SIA 解讀中國半導體：投資力度超各國，封測、存儲具國際競爭力
近日，中國“天問一號”火星探測器和“天宮”空間站相繼開始了其科研探索任務。據報道，“天問一號”和“天宮”內部芯片主要為中國自主研發、生產，這既體現了中國半導體技術的進步，也引起了半導體產業協會（SIA）的關注。
本月，SIA 發布了《盤點中國半導體產業（Taking Stock of China’s Semiconductor Industry）》白皮書。該白皮書共有 7 頁，對中國半導體行業在全球供應鏈中的地位、發展前景以及投資等進行了解讀。
SIA 認為，中國半導體行業在封測和成熟制程邏輯芯片等領域已具有較強的市場競爭力，而在 EDA 工具、IP、半導體設備與材料等環節正快速進步、發展。白皮書寫道，美國不應和中國輕易脫鉤；相反，美國需要在技術領域加大投資，才能真正地取得競爭優勢。以下是芯東西對 SIA 白皮書進行的完整編譯。
01. 中國半導體市場龐大
在封測環節已開始占有主動權
從整個電子產業鏈來看，中國擁有世界 1/5 的人口，是僅次于美國的第二大嵌入式半導體電子設備消費市場。龐大的市場也促進了中國的制造實力。中國是全球最大的電子制造中心，生產了全球 36% 的電子產品，包括智能手機、計算機、云服務器和電信基礎設施等。
龐大制造帝國背后是全球化的半導體和 ICT（信息與通信技術）供應鏈，各個廠商需要進口半導體器件、芯片然后進行組裝，再將產品出口或用于國內銷售。
盡管中國對于半導體的需求巨大，但本土芯片產業規模相對較小，僅占全球半導體總銷售額的 7.6%。本土芯片廠商主要面向消費、通信和工業終端市場，產品則多為分立器件（二極管、三極管、光電二極管等）、低端邏輯芯片和模擬芯片等。
2020 年，中國半導體進口金額高達 3780 億美元（約合 2.45 萬億人民幣），這些半導體組裝了全球 1/4 需要半導體的電子產品，占全球電視、PC 和手機出口數量的 30%-70%。
▲ 2019 年按地區劃分的全球半導體銷售額
具體來說，中國廠商的身影較少出現在高端邏輯、先進模擬和前沿存儲產品市場上。而在先進制程晶圓代工、EDA 工具、IP 核、半導體制造設備和材料等領域，中國廠商和國外巨頭存在著較大的差距。
SIA 稱，中國代工廠商目前更專注于成熟制程，在半導體設備和材料等環節技術較為落后。
▲ 全球各地區半導體市場份額變化
盡管如此，中國半導體廠商也在部分市場中占有主動權。在半導體封裝測試環節（OSAT），如長電科技等封測廠商已躋身全球前 10。2020 年中國 OSAT 廠商合計擁有全球 38% 的市場份額，且這些廠商已經展開了全球化布局，超過 30% 的制造設施都在中國之外。
此外，中國的芯片制造份額也在快速增長，在龐大的國內市場帶動下，中國無晶圓廠（Fabless）設計公司和 IDM 廠商在中端移動處理器、基帶、嵌入式 CPU、網絡處理器、傳感器和功率器件方面取得了顯著進展。
SIA 數據顯示，2020 年中國公司已經占據了全球 16% 的無晶圓廠半導體市場份額，僅次于美國和中國臺灣。由于芯片設計門檻較低，并且云與智能設備市場增速較快，也推動了中國企業在人工智能（AI）芯片設計上快速發展。當前，中國無晶圓廠企業已可以為 AI、5G 通信等各個領域設計 7nm 和 5nm 的芯片。
同時，中國也是重要的晶圓制造國，全球約 23% 的已安裝晶圓產能位于中國，其中 3 成來自其他東亞國家的半導體廠商。雖然將近 95% 產能都是 28nm 以上的成熟制程，但是 SIA 認為，這些成熟制程對于全球數字化經濟的貢獻不應被忽視。
▲ 中國在全球半導體供應鏈中各環節所占份額
02. 大基金是行業政策關鍵
半導體供應鏈迎來上市熱潮
在白皮書的第二部分，SIA 也重點提到了中國的半導體政策。2014 年，中國工信部首次發布了《國家集成電路產業發展推進綱要》，從產業規模、技術能力、配套措施和企業培育 4 個方面，提出了中國集成電路產業發展的目標。
2015 年，國務院又印發了《中國制造 2025》戰略文件，該戰略文件提到集成電路及專用設備是新一代信息技術產業，較為關鍵，中國需要提升集成電路設計水平、豐富 IP 和設計工具、加強封測產業實力等。
▲ 大基金 1 期和 2 期投資半導體各環節份額
