8月3日,佩洛西“冒天下之大不韙”竄訪臺(tái)灣,密會(huì)臺(tái)積電董事長(zhǎng)劉德音,據(jù)《 華爾街日?qǐng)?bào) 》報(bào)道說(shuō)這是佩洛西點(diǎn)名要見(jiàn)的人,被外界稱為“比會(huì)見(jiàn)蔡英文還重要”。
稍前的5月22日,美國(guó)總統(tǒng)拜登訪韓,一下飛機(jī)就迫不及待地直奔位于京畿道的三星半導(dǎo)體工廠參觀視察,與三星的領(lǐng)導(dǎo)人會(huì)談。
這兩位美國(guó)政要出乎尋常的行動(dòng),其實(shí)背后都在打著同一個(gè)“鬼主意”,那就是推動(dòng)美國(guó)“芯片法案”的通過(guò)和實(shí)施。而這個(gè)法案的核心內(nèi)容是,通過(guò)給三星、臺(tái)積電這些半導(dǎo)體大廠發(fā)補(bǔ)貼,拉攏它們?nèi)ッ绹?guó)建廠,把半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)移到美國(guó)去;同時(shí)限制這些大廠在中國(guó)投資建廠,打壓中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
美國(guó)“芯片法案”于今年7月19日獲美國(guó)參議院通過(guò),8月4日獲眾議院通過(guò)。預(yù)計(jì)在8月9日(下周二),拜登簽字就可以實(shí)施了。
美國(guó)“芯片法案”的實(shí)施,在客觀上對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生兩方面的影響:一方面是卡脖子,限制技術(shù)輸出,減少半導(dǎo)體訂單;另一方面,必將倒逼中國(guó)半導(dǎo)體奮起直追,加大科研力度。
這個(gè)過(guò)程,將伴隨著A股市場(chǎng)半導(dǎo)體賽道的風(fēng)險(xiǎn)和機(jī)會(huì)。本期價(jià)值線就來(lái)深入地分析一下。
拜登和佩洛西訪亞,都涉及到這個(gè)法案
臺(tái)媒報(bào)道稱,蔡英文3日中午請(qǐng)佩洛西一行午宴,在對(duì)方要求下,邀臺(tái)積電創(chuàng)辦人張忠謀、董事長(zhǎng)劉德音與和碩副董事長(zhǎng)程建中作陪。
雖然沒(méi)有報(bào)道具體午宴間會(huì)談內(nèi)容,外界很容易就猜到,肯定繞不開(kāi)美國(guó)的芯片法案和游說(shuō)臺(tái)積電到美國(guó)投資建廠的話題。
2020年之前,臺(tái)積電一直否認(rèn)會(huì)在美國(guó)建晶圓廠,但最后還是宣布斥資120億美元在美國(guó)建一座5nm芯片廠,現(xiàn)在有傳聞臺(tái)積電還準(zhǔn)備在美國(guó)建設(shè)第二座晶圓廠。
美國(guó)正在不遺余力地拉攏全球的半導(dǎo)體大廠去美國(guó)投資建廠,一方面提振其國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體的制造業(yè),另一方面打壓中國(guó)在半導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭。美國(guó)意欲在全球范圍內(nèi)全產(chǎn)業(yè)鏈控制半導(dǎo)體的野心昭然若揭。
7月19日,美國(guó)參議院通過(guò)了“芯片法案”,8月4日該法案獲眾議院通過(guò)。預(yù)計(jì)在8月9日(下周二),拜登簽字就可以實(shí)施了。
