掘金圈 深圳新房 全球芯片制造行业便进入了“现代化”发展模式,发展情况如何呢?

全球芯片制造行业便进入了“现代化”发展模式,发展情况如何呢?

全球芯片制造行业便进入了“现代化”发展模式,发展情况如何呢?

当今世界,半导体制造,尤其是芯片代工行业,正日益受到业界及各国政府的重视,尤其是在精细分工之后。尤其是在中国大陆、中国台湾地区、韩国,以及欧洲和美国这五个市场,无论是产业资本,还是政府政策,都对半导体制造业进行了加码,以期在未来的竞争中赢得先机。

自20世纪50年代集成电路诞生以来,先由美国主导,随后是欧洲,随后是20世纪70年代日本的迅速崛起,后来被美国压垮,一蹶不振至今(这里主要指芯片制造,在半导体产业链上游的材料和设备方面,日本的竞争力仍然很强),与此同时,90年代韩国趁机崛起。新世纪到来后,中国大陆的芯片制造业迅速发展,也开始在全球芯片制造业的竞争中占据一席之地。自80年代芯片代工和商业模式开创以来,中国台湾地区的晶圆制造得到了稳步发展,并始终在全球市场中稳步前进。

硅片代工模式(台积电于1987年创立)出现后,全球芯片制造行业便进入了“现代化”发展模式,并持续至今。近几十年来,每十年,全球芯片制造市场的产能格局都会发生变化,其中有些出现衰退,有些出现增长,有些出现稳健增长,如下图所示。

1.1990-2000年
如图1所示,在这10年间,五个主要市场——美国、欧洲、日本、韩国和中国台湾,基本上处于均衡竞争状态。彼此间的距离很小。

美国

20世纪90年代以前,美国是集成电路技术的发源地,是全球半导体和集成电路制造的领头羊。但美国半导体的发展并非一帆风顺,尤其是上世纪80年代,一度被日本击败。

从古到今,晶体管、集成电路、大型集成电路、超大规模集成电路、 PC、智能终端等都在发展,美国的产业领袖不是技术发明者,而是行业领袖。”首当其冲的产品”意味着开发无人占领的新兴市场,也意味着为后来者制定市场准则。作为半导体游戏规则的制定者和裁判者,这种双重身份使美国在半导体发展的历史中展现出超强的实力。正因为如此,它在90年代仍能在半导体制造业保持竞争力。

欧洲

在上世纪90年代,飞利浦(NXP)、英飞凌和意法半导体在全球芯片制造市场拥有强大的话语权时,欧洲的半导体产业紧跟着美国,尤其是制造业,获得了超强的竞争力。

台湾地区,中国

自从1987年台积电率先采用晶片代工 Foundry模式以来,以代工方式切入的中国台湾,在全球晶片制造市场上迅速崛起。上世纪90年代,随着工业的发展和技术的进步,该领域具有很强的竞争力和市场占有份额。

事实上,早在台积电诞生之前,中国台湾就依赖于给在台建厂的美日厂商做基础低端加工,积累了大量的知识和技术。上世纪80年代末,抓住美国逐步向“法布尔斯模式”逐步推进全球纵向分工的机遇,把利润不高、投资大的芯片制造、封测业务转移到台湾岛内,使其在设计、制造、测试、封装等四个环节得到相应发展,为以后的技术升级奠定了良好的基础。

上世纪90年代末,随着全球贸易的进一步深化,中国台湾凭借相对廉价的劳动力优势,以客户为中心的晶圆代工模式迅速兴起,台湾本土的台积电、联电等晶圆代工企业崛起,从那时起,台湾半导体产业发展迅速,分工日益明确,联发科与晨星晶圆代工、台积电与联电专注于晶圆代工、日月光与精材做封装等,逐渐扩大其在全球晶圆制造市场的影响。

