日前，大連理工大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部發(fā)表了《中國(guó)科研經(jīng)費(fèi)報(bào)告（2018）》。據(jù)報(bào)告披露，在2017年，中國(guó)全社會(huì)研發(fā)經(jīng)費(fèi)達(dá)到了1.7萬(wàn)億元，自2012年超越日本業(yè)成為全球第二研發(fā)大國(guó)之后，中國(guó)繼續(xù)拉大與第三名的差距。但從下圖我們可以看到，中國(guó)與美國(guó)相比，研發(fā)投入差距依然明顯。報(bào)告中指出，2017年，中國(guó)的科研經(jīng)費(fèi)投入僅為美國(guó)的44%。如果僅從圖中的趨勢(shì)走勢(shì)來(lái)看，中美之間的研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入差距似乎并沒(méi)有縮小。

中國(guó)與主要國(guó)家的研發(fā)經(jīng)費(fèi)支出規(guī)模增長(zhǎng)比較（2000到2016年）

從報(bào)告中，我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)重要的點(diǎn)，那就是以2016年的數(shù)據(jù)計(jì)算，中國(guó)企業(yè)研發(fā)經(jīng)費(fèi)總額為12144億元，占中國(guó)研發(fā)經(jīng)費(fèi)總額的78%。而華為一家所占的經(jīng)費(fèi)就高達(dá)825.68 億元，占中國(guó)企業(yè)研發(fā)經(jīng)費(fèi)的7%，超過(guò)中國(guó)全部境外上市企業(yè)的研發(fā)支出。在華為本身來(lái)看，當(dāng)年他們的收入為5216億元，研發(fā)占營(yíng)收比重也到達(dá)15.8%。這也促使華為成為了唯一一家入選全球企業(yè)研究經(jīng)費(fèi)20強(qiáng)的國(guó)內(nèi)企業(yè)。而在這些研發(fā)的投入下，華為無(wú)論是芯片業(yè)務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)，或者是終端業(yè)務(wù)，都全面開(kāi)花。但這依然落后于擁有差不多產(chǎn)品線的三星，也排在單純的半導(dǎo)體供應(yīng)商英特爾之后。

全球企業(yè)研發(fā)經(jīng)費(fèi)前20強(qiáng)的中國(guó)企業(yè)

回顧過(guò)去兩年的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，自去年的“中興事件”以來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)本土集成電路產(chǎn)業(yè)的反思進(jìn)入了前所未有的高度，產(chǎn)業(yè)各界的人士也紛紛從技術(shù)、人才和政策等多個(gè)方面對(duì)中國(guó)集成電路進(jìn)行拷問(wèn)。但眾所周知，研發(fā)投入對(duì)一個(gè)集成電路企業(yè)的成長(zhǎng)尤為關(guān)鍵。

因?yàn)榧呻娐樊a(chǎn)業(yè)本身的特殊性，如果沒(méi)有大量的投入，就很難積累本身的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。為此，筆者準(zhǔn)備從國(guó)內(nèi)與國(guó)外差距較大的設(shè)備、芯片設(shè)計(jì)和晶圓代工三方面入手，試圖從研發(fā)角度，對(duì)比中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈，與全球產(chǎn)業(yè)鏈領(lǐng)先者的差距。

設(shè)備篇

根據(jù)申萬(wàn)宏源的報(bào)告，半導(dǎo)體設(shè)備是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈最重要的一本，其價(jià)值約占半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈總值的80%，但我國(guó)設(shè)備普遍國(guó)產(chǎn)化率很低。根據(jù)他們的統(tǒng)計(jì)顯示，如光刻機(jī)、離子注入設(shè)備、氧化擴(kuò)散設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率均低于 10%，刻蝕機(jī)約10%，CVD/PVD 設(shè)備約 10%~15%，封測(cè)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率普遍小于 20%。產(chǎn)品供應(yīng)主要被應(yīng)用材料、泛林、東電、ASML和科天等廠商占有。

他們能獲得這樣的地位，與他們一直以來(lái)堅(jiān)持的高投入研發(fā)有關(guān)。

首先看應(yīng)用材料，據(jù)東吳證券的統(tǒng)計(jì)顯示，應(yīng)用材料過(guò)去幾年一直保持比較高的研發(fā)投入，近幾年的研發(fā)投入更是屢創(chuàng)新高，每年投入研發(fā)的資金軍超過(guò)十億美元，公司說(shuō)擁有的專利也超過(guò)11900項(xiàng)，那就意味著公司每天要申請(qǐng)四個(gè)以上的專利。

