從芯片戰(zhàn)到資源戰(zhàn)，漸行漸遠(yuǎn)的半導(dǎo)體全球化

反制升級(jí)，“芯片戰(zhàn)”已升級(jí)到“資源戰(zhàn)”

根據(jù)商務(wù)部和海關(guān)總署發(fā)布的最新公告，為保護(hù)國(guó)家安全和維護(hù)國(guó)家利益，經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，自2023年8月1日起，對(duì)于鎵、鍺及其相關(guān)物項(xiàng)將進(jìn)行出口管制。相關(guān)規(guī)定詳細(xì)列出了對(duì)鎵、鍺以及其各種形態(tài)和化合物的出口管制細(xì)節(jié)，包括單質(zhì)金屬、化合物以及不同形態(tài)的物項(xiàng)。如果沒(méi)有獲得相應(yīng)的許可，這些物項(xiàng)將不得出口。

一方面，鎵相關(guān)物項(xiàng)包括金屬鎵、氮化鎵、氧化鎵、磷化鎵、砷化鎵、銦鎵砷、硒化鎵和銻化鎵等。此外，鍺相關(guān)物項(xiàng)也進(jìn)行了詳細(xì)的列舉，包括金屬鍺、區(qū)熔鍺錠、磷鍺鋅、鍺外延生長(zhǎng)襯底、二氧化鍺和四氯化鍺等。

公告解釋?zhuān)舜握哒{(diào)整是為了維護(hù)國(guó)家的核心利益和安全。2020年全球粗鎵產(chǎn)量為300噸，其中中國(guó)粗鎵產(chǎn)量為290噸，占比高達(dá)96.67%。這一政策將對(duì)于中國(guó)及全球的鎵、鍺相關(guān)行業(yè)將產(chǎn)生重大影響。

鎵是目前世界上最稀缺的金屬元素之一，它是制造半導(dǎo)體材料的一種重要原材料。在生產(chǎn)機(jī)器人、智能手機(jī)、平板電腦和其他高科技產(chǎn)品時(shí)，半導(dǎo)體芯片是不可或缺的，而鎵是半導(dǎo)體材料的重要組成部分之一。鎵被稱(chēng)為芯片“維生素”，而市場(chǎng)的壟斷導(dǎo)致了價(jià)格的波動(dòng)。專(zhuān)家指出，因?yàn)楣?yīng)短缺而價(jià)格飆升，這對(duì)制造商來(lái)說(shuō)是極具挑戰(zhàn)性的。氮化鎵是未來(lái)鎵金屬需求增長(zhǎng)的重要支撐。從消費(fèi)結(jié)構(gòu)上看，金屬鎵占比最大的下游為砷化鎵，其次為氮化鎵、氧化鎵等，主要應(yīng)用于LED、永磁材料、無(wú)線(xiàn)通訊領(lǐng)域。在無(wú)線(xiàn)通訊領(lǐng)域，砷化鎵為第二代半導(dǎo)體材料的代表，主要應(yīng)用范圍為3G和4G智能手機(jī)，市場(chǎng)比較成熟，未來(lái)增量不大。而氮化鎵作為第三代半導(dǎo)體材料的代表，由于具有高功率、高抗輻射、高效、高頻的特點(diǎn)，可應(yīng)用于5G網(wǎng)絡(luò)、快速充電、商業(yè)無(wú)線(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施、電力電子和衛(wèi)星市場(chǎng)，前景廣闊。

2019年，由于中美貿(mào)易戰(zhàn)導(dǎo)致供應(yīng)鏈大幅度調(diào)整和未來(lái)產(chǎn)能推遲等問(wèn)題，鎵價(jià)格一度瘋漲。2020年，國(guó)際原材料市場(chǎng)低迷，再加上新冠疫情等影響全球的因素，導(dǎo)致鎵價(jià)一度下跌。