美國(guó)的“芯片法案”,將為美國(guó)半導(dǎo)體生產(chǎn)發(fā)放520億美元的政府補(bǔ)貼,為投資芯片廠提供估計(jì)價(jià)值達(dá)240億美元的稅收減免,目的就是吸引臺(tái)積電這樣的半導(dǎo)體大廠。
該法案還授權(quán)在10年內(nèi)撥款2000億美元,促進(jìn)美國(guó)對(duì)芯片行業(yè)的科學(xué)研究。不過(guò)國(guó)會(huì)仍然需要通過(guò)單獨(dú)的撥款法案來(lái)為這些投入提供資金。
同時(shí),該法案還明確提出了限制半導(dǎo)體大廠在中國(guó)投資款項(xiàng),明確要求獲得該法案補(bǔ)貼的半導(dǎo)體企業(yè),在未來(lái)10年內(nèi)禁止在中國(guó)大陸新建或擴(kuò)建先進(jìn)制程的半導(dǎo)體工廠。
這就不難理解,今年5月拜登訪問(wèn)韓國(guó),一下飛機(jī)就直奔三星公司,并透露想要和韓國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域加強(qiáng)合作的意向。拜登宣稱,只有加強(qiáng)在供應(yīng)鏈方面的合作,才能避免對(duì)價(jià)值觀不同的國(guó)家的依賴。這里“價(jià)值觀不同的國(guó)家”說(shuō)的暗戳戳的。
當(dāng)然,這也說(shuō)明美國(guó)在芯片制造業(yè)上存在著焦慮。
昔日巨頭,全球最大半導(dǎo)體企業(yè)英特爾正因?yàn)橥瑫r(shí)面臨AMD和ARM夾擊陷入水深火熱,其全球第二半導(dǎo)體企業(yè)的頭銜將易主給臺(tái)積電。
隨著臺(tái)積電公布4、5月份的業(yè)績(jī),預(yù)估臺(tái)積電今年二季度的營(yíng)收最高可達(dá)到182億美元,而Intel該季度的預(yù)計(jì)營(yíng)收為180億美元。
美國(guó)諸多高科技公司,如蘋果、特斯拉、英特爾等等,都極度依賴臺(tái)積電的產(chǎn)品生產(chǎn)智能手機(jī)、自動(dòng)駕駛AI芯片以及計(jì)算機(jī)處理器。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,中國(guó)臺(tái)灣占全球最先進(jìn)芯片制造的90%以上,韓國(guó)僅占8%。
就在幾天前,有半導(dǎo)體廠商曝出:美商務(wù)部擬出新規(guī),14nm芯片EDA對(duì)中國(guó)禁運(yùn)。此次禁令不僅包括中芯國(guó)際,還包括所有中國(guó)大陸地區(qū)營(yíng)運(yùn)芯片生產(chǎn)的廠商,臺(tái)積電也在名單內(nèi)。
此前,美國(guó)已經(jīng)禁止向中國(guó)銷售10納米或更先進(jìn)芯片的EDA工具。這次,這一禁令的范圍擴(kuò)大到了14納米。
EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化),是指以計(jì)算機(jī)為工具,融合圖形學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、微電子學(xué)、拓?fù)溥壿媽W(xué)、材料學(xué)及人工智能等技術(shù),自動(dòng)完成集成電路的設(shè)計(jì)、綜合、驗(yàn)證、物理設(shè)計(jì)等一系列流程。屬于芯片制造的上游產(chǎn)業(yè),被行業(yè)內(nèi)稱為「芯片之母」,是芯片制造商開(kāi)發(fā)芯片的重要設(shè)計(jì)工具。
中美半導(dǎo)體實(shí)力對(duì)比
哪些領(lǐng)域被卡脖子最嚴(yán)重?
