客觀看待中國半導體產業的發展|安邦智庫

撰文:外部來稿(國際)
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近年中美在地緣政治、經濟、科技、金融等領域的廣泛對抗,推動了中國在發展戰略上的調整。尤其是在科技領域,美國對中國進行了嚴格的禁止、限制和制裁,在整個西方世界推動了打壓中國科技公司的行動。國際環境的劇變刺激了中國加快自主創新的決心,中國已經將創新作為未來發展的核心戰略,大力發展科技創新及相關產業,成為國家支持並推動的創新行動。

在上述背景下,半導體產業成為一個風口浪尖上的科技產業。中國是全球最大的半導體晶片進口國,也是重要的晶片消費市場。為了擺脫美國對中國半導體產業的限制——實際上無法完全擺脫——中國近年顯著加大了對半導體晶片產業的投資,在政府鼓勵下,許多中國企業也參與到晶片研究設計和生產製造等產業環節中。

美國半導體行業協會掌握的信息顯示,包括阿里巴巴、百度、中興通訊在內的中國晶片製造商在2021年已經實現了多個突破。阿里巴巴在2021年10月推出了5納米的伺服器CPU(即倚天710晶片)以及7納米的雲AI晶片;在2020年已實現自研7 納米晶片商用的中興通訊,在2021年也推出了5納米的5G基站處理器;百度也於2021年8月推出了7納米的雲伺服器用晶片。在晶片生產方面,為進一步推動國產晶片發展,中芯國際決定在深圳擴增產能,主要用於生產28納米及以上集成電路。中芯國際的新產能計劃在2022年實現量產;中芯國際還斥資約497億元在北京建立晶片廠,一期項目計劃於2024年完工,工廠完工後將實現每月約10萬片的12英寸產能。

從晶片生產來看,中國的產能正在快速上升。據國家統計局的數據,2021年中國共計生產了3594.3億塊晶片(包括本土企業和外資工廠生產的晶片),同比增長了33.3%,2020年中國晶片產量同比增長16.2%。這意味着,中國2021年的晶片產量增速是2020年的兩倍。美國半導體工業協會預測,如果保持當前勢頭,到2024年,中國半導體行業可能佔全球銷量的17.4%,而2020年時這一數字僅為9%。這將使中國成為世界第三大晶片銷售國,僅次於美國和韓國。僅2021年,中國就宣佈新增28個晶片製造建設項目,共投資260億美元。

從這些發展來看,中國在推動半導體產業自主發展方面成績斐然,在較短的時間內就取得了較大成就。如果以此速度發展,中國是不是很快就能擺脫美國對中國半導體產業的技術限制了呢?

根據安邦智庫(ANBOUND)研究團隊掌握的信息,情況似乎沒有這麼樂觀,對於中國在半導體產業領域的進步,我們還需要保持冷靜和客觀的評估。

中國企業在晶片的自主研發設計和發佈上的進步,與當前半導體產業生態的變化有關。由於EDA(電子設計自動化,Electronic Design Automation)工具的進步,晶片設計的門檻下降,導致國際上許多終端廠商都選擇自主研發晶片,中國也不能例外。但是,中國的晶片產業發展存在致命弱點:這些先進制程晶片,中國企業能夠設計成功,但自己加工不了,幾乎都靠台積電加工。由於台積電的合作廠商眾多,這使得做晶片設計變得相對容易。如華為旗下的海思,十多年前即開始自研晶片,其晶片銷售規模一度衝到全球前三。但由於其晶片加工高度依賴台積電,在美國出台禁令後,海思的晶片設計無人加工,對華為的高端手機和5G基站晶片遭到重創。

中國企業能否在晶片生產環節取得突破呢?中國大陸目前已成為全球重要的晶片生產地,包括本土企業和外資工廠在內,2021年中國大陸共生產了3,594.3億塊晶片。不過,中國大陸的巨大產能,在技術和產品上還停留在中低端水平。以中國大陸生產技術水平最高的中芯國際來說,其工藝水平僅限於14納米,且未能實現較高良率的量產。由於美國及盟友的限制,中國難以買到高水平的光刻機,如對中國禁售EUV(極紫外光刻機)。在國產光刻機製造領域,大陸目前還未達到28納米的水平。安邦的半導體產業專家判斷,由於缺少EUV設備,中國大陸的晶片生產將在10-7納米級別被迫停止。與此同時,台積電已經實現了3納米晶片的量產。受制於地緣政治因素和技術差異,我們判斷,中國大陸的晶片廠商與西方先進水平的技術代差在短期內難以縮小。

還要注意的是,為了快速彌補半導體產業的短板,中國近年對半導體產業大量投資,多個地方政府爭相投入。據報道,2020年,中國境內新註冊為半導體生產企業的數量為大約15,000家。這些公司里,很大一部分專注圖形處理單元、電子設計自動化、邏輯晶片、AI計算等領域。一擁而上的投資也造成了一些問題,一是會出現爛尾工程,據不完全統計,近年國內多地的半導體投資爛尾項目,損失高達數千億元。二是造成人才惡性競爭。過多的投資爭搶有限的人才,互相挖人,抬高人才價格,造成人才浪費。此外,中國的半導體設計公司多,但高度同質化,高端設計少,導致內卷嚴重。

在國內常常會遇到這樣的問題:中國發展半導體產業的決心那麼大、投入的錢那麼多,為什麼迄今還處於落後和被動的狀態?中國過去能自主搞出「兩彈一星」,現在能搞成載人航天,為什麼搞不出小小的晶片?

客觀來看,從產業體系和市場化程度來看,小小的晶片的確比龐大的航天產業更為複雜!航天產業的市場化程度很低,客戶基本上是政府,最大的投資者也是政府,中外情況類似,程度不同。因此,對大國來說,航天產業有可能以一國之力實現閉環發展。但晶片產業則完全不同,它需要在開放的市場環境下由多個國家一起來完成,其最終客戶也分佈在全球市場——個人消費者、企業用戶、政府用戶。因此,舉國之力能搞成航天產業,但幾乎不可能搞成完全獨立的完整晶片產業鏈,即使美國也做不到這一點。因此,長期來看,中國半導體產業的長足發展,首先必須保持中國的市場開放,此外還有待於國際地緣政治環境的改善。

最終分析結論:

中國對半導體產業發展傾注了極大的關切,投入了巨量的資源,因此也對產業發展成就帶有更多的期待。不過,半導體產業的發展需要遵從產業規律、技術進步規律、市場規律,還有賴於正常的國際環境。因此,國內對於半導體產業發展要有長期觀點,要有客觀判斷,不可短期化,不可操之過急,不可將創新活動異化為封閉創新。

本文轉載自安邦智庫1月25日「每日經濟」分析專欄。