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在过去的30年里,半导体行业一直处于技术进步的核心,这些技术进步为美国经济、美国国防能力以及全球消费者和企业带来了巨大的利益。这也为中国带来了好处,中国的科技行业一直能够利用外国半导体元件来开发越来越有竞争力的电子设备,这些设备在全球市场上的份额越来越大。半导体领域的这些进步是创新良性循环的结果,这种良性循环依赖于对知识产权的充分保护、对全球市场(包括核心技术和工具)的自由和公平准入,以及将这些创新带给终端客户的高度化的供应链。
从美国的角度来看,我们的分析表明,对美国半导体企业施加广泛的单边限制,阻止它们为中国客户服务,可能会适得其反,并危及美国长期以来在半导体领域的全球地位。终,这可能导致美国严重依赖外国半导体供应商,以满足美国科技行业的需求。
过去30年,美国科技行业一直是生产率提高和经济增长的核心引擎。同样,如果美国半导体行业规模大幅缩小,不再发挥全球的作用,就无法为研发投资提供资金,以满足关键国防和能力对半导体的需求。
保持获取技术的渠道也符合中国的利益,特别是在中国寻求加快经济向新的增长模式转型的过程中,这种增长模式更多地依赖于高附加值产品和以技术为基础的生产率提高。
找到建设性的方式来解决美国表达的一些关切,例如加强知识产权保护,确保外国半导体公司享有公平的竞争环境,也可能有利于中国自身的技术发展愿望。这些措施可以进一步鼓励外国投资在中国的研发活动,有利于中国需要的技术和人才的流入,以提升其国内产业的能力,并终创新和质量方面的健康竞争。
一个强大的美国半导体行业,充分融入全球技术供应链,对于继续提供技术至关重要,这些技术将使数字转型和人工智能的新时代成为可能。与移动革命一样,此类突破的巨大利益将惠及所有国家的消费者和企业,而不仅仅是美国。因此,美国和中国迫切需要找到一种新的平衡,即在维护各自利益的同时,允许美国半导体公司继续大举投资于研发,并向全球各地的创新设备制造商广泛提供其前沿产品。
为了避免这些后果,政策制定者必须设计出同时解决美国问题和保护美国半导体公司全球市场准入的解决方案。
SMT设备的国产化进程
自1985年开始引进SMT生产线批量生产彩电调谐器以来,中国电子制造业应用SMT技术已近30年。据不完全统计,目前我国SMT生产线大约5万条,贴片机总保有量超过10万台,自动贴片机市场已占全球40%,成为全球大、重要的SMT市场。
焊接、检测和印刷设备已经接近国际水平。
2005年以来,国内SMT设备企业在印刷机、焊接、检测等SMT设备方面已基本实现国产化,并凭借市场价格优势占据70%~80%的国内市场份额。
锡膏印刷机方面,国内早由日东研制成功。近年众多民营企业参与研制,已有多个品种问世,达到世界中上等水平。2006年东莞凯格精密机械公司推出全自动印刷机,很快成为国内。
焊接设备方面,国内研发与制造起步很早,无铅焊接设备已达到国际水平,成为我国表面贴装设备市场中具竞争力的产品。目前,低端市场都由国产占领,市场仍为国外所垄断(在稳定性方面,与国外水平存在一定差距。比如,某国外回流炉厂商横向温差仅为0.5度,而国内高水平高达2度)。
AOI设备方面,2010年之前国内AOI市场几乎由国外20多种设备垄断,东莞神州视觉率先研发成功国内款AOI设备Aleader系列,至今已累计销售4000多台,年销售达到600~700台的水平。
X-Ray检测设备方面,国内起步较晚,日联科技自2006年进入该领域以来,已于2008年实现核心部件的,达到水平。目前,公司产品年出货量达到400多台。
贴片机仍依赖进口,其中六成以上来自日本。
贴片机是SMT生产线为关键、技术和稳定性要求高的设备。十多年来,中国企业仍处于摸索阶段和样机试制阶段,一直未推出通过中试的成熟产品,几乎依靠进口(除小型的LED贴片机);在华国外企业将核心贴片机的生产放
在国外,在华工厂主要负责周边设备生产及贴片机维护、调试等服务。
图2 2001~2013年中国自动贴片机进口情况
2013年,国内自动贴片机进口金额达到13.01亿美元,进口来源国主要为日本,占比达到65.2%;从韩国、德国、新加坡、美国、荷兰进口占别为17.9%、6.1%、3.7%、1.3%、0.8%。