半導(dǎo)體產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)是非同尋常的復(fù)雜和全球化,大致可分為四個(gè)主要階段:基礎(chǔ)研究、設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝和測(cè)試。此外,芯片設(shè)計(jì)還需要EDA工具和各種IP核,而芯片生產(chǎn)則需要半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備和各種專用材料。
有專業(yè)機(jī)構(gòu)從六個(gè)方面對(duì)美國(guó)和中國(guó)大陸(不包括臺(tái)灣)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)力做個(gè)全方位對(duì)比。
1、基礎(chǔ)研究
半導(dǎo)體的基礎(chǔ)研究主要是半導(dǎo)體基礎(chǔ)材料和化學(xué)工藝的研究,是半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)和制造實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破和商用化的源動(dòng)力。一項(xiàng)研究成果大約需要10到15年的時(shí)間才能達(dá)到商業(yè)化階段,基礎(chǔ)研究一般約占半導(dǎo)體總研發(fā)投入的15-20%。比如,美國(guó)多年來(lái)一直保持在16-19%的水平。
根據(jù)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)的數(shù)據(jù),2018年中國(guó)的整體研發(fā)投入全球排名第二,僅比美國(guó)低5%,但是投入到基礎(chǔ)研究的費(fèi)用只占5-6%,大大落后美方。
2、EDA/IP
EDA和IP雖然在全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中占略小,但在價(jià)值鏈上卻舉足輕重,可謂半導(dǎo)體“皇冠上的明珠”。
EDA三巨頭(新思科技、Cadence,以及被西門子收購(gòu)的Mentor)都是美國(guó)公司,他們同時(shí)也開(kāi)發(fā)和提供各種IP。IP市場(chǎng)的領(lǐng)頭羊Arm極有可能被美國(guó)的英偉達(dá)收購(gòu)而成為美國(guó)公司。
根據(jù)SIA和BCG的報(bào)告統(tǒng)計(jì),美國(guó)在EDA/IP領(lǐng)域占據(jù)74%的份額,而中國(guó)只有3%。中國(guó)EDA行業(yè)雖然有華大九天、概倫電子,以及新興的EDA初創(chuàng)公司,但整體實(shí)力跟美國(guó)還相距甚遠(yuǎn)。
在IP方面,只有芯原和Imagination(中資背景的英國(guó)公司)在全球市場(chǎng)占據(jù)一定的份額。
3、芯片設(shè)計(jì)
芯片設(shè)計(jì)是典型的人才和智力密集型產(chǎn)業(yè),全球芯片設(shè)計(jì)的研發(fā)投入占整個(gè)半導(dǎo)體研發(fā)的53%,是最大的一塊,有的先進(jìn)工藝系統(tǒng)級(jí)芯片的研發(fā)占比更高。在邏輯芯片設(shè)計(jì)市場(chǎng),美國(guó)占67%,而中國(guó)幾乎為零。
在存儲(chǔ)器方面,美國(guó)占29%,中國(guó)占7%,長(zhǎng)江存儲(chǔ)、武漢新芯和合肥長(zhǎng)鑫等存儲(chǔ)器廠商的崛起將有助于增加中國(guó)在這一領(lǐng)域的份額。
在DAO方面,美國(guó)占37%,中國(guó)占7%。美國(guó)的TI和ADI長(zhǎng)期占據(jù)全球模擬芯片市場(chǎng)龍頭地位,短期內(nèi)中國(guó)或者其它國(guó)家都難以撼動(dòng)。中國(guó)在電源管理器件方面的競(jìng)爭(zhēng)力逐漸增強(qiáng),模擬領(lǐng)域也有圣邦微和思瑞浦等公司的興起,但整體營(yíng)收和技術(shù)實(shí)力還不能跟美國(guó)相提并論。
4、晶圓制造
7nm工藝及更先進(jìn)的晶圓廠100%都在東亞,都掌握在臺(tái)積電和三星手中。
