提到技術(shù)競爭時,焦點(diǎn)不可避免地集中在最先進(jìn)的數(shù)字上。就半導(dǎo)體而言,就是在芯片上的電子電路的線寬。“納米”的意思是“十億分之一”,成為衡量微細(xì)加工技術(shù)的一個單位。
英特爾在7納米掉隊(duì)。只有臺積電(TSMC)和三星電子能夠達(dá)到5納米以上至3納米。這兩家企業(yè)正在進(jìn)行一場2納米的競賽,看誰能在三年后實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。比較數(shù)字的話,的確很容易理解。但事實(shí)上,制造商是用不同的設(shè)計(jì)制造電路,因此真正的集成水平不能與各自單方面宣布的納米級數(shù)字相提并論。
在日本政府的支持下成立半導(dǎo)體制造企業(yè)“Rapidus”(11月11日東京港區(qū),Kyodo)
在日本政府的支持下新成立的半導(dǎo)體制造企業(yè)“Rapidus”提出了“超越2納米”的大膽旗號。就任社長的小池淳義希望大干一場,為工程師們鼓勁,在日本創(chuàng)造顛覆性創(chuàng)新。數(shù)字本身并不是目標(biāo),而是表明了追趕臺積電和三星電子、重回硅業(yè)強(qiáng)國的決心。
日本進(jìn)入這個領(lǐng)域可能會使納米競爭進(jìn)一步升溫,但“體力”最好的中國不參與這場競爭,因?yàn)槊绹呀?jīng)切斷了通往中國的先進(jìn)技術(shù)的流動。出口管制擴(kuò)大到與先進(jìn)加工有關(guān)的所有產(chǎn)品、材料和知識產(chǎn)權(quán)(IP)。如果美國以經(jīng)濟(jì)安全為由實(shí)施制裁,其盟友日本和韓國都別無選擇,只能服從。
三星電子宣布量產(chǎn)3納米半導(dǎo)體
因此,中國和“西方”之間的技術(shù)差距,被認(rèn)為從以前3年,擴(kuò)大到了五年以上。日本的電子行業(yè)似乎松了一口氣,認(rèn)為中國再也不能追趕了。但情況真的是這樣嗎?
中國擴(kuò)大上一代半導(dǎo)體技術(shù)的投資
在比較數(shù)字大小的納米競爭的背后,還有另一條“戰(zhàn)線”。那就是上一代半導(dǎo)體芯片能以多大的成本和數(shù)量進(jìn)行生產(chǎn)的實(shí)力競爭。
中國的產(chǎn)業(yè)政策不僅關(guān)注先進(jìn)技術(shù)。不容忽視的是在“西方”經(jīng)濟(jì)制裁之后,調(diào)查顯示中國開始將巨額資金投入到納米數(shù)更高領(lǐng)域的設(shè)備。
例如,中國最大的國有半導(dǎo)體代工廠商中芯國際(SMIC)的設(shè)備投資額發(fā)生了巨大的變化。據(jù)一位日本政府的相關(guān)人士透露, 中芯國際對于先進(jìn)產(chǎn)品14~16納米,2020年的估計(jì)投資約為35億美元。然而到了實(shí)施制裁的2021年,這一數(shù)額急劇減少到不到1/3,為10億美元。
與此相反,上一代技術(shù)領(lǐng)域的投資正在迅速增加。28~39納米幾乎翻了一番,從33億美元(2020年)到55億美元(2021年)和62億美元(預(yù)計(jì)2022年)。
生產(chǎn)能力也是如此,處于領(lǐng)先地位的14~16納米停滯在每月不到10萬片的水平(換算成200毫米的晶圓計(jì)算)。相比之下,傳統(tǒng)的17~27納米顯示出每年兩位數(shù)的增長,從2020年的90萬片到115萬片,此后是130萬片。在28納米以下,線寬更大的領(lǐng)域,增幅甚至更大,每年增加30%~40%。