美日荷對(duì)中國(guó)大陸半導(dǎo)體設(shè)備的限制措施，來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)整理

業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，這次中國(guó)對(duì)鎵、鍺以及其各種形態(tài)和化合物的出口管制是針對(duì)美日荷等國(guó)對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)禁令的一種反制措施。只不過(guò)在這場(chǎng)游戲中，沒(méi)有明顯的贏家。

2023年3月，荷蘭政府宣布對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)出口實(shí)施新的限制，但中國(guó)10nm及以上制程光刻機(jī)的進(jìn)口不受影響。限制主要針對(duì)7nm及以下制程的先進(jìn)芯片制造技術(shù)，包括最先進(jìn)的沉積設(shè)備和浸潤(rùn)式光刻系統(tǒng)，涉及ASML的TWINSCAN NXT：2000i 和 TWINSCAN NXT：2050i兩款產(chǎn)品。然而，未被禁運(yùn)的NXT 1980i等設(shè)備仍可支持至少10nm的芯片生產(chǎn)。就在不久之前，荷蘭最新規(guī)定要求企業(yè)出口先進(jìn)設(shè)備需獲得許可證，該決定將于9月1日生效。同時(shí)可能連1980Di光刻機(jī)也無(wú)法出售，將使中國(guó)獲得的DUV光刻機(jī)更為落后。顯然，這影響中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也對(duì)荷蘭自身的芯片設(shè)備產(chǎn)業(yè)造成影響。

自1988年ASML向中國(guó)出口第一臺(tái)步進(jìn)式光刻機(jī)，在35年的漫長(zhǎng)時(shí)間，中國(guó)已經(jīng)成長(zhǎng)為ASML最大市場(chǎng)之一，光刻機(jī)總裝機(jī)量也早就超過(guò)了1000臺(tái)。ASML為了防止光刻機(jī)被逆向工程因此在所有設(shè)備中都加入了監(jiān)測(cè)模塊來(lái)監(jiān)控光刻機(jī)的狀態(tài)。在芯片三方協(xié)議逐漸落地之后，這1000臺(tái)ASML光刻機(jī)也成為巨大的不確定因素。一旦ASML不再為這些光刻機(jī)提供維修和維護(hù)、調(diào)試等服務(wù)，那么對(duì)于這些高度依賴(lài)ASML設(shè)備的國(guó)產(chǎn)芯片企業(yè)來(lái)說(shuō)也將立刻“停擺”。

當(dāng)前全球芯片市場(chǎng)進(jìn)入下行周期，美國(guó)芯片企業(yè)陷入困境，而全球芯片設(shè)備市場(chǎng)的萎縮也將進(jìn)一步打擊ASML。唯一還在對(duì)芯片制造進(jìn)行擴(kuò)張的是中國(guó)企業(yè)，尤其是中芯國(guó)際大舉建設(shè)工廠(chǎng)和采購(gòu)DUV光刻機(jī)。然而，ASML現(xiàn)在被進(jìn)一步限制向中國(guó)出售DUV光刻機(jī)，今年的光刻機(jī)出貨量可能無(wú)法達(dá)到預(yù)期。

供應(yīng)鏈全球化的形成與死亡

如同亞當(dāng)·斯密在《國(guó)富論》中所言，分工是通過(guò)提高勞動(dòng)者的技能，推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。半導(dǎo)體全球供應(yīng)鏈的形成就是人類(lèi)社會(huì)遵循這種經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律的結(jié)果。

財(cái)經(jīng)記者曾航曾經(jīng)寫(xiě)過(guò)一本書(shū)叫《一只iPhone的全球之旅》，講述了iPhone幕后的故事。蘋(píng)果的iPhone手機(jī)在美國(guó)設(shè)計(jì)，在日本制造關(guān)鍵零部件，由韓國(guó)制造最核心的芯片和顯示屏，由中國(guó)臺(tái)灣廠(chǎng)商供應(yīng)另外一些零部件，最后在深圳的富士康工廠(chǎng)里組裝，然后空運(yùn)到美國(guó)，再被蘋(píng)果商店門(mén)口排隊(duì)的華人買(mǎi)走，走私回中國(guó)，然后賣(mài)到中國(guó)各地，然后又被深圳的手機(jī)作坊回收翻新再出售，最后被當(dāng)作電子垃圾拆解回收……

