陈经：美国想把中国芯片产业“赶尽杀绝”，却给自己制造了最大对手

 

芯片行业比较复杂：芯片生产需要设计、制造、封装、测试等多个环节，还要芯片设备生产商支持，往往需要多国企业协作。芯片有庞大的需求方，用于几乎所有工业门类。芯片种类也非常多，半导体应用很广。

 

虽然芯片是新闻舆论关注的焦点，但行业知识与数据，仍然不算很普及。甚至由于特殊的原因，流传的芯片相关信息中，充满了种种错误认知。

 

美国对中国成熟芯片发起301调查，其本质是一个产业相关的事件。了解了芯片产业数据与现状，就能明白，中美芯片斗争目前到了什么阶段。

 

一、芯片业分领域数据

 

 

上图为2008-2023年，每年的十大半导体设计公司市场份额。可以看出，整体市场份额较为分散。销售额年年最高的英特尔，份额最高也只是在2011年达到16.5%。2018年，前十合计份额58.8%是近年最高值，这一数字一般情况下为50%左右。在这十几年间，有18个公司进过前十。

 

 

芯片设计企业营收2008、2013、2018、2023

 

从2008-2013-2018-2023的前十变动来看，英特尔、三星、高通、博通、SK海力士、意法半导体、德州仪器比较老牌，稳定上榜。其中高通和博通是Fabless纯设计企业，需要代工，其它是IDM模式企业（包括存储器生产商），自有芯片制造工厂。到2023年，英伟达、AMD、苹果的芯片业务崛起了。进过前十又掉出去的IDM模式企业，还有西部数据、NEC电子、英飞凌、瑞萨电子、美光、铠侠。英特尔2008年营收为376亿美元，2013年为527亿美元，2018年为708亿美元，2023年为542亿美元，可据此估算各企业的营收数值。

 

全球芯片设计企业的营收从2008年的2800亿美元增至2023年的5900亿美元，这大致能代表芯片行业对外部的整体营收——其它企业使用芯片，对接的就是设计芯片的公司。芯片设备、芯片制造、晶圆代工、封装测试企业，都是芯片行业内部的营收，外部接触少。如果将这些内部营收加上来，芯片行业的营收就会显得很高，概念上不好区别，所以应该单独列出。

 

总体来看，纯设计公司明显崛起，而IDM模式走下坡路。2008年，前十中只有高通是纯设计公司，2023年又增加了博通、英伟达、AMD、苹果四家纯设计企业。

 

2024年，这个排名将发生大的变化：英特尔近年来份额不断下滑，2024年还亏损了，营收预计只会略微超过500亿美元，将铁定丢掉一直把持的营收第一的位置。而英伟达在2024年4月30日至10月30日这半年间的营收就有650亿美元，2025财年（2024年2月1日至2025年1月31日）营收预计1255亿美元，将大幅超过英特尔。

 

这个榜单中没有中国大陆企业。海思在2020年上半年营收52.2亿美元曾排到第十，之后受到打击。即使2023年下半年海思麒麟芯片开始恢复出货，仍受限于先进芯片产能。

 

A股芯片纯设计上市公司中，营收最高的是韦尔股份，2023年为210亿人民币，2024年预计约260亿。而2023年全球芯片设计业务营收排第十的德州仪器，营收有175.2亿美元，差距较大。

 

 

2024年全球存储器厂商市场份额，世界集成电路协会（WICA）数据

 

存储器方面，2024年10月17日世界集成电路协会（WICA）发布《2024年全球存储器市场研究报告》，预计2024年全球存储器市场销售规模增加61.3%，达1500亿美元。长江存储靠3D NAND产品（手机存储与固态硬盘），市场份额达到2.3%，成为第六大存储器企业。WICA因长鑫存储数据不明，暂未将其列入报告。但从产能上看，长鑫存储的DRAM产品（内存条）全球份额能有约10%。

 

在存储器方面，中国大陆还有2024年预期营收80亿的兆易创新。福建晋华也是存储器企业，2018年底因美国打压停产，近期低调地恢复了生产（传深圳公司订单有帮助）。

 

如果不计存储器生产企业，中国大陆IDM模式自有工厂的芯片企业相对比较弱。士兰微、华润微主要从事功率半导体的生产，2024年预期营收都是约100亿，而且芯片制造技术相对低端。中国缺少能与英特尔、三星（他们的逻辑芯片业务也不小）、意法半导体、德州仪器这些IDM巨头对标的企业。但国际趋势是，逻辑芯片的IDM企业不如纯设计企业发展好，因为芯片晶圆代工模式效率更高。

