半导体资本大战,中国3440亿力挑欧美5870亿

懂智能的李星子 2024-05-31 02:40:23

李星

为扶持半导体产业发展,中国设立有史以来最大的半导体投资基金,募资规模远超之前两期。

据国家企业信用信息公示系统,国家集成电路产业投资基金三期股份有限公司已于5月24日注册成立。

行业普遍认为,大基金三期是中国实现自给自足的最新努力。美国近来敦促荷兰、德国、韩国和日本等盟友进一步收紧对中国获取芯片技术的限制,并填补现有出口管制的漏洞。与中国角逐晶片主导地位的全球竞争持续升级,以美国和欧盟为主的大型经济体已有近810亿美元(约5870亿人民币)投向下一代半导体。

国家大基金三期注册资本为3440亿元人民币(约合475亿美元),法定代表人为张新,出资股东包括国开金融有限责任公司、中移资本控股有限责任公司、中国建设银行股份有限公司、中华人民共和国财政部、中国银行股份有限公司、中国邮政储蓄银行股份有限公司、中国工商银行股份有限公司、交通银行股份有限公司、中国农业银行股份有限公司等。

大基金三期的股东信息显示,中国财政部是大基金三期的最大股东,持股17%,国开金融有限公司是第二大股东,持股10.5%。

大基金一期成立于2014年9月24日,注册资本987.2亿元,投资总规模达到1387亿元。一期的投资分布主要包括芯片制造(67%)、芯片设计(17%)、封装测试(10%)和设备材料(6%)等环节。

一期主要投资标的包括,设备材料:北方华创、拓荆科技、安集科技、雅克科技、沪硅产业等;制造:中芯南方、中芯北方、华虹半导体、长电科技等;IC设计:国科微、安路科技、华润微、江波龙、士兰微等;EDA软件:芯原股份、华大九天等,全产业链都有投资。

大基金二期于2019年10月注册成立,注册资本2041.5亿元,资金来源和投资方向都更为多元化。二期更强调产业链的整体协同发展,明确指出要支持龙头企业做大做强,提升成线能力,并继续推进国产设备材料的下游应用,国产替代产主要的核心。晶圆制造领域仍然收获了最多来自大基金二期的出资,比例达到70%;对装备、材料的投资占比有所增加,达到了10%左右;对IC设计项目的投资额也达到了10%左右的比例;对封测业的出资比例则有较大幅度的下降。

二期主要投资标的包括,设备材料:北方华创、中微公司、沪硅产业等;晶圆制造:中芯国际、中芯南方、中芯京城、中芯东方、中芯深圳;先进封装:通富微电、华天科技等。

大基金三期已于2024年5月24日正式成立,注册资本高达3440亿元人民币,超过了一期与二期的注册资本总和。鉴于前两期大基金撬动的地方政府资金、私募股权基金等社会资金规模远超大基金本身的募集规模,大基金三期的成立将进一步推动关键领域的国产化进程。

大基金三期的投资方向虽然还未完全明确,但根据一期和二期的投资情况,以及近年来中国与全球半导体产业链之间的贸易摩擦现状,业界认为三期应该是会更注重发展中国的先进半导体制程领域,以求推动中国半导体行业在AI人工智能时代,能够获得足够的AI芯片算力。

中国的科技力量快速增强

中国从2000年加入WTO后,累计的大学毕业生超过了1.4亿人;2000年到2020年的20年时间里,中国培养了约6000万名工程师,中国的工程师的增量和数量都是全球第一;中国研发人员全时当量由2012年的324.7万人年提高到2022年的635.4万人年,也稳居世界首位;入选世界高被引科学家数量从2014年的111人次增至2022年的1169人次,排名世界第二;国家重点研发计划参研人员中45岁以下科研人员占比超过80%。

在学术成果上,2020年,中国的SCI论文发表数量达到57.13万篇,紧随美国之后;而到了2022年,中国的高质量论文引用次数首次超过美国,成为世界第一。

在研发投入上,中国的GDP体量与科研投入不断攀升,与美国的差距日益缩小。2021年,中国的GDP与美国的差额仅为5.2万亿美元,科研经费总投入更是达到了4680亿美元,占全球科研投入的27.5%,逼近美国的6075亿美元。