在政策上,上世纪70年代,中国台湾确立了以科技产业为核心的政策,扶持了一大批科技企业,威盛电子、联电和富士康都在这一时期成立。而且台湾地区电子产业涉及手机、电脑、 LED、电子组装等全产业链,相关公司众多,为半导体企业的发展与崛起,尤其是芯片制造业的崛起,提供了良好的土壤。为支持半导体产业的发展,中国台湾在大陆设立了世界上第一个由政府主导的科技园区——新竹科技园区。

日本

20世纪50年代,日本半导体工业开始跟随美国的脚步,1970-1986年是其黄金时期。在1986年,全球前十大半导体公司中有六家来自日本,日本电力、日立和东芝位居前三位。那时,日本的 DRAM市场占据了80%的份额,并超越美国成为世界半导体第一大国。作为回应,当时的美国政府迅速进行了战略调整,与 SEMATECH (美国半导体科技与制造发展联盟)达成了一项最著名的美日半导体贸易协议(TheU. SJapanSemiconductorTradeAgreements)。日本的半导体产业在美国的打压下开始下滑并逐渐衰落。目前,日本已没有一家公司专注于 DRAM领域。

此后的1990-2000年,是日本半导体制造业盛宴的尾声,虽然开始衰落,但由于有了坚实的基础,这10年间,在芯片制造领域仍然可以与其他几个主要市场分庭抗礼。

韩国

一九五九年,韩国金星公司(LG公司的前身)研制出了韩国第一台真空管收音机,这被视为韩国电子半导体工业的开端。

20世纪70年代,在美日企业的带动下,韩国半导体组件产业取得了一定的成绩,电子产业出口贸易比重不断扩大。

韩国政府为促进集成电路产业的发展,于1981年制定了《半导体产业培育计划》,加大了集成电路产业的技术开发力度。此外,政府制定了半导体工业的长期基本规划(1982-1986)。并由韩国工商部电器电子工业管理局局长领导的工作小组提出“1981年计划”,明确了四个需要大力发展的领域:超大规模集成电路、计算机、通信设备和电子元件。就半导体行业而言,这项计划偏爱晶圆制造,而非测试和封装,并且制定了一项战略,即大量生产内存芯片以供出口,而非满足国内需求。在政府的大力支持下,三星、现代等纷纷宣布将大量投入超大规模集成电路,特别是 DRAM的生产。

上世纪80年代, DRAM芯片价格持续下跌,但三星逆周期投资,不断扩大产能,开发出更多的 DRAM产品。1987年,产业发生转变,美国政府对日本半导体公司提起反倾销诉讼,不久 DRAM价格回升,三星获利。从那以后一路高歌猛进,从而使韩国在90年代与其他芯片制造市场竞争。

2000年至2010年

如图1所示,在这10年里,中国大陆异军突起,在全球芯片制造领域占有一席之地。因此,得益于此前的产业发展和政策的推动。

中国首台硅基数字集成电路于1965年研制成功,开创了中国集成电路工业的新纪元;1982年,无锡742厂从东芝引进电视机集成电路生产线,这是中国首次从国外引进集成电路技术;1985年,无锡742厂首台64 KDRAM试制成功;1991年,首都钢铁公司和日本 NEC公司成立合资企业——首钢 NEC公司;1997年,上海华虹集团与日本 NEC公司合资组建上海华虹 NEC电子有限公司,承担了“909”工程超大规模集成电路生产线的建设任务;1998年,华晶与上华签订了 MOS晶圆的合资企业合同,中国大陆开始进入 Foundry时代;2000年,中芯国际成立。

从政策上看,1982年,国务院成立了电子计算机和大规模集成电路领导小组,制定了中国集成电路发展规划,提出在“六五”期间对半导体产业进行技术改造;1989年,机电部在无锡召开了集成电路发展战略座谈会,提出了振兴集成电路的发展战略;1990年,国务院决定实施“九五”计划;1995年,国务院决定实施集成电路“九五”计划,集中建设我国第一条8英寸生产线。

