一個(gè)曾經(jīng)的芯片大國(guó)，要建成一條先進(jìn)制程邏輯芯片的生產(chǎn)線，大概要用多久時(shí)間、花掉多少錢(qián)？
日本新成立的半導(dǎo)體公司Rapidus，試著給出了一個(gè)解答：5年，540億美元。差不多每年110億美元。
中國(guó)呢？按歐盟去年底發(fā)布的全球研發(fā)2500強(qiáng)企業(yè)，中國(guó)大陸的芯片企業(yè)入圍了11家，它們?cè)?021財(cái)年共投入研發(fā)支出22億歐元，資本支出78億歐元，折算下來(lái)，差不多接近110億美元。
也就是說(shuō)，中國(guó)十余家研發(fā)投入最大的芯片上市企業(yè)，一年的總投入，正好和日本一家去年成立的企業(yè)的預(yù)算持平。如果放眼全球，中國(guó)的芯片研發(fā)領(lǐng)先企業(yè)，數(shù)量占全球1/8，但一年的研發(fā)投入僅占全球的1/45，資本支出稍好一點(diǎn)，也僅占全球的1/16。
反倒是一直揮舞大棒，喊著本土優(yōu)勢(shì)要丟了的美國(guó)，39家芯片企業(yè)的研發(fā)投入達(dá)到了480億歐元，超過(guò)其他國(guó)家所有企業(yè)的總和；資本支出也達(dá)到了380億歐元，接近全球1/3的水平。
“半導(dǎo)體即國(guó)家”
盡管政府下定決心開(kāi)始砸錢(qián)，很多人并不看好日本重振芯片榮光的努力，包括日本自己。
2006年的時(shí)候，東芝、日立、瑞薩就曾構(gòu)想成立新的代工企業(yè)，半年就失敗了。當(dāng)時(shí)，全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈的分工已經(jīng)初步確立，說(shuō)著要另起爐灶，但走起步來(lái)，大家的調(diào)子并不一致。
這次被委以重任的Rapidus，去年剛剛成立，8家日本本土企業(yè)出資，公司名寓意“快”。該公司社長(zhǎng)小池淳義表情嚴(yán)肅地說(shuō)，日本已經(jīng)落后了十到二十年。目前，日本自己能制造的最先進(jìn)的芯片，出自瑞薩電子的40納米工廠。
日經(jīng)新聞戳破了謹(jǐn)慎樂(lè)觀的氣氛。它援引了出資企業(yè)高管的匿名評(píng)論，稱(chēng)“赤手空拳難以贏得國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)”，“只是給（日本）經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省面子”；一家材料企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)則直言“不可能取得成功”。
日本并非一無(wú)是處。日本的芯片產(chǎn)業(yè)一度超越美國(guó)，占全球一半市場(chǎng)以上，雖然此后被美國(guó)發(fā)起的貿(mào)易戰(zhàn)阻擊，逐步?jīng)]落，退守于芯片制造設(shè)備與材料等領(lǐng)域，但消瘦下來(lái)的日本芯片產(chǎn)業(yè)，仍然為全球芯片產(chǎn)業(yè)提供了超過(guò)50%的關(guān)鍵材料和40%以上的設(shè)備。
這次也不再是單打獨(dú)斗。日本加入了美國(guó)牽頭的“Chip 4”芯片聯(lián)盟。Rapidus先后與美國(guó)IBM合作，并拜訪了比利時(shí)等歐洲國(guó)家的潛在合作對(duì)象。
芯片的地緣政治色彩越來(lái)越濃厚，日本擔(dān)憂過(guò)多引入美國(guó)元素，最終會(huì)失去中國(guó)市場(chǎng)。中國(guó)是全球最大的芯片消費(fèi)市場(chǎng)。美國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)（SIA）最新報(bào)告顯示，去年中國(guó)芯片市場(chǎng)達(dá)1800多億美元，占全球5735億銷(xiāo)售額的30%左右。
截至目前，象征著“半導(dǎo)體即國(guó)家”的Rapidus，從鎧俠、索尼、日本電氣、軟銀、豐田、日本電裝、日本電信及三菱UFJ等8家企業(yè)處，獲得了總共73億日元資金，約合0.55億美元。去年至今，鎧俠與索尼為各自芯片領(lǐng)域的市場(chǎng)化項(xiàng)目，分別準(zhǔn)備了1萬(wàn)億日元與9000億日元。