從目前的整體制造產(chǎn)能來(lái)看,美國(guó)占全球的12%,中國(guó)則占16%。據(jù)SIA統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè),美國(guó)在1990年的晶圓制造產(chǎn)能占全球的37%,現(xiàn)在已經(jīng)下滑到12%。如果繼續(xù)按這樣發(fā)展下去,到2030年美國(guó)的半導(dǎo)體制造能力將只有全球總產(chǎn)能的10%。而同期中國(guó)則一路上升,從1990年接近零到2000年的3%,再到現(xiàn)今的16%,到2030年預(yù)期將達(dá)到24%。
鑒于這一嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí),美國(guó)政府開(kāi)始撥款大力支持美國(guó)公司和外國(guó)企業(yè)在美國(guó)本土建造晶圓廠。同時(shí),通過(guò)技術(shù)出口限制等手段遏制中國(guó)在晶圓制造方面的增長(zhǎng),特別是14nm以下工藝的生產(chǎn)。
5、制造設(shè)備和材料
光刻工具代表了晶圓廠商最大的資本支出之一。先進(jìn)的光刻設(shè)備,特別是那些采用極紫外線(EUV)技術(shù)的設(shè)備,是生產(chǎn)7納米及以下工藝芯片所必需的,一臺(tái)EUV機(jī)器的售價(jià)就高達(dá)1.5億美元。開(kāi)發(fā)和制造這種先進(jìn)的高精度制造設(shè)備需要在研發(fā)方面進(jìn)行大量投資。
在半導(dǎo)體制造設(shè)備領(lǐng)域,美國(guó)占比41%,以LAM(泛林半導(dǎo)體)、AMAT(應(yīng)用材料)和KLA(科天半導(dǎo)體)為代表。而中國(guó)僅占5%,以中微半導(dǎo)體和北方華創(chuàng)為代表。中國(guó)最大的晶圓代工廠商中芯國(guó)際在購(gòu)買ASMLEUV光刻機(jī)等方面一直受到美國(guó)政府阻撓,致使中國(guó)14nm以下先進(jìn)工藝的研發(fā)和生產(chǎn)一直滯后。
此外,半導(dǎo)體制造也依賴專門的材料來(lái)加工和處理晶圓。半導(dǎo)體制造過(guò)程涉及多達(dá)300種不同的材料,其中許多都需要先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備來(lái)生產(chǎn)。例如,用于制作晶圓片的多晶硅錠的純度必須達(dá)到太陽(yáng)能面板的1,000倍。全球300毫米硅片主要由五家供應(yīng)商提供,主要來(lái)自日本、韓國(guó)、德國(guó)和臺(tái)灣。中國(guó)大陸只有上海新昇半導(dǎo)體一家可以提供。
6、封裝測(cè)試
封裝測(cè)試屬于芯片制造的后道工序,主要是將晶圓廠完成的晶圓片切割成裸片,并進(jìn)行封裝和測(cè)試,最后輸出芯片成品給芯片設(shè)計(jì)公司。
封裝和測(cè)試工廠主要集中在中國(guó)大陸和臺(tái)灣,東南亞也有一些新的封測(cè)工廠設(shè)施。在這一領(lǐng)域,中國(guó)占比38%,而美國(guó)只有2%。
總的來(lái)看,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在設(shè)備及材料、EDA、高端芯片設(shè)計(jì)及制造等諸多領(lǐng)域仍被卡脖子。
國(guó)產(chǎn)替代
這幾個(gè)細(xì)分領(lǐng)域最值得關(guān)注
在當(dāng)前地緣政治不確定性升級(jí)的背景下,國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)屬性凸顯,設(shè)計(jì)企業(yè)的崛起將拉動(dòng)配套制造需求,推動(dòng)相關(guān)廠商積極擴(kuò)產(chǎn),并積極導(dǎo)入國(guó)產(chǎn)設(shè)備、材料,國(guó)內(nèi)EDA等,其中資本市場(chǎng)上以下這幾個(gè)細(xì)分領(lǐng)域值得投資者重點(diǎn)關(guān)注。
1、設(shè)備及設(shè)備零部件
中信證券最新研報(bào)認(rèn)為,當(dāng)前正處于全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的大變革階段,一方面在各國(guó)加大政策補(bǔ)貼背景下,產(chǎn)能擴(kuò)張持續(xù)加碼,擴(kuò)產(chǎn)潮下設(shè)備企業(yè)受益顯著;另一方面在施加外部限制背景下,供應(yīng)鏈安全得到重點(diǎn)關(guān)注。
