
2023年11月,WTO等机构联合发布《全球价值链发展报告 2023——从无晶圆厂到遍地晶圆厂?转型中的半导体全球价值链》。报告认为,进入21世纪后,新建晶圆厂成本迅猛增加导致无晶圆厂芯片设计公司大量出现,进一步推动半导体全球价值链转型。现阶段半导体全球价值链可能面临三种情况:目前的组织结构和地理分布将保持不变、某些经济体(如中、美)将开发新的突破性平台,用于生产半导体以外的集成电路、地缘政治竞争或冲突将从根本上扰乱甚至摧毁半导体全球价值链。面对复杂多变的国际形势,“遍地晶圆厂”梦想难以实现。赛迪智库世界工业研究所对报告进行了编译,期望对我国有关部门有所帮助。
一、无晶圆厂的半导体公司现已成为全球半导体行业的主流商业模式
1、众所周知,集成电路(即半导体芯片)是在一条复杂且高度全球化的价值链上生产出来的;
2、新建晶圆厂的成本呈指数级增长是导致“无晶圆厂”芯片设计公司大量出现的关键因素;
3、无晶圆厂模式的出现加强了产业在任务层面的功能和地域专业化;
4、为了通过建设国内芯片制造能力来加强半导体供应链的弹性,不同国家和地区的政府都采取了大规模财政补贴和税收优惠的产业政策;
5、其他经济体也在寻求提高芯片“制造”的自给率。
二、半导体全球价值链:环节和增值结构
1、竞争前研发;
2、集成电路设计;
3、晶圆制造;
4、组装、封装和测试(APT);
5、电子设计自动化和核心知识产权;
6、半导体制造设备;
7、材料和化学品;
以上7个环节说明了半导体产业结构高度专业化。
三、半导体全球价值链:主要经济体参与者
1、有六个主要经济体/地区(美国、欧洲、中国大陆、韩国、日本、中国台北和世界其他地区)参与了半导体全球价值链,每个地区都贡献了该行业总增值的8%或以上;2、在知识/研发最密集的活动中,美国处于全球领先地位;3、资本和劳动密集程度较高的活动,如半导体前端(晶圆制造)和后端(APT)制造以及半导体材料,主要集中在东亚,包括中国大陆、中国台北、韩国、新加坡和日本;4、欧洲在半导体制造设备(21%)、EDA和核心知识产权(20%)、DAO产品(18%),特别是汽车集成电路方面表现出相当大的优势。
四、全球半导体行业的命运变迁:从集成晶圆厂到“无晶圆厂革命”
1、无晶圆厂企业的崛起;
2、专用代工厂的崛起;
3、半导体市场的全面专业化。
五、政府及产业政策对半导体产业发展的作用
1、发达国家对半导体生产的支持;
2、亚洲四小龙的崛起。
六、东亚在半导体全球价值链中的崛起
就产品应用而言,中国台北和中国大陆是迄今为止最大的晶圆代工生产地区和国家(主要生产逻辑芯片),而韩国和日本则在存储芯片生产方面遥遥领先,新加坡和中国台北则落在后面。在逻辑芯片和存储芯片领域,美国和欧洲的晶圆厂数量和产能在整个21世纪10年代都在下降。
七、技术民族主义
技术民族主义促使全球晶圆厂产能大幅增加或实现“遍地晶圆厂”
各主要经济体做法:为了加强半导体供应链的弹性和解决国家安全问题,主要经济体的政府最近通过技术民族主义产业政策,主要以提供直接补贴和税收减免的形式,推动芯片制造能力的本地化和/或转移。
八、结论
研究显示:芯片设计和生产的高成本、资本市场的偏好、必要的规模经济以及不断变化的市场动态在推动这场“无晶圆厂革命”中发挥了重要作用。
第一种最有可能出现的情况是,半导体价值链目前的组织结构和地理分布将继续保持不变;
第二种可能性较小的重大技术创新情景中,一个或多个国家经济体(如中国或美国)将开发新的突破性平台,用于生产半导体以外的集成电路;
第三种最具破坏性的情况是地缘政治竞争、政府干预甚至军事冲突的升级,这将从根本上扰乱甚至摧毁半导体全球价值链。
我们可以肯定的是,在这样一个全球分崩离析的新时代,“遍地晶圆厂”仍将是痴人说梦。