目前全球芯片半导体产业链上,除了美国掌握产业的核心技术之外,其他任何发展该产业的国家,包括日本在内,都属于芯片半导体产业链上的第二梯队。
世界芯片半导体产业的总体格局
从杰克·基尔比在1958年发明了现代意义上的集成电路开始,美国就一直牢牢掌控着芯片半导体产业的核心技术,直到现在,60多年过去了,尽管日本也曾经在芯片半导体产业领域超越美国,但从核心技术上,日本并未实现对于美国的反超,只是在产业产值上短暂地超越过美国。目前,芯片半导体产业,已经形成美国技术主导,美、中、欧、日、韩等国家共同组成的全球化产业链条,尽管美国企图限制中国芯片半导体产业的发展,但是至少目前为止,全球半导体产业链格局并未发生根本性的变化。
按照芯片制造的四个过程设计、制造、测试、封装来看,目前美国公司拥有强大的芯片半导体的设计能力,欧洲部分公司也掌握着芯片设计的核心能力。按照芯片设计公司全球排名来看,2019年,博通、高通、辉达、联发科、超微、赛灵思、迈威尔、联詠科技、瑞昱半导体、戴乐格半导体等十家公司排名前列,这其中绝大多是美国科技公司或者与美国技术有关的科技公司。
第二个环节就是芯片制造公司了,大家都知道,台积电是世界上芯片最大的代工企业。不过,说到芯片制造,就得不得芯片制造的核心设备——光刻机,目前世界上最先进的光刻机由荷兰阿斯麦尔ASML公司生产制造,其在高端光刻机市场具有绝对垄断地位,其采用的技术也绝大多数是来自于美国的技术。最近拓墣产业研究院发布了关于全球半导体产业上比较著名的芯片代工企业排行榜,前十名分别是台积电、三星、格罗方德、联电、中芯国际、高塔半导体、华虹半导体、世界先进、力晶、东部高科。中国就占了6席,这6家企业分别是台积电、联电、中芯国际、华虹半导体、世界先进、力晶。其中台积电排名第一,占到了49.2%左右的份额。
然而,虽然世界上最大的芯片代工企业在中国,中国芯片制造占到全球总份额的66%以上,但众所周知的原因,中国仍然是世界芯片制造的弱国,而台积电等芯片制造大厂的核心技术,也有很多来自于美国的核心技术。
最后再说一下后两个环节测试和封装,这两个环节上中国并不弱,但技术上仍然依赖于国外,其中长电科技、华天科技、通富微电、晶方科技等都是国内外著名的芯片封测企业。下面是偶找的全球封测企业2018年的排名情况。
总结一下,全球芯片半导体的核心技术仍然掌握在美国公司手里,或者与美国密切相关的科技公司手里。当然,中国虽然拥有大量的世界级的芯片半导体产业链上的公司,但要么是处于技术含量较低的封测阶段,要么是不受控制,要么是严重依赖美国技术。目前,华为海思、中芯国家在芯片设计和制造领域里面,属于中国芯片半导体产业企业当中可以依赖的公司。
日本芯片半导体产业现状
大家可能都还记得2019年下半年发生的日韩贸易争端,2019年7月1日,日本政府宣布对出口韩国的三种半导体产业原材料加强管制。这三种名为氟聚酰亚胺、光刻胶、高纯度氟化氢的产品和技术,都被限制向韩国出口。这三种产品都是芯片制造的最重要的基础性原材料,而目前这三种材料,日本处于全球垄断地位。看到下图韩国1-5月自日本进口的数据便清楚,这些材料日本有多牛了。氟聚酰亚胺有93.7%进口自日本,光刻胶91.9%进口自日本,高纯度氟化氢43.9%进口自日本。
举上面的例子是为了说明,日本虽然没有什么像样的芯片设计公司、芯片代工企业,但日本在芯片半导体原材料、芯片制造如光刻机等底层技术方面仍然居于世界领先地位,甚至在一些产品上处于世界垄断地位。简单来说,如果没有日本的技术和材料,你的芯片就制造不成,尤其是高端芯片。
1989年,日本占据全球半导体53%市场份额,最上游的材料有信越、日立化成、京瓷等强手,同时拥有十种50%以上份额的垄断型设备,风头盖过集成电路发明国美丽国。
事件的转折恰恰是此前的1985年,这一年,日本超越美国成为世界半导体最大的生产国。其实,不仅是芯片半导体,在各个领域,日本都有超越美国的趋势。于是,1986年众所周知的《广场协议》签订,美丽国战略上控制住了日本,接下来,《日美半导体协定》签订,美国通过一个个细分的协定,逐渐打压日本各个领域。美国人自己的芯片先锋英特尔,再加上韩国帮手三星,给了日本芯片半导体企业以巨大的压力,于是NEC 、日立、东芝、日立、富士通等企业经历了一系列的兼并重组。然而,日本在芯片设计和制造领域仍然是梦碎了一地,直到2008年的全球金融危机,日本芯片半导体产业的半壁江山彻底倒下。2010年,NEC 一部分业务卖给瑞萨。2012年,弱弱联合的产物——日立- NEC Memory 破产。直到2013年,被寄予厚望的尔必达破产卖给美光(Micron)。
不过,凭借几十年持续的技术投入、成熟的供应链和相对稳定的市场,日企在产业链上游仍有巨大的影响力:晶圆制造巨头信越、SUMCO,光罩领导者 TOPPAN ,后端材料领域的京瓷、住友电木,前后端检测有 Advantest 和东京电子,相比芯片制造和设计,市场狭小之余其重要性却一点不低,足以保证日系企业无生存之虞。另外,日本企业在CMOS 影像传感器领域、车用半导体、电感、晶振、薄膜电容、MLCC等领域,有的甚至具有世界级的统治地位。