日本政府為Rapidus補(bǔ)貼了700億日元，是日本企業(yè)的10倍。同時(shí)，為了吸引臺(tái)積電進(jìn)駐熊本縣，又花了7740億日元，是Rapidus的10倍。
提前計(jì)劃的產(chǎn)業(yè)政策，有成功也有失敗，很多時(shí)候，市場(chǎng)會(huì)沿著車(chē)轍前進(jìn)。
昂貴的獨(dú)立自主
中國(guó)的底子遠(yuǎn)比日本薄弱。
如果嫁接在全球芯片供應(yīng)鏈上，中芯國(guó)際可以實(shí)現(xiàn)14納米工藝的量產(chǎn)，還被曝光已生產(chǎn)7納米芯片。如果只剝離美國(guó)設(shè)備，即北京的“Non-A生產(chǎn)線”，就只能制造電路線寬為40納米的落后幾代的半導(dǎo)體。作為中國(guó)最領(lǐng)先的芯片代工企業(yè)，中芯國(guó)際大部分收入來(lái)自45納米級(jí)以上工藝。排名第二的華虹半導(dǎo)體大部分收入來(lái)自55納米及以上工藝制造的芯片。
芯片自主背后是芯片設(shè)計(jì)軟件、制造設(shè)備、關(guān)鍵材料與測(cè)試封裝設(shè)備的自主。如果以訂單金額計(jì)算，中國(guó)晶圓代工行業(yè)的前道設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率普遍不足10%。對(duì)光刻機(jī)的突破，中國(guó)主要寄望于上海微電子裝備（SMEE），它最先進(jìn)的ArF產(chǎn)品僅支持90納米光刻制程。
如果各環(huán)節(jié)都要另起爐灶，中國(guó)要對(duì)研發(fā)支出的總金額做好心理建設(shè)。從2012年到2021年，全球研發(fā)2500強(qiáng)中的所有中國(guó)芯片企業(yè)，研發(fā)支出增長(zhǎng)了7倍，但至今仍是全球最低水平，甚至僅為美國(guó)企業(yè)10年前的1/10。目前，中國(guó)芯片企業(yè)的研發(fā)支出為全球的1/45，10年前的占比更低。
不考慮后發(fā)優(yōu)勢(shì)，中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)鏈要完全獨(dú)立自主，就要補(bǔ)上這十年來(lái)的研發(fā)舊賬，至少追加40倍于過(guò)去十年來(lái)全球研發(fā)總投入的金額。這還沒(méi)算上修建廠房與購(gòu)買(mǎi)設(shè)備的資本支出。而且，并非所有研發(fā)成果都能投入生產(chǎn)，最終的贏家和輸家，取決于成本、功能和可量產(chǎn)性。
華為過(guò)去是中國(guó)半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，也是最早應(yīng)對(duì)美國(guó)制裁的標(biāo)桿。2021年發(fā)售的華為Mate40E，中國(guó)零部件占比增至57%，較此前Mate30的30%大幅上升。2022年，華為小型5G基站，美國(guó)零部件占比已降至1%，國(guó)產(chǎn)零部件升至55%。但這主要是設(shè)計(jì)方品牌，部分實(shí)際制造商不詳。
華為正在著手重構(gòu)中國(guó)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈。被美國(guó)制裁的福建晉華集成電路（JHICC），停擺幾年后已悄然復(fù)工復(fù)產(chǎn)，外界認(rèn)為華為是其神秘大客戶(hù)；晉華工廠的對(duì)面，從事半導(dǎo)體封裝業(yè)務(wù)的渠梁電子，正在推進(jìn)工廠二期工程的建設(shè)，大多數(shù)產(chǎn)品面向華為。
據(jù)海外媒體統(tǒng)計(jì)，近幾年來(lái)，華為著手重構(gòu)中國(guó)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈，包括合作方與地方政府投入，累計(jì)已達(dá)4000億元人民幣。中國(guó)需要更多華為，華為的努力也亟待市場(chǎng)驗(yàn)證。
日本深知本土企業(yè)共同進(jìn)退的利弊。日本的制造設(shè)備供應(yīng)商，如尼康和佳能，在其業(yè)務(wù)中最優(yōu)先考慮日本的DRAM制造商，最輝煌的時(shí)候，充分發(fā)揮了內(nèi)部循環(huán)的高效，日本半導(dǎo)體和設(shè)備行業(yè)的全球市場(chǎng)份額，并行上升，而在當(dāng)產(chǎn)業(yè)衰落時(shí)，它們也遵循同樣路徑，迅速跌落。