這是過(guò)去十幾年最成功的的供應(yīng)鏈全球化案例。如同iPhone的發(fā)展一樣，其背后代表了半導(dǎo)體供應(yīng)鏈全球化的成功。供應(yīng)鏈全球化的核心是賺錢(qián)。其受到諸多因素影響，如成本、交貨期、能力、技術(shù)、市場(chǎng)、社會(huì)、政治等。其中，標(biāo)準(zhǔn)化、技術(shù)轉(zhuǎn)移、市場(chǎng)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、文化、社會(huì)穩(wěn)定性、教育水平、地緣政治和外交關(guān)系都會(huì)直接或間接地影響利潤(rùn)。全球供應(yīng)鏈的存在能為每個(gè)環(huán)節(jié)的企業(yè)帶來(lái)利潤(rùn)。如果破壞全球供應(yīng)鏈，就相當(dāng)于搶奪了企業(yè)的利潤(rùn)，這是不能被接受的。

值得一提的是，供應(yīng)鏈全球化之所以形成，是因?yàn)檎畬?duì)市場(chǎng)行為的默許。然而，政府的介入，特別是不適當(dāng)?shù)慕槿耄赡軐?dǎo)致全球供應(yīng)鏈出現(xiàn)問(wèn)題。

“全球化幾乎接近死亡，自由貿(mào)易也快消失了。很多人仍然希望它們能回來(lái)，但我認(rèn)為它們不會(huì)回來(lái)?！?022年，臺(tái)積電創(chuàng)始人張忠謀在出席臺(tái)積電亞利桑那州移機(jī)典禮時(shí)表示，地緣政治已經(jīng)徹底改變了半導(dǎo)體制造商面臨的處境，并警告說(shuō)“全球化和自由貿(mào)易幾乎已死”，而且不太可能卷土重來(lái)。很多西方的企業(yè)家也同意這個(gè)觀點(diǎn)，認(rèn)為全球化已經(jīng)走到頭了。

由美國(guó)主導(dǎo)的聯(lián)合日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣組建的“芯片四方聯(lián)盟”（Chip 4），希望將中國(guó)大陸排除在全球供應(yīng)鏈之外。此外，荷蘭對(duì)華禁售光刻機(jī)的問(wèn)題，以及日本政府對(duì)23種半導(dǎo)體制造設(shè)備的限制問(wèn)題等，都顯示了一個(gè)在政治主導(dǎo)的環(huán)境下，人為破壞全球供應(yīng)鏈的事實(shí)已經(jīng)形成。

半導(dǎo)體全球化分工的破壞因素有多個(gè)方面，從2018年開(kāi)始的針對(duì)中國(guó)企業(yè)的制裁是誘因，此后又疊加了新冠肺炎疫情和芯片短缺的恐慌。在這種大背景下，全球投資半導(dǎo)體制造的資本正從民間轉(zhuǎn)向政府主導(dǎo)。2014年，中國(guó)出臺(tái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展綱要之后，包含美國(guó)、日本、韓國(guó)、歐盟和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)，都紛紛出臺(tái)了自己的芯片法案及刺激措施。這些國(guó)家和地區(qū)占有率全球半導(dǎo)體產(chǎn)能的95%。如果每個(gè)國(guó)家都搞一套自己的產(chǎn)業(yè)鏈，最終結(jié)果就是全球化停止，全球供應(yīng)鏈出現(xiàn)碎片化。

