中國尋求在半導體產業的各個方面實現自給自足,同時減少對外國競爭對手的依賴,試圖建立有競爭力的企業。然而中國在半導體子產業的追趕,面臨發展不均衡的問題。
未來幾年,中國將占據半導體新增產能的最大市占。事實上,SEMI國際半導體產業協會指出,2025年的成長動能之一將來自2奈米的開始產出,且中國的總產能將達世界三分之一的量。中國目前擁有全球20~45奈米晶片產能的27%,以及全球50~180奈米晶片產能的30%。此外,分析師預計,中國將在2022~2026年期間建造最多的新晶圓廠或進行重大擴建,其中中國新增26座工廠,產能暴增40%。中國半導體產能大增,台廠需要留意潛在的競爭威脅。
中國尋求在半導體產業的各個方面實現自給自足(圖1),同時減少對外國競爭對手的依賴,試圖建立有競爭力的企業。中國在半導體產業的追趕,面臨發展不均衡的問題。首先,中國在行動裝置或人工智慧應用等邏輯晶片的設計中,企業仍落後於全球領先者,儘管可能只落後兩年,在半導體產業的其他次產業,特別是在記憶體晶片、半導體製造設備(SME)和組裝、測試和封裝(ATP)領域,中國企業正在創新,但落後全球領先者幾年。
再者,2021~2022年,全球半導體專利申請55%來自中國,申請數量是美國的兩倍。而中國企業實體在2022年授予的半導體專利數量,超過了美國和日本,進一步拉近差距。2024年1月,英特爾執行長基辛格斷言,儘管中國不斷努力發展半導體產業並設計更複雜的晶片製造工具,但中國仍落後全球半導體產業約10 年。
第三,根據Mathys & Squire 調查,就半導體產業研發(R&D)強度而言,中國的研發強度為7.6%,僅為美國(18.8%)的40%,也低於歐盟企業15%的水準。最後,雖然中國大力發展成熟的本土閉環半導體產業,激發了大量的創造力和創新,但在極其複雜的科技生態系統中,「單幹」策略將非常困難。
儘管如此,中國半導體公司還是有望在某些領域迎頭趕上國際半導體市場的腳步。例如,產業分析師認為華為Mate 60 Pro智慧型手機的設計屬性和功能,與競爭對手版本的差距在18至24個月內,中國在傳統半導體(大於28奈米)的生產方面也取得進展。雖然中國企業的競爭似乎更多是在價格密集而非創新密集的基礎上,但依舊盡力突破美國封鎖。
整體而言,中國在半導體設計和製造的大部分仍然落後於全球領先者。另一方面則隨著中國在緊張的國家政策中推行積極的全社會戰略,其企業的智慧財產權(IP)和創新能力正在迅速增強。
中國在半導體設計和製造的大部分都落後於全球,包括EDA軟體和光學微影設備等關鍵投資,然而,華為海思和必人等中國企業,在競爭日益激烈的邏輯晶片技
術逐漸成熟。尤其是行動裝置和服務人工智慧應用的圖形處理單元(GPU)提供動力的邏輯晶片,中國已經能在較低的成本下,具備高效製造技術不太複雜的成熟節點邏輯晶片的能力。
其中,中國儲存晶片製造商長江存儲(YMTC)和長鑫存儲(CXMT),大約在2020年取得重大進展。也就是說,中國正在迅速縮小半導體生產流程與全球市場的差距,並正在全面發展真正的智慧財產權和創新能力。
政策大力推動技術創新
自2013年三中全會以來,中國政府「以半導體作為國家產業創新的首要任務」,中國《2014年國家積體電路產業發展促進指導意見》呼籲官民共同投資1,500 億美元,在中國建立完全「循環」的半導體生態系統。該計畫直接呼籲2030年將消除中國積體電路貿易逆差,鼓勵中國成為世界積體電路製造大國。
2015年,中國發布了「中國製造2025」(MIC 2025)策略,細化了其中一些目標,設定了到2020年實現40%的半導體自給自足率,和2025年達到70%的目標。事實上,到2025年底,中國可能只能實現30%的自給自足。蘭德公司指出,中國可能需要額外投資至少1兆美元,才能實現該產業真正的自給自足。
中國的半導體發展策略,展現中國政府意識到半導體是支撐經濟和國家安全的基礎技術。並且中國政府願意進行必要的長期投資,以實現自給自足,和減少對海外供應鏈依賴的目標。這意謂著中國需要培養自有供應鏈整合上下游的能力,目標是在發生國際衝突時,能夠維持其製造業體系和經濟規模生產能力。
事實上,中國的努力得到回報。例如從2001年到2016年,中國在半導體產業全球增加值中的市占,成長近四倍,從8%成長到31%。而美國的市占從28% 下降到22%,日本的市占下降了三分之二以上,從30%降低到8%(圖2)。
就全球半導體市場的變化,雖然美國在全球半導體製造中的市占大幅下降,但其在全球半導體整體市場市占中仍保持領先地位。這尤其得益於美國在EDA和半導體設計方面的優勢,以及在邏輯、記憶體和模擬市場領域的技術優勢。
而日本曾經是半導體領域的世界領導者,但在過去三十年中衰落,自1988年以來,日本的半導體市占率從52%下降到只有7%,下降了87%。這種大幅下滑可歸因於日本企業在20世紀90年代和2000年代初期,隨著其他重要半導體代工廠的建立而無法或環境不適應,以及創新、研究和開發的缺乏。加上日本電子產品銷售的下降,使得日本傳統企業難以適應半導體產業並參與競爭。
中國半導體技術匍匐前進 試圖打破西方封鎖(1)