低收入低投入創(chuàng)新陷阱
華為面臨很大的壓力。由于技術(shù)與產(chǎn)品受限，華為的收入正在縮水。2021財(cái)年，華為營(yíng)收6368億元人民幣，較上一年縮水了約2500億元人民幣。
盡管收入大幅縮水，華為沒(méi)有削減研發(fā)支出。2021財(cái)年，華為在研發(fā)上投入了1427 億元，與上一年基本保持一致。得益于此，華為在全球研發(fā)2500強(qiáng)上的排名，從2020財(cái)年的全球第二，僅跌至2021財(cái)年的全球第四，被美國(guó)的Meta與微軟反超。全球研發(fā)投入最高的前10家企業(yè)中，僅華為研發(fā)投入幾乎0增長(zhǎng)，其余增幅多數(shù)都在12%-20%之間。
這也是中國(guó)整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的困境。在最新的全球研發(fā)2500強(qiáng)中，中國(guó)企業(yè)的收入較低，利潤(rùn)率墊底。企業(yè)研發(fā)強(qiáng)度（企業(yè)在研發(fā)上投入的金額占企業(yè)營(yíng)收的比例）僅為4.7%，是日韓企業(yè)的1/2，美國(guó)企業(yè)的1/4。中國(guó)所有上市芯片企業(yè)的研發(fā)強(qiáng)度稍高，2022年上半年約為8%，仍低于全球同行。而美國(guó)芯片企業(yè)研發(fā)強(qiáng)度長(zhǎng)期保持在20%左右，歐洲約為15%，中國(guó)臺(tái)灣與日韓均在10%左右。
美國(guó)芯片企業(yè)則以較高的研發(fā)支出，產(chǎn)生了較高的營(yíng)收與利潤(rùn)率，為進(jìn)一步增加研發(fā)預(yù)算提供了空間。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一直是全球芯片銷(xiāo)售的領(lǐng)頭羊。美國(guó)非常警惕中國(guó)的追趕。美國(guó)預(yù)計(jì)，如果不對(duì)本土企業(yè)增加補(bǔ)貼，全球市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)將從2021年的46%，下降到2030年的36%；同期中國(guó)大陸的市場(chǎng)份額將從9%飆升至23%，也就是說(shuō)美國(guó)失去的份額，幾乎全部為中國(guó)所得。
中國(guó)芯片企業(yè)研發(fā)強(qiáng)度低，也與所處的供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)與發(fā)展階段有關(guān)。中國(guó)芯片企業(yè)的資本開(kāi)支強(qiáng)度，要高于美國(guó)與歐盟，說(shuō)明最近在代工制造領(lǐng)域的投入較大。但即使如此，與更擅長(zhǎng)代工制造的中國(guó)臺(tái)灣與韓國(guó)，研發(fā)強(qiáng)度要顯著高于中國(guó)企業(yè)。
中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)集成電路設(shè)計(jì)分會(huì)的理事長(zhǎng)魏少軍，去年底就芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，給出了更多解讀。他認(rèn)為中國(guó)芯片設(shè)計(jì)前十大企業(yè)，研發(fā)投入不足，在“商業(yè)模式”的探索上作了過(guò)多的嘗試；還未做強(qiáng)，大企業(yè)病就已經(jīng)浮現(xiàn)；管理層不穩(wěn)定，政策不連貫。這都會(huì)影響長(zhǎng)周期的研發(fā)。
此外，芯片產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)化成色不足。2022年，中國(guó)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)總數(shù)達(dá)到了3243家，比上一年增加了400多家，其中，超過(guò)80%的企業(yè)，員工數(shù)量少于100人。這些夾縫中生存的小微企業(yè)，總也長(zhǎng)不大，很多并非誕生于市場(chǎng)機(jī)制，“活得非常痛苦，就是不愿意被整合”，扮演著繼續(xù)搶政府補(bǔ)貼與挖行業(yè)資源的“攪局的角色”。
