發布日期:2022-04-24 瀏覽次數:7751
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任何產品都要經歷創新——成熟——標準化這一生命周期,半導體也不例外。與產品生命周期相應的是,行業的發展遵循技術密集型——資本密集型——勞動力密集型的轉變路徑。產品創新階段以技術壟斷和產品差別為特征,行業表現為技術密集型;而到了成熟階段,技術基本穩定繼而投入減少,而資本和管理要素的投入增加,行業表現為資本密集型;最后產品到了標準化階段,成本控制成為競爭力的主要約束,行業就表現為勞動密集型。
行業不同階段生產要素的密集性發生改變,使得各個國家與地區的競爭力發生改變。在創新階段,創新國因為技術優勢有明顯的競爭力;而到了成熟和標準化階段,創新國需要利用其它國家在資本、勞動力領域的優勢保證產品的競爭力, 并開拓新的市場, 從而催生了產業轉移的原動力。
產業轉移的原動力
美國是半導體芯片的發源地, 美國半導體產業一直保持著在全球的領先地位, 其半導體產業的發展與升級就伴隨著設計與制造的分離、 制造的轉移。美國最初通過硅谷平臺,匯集各領域的人才與資源,儲備研發實力,開發出電腦等跨時代的產品, 借由終端產品的創新,帶動半導體的需求成長。
到了成熟階段, 技術基本穩定,美國意識到其生產方面的效率不高,核心競爭力在于 IC 設計等高技術密集環節,開始主動將生產線外搬, 采用委外代工的模式,將資本密集型和勞動密集型的生產環節轉交日本、臺灣、韓國等具備資本與勞動力優勢的國家。這就意味著產業轉移一般從組裝和制造等勞動密集型的環節最先開始, 其次是資本密集型產業的轉移, 而技術密集型的設計環節則由美國保留。
全球半導體產業的發展主要經歷了兩次大的產業轉移,第一次是從美國向日本的轉移,第二次是美國、日本向韓國、臺灣的轉移。 美國半導體產業向外轉移也可以看做是半導體產業在全球的擴展。產業轉移帶來了日本等國家在 DRAM 制造的反超, 但美國之后又開始將中心投入新一輪技術的開發中, 也意味著新一輪周期開始。美國將重點投向著重設計的 ASIC 和 MPU, 確保新技術持續處于領先地位,促進產業升級, 并借此又重回霸主地位。
總之, 美國擁有最先進的半導體技術,可以根據國家半導體產業的發展重點有選擇的保留最核心、盈利能力最強的環節——在 IC 設計和半導體設備領域,美國占據絕對主導地位。 對美國而言, 半導體產業的轉移是有意為之,也是產業升級的必然要求和結果。
半導體產業轉移伴隨著新興終端市場的興起
半導體產業經歷了兩次產業轉移, 第一次是從美國向日本的轉移, 第二次是從美日向韓臺的轉移, 我們研究發現, 這兩次轉移都與新興終端市場的興起有關。從美國到日本的產業轉移伴隨著家電市場的興起,從美、日向韓、臺的產業轉移則伴隨著 PC 市場的興起。我們分析, 這是因為新興終端市場興起帶來了技術的變化(創新或升級)、 產業鏈的變化,造就了行業重新洗牌的機會。 承接國若能主動抓住商機, 制定正確的策略,發揮自身的比較優勢, 產業轉移將應運而生。
全球半導體產業鏈變遷與產業轉移
從美國到日本的第一次產業轉移, 是美國將裝配產業轉移到日本,日本從裝配起家學習美國半導體技術,并將半導體技術創新性地與家電產業進行對接的過程,由此日本家電產業與半導體產業發展形成了良性互動, 孵化了索尼、東芝等系統廠商。
80 年代電子產業從家電進入 PC 時代,催生了對 DRAM 的需求,日本憑借在家電時代的技術積累和出色的生產管理能力, 實現 DRAM 的大規模量產,并實現反超美國,半導體產業的繁榮持續了將近 20 年(1970-1990 年)。
美日半導體產業變遷圖
從美日向韓臺的第二次產業轉移則與 PC 產業的發展息息相關。第二次產業轉移一方面表現為存儲產業從美國轉向日本后又開始轉向了韓國, 另一方面也表現為IDM 模式以外產生了單獨的設計公司(fabless)與逐漸獨立出來的晶圓代工(foundry)環節, 臺灣切入晶圓代工環節,并由此孵化 IC 設計公司,實現半導體產業從美日向臺灣的轉移。
存儲的轉移主因 PC 產業帶動 DRAM 技術不斷升級,日本經濟泡沫無力投資、技術升級落后于韓國;制造環節晶圓代工獨立出來則主因 90 年代 PC 的廣泛應用與普及, IC 產業開始進入以客戶為導向的階段, ASIC(為專門目的而設計的集成電路)應運而生,專門負責設計的公司誕生,與制造分離。 因此我們認為從美日到韓國的存儲產業的轉移, 與技術升級有關; 而制造環節從美日向臺灣的轉移, 則與設計、制造、封測這一產業鏈分工模式取代傳統 IDM 模式的變化有關。
韓臺半導體產業變遷圖
