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半导体制造,我们亚洲是怎么打败美国的?

2022-06-14
来源:C次元

昔日的霸主已尽显疲态,但冰冻三尺,非一日之寒。

2021年5月,时任韩国总统的文在寅结束了为期五天的美国访问,走出白宫赶往亚他兰大的那一刻,难掩内心喜悦的他登陆社交网站,迫不及待地分享了自己的心情——“这是我经历的最好的出访,成果简直超出预期!”

芯片换疫苗的故事,自此开始。

文在寅那边,承诺向美国提供390亿美元的战略投资,光是三星向新芯片工厂砸下的170亿美元,就占这笔投资的一半。拜登那边,则同意与韩国就新冠疫苗的供应和研发建立伙伴关系,帮助文在寅政府在疫苗供应上筑造更牢固的压舱石。

转眼,一年过去了。

2022年5月,拜登正式出访亚洲。有意思的是,他这次打破了“先日后韩”的传统顺序,当私人飞机刚抵达驻韩美军空军基地,拜登随即赶往三星位于京畿道平泽的半导体工厂。在那里,韩国总统尹锡悦已在工厂正门“恭候多时”。

来自芯片的压力依旧盘旋在拜登头顶,“睡王”总统之所以不按常理出牌,最先参观韩国三星的芯片制造基地,也是考虑到芯片供应已成为白宫当下的关键事项之首。实际上,在过去一年多的时间里,白宫已将芯片产业提升到“战时警戒”的历史高度。

自上任以来,拜登也不断推出新的法案和预算,试图实现美国半导体制造业的复兴。无论是老牌芯片巨头英特尔的革新与转型,还是IBM迫不及待地祭出2nm制程工艺的最新“撒手锏”,本质上都是美国在芯片行业努力反击的几个切片。

01

落伍亚洲的AB面

“我们远未走出困境。”

一个月前,美国商务部长雷蒙多(Gina Raimondo)曾在推特上警告,美国的半导体供应链依旧非常脆弱,且这样的焦虑还将在在未来几年持续下去。她还预测称,全球半导体短缺可能延续至2023年,甚至更久,一些美国公司或将因芯片走向停产或裁员。

2021年至今,“芯片法案”一直是摆在雷蒙多眼前最紧要的任务,拜登政府希望通过这项法案,启动一项高达520亿美元的激励计划,以此振兴美国的芯片制造。最终目的,是实现半导体产业的复兴,并逐渐形成对中国芯片产业链的打压,而拜登过去一年的多项国际举措,确实是在明里暗里剑指中国。

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 现实很骨感。

根据美国半导体行业协会(SIA)2021年的一份报告,美国想要彻底转向自给自足的半导体供应链,可能需要花费十年的时间修筑护城河,且累计投资甚至要高达1万亿美元。产业层面的反击,美国确实没有太多时间了,早在上世纪九十年代,世界上有40%的半导体是在美国生产制造的,但现在已下滑至12%。

“我们等待的每一天,都有可能是落伍的每一天。”面对亚洲军团咄咄逼人的攻势,上下承压的美国商务部长雷蒙多是最焦虑的。美国是半导体行业的起源地,曾经也是半导体领域的先驱者,这些年的霸主地位却逐渐被亚洲军团反超,打江山容易,守江山难,想要夺回失去的半壁江山,更是难上加难。

2020年,美国累计对外进口了约941亿美元的芯片,与2019年的数据相比却猛增了20%,制造业回迁迫在眉睫。特别是在晶圆代工领域,台积电和三星已揽下全球高达70%的市场份额,台积电更是以54%的市占率坐稳半导体公司市值榜首,业务订单可谓一骑绝尘,营收数据在业界难逢敌手。

这里,也想给读者们提个醒。

虽然美国在晶圆制造方面目前落后于亚洲,但晶圆制造只是整个芯片产业链的关键环节之一。芯片设备、芯片材料以及EDA/IP都属于半导体的底层技术,作为产业价值链上的“命门”,美国一直不落下风。

作为芯片设计最上游、也是最高端的价值细分,EDA(Electronic Design Automation,电子自动化设计)和IP(Intellectual Property Core)目前是我国芯片最为薄弱的环节,但却是美国的优势所在,后者以高达70%的市占率牢牢占据主导地位。EDA领域的三家领头羊公司,新思科技、Cadence和此前被西门子收购的Mentor都属于美国阵营。

半导体生产的整个过程,其实涉及超过50种不同类型的测试与制造设备,特别是让很多国家“卡脖子”的光刻工具,直接决定了芯片的先进程度,堪称多领域顶级技术的集合体。在半导体设备领域,美国的市场份额一直稳定在40%以上,但中国却只能在5%左右徘徊。

02

非一日之寒

美国商务部曾发布了一份关于半导体供应链的调查报告,150家参与调研的公司涵盖了目前美国所有的主要芯片制造商。报告指出,美国的半导体整体库存已经从2019年的40天下降到2021年的不到5天,2022年的情况则更严峻。

“我们不能再等了。”

拜登自己其实十分清楚,在白宫试图解决芯片短缺造成的政治和经济难题时,同样也面临着一个不争的现实:芯慌,目前没有立即解决的办法,一系列努力的结果需要数年时间才能显现,那些砸下去的钱,对短期内解决供应危机其实毫无帮助。