 

 

2014年全球十大晶圆代工企业营收与份额

 

2014年，全球十大晶圆代工企业分别是台积电、联电、格罗方德、三星、中芯国际、力积电、高塔半导体、世界先进、华虹半导体、富士半导体，其中台积电份额超过了50%。多年来前十的企业基本就这几家，那时晶圆代工的意义还没有被充分认识。

 

 

2019年时，台积电仍然一家独大，但是三星代工份额增加了很多，超过台积电的三分之一。三星依靠梁孟松带来的FINFET技术突破，一度上升势头很猛。中国大陆还是中芯国际和华虹两家进入前十，份额分别为5%和1%，不温不火。

 

 

到2024年三季度，台积电的市场份额进一步扩大到64.9%。中芯国际超过了联电与格罗方德，来到了第三位，华虹份额2.2%也扩大了一些，合肥的晶合集成还进入前十（与10年前相比，就是它代替了富士半导体）。三星的晶圆代工业务遭遇了较大打击：与台积电竞争5nm、4nm、3nm生产技术，出了造假丑闻，良率表现不佳遭到高端客户抛弃，维持份额要靠自家生意。联电与格罗方德因耗资巨大自认无力承担，放弃了14nm以上的先进制程业务，导致份额萎缩。美国只有格罗方德是排前十的芯片代工企业，实力较弱。

 

从以上介绍的全球芯片企业营收来看，总体来说就是两大趋势。一个是以英特尔为代表的IDM企业相对衰落，以英伟达、高通、博通、AMD、苹果为代表的纯设计企业崛起。另一个是芯片代工企业行业地位上升，台积电年营收相比10年前几乎翻四倍，2025年将超千亿美元；而中芯国际在大陆半导体市场确立了核心企业地位。二者也是关联的，芯片设计与芯片制造都有决定性意义。两者在近十年间都出乎预料地有不少重大突破，技术发展没跟上的巨头企业就会落伍。

 

 

芯片封装与测试技术相对简单，前十基本都是中国大陆与中国台湾企业，前十之后也有22%的市场份额，东南亚多国都有不少封测企业。业界近年来先进封装需求较为强烈，芯片的连接方式有重大变化，但技术难度高的需要由台积电等晶圆代工厂来做。

 

 

2023年全球十大半导体设备企业营收

 

最后介绍下全球芯片设备企业。2023年，中国首次有芯片设备企业历史性地进入全球前十，北方华创营收220.79亿人民币（约30亿美元），排第八位。荷兰的ASML以约300亿美元营收排第一，美国应用材料、泛林、科磊三家制裁依靠的核心企业分别排第二、第三、第五，日本东京电子第四。前五营收明显高于其他企业。日本的迪恩士、爱德万分列第六、第七，荷兰ASMI第九，美国泰瑞达第十。要进入前十，年营收门槛为26亿美元。

 

 

A股芯片设备上市公司前三季营收前十

 

受益于本土需求拉动，中国芯片设备企业营收正在高速增长。2024年前三季，A股芯片设备企业排前十的普遍营收增速在30%以上。中国芯片设备企业占全球营收的市场份额之前在1%以下，几乎可以忽略不计，2023年达到了6%，2024年预计约8%，上升较快。

 

需要指出，由于芯片业是美国针对中国高科技制裁的主要领域，中国有些芯片企业非常低调。主要的芯片设计、晶圆制造、封测、设备企业基本都上市了，数据可查。但也有一些在美国商务部制裁名单里的芯片企业（如好几个深圳企业）没有上市，有的只知道名字，信息很少。

 

未上市企业中，华为海思设计芯片、上海微电子制造光刻机较为知名。一些中外舆论相信，华为正在组织芯片全产业链，芯片设备、芯片设计、EDA设计工具、芯片制造产线、封测、GPU、操作系统都有涉及，被逼成为IT业横跨领域最多的全球公司。具体进展众说纷纭，有些说得很激动人心。笔者有一些猜测，但确实信息混沌，需要业界信息与较高的知识水平才能分辨真伪。

 

 

全球与中国芯片企业特性（存储器计入长鑫存储，一些份额为笔者估计）

 

上图为笔者根据以上各领域数据总结的全球与中国芯片企业特性与份额。长鑫存储必然成为全球十大存储器生产企业，扩产很厉害，因此笔者将中国存储器企业市场份额估为5%-10%。晶圆代工中国大陆企业实力相对强，也在积极扩产，份额12%其实不低，只是台积电份额太大了。芯片设备领域，中国企业急起直追，是份额最小、差距最大的领域。