我們對兩次半導體產業轉移的原因進行總結,雖然每次產業轉移的發生都是天時、地利、人和的共同結果,但其中還是可以總結出一個共同的規律,那便是伴隨著新興終端市場興起帶來的技術變化或是產業鏈變化,這可以參考下圖的歸納。
全球半導體產業轉移原因分析
此外, 我們研究還發現, 半導體產業轉移一般先從勞動密集型開始,例如承接美國外包的組裝、 封裝和測試等產業。 對半導體技術有了一定的積累后, 若承接國能抓住電子產業終端市場興起的半導體需求(如日本抓住了家電市場的需求,韓國和臺灣則抓住了 PC 時代的機遇), 政府制定正確的策略、 選擇正確的切入點、進行資本的密集投資(韓國和臺灣由于兩地資金實力、市場空間、產業形態等的不同,選擇了不同的切入點,韓國選擇了標準化程度高、周期性強的存儲,而臺灣則選擇以外銷為主,承接美國 Fabless 的代工訂單), 以此恰當把握自身的優勢,半導體產業將實現快速發展,從勞動密集型產業向資本密集型產業過渡, 這個過程也伴隨著技術積累的逐步增厚。
家電產業帶動民用半導體需求興起,半導體產業從美轉向日
70 年代到 90 年代是日本半導體產業的興盛時期,前后持續 30 年左右。 70 年代至、80 年代中期, 日本半導體產業崛起, 源于日本消化吸收美國軍工起家的半導體技術,成功將半導體技術應用于家電市場; 80 年代后期和 90 年代日本半導體產業的繁榮源于 PC 產業發展,存儲器產業從美國轉向日本, 并且日本成功反超美國。
美日電視機產量比較
70 年代不同于美國軍工帶動半導體產業發展,日本作為二戰戰敗國,軍事項目被全面禁止, 日本轉而采用“民用家電帶動產業發展”的策略,利用家電市場容量大、 技術壁壘低、價格有優勢的特點,切入半導體市場。日本從收音機以及數字視像設備等民用設備入手,在初期避開了與美國的競爭, 并成功占據全球家電市場首位。 同時抓住家電市場興起帶動的半導體需求, 成就了東芝、索尼、日立這類系統廠商,不僅成為全球家電市場的龍頭,也躋身全球半導體產業的前列。
70 年代是日本家電產業發展最快的階段, 日本電視機產量甚至超過了美國; 70年代也是日本半導體迅速成長的階段, 1975 年日本半導體產值達 12.8 億美元,市場份額達 21%,相比美國的 36.4 億美元,亦是非常重要的半導體生產國。
日本1975年半導體產值份額達21%
日本憑借在家電領域的深耕,對半導體技術有了一定的積累。在美國進行 DRAM產業轉移的時候,日本成為最合適也最有能力承接的國家。存儲芯片作為標準化程度較高的產品, 發展初期對技術要求尚低,得益于“VLSI 計劃”,日本憑借其出色的生產管理能力及對精細加工的擅長, 成功大規模量產了存儲芯片。
80 年代到 90 年代初期, 日本通過 DRAM 生產優勢和消費電子的輸出一度超越了美國。 美國半導體產業的薄弱環節在于產品制造和企業管理:首先,生產方面的效率不高,新產品不能很好地轉化為市場上可信賴的產品;其次,企業間的橫向聯系較為松散,企業在關鍵性產品上的投入不足,重復性技術開發造成了巨大的資源浪費。 1983-1998 年間,日本持續保持 DRAM 制程的領先, 反超美國,市占率躍居全球首位。
1980-2010 年全球存儲行業市場份額變化
PC 重塑半導體產業鏈,半導體產業從美、日轉向韓、臺
IBM 公司于 1981 年推出了第一部型號為 PC 的個人桌上型計算器,標志著 PC 時代的到來。 PC 出現以后的 30 年整個半導體市場基本圍繞 PC 發展, 而這其中最重要的兩個組成就是半導體內存 (Semiconductor Memory) 與微處理器(Micro Processor) 。 PC 產業的發展就伴隨著內存以及微處理器技術的不斷升級 。
進入 90 年代半導體行業依然遵循著摩爾定律前進, PC 應用越來越廣泛,功能越來越強大,這時軟件就起了決定性的作用,微軟 Window 操作系統大獲成功。奠定了其 PC 軟件霸主的地位, 為之提供配套 CPU 等硬件產品的 Intel 隨之崛起。
此外, PC 時代半導體產品的特性要求也發生了變化。 從家電到消費電子,產品差異化競爭使得芯片定制化程度更高, IC 產業開始進入以客戶為導向的階段。 一方面標準化功能的 IC 已難以滿足整機客戶對系統成本、可靠性等要求,同時整機客戶則要求不斷增加 IC 的集成度,提高保密性,減小芯片面積使系統的體積縮小,
降低成本,提高產品的性能價格比,從而增強產品的競爭力,得到更多的市場份額和更豐厚的利潤。另一方面, PC 中除了微處理器和存儲是標準化產品外,其他芯片均是非標準化的,造成了芯片之間信號傳遞的延遲和不穩定。由于這兩個原因, IC 設計公司興起,為客戶提供 ASIC 的設計服務,以實現系統的整體優化;同時將制造外包出去,形成了獨立的晶圓代工環節。
PC崛起對半導體產業的影響