从技术积累上,由于欧美在全球产业分工过程中,不断把制造业做为外包业务,往全球制造成本较低的地方渐次转移,这期间虽然随着产业链分工越来越细,供应链也越来越长,为全球经济的同步发展,做出了很大的贡献,同时为成为维护全球市场与地缘政治稳定的重要力量,一度成为经济界的成功典范。

在这期间,制造业在资本市场力量的推动下,越来越接近西方前端研发的理论极限,如集成电路的芯片制造,就出现了摩尔定律越来越接近临界点的现象。这种现象的出现,让全球的从事前端研发和后端制造的双方,开始出现科技平权现象,越来越多的技术重心,被制造业企业控制,如ASML的EUV光刻机技术,台积电的COWOS晶圆制造技术,都是前端研发企业还没有掌控的环节,无法对这些技术进行成本迭代。

而中国加入WTO后,由于中国市场本身的空间足够大,全球的制造业产能迁移在中国境内出现了池塘沉淀效应,并没有及时的在承接更多制造业上游环节的同时,把下游环节转移到中国境外进行延伸。

特别是2008年金融危机之后,全球经济恢复缓慢,导致全球制造业的产能,除少部分日韩企业有转移到越南境内之外,大部分制造业环节沉淀在中国境内进行产能复制,形成了中国市场仅消化全球约12%的商品,却形成了超过全球约30%产能的局面,中国约18%的制造业产能,需要全球市场来消化。

如中国曾生产超过全球50%以上的钢材、水泥、铝材、纺织纤维等材料,曾生产超过全球70%的手机、电脑等消费电子产品,家电、空调产品产量也曾超过全球总量的50%,汽车制造业在全球的份额超过30%,其中中国新能源汽车产销量占全球比重超过60%,连续9年位居世界第一位等等。

同时,中国制造业发展过程中,同样也在各个环节形成了中国自己的技术与标准,并且这些技术与标准全部滞留在中国境内,并不为全球市场所共享。如中国的矿物提纯、化工提纯、纺织原料生产、产线自动化集成等方面,都已经形成了中国自己的市场特色,都是基于中国境内的客观条件自主形成的特色技术方案。

中国半导体的挑战

随着中国在宏观制造业的迅速崛起,加上中国境内的市场空间足够大,宏观制造业在全球产业链分工中的产能渐次转移被中国市场所稀释中断,从而引发了欧美发达经济体和新兴市场经济体政商两界的不满,从2009年开始,一场针对“中国制造”的全球产业围堵,也慢慢形成,越来越多的先进产品与先进技术,开始绕开中国市场。

特别是欧美发达经济体,把全球产业链的自由分工,转向“近岸外包”和“友岸外包”等产能定向转移。从最先开始的纺织品到后来的日化产品,现在慢慢开始往汽车制造与半导体制造上升级。

特别半导体制造领域,由于中国与欧美两方迟迟无法达成共识,双方都把相关技术列为自己的核心利益,并与各自的政治立场挂钩,因此对抗更加激烈。中国的国家大基金,就是在这个背景下提出来,并全力推进实施在“国家工程”。

国家大基金,以半导体资本大战挑战西方先进制程封锁

目的就是在已掌握的技术部分形成庞大的产能,再复制之前宏观制造发展过程中的经验,以庞大的产能来磨练供应链的各个环节,通过形成的成本优势来加快行业技术迭代速度,从而避开西方先进研发体系的局限性,形成自己的独特技术领先优势,并往更先进的制程领域突破,从而挑战西方先进制程的封锁。

中国急切的希望能从半导体领域突围的主要原因,是半导体芯片主要应用的下游市场中,消费电子、家电、汽车等几大件大宗商品中,中国的产能都超过了50%,至少消耗了全球超过30%的半导体产品。