中國最大半導(dǎo)體代工企業(yè)中芯國際(圖片來自中芯國際官網(wǎng))
納米數(shù)字越大,產(chǎn)品難度越小,中國的投資和生產(chǎn)能力的增長也越大。似乎中國放棄了前沿領(lǐng)域,回到上一代技術(shù)。
其實(shí)中國很冷靜,因?yàn)槿虬雽?dǎo)體的實(shí)際需求大部分是在上一代技術(shù)領(lǐng)域。半導(dǎo)體短缺導(dǎo)致世界各地的汽車和消費(fèi)電子制造商悲鳴的是因?yàn)榧夹g(shù)上10納米以上的通用品買不到。
作為中國設(shè)備投資的結(jié)果,也許在三、四年后,全球市場將充滿中國制造的低成本、高質(zhì)量的上一代技術(shù)的半導(dǎo)體。制造業(yè)最需要的是功率半導(dǎo)體、傳感器和控制電機(jī)的模擬元件。線寬只有28、40和65納米。這不會因?yàn)殡妱榆嚕‥V)的普及和數(shù)據(jù)中心的林立而改變。
日本贏技術(shù),輸市場
如果是半導(dǎo)體上一代技術(shù),不會受安全保障上的制約,在美國的監(jiān)管框架之外,中國制造商幾乎可以自由出口到世界各地。“納米競爭”看似很簡單,以至于忽略了來自中國的價(jià)格破壞能力。
這讓人想起之前的鋼鐵行業(yè)。日本和世界的一些大型鋼鐵企業(yè),被中國壓倒性的生產(chǎn)力量打敗而被淘汰。雖然在技術(shù)上贏了,但在市場上輸了。有必要關(guān)注這樣的歷史會不會在半導(dǎo)體行業(yè)重演。
在日本半導(dǎo)體表面舞臺上很多知名企業(yè),如鎧俠,、瑞薩電子、 索尼和羅姆。然而,日本各地實(shí)際上有大約80家不知名的上一代技術(shù)的半導(dǎo)體中小工廠。
這些多是經(jīng)營不善、設(shè)備陳舊,對未來沒有展望的企業(yè)。在解決半導(dǎo)體短缺的緊急措施的借口下,日本政府在2021年的補(bǔ)充預(yù)算中傾注了470億日元的補(bǔ)貼,但即使輸血可以維持這些企業(yè)的生存,也不會把病治好。
臺積電和三星的盈利結(jié)構(gòu)顯示,在價(jià)格較高的納米競爭領(lǐng)域,利潤率更高。在這個意義上,日本的新半導(dǎo)體制造廠商“Rapidus”的策略是瞄準(zhǔn)2納米之后的目標(biāo)。
臺積電成為半導(dǎo)體生產(chǎn)的王者
但是,半導(dǎo)體行業(yè)無法依靠一家企業(yè)的力量來復(fù)興。如果缺乏在上一代半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域的戰(zhàn)略,復(fù)興的夢想最終會成為空中樓閣。
超越日本企業(yè)成為王者的臺積電,就很好地利用了技術(shù)過時的工廠。每當(dāng)一項(xiàng)新技術(shù)被開發(fā)出來,就會建一個先進(jìn)的工廠,而之前的先進(jìn)工廠就會成為一個上一代技術(shù)的工廠。這是一個聰明的商業(yè)模式,在質(zhì)量和數(shù)量上都保持著不懈的競爭力。
進(jìn)行納米競爭的尖端產(chǎn)品,被安保的理論管理了企業(yè)。在這一領(lǐng)域,中國可能會孤立而失敗。但另一方面,自由貿(mào)易的邏輯在上一代技術(shù)的半導(dǎo)體產(chǎn)品中起作用,數(shù)量是最重要的,中國應(yīng)該能夠在貿(mào)易戰(zhàn)中顯示出實(shí)力。誰會笑到最后呢?
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