應(yīng)該說(shuō)，中國(guó)在過(guò)去20年當(dāng)中是全球化進(jìn)程的受益者。破壞掉了全球化，中國(guó)一定面臨最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，中國(guó)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式是以Fabless+代工+服務(wù)模式為主。設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)三個(gè)環(huán)節(jié)互相分離。這在全球化分工的大背景下是沒(méi)有問(wèn)題的，可以更好的提高生產(chǎn)效率，臺(tái)積電就是因這種模式崛起。但是在逆全球化的大背景下就會(huì)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此未來(lái)中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)可能會(huì)回歸IDM模式為主。

應(yīng)對(duì)逆全球化，中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的真實(shí)實(shí)力如何？

那么在這種背景下，中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)是否應(yīng)該放棄全球化，躲進(jìn)小樓成一統(tǒng)，滿(mǎn)足于內(nèi)循環(huán)呢？我們先來(lái)看看中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的真實(shí)實(shí)力。

2013~2022年國(guó)產(chǎn)集成電路占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)比例，來(lái)源：CSIA 2023

國(guó)產(chǎn)高端通用芯片市場(chǎng)占有率

清華大學(xué)微電子學(xué)研究所所長(zhǎng)魏少軍教授在日前舉行的第二屆中國(guó)·南沙國(guó)際集成電路產(chǎn)業(yè)論壇上曾經(jīng)表示，盡管中國(guó)國(guó)產(chǎn)集成電路的銷(xiāo)售收入不斷增加，國(guó)產(chǎn)芯片占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占比在2022年達(dá)到41.4%。但目前主要產(chǎn)品仍然以中低端為主，相關(guān)企業(yè)的年收入規(guī)模仍然較小，還有很大一部分需求需要進(jìn)口。特別是國(guó)產(chǎn)高端通用芯片的占比仍然較低，只有在功能手機(jī)的SOC占比在2021年達(dá)到了70%。最核心的服務(wù)器CPU、PC CPU/GPU的占比均低于10%。

制造產(chǎn)能方面，中國(guó)晶圓制造工藝停滯于14nm，晚于國(guó)際領(lǐng)先水平四五年，且代工產(chǎn)能?chē)?yán)重不足，每月需要150萬(wàn)片產(chǎn)能，目前僅有44萬(wàn)片。

對(duì)于上市半導(dǎo)體企業(yè)來(lái)說(shuō)，其情況更糟。按業(yè)務(wù)范疇劃分，材料企業(yè)有22家，封測(cè)企業(yè)8家，裝備和零部件企業(yè)19家，設(shè)計(jì)企業(yè)最多，有82家，制造企業(yè)4家。這135家在2023年4月30日的總市值是30825億元，全產(chǎn)業(yè)鏈半導(dǎo)體企業(yè)的總市值加起來(lái)不及英偉達(dá)的一半，平均毛利率為39.1%，研發(fā)支出占14.3%，不體現(xiàn)高科技含量。在科創(chuàng)板上市的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)平均毛利率更低，只有34.2%，盡管其研發(fā)投入占比達(dá)到20.8%。但62家企業(yè)的研發(fā)總量?jī)H為29.1億美元。換句話(huà)說(shuō)，把這29億美元集中起來(lái)做5nm的芯片，大概可以做10顆。這顯示了中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)面臨重大挑戰(zhàn)，需要資本、人才和技術(shù)的全面提升。

綜上來(lái)看，中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整體實(shí)力與國(guó)際同行相比還有很大的差距，在這種情況下，自我封閉、放棄全球化威脅不了對(duì)手，只能威脅自己。

如何推動(dòng)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的再全球化？

外部環(huán)境是逆全球化，內(nèi)部實(shí)力還比較弱小。內(nèi)外交困的情況下怎么辦？魏少軍教授認(rèn)為，還是要繼續(xù)擁抱全球化，堅(jiān)定信心往前發(fā)展。