應(yīng)用材料過(guò)去幾年的研發(fā)支出和營(yíng)收占比

再看ASML，作為說(shuō)專注領(lǐng)域的絕對(duì)龍頭，ASML在研發(fā)上的投入也是驚人的以他們近年攻克的EUV光刻機(jī)為例。從1999到2016年，公司每年的研發(fā)投入都超過(guò)10%，最低投入也超過(guò)2.3億歐元，進(jìn)入最近幾年的投入更是突破了10億歐元。從下圖我們也可以看到，即使是收入暴跌的2009年，公司依然是保持之前的研發(fā)投入，而隨著應(yīng)收的額提升，公司的研發(fā)投入也相應(yīng)提升。這種持之以恒的投入幫助他們坐穩(wěn)了光刻機(jī)龍頭的位置。

ASML從1999到2016年的營(yíng)收和研發(fā)數(shù)據(jù)

作為對(duì)比，我們看一下這個(gè)過(guò)程中被ASML遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋離的尼康和佳能，據(jù)西南證券的統(tǒng)計(jì)，他們的研發(fā)支出與ASML相對(duì)比，差距相當(dāng)明顯，從他們當(dāng)前的現(xiàn)狀，就堅(jiān)定了我們只有持續(xù)不斷的投入，才能成就巨頭的決心。

ASML、Nikon 和 Canon 研發(fā)支出比較

我們看一下國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備龍頭北方華創(chuàng)的表現(xiàn)。

根據(jù)東吳證券，在2013到2016年，北方華創(chuàng)的研發(fā)投入整體攀升，在2016年的研發(fā)投入更是高達(dá)46.72%，正是在這樣的高投入的情況下，北方華創(chuàng)獲得了不錯(cuò)的成績(jī)。東吳證券指出，北方華創(chuàng)已經(jīng)具備 8 英寸半導(dǎo)體設(shè)備系列產(chǎn)品的市場(chǎng)供應(yīng)能力，產(chǎn)品包括多晶硅刻蝕機(jī)、高深寬比硅刻蝕機(jī)、氧化硅刻蝕機(jī)、金屬刻蝕機(jī)、PECVD、LPCVD、立式氧化爐、臥式擴(kuò)散爐、單片清洗機(jī)及全自動(dòng)槽式清洗機(jī)等工藝設(shè)備；2017 年，北方華創(chuàng)自主研發(fā)的 12 英寸立式氧化爐也已經(jīng)投入產(chǎn)線；在刻蝕機(jī)領(lǐng)域，硅刻蝕機(jī)研發(fā)已經(jīng)步入 7nm 制點(diǎn)，14nm 的設(shè)備已進(jìn)入中芯國(guó)際的產(chǎn)線驗(yàn)證；金屬刻蝕機(jī)方面已研發(fā)出國(guó)內(nèi)首臺(tái)適用于 8 英寸晶圓的設(shè)備，并也進(jìn)入中芯國(guó)際產(chǎn)線。

2013-2016 北方華創(chuàng)研發(fā)支出及其占收入比

雖然已經(jīng)取得不錯(cuò)的成績(jī)，但是我們也應(yīng)該看到，因?yàn)橥度氲馁Y金數(shù)額比較少，只有數(shù)億人民幣一年，與應(yīng)用材料這些領(lǐng)先廠商差距巨大，這就使得國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體設(shè)備在追趕這些領(lǐng)先廠商方面，顯得尤為艱難。

芯片設(shè)計(jì)篇

近年來(lái)，由于華為的進(jìn)步，尤其是麒麟系列芯片走上國(guó)際舞臺(tái)與高通競(jìng)爭(zhēng)，這讓國(guó)內(nèi)很多人對(duì)國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)抱有很多的信心，但正如很多業(yè)內(nèi)朋友說(shuō)的一樣，國(guó)內(nèi)的芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)，除了華為，其他廠商的投入與國(guó)際大廠相比，差距較大。

根據(jù)ICinsights的統(tǒng)計(jì)顯示，2017年排名前10位的廠商總支出增加至359億美元，當(dāng)中有高通、博通、聯(lián)發(fā)科和英偉達(dá)四家無(wú)晶圓廠，TSMC一家晶圓廠和英特爾、三星、東芝、美光和SK海力士五家IDM。其中，英特爾以超過(guò)130億美元的美元的研發(fā)投入位居榜首，研發(fā)支出占銷(xiāo)售額的百分比為21．2％，高于2010年的16．4％和1995年的9．3％。這主要因?yàn)橛⑻貭栕鳛槟柖傻膱?jiān)定追隨者，一直在推進(jìn)制程工藝的前進(jìn)，往10nm之后，他們要繼續(xù)走下去，就必須提高其研發(fā)投入。

再看那四家無(wú)晶圓設(shè)計(jì)廠，高通、博通和聯(lián)發(fā)科，這四家廠商2017年的研發(fā)投入最低都有17.97億美元，研發(fā)投入占營(yíng)收比例都在20%左右。至于IDM，英特爾和東芝的投入都是處于20%左右，但SK海力士、三星和美光的這三家做存儲(chǔ)的投入都不到10%，這與2017年存儲(chǔ)的價(jià)格大漲有很大關(guān)系，沒(méi)有很大的參考意義。