衰落的日本半導(dǎo)體業(yè)，也有同樣的問(wèn)題。除了活躍在舞臺(tái)上的知名企業(yè)，目前，日本各地有大約80家不知名的上一代技術(shù)的半導(dǎo)體中小工廠。在解決半導(dǎo)體短缺的背景下，日本政府傾注了470億日元補(bǔ)貼，結(jié)果為這些企業(yè)續(xù)了命。它們?nèi)匀粵](méi)有未來(lái)。
硅幕割裂全球創(chuàng)新
砸錢(qián)只是創(chuàng)新的必要條件，不是充分條件。融入全球創(chuàng)新體系，能夠加速本土創(chuàng)新。但硅幕正在落下，脫鉤仍在繼續(xù)，甚至可能從技術(shù)脫鉤演變?yōu)楫a(chǎn)品脫鉤。這將撕裂全球創(chuàng)新體系。
據(jù)外媒報(bào)道，拜登政府正考慮不再向華為的美國(guó)供應(yīng)商發(fā)放許可證，以徹底斷絕華為進(jìn)口任何美國(guó)產(chǎn)品。
美國(guó)已經(jīng)迫使荷蘭和日本就范，控制向中國(guó)出售半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備。在協(xié)議生效之前，日本與荷蘭企業(yè)，都在抓緊向中國(guó)出口關(guān)鍵設(shè)備。東京電子的營(yíng)收目標(biāo)下調(diào)了近 25%。
半導(dǎo)體制造商和設(shè)備供應(yīng)商都將是輸家，最大的輸家是整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)的創(chuàng)新。芯片制造商涉足下一代工藝，需要新的設(shè)備與工具。設(shè)備供應(yīng)商承擔(dān)了大部分研發(fā)投入與風(fēng)險(xiǎn)，需要芯片制造商共同承擔(dān)。但隨著摩爾定律越來(lái)越接近物理極限，研發(fā)新設(shè)備越來(lái)越難，而在硅幕之下，采購(gòu)新設(shè)備的客戶(hù)越來(lái)越少，創(chuàng)新體系正在瓦解。連美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)也看不下去，聲明過(guò)度控制有可能損害美國(guó)的工業(yè)基礎(chǔ)。
如果市場(chǎng)完全脫鉤，那么如今這種程度的規(guī)模效應(yīng)就不復(fù)存在，供應(yīng)鏈效率就會(huì)大幅下降，產(chǎn)品成本就會(huì)大幅上升。如果全球市場(chǎng)一分二，雙方又都要實(shí)現(xiàn)規(guī)模制造，就很容易出現(xiàn)產(chǎn)品過(guò)剩。美國(guó)正在尋求本土制造的許多商品，都面臨供過(guò)于求的風(fēng)險(xiǎn)，包括芯片和光伏。
存儲(chǔ)芯片正在經(jīng)歷著一場(chǎng)潰敗。韓國(guó)SK海力士公司警告說(shuō)，行業(yè)低迷已是十多年來(lái)最嚴(yán)重，還將在未來(lái)幾個(gè)月進(jìn)一步加深。英特爾最近一個(gè)季度收入同比下降了32%，高通的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)（QCT）利潤(rùn)下降了30%。泛林宣布全球裁員7%，中國(guó)大陸仍是泛林的第一大市場(chǎng)，但環(huán)比下滑近17%。削減研發(fā)投入，不利于長(zhǎng)期創(chuàng)新；繼續(xù)追求資本支出，則會(huì)加劇未來(lái)的過(guò)剩。
主要國(guó)家和地區(qū)的半導(dǎo)體行業(yè)，都在追求“自主創(chuàng)新”，又都在提防別人卡脖子。今年，中國(guó)臺(tái)灣決定為本土芯片公司提供25%的研發(fā)成本稅收抵免。日本半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)化補(bǔ)貼達(dá)到了2萬(wàn)億日元。《歐洲芯片法案》以壓倒性的投票獲得通過(guò)，目標(biāo)到2030年市場(chǎng)占有率從目前的10%提高到20%。有統(tǒng)計(jì)稱(chēng)，全球向世界各地的芯片制造商提供的補(bǔ)貼，加起來(lái)已經(jīng)占到了它們年?duì)I收的60%。芯片戰(zhàn)已經(jīng)讓市場(chǎng)進(jìn)入畸形。
脫鉤加劇，疊加過(guò)剩危機(jī)，中國(guó)芯片企業(yè)跳出低收入低投入的創(chuàng)新陷阱，將長(zhǎng)期依賴(lài)產(chǎn)業(yè)政策的支持，但遠(yuǎn)不再是砸錢(qián)那么簡(jiǎn)單了。