昔日的霸主已尽显疲态,但冰冻三尺非一日之寒。芯片生产目前在亚洲高度集中,回头看,这其实是多年酝酿的老问题。

半导体芯片主要有三类运作模式。

第一类是IDM(Integrated Device Manufacture),可以集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身,以三星、英特尔德国企业为代表;第二类是Fabless,只负责芯片的电路设计与销售,将生产、测试、封装等环节外包,以联发科、博通为代表;第三类是Foundry(代工厂),只负责制造、封装或测试的其中一个环节,最典型的是台积电和联华电子。

英特尔是IDM模式的拥趸,自成一体,拥有包括设计、制造、封装以及销售在内的完整产业链,几乎所有产业链的制造环节都能拽在手里自己干。作为美国制造业的一颗明珠、乃至二十世纪美国资本神话的关键组成部分,辉煌时期的英特尔一度只生产技术最复杂、利润最高的部件,叱咤江湖,IDM无疑是一把利剑,目前也仅有三星和德州仪器这样的芯片巨头能hold住全产业链的业务流程。

只是,成也萧何,败也萧何。

IDM模式自有其弊端。

一是,那些采用IDM模式的公司往往需要兼顾整个产业链条,既要搞好芯片设计,又要为工艺研发头疼,还要考虑产品制造等一堆事情,很难专注于研发制程,容易在制程方面“掉链子”。

二是,以英特尔为代表的的IDM们,不得不扛下公司规模庞大、管理和运营成本高昂以及资本回报率低下等先天硬伤,而这些硬伤,又在英特尔这样的领头羊身上被放大,最终导致大象难转身,大船难调头。

三是,近几年的芯片行业分工越来越细,代工模式日渐吃香,英特尔的市场也不断被台积电为首的代工厂慢慢蚕食。伴随着晶圆代工模式的兴起,晶圆制造的中心逐渐从欧美等过向亚洲国家转移,台湾以及韩国逐渐成为美国芯片制造商的外包方。

冰冻三尺,并非一日之寒。

美国这些年缺失的,不只是一个平衡的产业结构,摆在拜登面前的还有数十年的人才流失,以及那片很难重塑的产业和文化土壤。

03

拜登,骑虎难下

“这个行业诞生于美国。”

国家层面的半导体复兴,关乎核心产业的命脉,而作为美国半导体芯片巨无霸的英特尔,更是在拜登总统的呼吁下立下了军令状。该公司首席执行官基辛格(Pat Gelsinger)不只一次在公开场合表态,美国是半导体的发源地,包括芯片在内的制造业回迁,非常之时,作为北美一号种子的英特尔责无旁贷。

拜登挥剑以振兴半导体,手里紧握的正是英特尔那把利剑。而英特尔的“救国”之壮举,不仅有拜登政府产业支持的“天时”,更有公司内部调整、且改革派试图驶入新赛道的“人和”。

就在整个美国汽车产业持续闹“芯慌”的关键时刻,阔别英特尔十年之久的技术派代表基辛格(Pat Gelsinger)于今年年初高调回归,接替司睿博履新首席执行官一职。他早在2001年就被任命为英特尔的首位技术官,并于2005年升任公司高级副总裁,2009年离职后加入易安信(EMC),任总裁。

高喊着“Intel is back”、“The old Intel is now the new Intel”的改革口号,基辛格给沉闷许久的英特尔注入的不仅是一剂强心针,更是一支清醒剂。这是英特尔五十多年历史上的一个关键转折点,为了帮助公司挽回“错失的十年”,站在权力顶峰的他即将启动一场自上而下的“大手术”,为公司寻找新的战略方向。

基辛格履新一把手,英特尔随即在新的领导架构下推出了IDM 2.0新战略,誓要从一家CPU公司转型到一家多架构的XPU公司。这不仅英特尔短期内的改革重点,还是新掌门的一个决心,以弥补公司过去几年战略层面输掉的薄弱环节。

那么,IDM 2.0有哪些重点?一言以蔽之,稳住IDM模式的基本盘,然后重启晶圆代工业务。

去年春天,英特尔宣布向汽车芯片相关的公司开放其现有的工厂网络,以应对福特和通用汽车的生产线因芯片供应短缺而临时中断。公司管理层也和芯片供应商商谈,努力在2021年实现汽车芯片的大规模量产,最终目标,是带领美国的芯片行业重回巅峰,并将超过三分之一的半导体制造重新回到美国的土地上。

美国媒体《Roll Call》曾围绕拜登政府的芯片新政策划了专题报道,有意思的是,其副标题引用了一句颇显尴尬的美国俗语——

“前往地狱之路。”

俗语的原意是,通向地狱的路往往铺满善意,也就是我们常说的好心未能能办好事。

拜登复兴半导体的初衷或许是积极的,但没有清晰且符合国情的战略落子,500亿美元的芯片计划也会胎死腹中。彭博社近日撰文称,拜登为了反击亚洲而提出的“芯片法案”,过去一年卡在国会那里,始终无法通过。不同的派系对法案有不同的诉求,且民主党目前已将关注重点转移到其他领域,而共和党对该计划的态度也是日趋排斥。

骑虎难下,睡王总统其实挺难的。

只是,哪怕这五百亿美元的计划最终被国会批准,美国的芯片产业也很难在短时间内东山再起了。

毕竟,如台积电和三星这样的劲敌,在产能扩张和先进制程方面可丝毫未见松懈,内卷时代,没人愿意为后来者驻足停留,更何况台积电等对手也是自带狼性。




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