SIA 認為，中國半導體產業政策的核心則是國家集成電路產業投資基金（俗稱“大基金”）。大基金一期成立于 2014 年，注冊資本為 987.2 億元，募集資金達 1387.2 億元；大基金二期成立于 2019 年 10 月，注冊資本為 2041.5 億元。迄今為止，大基金投資范圍已經覆蓋了集成電路產業的上、中、下游各個環節，主要集中于 IDM 企業和晶圓代工廠商。
大基金投資金額的 69.7% 用于半導體前道工藝環節，有效增加了中國在全球半導體生產中的份額。此外，中國還宣布成立了超過 15 個地方政府的集成電路基金，總金額高達 250 億美元（約合 1620 億人民幣），加上大基金累計投資超過 730 億美元（約合 4732 億人民幣），“是任何國家都無法比擬的”。
▲ 半導體各類型廠商所有權占比
這也使政府在半導體行業中有著舉足輕重的影響力。事實上，中國半導體行業 43% 的注冊資本由政府直接或間接持有。
而在各類投資、政府補助和低息貸款的支持下，中國半導體企業具有顯著的運營成本。波士頓咨詢集團的一份報告指出，在中國建造和運營晶圓廠的成本比在美國低 37%。
▲ 各地區晶圓廠 10 年總成本對比
隨著中美貿易關系的緊張，半導體也成為了中國戰略布局的重點產業。半導體投資步伐也明顯加快，僅 2020 年，中國就新增了 2.28 萬余家半導體公司，相比 2019 年增長了 195%。
2020 年，還有 40 家半導體供應鏈廠商于上交所科創板上市，總融資金額達 256 億美元（約合 1659 億人民幣）。
▲ 40 家科創板上市企業類型與市值對比
03. 晶圓裝機容量占比將大幅提升
存儲和成熟制程為突破口
在制造領域，由于大量資金的支持，中國新晶圓廠的數量也明顯增多。美國半導體市場研究機構 VLSI 統計，自 2014 年以來，中國企業已經宣布了 110 多個新晶圓廠的投資項目，承諾總投資金額達 1960 億美元（約合 1.27 萬億人民幣）。目前為止，已有 40 座晶圓廠已經建成投產，另有 38 條新產線在建，還有 14 個項目停工。
就今明兩年來說，中國半導體產業 2021 年和 2022 年的資本支出將分別達到 123 億美元和 153 億美元（約合 797 億和 991 億人民幣），占全球半導體資本支出總量的 15%。而中國晶圓裝機容量占全球總裝機容量的比例將在未來十年內達到 19% 左右。
▲ 中國晶圓裝機容量份額
白皮書中也提到在存儲芯片和成熟制程邏輯芯片領域，晶圓廠的建設正在取得突破性成績，并在全球市場中具有競爭力。
2016 年以來，中國政府至少在內存晶圓廠上投資了 160 億美元（約合 1037 億人民幣），以發展 3D-NAND 閃存和 DRAM 產業。根據 VLSI 的數據，未來 10 年，中國內存與代工產能的復合增長率將為 14.7%。
同時，由于美國的出口管制，國產替代成為了中國半導體行業的大趨勢，這也推動了無晶圓廠半導體企業、EDA 公司、半導體制造設備和材料等環節的發展。
此前，多家中國芯片廠商宣布將針對政府服務器和 PC 市場開發自研 GPU；在 EDA 領域，過去 24 個月內，就有超過 8 家初創公司成立，融資金額達 4 億美元（約合 26 億人民幣）；半導體制造設備方面，中國半導體設備未來有望實現 40/28nm 節點的國產替代。
▲ 中國 20 強 EDA 公司注冊資本總金額與融資次數（左）、中國廠商與行業巨頭在邏輯和存儲領域的節點差距（右）
04. 中美脫鉤不可取，技術比拼將決定勝負
在白皮書最后，SIA 建議美國半導體行業應當認真對待中國企業所發起的挑戰，同時半導體是一個高度全球化的產業，美國不應當通過與中國貿易脫鉤、限制出口等方式進行競爭。
最近的一項研究表面，如果與中國完全脫鉤，或將導致美國芯片企業所占有的全球市場份額下降 8%-18%。不僅美國芯片廠商的研發和資本支出將大幅削減，還會損失 12.4 萬個工作崗位，最終喪失其行業領導地位。
SIA 認為，如果美國想要真正地在競爭中取勝，需要回歸技術領域，通過投資加強自身技術競爭力，并在那些能夠改變游戲規則的領域中占得先機。
05. 結語：行政禁令只能導致雙輸局面
面對中國半導體產業的快速發展，出于政治考慮，美國政府往往將其視為威脅，并通過行政禁令對中國廠商進行限制。SIA 則指出，脫鉤、行政限制并不能真正促使美國半導體企業發展，反而會使它們失去行業中的領導地位。
事實上，在半導體這個高度全球化的產業中，孤立、互相限制只能導致雙輸的局面。而制定公平競爭的規則，鼓勵良性競爭、加大技術投入和創新則能夠更好地支持半導體產業發展。
