注重细节、精益求精的特点。
但是我们不妨一个个深究这些企业结构,会惊喜的发现,他们很早以前就将中国作为最大的生产基地,几乎每家公司在中国的分公司数量都占他们海外企业的最大份额。
如果我们耐心的梳理,会发现我刚才列举的所有日本芯片产业垄断公司都在中国有相当多的分公司,并肩负重要制造环节。
我们应该仔细梳理分析日本芯片制造垄断企业在华分公司情况,寻找合作与反制机遇。
不妨回忆历史,我党在战争年代之所以在对方武器装备远远优于我方的条件下,仍能取得胜利。除了先辈们的英勇无畏,还有我党高瞻远瞩的战略思路。
那么今天的中日间的芯片大战也是如此。日方在原材料供应,生产制造乃至营销上早已植根于中国,中国处于生产链,供应链中不可缺少的一环。
此时如完全脱钩,他们自己也会损失重大。
对中国芯片产业全面封锁,是西方,日本政客们为了选票拍脑瓜臆想,我接触的日本工商界现场人士的反应几乎都是“和中国完全脱钩,臣妾做不到啊”
二,从半导体芯片产业发展历史和未来趋势寻找中国机遇
其实日本本身的半导体产业也处于危机之中。
20世纪80年代,日本的半导体产业占有全球50%以上的份额,但从1990年代开始,其地位逐渐下滑至不足10%。如下表
另一方面,由于个人电脑、互联网、智能手机和数据中心等数字化的快速发展,国际半导体市场呈现出前所未有的繁荣。 目前的市场规模约为 50 万亿日元,但预计到 2030 年将翻一番,达到 100 万亿日元,并发展成为一个巨大的市场。
曾经有人说“半导体是工业的大米”,但现在连这个说法都已经过时了,半导体芯片已经成为“支撑社会的公共财”。
在知识密集型社会,“资源”就是数据,“价值”就是信息。
半导体的作用是向消费者传递“价值”。 通过系统提供给用户的体验就是“价值”,而半导体的作用就是衍生出那个价值的载体。
这就是为什么我们正在进入一个新时代,未来趋势各行各业的人员都需要了解半导体芯片,并拥有积极发挥其价值的技能。
目前,能够设计尖端半导体的玩家仅限于少数大资本公司。 如果要做出新的芯片,需要50亿到100亿日元的开发投资,需要1到2年的时间。看能不能卖出1亿部搭载它的智能手机,最终能不能盈利,这是一门生意。
但是,数据现在是支撑社会的基础设施,而数据是由半导体支撑的。既然半导体、芯片已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分,我们就必须让每个人都能用上它,而不仅仅是一些资本家。
在不久的将来,不是计算机专家的普通人也能会像自己动手的木工一样制作自己的半导体芯片。
三、从芯片产业生态特点看西方社会,日本根本无法完全对中国封锁
1,为什么会出现半导体短缺?
各种因素错综复杂地交织在一起,例如地缘政治风险、脱碳进程的加速以及因疫情危机导致的远程办公突然增加, 你可能会想,“如果还不够,为什么不做一个呢?” 然而,半导体产量不能立即增加。制作需要很多时间。
半导体的交货期很长,从设计到制造和出货需要数年时间。制造后的过程,不包括设计,最快需要三个月,最长需要半年。新冠病毒大流行彻底改变了世界各地人们的生活方式和价值观。如果出现如此大的需求波动,将影响到遍布全球的半导体。 供应链无法跟上这些变化正在导致半导体短缺。
2,从芯片制造链供应链“两链”看对中国封锁是破坏芯片产业生态的
由于半导体、芯片是技术难度较大的产品,支撑它们的供应链是全球性的、多层次的、纵深的。 仅对于负责设计和制造的参与者而言,全球市场规模就超过 50 万亿日元。随着设计支持、制造设备和材料制造商的加入,人类正在建立一个巨大的市场。
半导体年出货量达1.3万亿,比汽车1亿、智能手机15亿高出一个数量级。看看这些数字,就可以看出半导体已经像大米、小麦一样深入到我们的生活中。半导体短缺引起的恐慌是因为人们恐慌也许再也无法获得他们在日常生活中认为理所当然的东西。
比如一辆汽车,要用到几百颗以上的半导体,少了一个,汽车就不能开。
此外,如前所述,半导体行业已经构建了一个拥有众多参与者的庞大生态系统。 所以当一家公司踩刹车时,其他相关玩家也开始陆续踩刹车。供应链中会出现很多拥堵。 而欧美日本正是制造人为“刹车”破坏全球芯片产业生态的元凶。
由于美国对中国的封锁,以前由全球网络连接的供应链开始被打乱,这正在加速半导体的短缺。 过去,战争是由争夺能源引起的。但是,从现在开始,将是一个各国相互竞争半导体的时代。 半导体是一种如此重要的战略商品。
从供应链分析,除了新冠病毒带来的芯片产业链和供应链停滞之外,半导体行业本身也面临技术挑战。在半导体发展史上,众所周知,集成电路中的硅芯片上的晶体管数量每18个月翻一番,即“摩尔定律”。但目前摩尔定律正在放缓,硅片上的晶体管平均每3年翻一番,能效只是3.6年翻一番。现在每进入一个新的工艺节点,我们都要花更多的时间来保证技术的成熟度和稳定性,整体成本也大幅增加。