魏少軍教授認(rèn)為，中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)升級(jí)是一種正向升級(jí)，符合事物發(fā)展的規(guī)律，無(wú)論是附加值、技術(shù)、用工、生產(chǎn)率、產(chǎn)業(yè)鏈、重要性還是競(jìng)爭(zhēng)力，都是由低到高，從邊緣到中心。而美國(guó)的制造業(yè)回歸和產(chǎn)業(yè)重建，是一種逆向回歸，將已經(jīng)空心化的制造業(yè)重新建成，這個(gè)非常難。

半導(dǎo)體全球化分工的一個(gè)重要事實(shí)是，過(guò)去幾年在年均復(fù)合增長(zhǎng)率非常高的情況下，絕大部分的貢獻(xiàn)是由外資在華企業(yè)提供的。

另一方面，中國(guó)仍然是全球最大的芯片市場(chǎng)。中國(guó)制造業(yè)強(qiáng)大，其完整的工業(yè)體系與龐大的市場(chǎng)影響力源于人民生活水平提升和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。中國(guó)將繼續(xù)在生產(chǎn)和消費(fèi)兩方面發(fā)揮作用。中國(guó)的超大芯片市場(chǎng)地位短期內(nèi)不會(huì)變。

另外雖然政治局勢(shì)復(fù)雜，但業(yè)界對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的認(rèn)識(shí)深刻，他們知道這是一個(gè)不可或缺的市場(chǎng)。政治家與企業(yè)家的視角是不同的，企業(yè)家更關(guān)心實(shí)際利益。只有保持全球供應(yīng)鏈的完整性，才能為企業(yè)帶來(lái)真正的利潤(rùn)。這也是為何微軟、特斯拉的創(chuàng)始人近段時(shí)間都來(lái)華訪(fǎng)問(wèn)，Nvidia創(chuàng)始人黃仁勛也警告，中國(guó)的半導(dǎo)體公司已經(jīng)開(kāi)始制造自己的芯片，與英偉達(dá)在市場(chǎng)暫居領(lǐng)先的游戲、繪圖和人工智能處理器進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。黃仁勛表示，中國(guó)是科技產(chǎn)業(yè)非常重要的市場(chǎng)，中國(guó)如果沒(méi)辦法買(mǎi)到他們想要的東西，他們就會(huì)自己做，所以說(shuō)，美國(guó)一定要小心處理對(duì)中貿(mào)易政策。美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)總裁兼CEO約翰 紐菲爾也表示，“中國(guó)是我們最大的市場(chǎng)，我們不能缺席?！?/p>

前段時(shí)間意法半導(dǎo)體和三安光電在重慶合資建設(shè)8英寸SiC工廠(chǎng)，反映了產(chǎn)業(yè)界對(duì)半導(dǎo)體全球化的認(rèn)識(shí)。什么都可以騙人，只有資本的流動(dòng)和利潤(rùn)不會(huì)騙人。

最后，在面臨壓力的情況下，中國(guó)須堅(jiān)守自立自強(qiáng)，拆解封鎖和遏制，而非自我封閉。堅(jiān)持開(kāi)放，爭(zhēng)取更多合作，實(shí)現(xiàn)共贏。這并不僅限于中國(guó)與世界的共贏，更體現(xiàn)在中國(guó)保持半導(dǎo)體全球供應(yīng)鏈的完整性上。自立自強(qiáng)并非封閉，而是有針對(duì)性地破解封鎖和遏制。不管是“芯片戰(zhàn)”還是“資源戰(zhàn)”，適當(dāng)?shù)姆磽簦渥罱K目的都是在自我防御的情況下盡可能的維護(hù)全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈穩(wěn)定和安全。在這個(gè)過(guò)程中，中國(guó)不僅要繼續(xù)保持開(kāi)放態(tài)度，同時(shí)要強(qiáng)調(diào)合作，在全球化產(chǎn)業(yè)鏈的價(jià)值重塑中獲得更大的成功。