图3 2013年中国进口自动贴片机国别和地区分布
如果这种模式持续下去,中国半导体企业可能也会成为国际市场上的积竞争者,进一占全球市场份额。事实上,这正是中国在2014年制定《中国制造2025》时所设定的雄心壮志:中国的终目标是到2030年成为半导体行业所有领域的全球。
从长期来看,中国半导体行业在全球的份额可能达到35%至55%。随着中国半导体企业加速海外扩张,行业利润率可能会大幅压缩。其结果是美国半导体公司将无法再维持目前的高研发强度。当前的创新良性循环可能会逆转变成恶性循环,美国企业陷入竞争力下降、市场份额和利润下降的恶性循环。
电信网络设备行业的经验印证了这些变化。由于重大的担忧,该行业目前处于中美摩擦的中心。2000年,三家北美公司——朗讯、北电和摩托罗拉——成为全球企业,总收入约为1000亿美元。在互联网泡沫破裂后的科技低迷时期,需求枯竭,网络设备公司的收入大幅下降。到2005年,这三家公司的总收入下降了45%。结果,他们重组业务削减成本,包括研发成本。尽管他们保持着与前相同的12%的收入投入,但他们的年度研发支出总额从120亿美元下降到67亿美元,在短短五年内减少了45%。
这削弱了它们在不断发展的无线设备市场上保持技术于欧洲竞争对手和支持新产品开发的能力,正如全球运营商正在推出基于新技术标准的无线网络一样。与此同时,上世纪90年代中期进入市场的中国制造商开始以更低的价格推出“足够好”的网络设备。中国的竞争者在国内和新兴市场迅速扩张,到2008年已经占领了全球约20%的市场。在随后的十年里,中国电信网络设备公司的份额几乎翻了一番,达到38%。
同时,三个前北方美国巨头终被欧洲竞争对手收购,收购价格仅为其先前估值的一小部分。如今,美国还没有无线接入网络基础设施的供应商,这对于5G网络的推出和管理至关重要,5G网络是下一波应用的基础,这些应用将改变全球经济,因为它们带来了从大规模物联网应用到自主车辆的方方面面。
“全球准入”才能实现半导体行业的双赢
这种影响要严重得多,而且发生的速度将远远快于仅中国制造2025计划的预期效果。分析人士目前预测,包括IDM和无晶圆厂设计公司在内的中国半导体公司的收入可能以每年10%至15%的速度增长,到2025年,其国内需求覆盖率将从2018年的14%提高到25%至40%。这种增长将转化为中国半导体行业在全球市场份额中的增长4至7个百分点,这与我们在情景1和情景2模型中的预测一致。
在没有限制美国技术来源的情况下,根据“中国制造2025”计划更换外国半导体将影响美国和非美国供应商。假设替代程度与当前市场份额成正比,我们的市场模型预测,仅由于“中国制造2025”,美国半导体公司的全球份额将仅损失2至5个百分点。这一市场份额损失大约是我们所评估的中美摩擦两种情况下市场份额损失的四分之一。
有两个主要原因可以解释中美摩擦带来的更为的影响。先,对于国应商可供选择的半导体组件,我们预计中国设备制造商将瞄准美国供应商的替代品,并在需要时选择将非美国供应商作为第二来源。此外,面对美国的出口限制(甚至是美国可能在我们的情景1中对实体名单之外的公司施加此类限制的风险),中国设备制造商还将尝试用其他或欧洲供应商取代美国半导体供应商,即使这种替代无助于实现中国制造2025年的目标。
除了财务影响外,我们的分析还揭示了一个风险,即将美国半导体公司拒之门外后,中国市场可能引发产业结构的剧烈变化,对美国经济竞争力和产生深刻、不可逆转的影响。如果美国半导体公司的全球份额下滑至约30%,美国将把其长期的全球半导体地位拱手让给韩国或中国。
更根本的是,美国可能面临不得不在很大程度上依赖外国供应商来满足其国内半导体需求的风险。预计每年研发投资将减少30%至60%,美国工业可能无法提供满足美国国防和系统未来需求所需的技术进步。
美国半导体行业的下行风险可能不止于此。一旦美国工业失去其全球地位,它将不可能重新获得。如果我们的中长期情景2得以实现,中国成为全球者,美国半导体行业将可能面临额外的份额侵蚀,超出我们预测的18个百分点。在没有贸易壁垒的情况下,中国的竞争对手不会将自己局限于主导国内市场。
在其他几个技术领域,中国企业利用在国内市场建立的规模优势,以抢占海外市场的市场份额,使行业利润率降低了50%至90%。(见附件12。)