在这样一个全球芯片发展进入瓶颈期的时期也恰好给中国以机遇,中国可以迎头赶上。
四,从日本半导体产业为何突然衰落吸取教训总结经验
1,日本封闭保守的商业理念
在上世纪80年代,半导体产业在全球市场占有率高达50%,而现在不到10%。
从数量上看,日本的地位确实被其他国家取代了。 最大的原因是日本生产销售模式过于封闭保守, 日本半导体制造商主要是垂直整合,从设计到制造的一切都在内部或附属公司完成。因此,他们是怀着“只用我用”的理念成长起来。
与之相对。海外半导体制造商的前提是在全球范围内供应产品。由于全球用户是目标,这将是一种追求数量的商业模式。
半导体基本上是资本密集型产业,就像一面反映国力的镜子。1990年代以来日本半导体产业地位的下滑,与日本经济实力的下滑完全相似。
2,从半导体市场四次浪潮和中国文化的契合寻找中国机遇
迄今为止,半导体市场经历了三大需求浪潮:电视、个人电脑和智能手机。
日本半导体在上世纪80年代很强劲,当时第一波是电视。
电视是一种让物理空间变得舒适的工具。
第二波 PC 创造了虚拟空间,第三波智能手机使虚拟空间变得便携。这样,需求的本质分为物理空间和虚拟空间时,日本擅长前者。日本人往往喜欢同质化,他们的文化理念是“以心传心”追求读懂彼此的情绪,读懂“空气”。
与之相对,中国擅长后者。在一个多民族国家,人们早已习惯和方言、生活习惯不同的人共存交流,这是一种非常数字化的思维方式,中国人适合在虚拟空间中工作。中国的互联网,电子支付等高度发达与我们的文化习惯也是息息相通的。
那么我们展望第四波。 接下来是一个物理世界和虚拟世界通过数字孪生融合的世界。 例如,自动驾驶汽车就是这样工作的。传感器感知物理空间中的情况,将数据复制到虚拟空间,进行计算处理。 判断的结果通过执行器(驱动和控制的装置)反馈到物理空间。
而目前由于我国在智能手机,电动车领域也处于世界先进水平,可以说第四波也给了中国无限机遇,我们可以和美国,日本一起赛跑。
五,从宏观政策看中国应如何打破封锁
半导体是一个高度全球化的产业,加强国际合作、促进全球产品流通对产业健康快速发展至关重要
虚拟空间是知识密集型社会创造价值的地方,因此也有必要强化这个空间。 这不是一个应该从哪个国家赢哪个国家输的角度来看待的问题。 重要的是分工合作,融合彼此的长处,形成强大的网络。 半导体产业构建了一条广而深的全球供应链,其规模和结构不是单一国家能够建立的。 因此,每个国家都应该在自己的领域发挥自己的优势,整个世界应该共同发挥作用,实现半导体的进化和供应链的加强。
当世界变得如此复杂时,有必要考虑如何与他人建立联系,创新的源泉是汇集多人的智慧,即“集思广益”。 人类进化到今天的样子,就是因为可以共同思考。 与全球市场合作很重要。
因此欧美日本限制对华出口高科技产品,尤其是对中国的芯片封锁。这种行为不仅严重影响中国的科技发展,也影响到了世界经济的稳定。中国需要采取一些有效的对策,打破日本对中国的芯片封锁。从宏观上我们可以:
1.加强国内芯片产业的发展
中国是一个人口众多、市场巨大的国家,拥有丰富的科技人才和技术储备。中国应该加强国内芯片产业的发展,提高芯片的自主创新能力。同时,应该注重发展半导体材料、设备等下游产业,形成完整的产业链。这样不仅可以满足国内市场需求,还可以向全球市场输出高质量的芯片产品。
2.加强国际合作
虽然我们面对残酷的封锁,中国仍然要力求与其他国家的合作,共同推进半导体产业的发展。我们可以与发展中国家合作,共同研发低成本、高性能的芯片,打破国际垄断,提高发展中国家的科技水平。
3,加强技术创新
中国应该加强芯片技术的研究与创新,打破技术壁垒。我们不应盲目悲观,事实上日本也在深入观察分析中国。中国的一些成就也引起日本业界的恐慌。我们在一些领域的芯片技术已经达到了国际先进水平,例如5G芯片、AI芯片等。但在一些领域的确仍存在不足,需要加强研发。加大科研经费的投入,吸引海内外更多的优秀科学家和工程师投身芯片研究。
4,加强知识产权保护
中国应该加强对知识产权的保护,建立健全的法律体系和监管机制。打击侵犯知识产权的行为,保护国内企业的创新成果。同时,应该加强自主研发的芯片产品的知识产权申请,为企业争取更多的利益和话语权。
结语:不盲目悲观,将严峻的现实拆分,细致找出突破口,保持民族文化自信,发扬中国人民勤劳智慧的优良传统,中国人民一定会在这场新的考验中取得胜利。フォームの始まり
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