同时消费电子、家电、汽车等几大件大宗商品,也是未来发展最快的AI人工智能应用领域,如果中国还要保住这超过50%的产能份额,肯定不希望这些产品的大脑AI人工智能硬件,也就是芯片受到制约,从而因AI芯片的短板,让整个产品的迭代速度受限于欧美前端研发的节奏约束,同时整个产品的定价权与获利空间,也无法得到自己的话语权,重新沦为产能失控的代工方,而不是产能可控的输出方。

目前在半导体制造领域,基本上先进制程中ASML的EUV光刻机技术和台积电的COWOS晶圆制造技术与原材料研发,都是完全绕开了中国市场,中国仅有少部分从业人员,2018年以前有在韩、台企业的工作经历,接触过相关的量产工艺,但并不了解完整的技术体系。

中国目前自研的7纳米和5纳米芯片,都是基于消费级产品,由易往难一步一步研发突破,还没有形成自己的技术体系,产品的良率与产线的生产效率都很低,产品的性能也无法达到工艺对应的水平。

当前中国主要采用SAQP(自对准四重图案化)多重曝光技术和NIL(纳米压印)等“过时技术”,用DUV光刻机来生产7纳米以下的芯片,而且实验室里也已经有了3纳米的样品试制,但未来能不能继续完成中国自己的完整半导体制造体系,形成类似光伏、动力电池等领域,由中国自己主导的低成本与大产能格局,还有待观察。

半导体人才大战,各有各的苦衷

中国虽然拥有全球领先的人才积累,有数量庞大的大学毕业生群体、工程师储备,但是由于长期与西方在科技领域脱节,中国的科技人才培养的质量仍然水平有限。在半导体领域,更是只能从制造业转移过程中从产线工艺中外溢部分专业知识,在学校教育与学术推广环节长期缺失,中国的优秀人才的积累明显不足。

2023年中国半导体行业人才需求达到接近80万人,人才缺口超过20万人。相对中国高校所设专业培养的集成电路专业人才每年却不到3万人。而且人才缺口,还只是目前28纳米以上的成熟制程人才缺口。

由于中国没有参与过ASML的EUV光刻机技术和台积电的COWOS晶圆制造技术与原材料研发的任何环节,所需要的专业知识与量产验证资料完全空白,想要培养相关人才,也无从着手。也就是说,先进制程领域,中国半导体人才的缺口更大。

事实上,即便是欧美在半导体人才领域,也同样缺口不小。欧洲目前也在推动半导体产业发展,希望能到2030年实现半导体产能翻倍的目标,但有研究显示,欧洲在2030年前要达到芯片市占率翻倍的目标,还需要35万名员工。美国也不例外,相关研究显示到2030年,美国半导体行业将面临严重的劳动力短缺。预计到2030年,半导体行业将缺少6.7万名这些专业人员,而整个美国经济将缺少140万名这些专业人员。

同时由于全球产能很多环节被中国制造统治了多年,因此宏观制造业的很多环节人才,也是中国产业链在培育,其它经济体在这方面的人才即要面对随着年龄成长而退出,还要面对产业链缺失造成的市场培育不足。如有研究就显示,美国未来将长期面临37.5万专业人员的岗位缺口,包括建设和运营半导体工厂的大量建筑工人、电工、焊工与管道工等基本岗位。

不过与中国缺少半导体教育资源相比,欧美的半导体教育体系较为完整,仍然可以从中、印等人口大国获取大量的优质大学毕业生来充实欧美的半导体人才培育梯队。同时基础宏观制造业人才,欧美发达经济体也能以自己的经济与文化优势,从全球市场上吸引人才。

因此中国成立大基金,大力推动中国境内的半导体产能建设,以半导体工场来迅速培育熟手员工与工程师的捷径,来解决半导体制造业人才的不足,也是中国挑战欧美半导体产业封锁的主要手段之一。

有行业人士表示,中国未来至少还会成立一期针对半导体行业的第四期国家大基金,通过推动半导体制造业发展,来应对后续的中、西方半导体产业对决。

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