【趨勢大師】美國全面封殺後 中國勢必全力建立自主半導體產業生態鏈

出版時間 2020/06/10
微驅科技總經理吳金榮
微驅科技總經理吳金榮

微驅科技總經理吳金榮
 
面對美國對華為一波波的禁令,由於「形勢比人強」,中國政府目前尚無具有的「應對」方案,但是中國的「釜底抽薪」之計,是建立中國自主的半導體產業供應鏈。
 
從半導體設備、材料到晶圓製造、封裝測試等,皆可使用中國自主的技術及供應鏈,避開美國供應商,以免爾後受到美國政府的掣肘。

放眼目前全球半導體產業,即使如美國如此強大的國家,也無法全面掌握所有完整的供應鏈,無法避免國際分工。
 
以半導體設備而言,美國廠商雖然佔有全球約50%的市佔率,然而微影製程(Lithography)設備,卻掌握在荷蘭商ASML的手中。
 
半導體產業於1940年代,在美國誕生茁壯。從學術研究到商業化,美國執全球牛耳。
 
1980年代日本半導體產業快速發展,後來居上。日本記憶體產業大幅超越美國,日本半導體製造業氣勢如虹。1987年美國針對半導體,發動貿易戰,對日本半導體產業,設下諸多限制,要求日本開放市場,每年進口15%美國半導體。
 
美國對日本的半導體的箝制,限制日本半導體產業的快速成長,給韓國帶來機會。三星電子、LG半導體、現代電子(後兩者後來合併,之後成為SK Hynix)等,快速進入半導體產業,並且以驚人的速度成長。

三星電子與SK Hynix目前掌握全球過半的記憶體市場。台灣半導體產業於1970年代,在政府的主導下,由工研院派出種子學員赴美國RCA學習半導體技術。1977年工研院打造的全台第一座積體電路示範工廠落成啟用,開啟台灣半導體產業的先河。
 
1987年台積電成立,開創專業晶圓代工時代,如今台積電在晶圓代工市場市占率,長久以來皆超過50%,對半導體產業的發展有很大的貢獻。
 
目前半導體產業全球分工的態勢明顯,沒有一個國家可獨攬全局。以台積電為例,它的設備來自美國、日本、荷蘭、台灣、韓國、中國等地,材料也是由美、歐、日、韓、台等供應,欲摒除某特定國家於半導體廠的供應鏈之外是有一定的困難,尤其是「去美化」更是難上加難。
 
5月15日,美國商務部發布加強版的華為禁令,中國的晶圓代工廠,也受到美國禁令的影響,不可為華為海思代工生產晶片,否則將會受到美國的報復,切斷半導體設備的供應。
 
即使沒有美中的貿易衝突,中國的第一要務,是建立半導體製造的實力,因此舉國全力投資興建晶圓廠。從晶圓代工到記憶體製造,中國廠商在政府的鼓勵與補貼下,大手筆投資,企圖提高自製率,減少對外來的依賴。
 
今年第1季,半導體製造設備的出貨金額,中國高居全球第二,僅次於台灣。中國半導體設備今年第一季的出貨金額達35億美元,低於台灣的40.2億美元,高於韓國的33.6億美元。這顯示,中國半導體公司建立產能的腳步不停歇。
 
從近幾年全球半導體生產設備出貨金額來看,中國半導體生產設備出貨金額在2017年、2018年及2019年,分別為82.3億美元、131.1億美元及134.5億美元,分居全球第三、第二及第二。

由此可見,這幾年來,中國半導體產業,積極投入建立產能。
 
中國在半導體設備製造方面也有些成就,雖然離美、日等先進國家仍有不小的距離,然而在此基礎下,傾全國之力,5年、10年之後,可能會有突破。
 
由曾任美商應用材料的高階主管,於2004年成立的中微半導體公司,在半導體設備的開發製造已有一定的成就。
 
中微半導體的等離子體刻蝕機已進入台積電供應鍊,高階機型可支援到7奈米製程。除了台積電外,中微半導體的刻蝕機也被中芯、長江存儲等中國半導體廠採用。
 
除了刻蝕設備外,中微半導體也有LED生產設備MOCVD,並且已被中國的三安光電、華燦光電等中國LED晶片生產公司採用。
 
在微影製程設備方面,光刻機(Scanner)是中國積極發展的重點。目前全球光刻機的翹楚為荷蘭的ASML,高階的光刻機幾乎全部由ASML獨占,EUV 光刻機ASML是全球唯一的供應商。

原本日系的Nikon、Cannon在光刻機的市占率領先群倫,進入50奈米以下的浸潤式光刻機時代,ASML開始一路領先,逐步成為光刻機的霸主。

中國的上海微電子從技術層次較低的LED、IC後段光刻機開始開發製造,目前已經量產280 nm、110 nm、90 nm光刻機。

最近傳出上海微電子將在2021-2022年間,交付第一台28 nm 光刻機,如果消息屬實的話,則對中國半導體設備產業而言將是一大突破。

在美國對華為的打壓下,中國政府對半導體產業的支持力度一定會大大提高,若是中國能結合日、韓、台、歐等廠商共同開發半導體產業「新」供應鏈,「去美化」的半導體生產線,將有可能在數年後實現,屆時最大的「受災戶」將是美商。
 