中國(guó)大陸擁有全球最廣泛的電子制造、終端品牌和市場(chǎng)需求優(yōu)勢(shì),下游需求帶動(dòng)上游供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)移是順應(yīng)歷史潮流的趨勢(shì),一方面,國(guó)內(nèi)在成熟制程領(lǐng)域仍與海外廠商具有充分合作基礎(chǔ),強(qiáng)調(diào)商業(yè)共贏,另一方面,從供應(yīng)鏈安全考量,國(guó)產(chǎn)設(shè)備、零部件的研發(fā)、驗(yàn)證有望加速,建議關(guān)注國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)下設(shè)備、零部件的發(fā)展機(jī)遇。
(1)重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備平臺(tái)型龍頭企業(yè)北方華創(chuàng)(002371)、中微公司(688012)、盛美上海(688082);
(2)重點(diǎn)關(guān)注細(xì)分設(shè)備領(lǐng)域龍頭芯源微(688037)、拓荊科技(688072)、華海清科(688120)。
2、EDA
EDA的國(guó)產(chǎn)之路起于20世紀(jì)80年代,20世紀(jì)90年代初,中國(guó)歷史上第一款具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的EDA工具“熊貓”誕生,并獲得多個(gè)國(guó)際大獎(jiǎng)。但隨后國(guó)外EDA廠商進(jìn)入中國(guó),在“造不如買”思潮下,國(guó)產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)陷入了十幾年的沉寂。
2008年國(guó)家“核高基”項(xiàng)目將EDA列入其中,國(guó)產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)才重新煥發(fā)生機(jī)。同時(shí),中興、華為事件使人們意識(shí)到關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)的重要性,資本市場(chǎng)也開(kāi)始關(guān)注EDA行業(yè)。
目前全球EDA市場(chǎng)平穩(wěn)發(fā)展,卻由擁有美國(guó)背景的Synopsys、Cadence、Mentor三大巨頭壟斷。
國(guó)內(nèi)主要玩家有華大九天(301269)、概倫電子(688206),國(guó)產(chǎn)化替代空間廣闊。
3、Chiplet 技術(shù)
處于風(fēng)口當(dāng)中的Chiplet技術(shù),正被不少業(yè)內(nèi)人士視為摩爾定律放緩之后、中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)彎道超車的機(jī)會(huì)。尤其是華為被美國(guó)制裁、先進(jìn)芯片受制之后,Chiplet備受市場(chǎng)關(guān)注。
Chiplet設(shè)計(jì)將各元件獨(dú)立制造后重新分組,將承擔(dān)相似功能的元件整合為小晶片,再通過(guò)先進(jìn)封裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)互聯(lián),最終集成封裝成系統(tǒng)晶片組。Chiplet架構(gòu)與先進(jìn)封裝共同實(shí)現(xiàn)了基于不同工藝平臺(tái)的各元件之間高密度互聯(lián),以更低設(shè)計(jì)成本、更低制造成本、更高制造良率達(dá)到同級(jí)別效能表現(xiàn)。Chiplet設(shè)計(jì)架構(gòu)通過(guò)成熟制程產(chǎn)品堆疊,達(dá)到高性能芯片效能,為國(guó)產(chǎn)替代開(kāi)辟新思路。
有研究機(jī)構(gòu)稱未來(lái)在高性能計(jì)算、汽車、服務(wù)器等領(lǐng)域Chiplet有著廣泛的應(yīng)用前景,關(guān)注Chiplet產(chǎn)業(yè)相關(guān)標(biāo)的:芯原股份(688521)、華峰測(cè)控(688200)、長(zhǎng)川科技(300604)。
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