从2000年开始,国务院及有关部委相继出台了一系列促进集成电路产业发展的政策措施。尤其是2014年国家出台了《国家集成电路产业发展推进纲要》,明确规划了未来国家集成电路发展的阶段和目标,此后,各地也响应国家政策,出台了一系列促进集成电路产业发展的地方性政策,集成电路产业发展迅速。

2010年至2020年

如图1所示,在这10年中,韩国的芯片制造业进一步发展,并大大超过了所有其他地区。相反,欧洲的芯片制造业明显萎缩,全球市占率降至1%,这主要是因为欧洲几乎没有20 nm以下的先进制程,生产的大多是采用40 nm以上制程的模拟芯片。

经过近60年的发展,韩国已成为世界半导体制造业的领头羊。韩国半导体市场份额在2011年达到16%,首次超过日本,成为仅次于美国的第二大半导体市场。就存储市场而言,三星, SK海力士在 DRAM和 NANDFlash领域的市场占有率连续多年在全球领先。在以三星为代表的存储器业务占主导地位后,韩国在智能手机应用处理器、晶片代工等领域也名列前茅。

1977-2017年,韩国半导体产业出口规模快速增长,40年间年均复合增长率为16%,2017年出口规模达到979亿美元,同比增长57.4%。

与此类似,2017年韩国的半导体制造业也达到了又一个历史高峰,在全球前十大半导体企业名单中,三星和 SK海力士两家公司都跻身前三位,三星更是超过了25岁的排名第一的英特尔而荣登榜首。三星和 SK海力士两家公司收入总额达到875.2亿美元,占全球半导体市场总收入的21.0%。

如图1所示,在这10年中,中国大陆同样巩固了前10年取得的成就。随着国际芯片制造产能重心向亚洲转移,中国大陆晶圆厂产能所占比例逐渐上升,而美国半导体制造产能所占比例从1980年的42%下降到1990年的30%,到2018年,这一比例只有12.8%。截止2018年,韩国产能占日本的21%,中国大陆占17%,台湾占13%,中国大陆占22%。在这些产品中,中国大陆晶圆产能的比例从2011年的9%上升到了2018年的13%。

伴随着半导体终端应用的兴起,晶圆制造能力逐渐向中国大陆转移,国外的三星、 SK海力士、英特尔等芯片制造商纷纷在中国大陆建厂,以保持产品供应和成本竞争力,同时国内晶圆厂的建设也如火如荼。中国大陆12英寸晶圆厂产能有望在2022年达到200万片/月,平均年增长率为42.2%,其中国产晶圆厂产能将从2018年的15万片/月增加到113万片/月(平均年增长率为65.6%),外资晶圆厂产能将从34万片/月增加到87万片/月(平均年增长率为26.5%)。国产晶圆厂产能所占比例将从2018年的31%增至2022年的57%。对于8英寸晶圆厂来说,到2022年,总产能有望达到139万片/月,其中国产厂和外资厂的产能将分别达到96万片/月和43万片/月。

2020年至2030年

如图1所示,这10年的最大看点仍在中国大陆,与过去10年相比,芯片产能有望翻一番。

除半导体产业逐渐向中国转移这一因素外,半导体产业与宏观经济的强大关联也在逐步增强,大陆 GDP年增长率约6%,为芯片制造提供了强有力的发展保障。

中美贸易摩擦也加强了我国半导体产业自主发展的决心。从2018年开始,我国半导体关键技术领域的短板逐步暴露。而美国对我国核心零部件出口的限制,直接导致了对国内科技企业的冲击。今后,中美贸易摩擦在较长一段时间内都会出现反复拉锯的趋势,而国内从上到下,从政府各部门到企业,都已明确了核心技术的发展方向,半导体是其重中之重。

国产替代已成为我国半导体产业发展的契机,以华为为例,2018年有92个核心供应商,包括22个大陆供应商、10个台湾地区供应商、60个外国供应商,其中33个美国,11个日本。由于受美国将华为与70家关联公司列入实体名单的影响,华为转向了国内市场开发和产业生态建设。这就成了推动中国大陆半导体制造业在未来十年迅速发展的序幕。

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作者: summer

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