美東時間5月15日,美國商務部發布新禁令,除非獲得供貨許可,否則半導體廠商禁止將含美國技術與軟體的產品,賣給華為及113家華為子公司。
 
其中華為倚賴最深,肩負華為IC開發重任的海思半導體,是此「升級版」禁令的最大「受害者」。
 
高科技可以快速發展,與半導體技術日益精進有很大的關連,海思是華為科技發展的引擎,從功能超群的智慧型手機、影像處理、人工智慧到5G等,海思皆扮演重要角色。

藉由海思開發出的IC,華為方能「笑傲江湖」,在系統端產品,擠身全球一流梯隊。尤其是,從去年5月16日將華為列入「實體名單」後,海思成為華為的「續命舟」,海思全力開發各式各樣的IC,以替補美商無法供應的缺口。

美國禁令,促成海思「爆發」成長。估計海思營業額2019年約為843億元人民幣,較2018年的501億元人民幣,大幅成68.3%。

海思在2019年表現亮麗,母公司華為也保持2位數成長,2019年華為營業額達人民幣8588億元,較2018年的人民幣7212億元,成長19.1%。
 
看在美國政府的眼裡,禁令制裁對華為效果不彰,無法遏止華為的成長,尤其是華為在5G的進展依舊犀利,在中國政府力挺之下,華為在5G基礎建設(基地台、局端設備等),取得大量訂單,並且加速在大陸布建5G設施。
 
為了阻擋華為在5G技術持續領先,美國甘冒天下之大不韙,將美國的行政管轄延伸到海外,將華為禁令升級。

全球各地的半導體廠商只要使用美國的軟體、技術以及設備所製造的半導體產品,必須取得美國商務部的許可,方可出貨給華為及其子公司。所謂的取得許可,是委婉的說法,實際上是禁止。
 
美國對華為的升級版禁令,只要嚴格執行將會讓華為難以生存。只不過,美國將其國家「管轄權」延伸到,美國已出售到國外的設備、軟體。

這與一般的商業原則,似有扞格。不過美國國力堅強,半導體產業基礎深厚,美國一聲令下,誰敢不從。

從半導體產業供應鏈來看,美國在EDA(Electronic Design Automation,電子設計自動化)工具軟體,市占率超過90%,具絕對優勢,所有半導體公司,從IC設計到半導體製造廠,一定會使用到美國的EDA軟體。

半導體製程設備方面,美國占有55%左右的市占率,全球所有的半導體製造廠,一定會使用到美國公司的設備,無一家公司可以遁逃。

海思是IC設計公司,升級版的禁令,美國禁止海思使用美國EDA設計IC,並且禁止所有的晶圓代工廠(包括台積電、三星、中芯等)替海思代工。在此禁令下,海思不僅無EDA軟體可用,也沒有代工廠,可為它生產,這等於判海思「死刑」。

海思如何應付如此「鋪天蓋地」的封鎖,對華為而言,最重要的是保留,好不容易才建立的優秀IC設計團隊。可行之策是將部分工程團隊,轉成IC設計服務,為其他公司服務。另一方面,積極開發自己的EDA軟體,以擺脫美國的束縛。
 
對非美系的半導體設備公司而言,此次華為禁令,提供它們長遠發展的契機。全球所有非美國的半導體製造廠,將可能積極導入使用非美系的製造設備。
 
以往半導體製造廠對引進新的設備供應商皆持保守心態,不積極引進新供應商。然而此次事件,製造廠的心態將明顯轉變,讓非美系半導體設備供應商「有機可乘」。
 
對IC供應商而言,若是美國政府緊縮規定,則所有的供應商,皆不能將IC賣給華為。除了原本已受限制的美國供應商外,三星電子、SK海力士、聯發科、紫光展銳、意法、瑞薩等,所有台、韓、歐、日、中廠商,無一倖免。華為將被逼到無容身之地。
 
中國是全球半導體最大的應用市場,2019年中國進口IC金額達3056億美元,占當年全球半導體產值4251億美元約71.9%,其中有些是國際公司(如蘋果公司),在中國生產的需求。扣除國際公司的需求後,中國本土公司對半導體的需求數量也非常龐大,失去中國市場,對很多半導體公司,將會造成「災難」。

以智慧型手機為例,目前中國品牌智慧型手機公司占有全球約62%左右的市占率,「將心比心」中國智慧型手機廠將儘量,捨美國零組件,轉向中國製、台製等非美國供應商,這種趨勢將一直延續。
 
美國此次對華為的禁令,如果一直持續實施,則將對華為造成重大傷害,甚至威脅到華為的生存。

可預見的是中國政府一定不會坐視不管,它一定會與美國協商,希望找出解決之道。不過目前美中關係不佳,華為事件恐無法迅速解決,美國阻擋華為快速發展的目的可望有不錯的成果。
 
不過美國失去的可能更多,美國半導體公司產品,在中國恐會面臨被其他地區供應商取代的風險。
 
中國會加緊發展半導體製造業,從半導體設備到晶圓廠,中國將積極建立自主的產業鏈,美國半導體設備業的龍頭地位將遭受挑戰。|


 

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