 

芯片设计领域，中国大陆企业的份额笔者估为15%，需要详细解释。这个指标也是最重要的，因为芯片业对外界的意义，就是芯片设计企业的芯片（存储器也算），进入各行各业应用。晶原代工、封测、设备都是行业内部的事，效果最终还是要体现在芯片设计企业的市场份额上。

 

 

图为IC Insight在2021年根据全球半导体设计企业的市场份额，计算的美国、韩国、中国台湾、欧洲、日本、中国大陆（其它经济体基本没有份额）的芯片设计企业市场份额（IC总占比）。结合前面的基础知识，我们可以来介绍这个图了。

 

企业分为两类，IDM是自己设计自己生产，Fabless是纯设计。美国芯片设计企业市场份额54%，就是商务部说“美企业占据全球芯片市场近一半的份额”的数据来源。其中美国IDM企业产出全球占比47%，纯设计产出全球占比68%。全球芯片有约三分之二是IDM工厂生产的，三分之一是代工生产的。综合计算得出美国IC总占比为54%。

 

韩国纯设计企业较弱，但三星与SK海力士的IDM模式存储器产出较高，占全球33%，IC总占比22%。欧洲、日本与韩国特性类似，也是纯设计企业较弱，IC总占比均为6%。欧洲IDM产出主要是意法半导体代表的逻辑芯片，日本IDM企业则偏存储器。

 

中国大陆与中国台湾特性类似，IDM模式较弱，但纯设计有一定份额。另外，台湾与大陆都选择大力发展芯片代工业。这是有历史原因的，大陆芯片业引进了很多台湾芯片人才。IC insight认为，2021年大陆主要依靠纯设计企业9%的份额，IC总占比仅4%。

 

需要注意的是，笔者根据中国大陆芯片设计行业数据，并不认同4%这个明显偏低的判断。

 

IC Insight之后并未继续每年发布这个数据，因为一些数据难以获得或不敢采用，也说明数据有些离谱。中国大陆有了一定的存储器市值份额（算IDM模式），会提升IC总占比。另外，中国有许多中小型的芯片设计公司，这几年由于芯片国产化替代风潮，获得了不少市场空间。

 

 

 

2024年12月11日魏少军教授报告《中国芯片设计业要自强不息》

 

2024年12月11日，中国半导体行业协会集成电路设计分会理事长魏少军教授在上海集成电路发展论坛上作主旨报告，指出中国芯片设计企业有3626家之多（一些是分支机构），2024年全行业销售预计6460.4亿人民币。图中2021年销售额就超过4500亿，全球份额肯定不止4%。WSTS（世界半导体贸易统计，World Semiconductor Trade Statistics）估计2024年全球芯片销售约6110亿美元，2024年中国芯片设计企业销售额约909.9亿美元，约占全球份额的15%。

 

 

因此笔者认为，将2024年中国芯片设计公司全球市场份额估为15%，比较符合大陆芯片业的实力。4%实在太低，应该是国际机构对中国数据不太熟悉。2024年中国年营收过亿的芯片设计公司有731家，从业人员数量众多，行业明显处于高增长中。

 

二、全球与中国芯片产业格局

 

介绍了几个芯片领域全球与中国企业的相关数据，就能对全球芯片产业格局有大致的判断了。

 

 

美国半导体产业协会（SIA）2022年11月报告数据

 

根据美国半导体产业协会（SIA）收集的数据，2022年末全球芯片设计（Design）、芯片设备（Equipment）、晶圆加工（Wafer fabrication）、封测（Packaging, assembly & test）、硅片及耗材（Materials）份额如上图。芯片设计与设备按企业总部所属国家算。晶圆加工和封测，产品是从工厂里出来的，按工厂所在地区算份额。

 

因此，美国的芯片设计和设备非常强，但晶圆加工份额只排第五。韩国的芯片设备较弱，其它均有相当实力，但芯片设计份额主要靠存储器。日本设备很有实力，但是芯片设计不强，与欧洲特性相近。中国台湾晶圆厂份额高，特别是先进芯片晶圆加工。全球其它地区，只有不关键的封测在东南亚有一些份额。

 

中国大陆有三星、SK海力士、台积电等外资公司的晶圆厂，再加上本土公司的晶圆厂，份额已是全球第一，但也只有20%出头，全球分得比较散。中国大陆芯片设计份额方面，SIA和IC Insight一样因为统计不完整有低估，认为是5%，其实怎么也应该超过10%。如果再考虑到芯片设备近年来快速增长，份额大增到8%，再要画这样的图，中国大陆的实力就较为可观了。