我們?cè)賮?lái)看一下國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)的表現(xiàn)。首先看一下華為方面，因?yàn)槿A為不是上市公司，公司也沒(méi)有對(duì)外公布過(guò)海思的研發(fā)支出。但是有媒體在2018年的報(bào)道，華為在最近十年，華為投入了4000億進(jìn)入研發(fā)，其中芯片研發(fā)的投入可能達(dá)到1600億。如果按照這個(gè)數(shù)據(jù)，華為還是平均每年的研發(fā)投入為160億元，這足以媲美國(guó)外一線大廠，這也就是他們能獲得今天成績(jī)的原因。

因?yàn)槿A為是中國(guó)芯片業(yè)一個(gè)獨(dú)特的代表，并不能代表中國(guó)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的整體水平，為了說(shuō)明國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，我們來(lái)看一下兆易創(chuàng)新、北京君正、富瀚微、中穎電子、全志科技和圣邦股份等十家Fbaless上市公司的年度財(cái)報(bào)，看一下他們的研發(fā)投入現(xiàn)狀。

如上圖所示，十家中國(guó)上市無(wú)晶圓廠2017年的研發(fā)投入營(yíng)收占比都不低，但是看金額的話，最多的一家是匯頂科技，為5.97億元，而最少的一家僅為五千多萬(wàn)。統(tǒng)計(jì)這十家廠商2017年的研發(fā)收入，僅為21.40億元，這個(gè)數(shù)字尚且比不上高通當(dāng)年研發(fā)投入的零頭。可見(jiàn)國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)和國(guó)際巨頭的差距。

晶圓代工廠篇

晶圓代工方面，國(guó)內(nèi)與國(guó)際巨頭的差距也非常明顯。

在營(yíng)收方面，臺(tái)積電2017年的營(yíng)收為330億美金，全年毛利做到49%。國(guó)內(nèi)晶圓龍頭中芯國(guó)當(dāng)年的營(yíng)收如為31億美元，毛利率也只有22.2%；在研發(fā)方面，我們看2017年的數(shù)據(jù)，臺(tái)積電只有20多億美金，占營(yíng)業(yè)收入8%左右，而中芯國(guó)際的研發(fā)營(yíng)收比雖然有13.7%，但因?yàn)闋I(yíng)收少，僅僅只有4.27億美元。

除了研發(fā)，CAPEX對(duì)晶圓代工廠來(lái)說(shuō)也非常重要。

根據(jù)外媒之前的報(bào)道，臺(tái)積電在2018年年中曾經(jīng)宣布，將會(huì)投融資250億美元去攻克5nm，當(dāng)中除了工藝研發(fā)經(jīng)費(fèi)之外之外，當(dāng)然也包含了昂貴的CAPEX支出。。

前面我們已經(jīng)提到，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈里面，設(shè)備相關(guān)的成本會(huì)占80%左右，當(dāng)中大部分應(yīng)該就是體現(xiàn)在晶圓代工環(huán)節(jié)。以現(xiàn)在5nm以下工藝必不可缺的EUV光刻機(jī)為例，這些設(shè)備每臺(tái)的售價(jià)要上億美金，外媒傳聞臺(tái)積電今年將包攬ASML今年30臺(tái)出貨的18臺(tái)，這就是一筆不小的開(kāi)支了。而根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察之前的報(bào)道顯示，目前建造一條12英寸32/28nm的規(guī)模生產(chǎn)線需要超過(guò)40億美元，12英寸14nm生產(chǎn)線投資高達(dá)100億美元。對(duì)于更先進(jìn)的工藝，這樣的投資成本更是驚人的，而且折舊成本也是可怕的。

也就是說(shuō)，只有龐大的投入，聚焦先進(jìn)工藝代工的代工廠才能建立屬于自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

從現(xiàn)在臺(tái)積電從去年開(kāi)始就大規(guī)模量產(chǎn)7nm，今年也將量產(chǎn)使用EUV光刻機(jī)的7nm+工藝，并進(jìn)行5nm工藝試產(chǎn)、格芯和聯(lián)電停在7nm前面、中芯國(guó)際14nm還沒(méi)大規(guī)模，12nm僅僅取得突破的現(xiàn)狀可以證實(shí)這一點(diǎn)。

從上面的介紹我們可以看到，對(duì)于集成電路產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，保證一定比例的研發(fā)投入，是企業(yè)走下去的前提，要想更上一層樓，成為頭部玩家，那就是需要砸錢(qián)。當(dāng)然，作為一個(gè)對(duì)技術(shù)要求很高的領(lǐng)域，人才也是不可或缺的。

雖然可能因?yàn)槟承┎豢煽挂蛩兀瑢?dǎo)致我們現(xiàn)在想花錢(qián)都沒(méi)地方花，但可以肯定的是中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)仍然有很長(zhǎng)一段路要走。

首先要做的是怎么找到錢(qián)，把它花出去。