 

美国占据了全球芯片业产出的半壁江山，无论是走下坡路的IDM企业，还是纯设计公司，实力都很强。美国芯片设备企业的份额不低，但需要荷兰与日本企业配合才能控制行业。美国政府最担心的，是晶圆加工份额低，先进芯片制造能力较差，而这是英特尔的锅。

 

 

因此，美国政府2022年10月通过了《2022芯片与科学法案》，重点发展先进芯片制造产能。美国半导体产业协会（SIA）和波士顿咨询报告预计，得益于法案的提出，2022-2032年美国半导体产能将增长203%，翻了三倍，而2012-2022年只增加了11%。美国的预期增幅也是各经济体最高的。中国2012-2022年半导体产能增长了365%，但接下来十年只会增长86%。

 

因为成本问题，美国IDM公司的许多芯片工厂分布在全球，需要逆着成本靠补贴吸引或强迫全球公司把先进芯片工厂建在美国，台积电和三星都有行动。

 

芯片产能是用晶圆厂的产能代表的，芯片最核心的制造环节是在晶圆厂。一般有12寸和8寸两种晶圆厂，一片12寸晶圆面积等于2.25个8寸晶圆，于是晶圆厂的产能就可以用“8寸晶圆等效产能”来说明，以每月多少万片为单位。由于12寸厂越来越多，有时会直接说“每月出货5万片12寸晶圆”。

 

如果按计划进行，美国晶圆制造的份额会从10%增加到2032年的14%。虽然美国翻三倍，但全球产能也翻倍了，各地区都有很宏大的产能规划。

 

从上图预计来看，欧洲、日本、韩国、中国台湾2022-2032年间都有不低的扩产计划，力度超过2012-2022年，因为都认识到了芯片业的战略意义。而中国大陆先进芯片制造设备供应被卡，扩产将受到限制，因此产能增速在主要玩家中可能会是最低的。当然这是报告预计，实际结果上来说，西方国家经常完不成计划，而中国往往超出预期。

 

从美国政府与机构的说法来看，在先进芯片领域美国较有信心，认为中国无法突破限制，产能有限。在这方面，美国政府主要关注光刻机等先进设备的卡控，逼迫日本与荷兰企业，已经卖到中国的机器也不让维护了，思维是封杀。

 

 

图为2024年10月SIA公布的《2024美国半导体工业现状》中全球半导体销售规模（相当于芯片设计企业销售）。2024年全球半导体预计销售额为6110亿美元，比2023年增加16%。2023年，全球芯片销量有1万亿个之多。普遍预期是，2030年全球半导体销售额将超1万亿美元。

 

需要指出，一些新闻中的“集成电路产量”、“芯片出口”需要正确理解。如2024年前11月，集成电路产量3953亿个，同比增23.1%；集成电路出口2716亿个，同比增11.4%，出口额1.03万亿元同比增20.3%，首次破万亿；进口集成电路5014.7亿个，同比增14.8%，价值2.48万亿元，同比增长11.9%。

 

这些数据中的“集成电路”，很多并非最终销售的“芯片”，而是生产过程中的中间产品，如用于封装测试的“裸芯片”。而集成电路出口额，都超过中国芯片设计企业销售额了，其实有很多是外资企业的出口。如三星与SK海力士的存储器，西安与无锡是主力生产基地。全球芯片生产与流通很复杂，集成电路会在各国间频繁交易，让贸易额显得很高。

 

 

荷兰银行统计的各类货物全球贸易占比，数字是货物编码

 

如以贸易额计算，“集成电路”是全球贸易的第一大品类，超过计算机、原油和汽车。如2020年，集成电路的贸易额高达2.6万亿美元，但最终销售额（对应前文所述芯片设计企业的销售额）只有4370亿美元，扩大了6倍之多。实际上，芯片与集成电路体积小运输容易，在各国间倒来倒去，有时是中间生产环节需要，有时就是转手倒腾。

 

评估芯片产业实力，还是用芯片设计企业市场份额，以及各生产环节份额较为合适。芯片与集成电路贸易指标需要正确理解，可以作为参考。可以看出，中国进口与出口的集成电路数量，都是极为庞大的，而且出口数量少于进口，说明中国“芯片需求”非常多。

 

SIA报告中说，2023年全球芯片销售额5269亿美元，中国市场占比29%（约1530亿美元），是全球最大市场。美国26%，亚太（除日本与中国）26%，欧洲11%，日本9%。中国的29%这个数值应该还是有一些低估。还是那个问题，低估中国芯片设计企业的销售数据。无论如何，全球芯片企业肯定会将中国作为主力市场、重要市场，不可能忽视，只是有时被美国政府大搞破坏没办法。

 

 

SIA报告已经观察到了中国晶圆产能的快速增加。近年来中国出乎意料地快速增加12寸晶圆厂数量。集微咨询2022年时估计，中国12寸晶圆厂数量将从2021年的20座，增加至2026年的43座。国际半导体产业协会（SEMI）2024年6月的“World FAB Forecast”报告中指出，2024年全球晶圆厂产能将超过3000万wpm（每月等效8寸晶圆数量），中国大陆达到885万wpm，占比约29%；2025年中国大陆产能将达1010万wpm，占全行业三分之一。中国晶圆产能扩张的幅度是惊人的，2022年时还只有20%出头。

 

 

了解了全球与中国芯片产业格局的基础知识后，再来看美国对中国成熟芯片发起301调查的新闻，来龙去脉就清楚多了。

 

当美国政府搞指标卡控、禁售、禁止代工这些禁令时，是认为还能控制先进技术，要阻止中国技术进步。当美国政府针对中国光伏、新能源汽车等行业发起关税相关的“特别301调查”时，就说明中国有了巨大的产业优势，产能、技术、市场都突破了，在全球竞争力强劲，美国要靠加关税来平衡压力，但是对全球产业走势已不会有太大作用了。现在，轮到成熟芯片产业，来获取美国政府“打不过中国”的标签认证。

 

从芯片应用来看，中国本身就是巨大的市场，国产替代空间极为广阔。中国产业链齐全，制造业产出以数量计占了全球一半，许多产业都可以通过芯片结合数字技术应用，即使是成熟芯片也大有可为。近年来中国芯片设计企业营收高速增长，就说明了这一趋势。

 

中国提升成熟芯片产能事实上没有了技术与供应链限制。2024年上半年中国大陆进口ASML光刻机占其营收高达47%。美国无理管控的黑手已经伸得很长，对芯片设备产业的控制力到这里就是极限了。

 

中国芯片设备企业进步极大，也起到了重要作用。目前中国对全球成熟芯片产能有自己的计划，基于竞争力优势，全球变成产能过剩是确定的。悠闲生产的好日子过去了，效率低的会被淘汰出局。一些攻势已经发起，业界开始感受冲击，例如已经有大陆晶圆代工企业报价大降的传言。

 

美国芯片相关报告目前还是“优势在我”的口气，先进芯片与人工智能成为最后的底气。因此，SIA与BCG报告中鼓吹美国“先进芯片产能扩张全球力度最大”，将《2022芯片与科学法案》吹捧为改变全球芯片产业的决定性事件。美国晶圆厂建设，能干到什么程度不好说，但成熟芯片领域，中国已经开始发动了规模宏大的反击。

 

全球芯片设计企业市场份额非常分散，十大之外还有50%的份额可供争夺。这50%的“尾部”份额中，很大部分会是成熟芯片，因为先进芯片份额是头部企业争夺的重点，而且头部企业也有不小的成熟芯片业务。因此，芯片设计行业必然要受到中国从成熟芯片产业发起的巨大冲击，冲击力度可以与光伏、新能源汽车产业相比。

 

成熟芯片与先进芯片市场份额各占多少，说法不一，8:2或者7:3较为常见。成熟芯片的定义也会变，如14nm有时就不算先进了，10nm以下制程才是先进芯片。即使不考虑中国在先进芯片领域中的技术突破（这对美国政客有不小的心理打击），中国对成熟芯片发起的冲击，经济影响已经非同小可。

 

也许芯片业会和其它科技领域一样，当中国掌握了技术与产能优势，领域就会迅速变成产能过剩的“成熟”行业，中国还没彻底打下的才算“先进”。随着时间逐渐过去，中国主导的“成熟”地盘越来越大，“先进”的地盘却越来越小，龟缩在有限的几个炮楼中，人心惶惶。

 

而这一切，本来不会发生得这么快。芯片市场竞争十分激烈，中国芯片设计企业原本实力较弱，最大的问题是没有市场，连中国企业都不愿意用国产芯片，国际公司的产品只要可靠就难以更换。

 

但美国政府难以理解的疯狂行动，让中国芯片设计、芯片设备、晶圆产能都在市场需求强烈拉动下飞速进步，给自己制造了最大对手。商务部长雷蒙多先是代言，下台前还无奈地拿出301认证，承认想得简单了。

 

作者：陈经 系风云学会会员，《中国的官办经济》；来源：底线思维