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米乐体育活动:美国SIA最新陈述:未来十年我国将成全球“芯片工厂”

发布时间:2022-08-08 06:29:26 来源:米乐体育在线下载 作者:米乐体育app官方版下载

  芯东西4月27日报导,本月早些时候,美国半导体职业协会(SIA)与波士顿咨询集团(BCG)联合发布了一份研讨陈述,经过20多张图表,翔实地剖析和出现全球半导体供给链的散布特征。

  这份53页的《在不确定的年代加强全球半导体供给链》陈述说到,在未来10年,整个半导体供给链需出资约3万亿美元的研制和本钱开销,半导体公司每年需持续研制投入逾900亿美元,相当于全球半导体销售额的20%左右,以开发越来越杂乱的芯片。

  依据这份陈述,日本、韩国、我国台湾和我国大陆现在会集了全球大约75%的半导体制作产能;假定依照现在的开展趋势,我国大陆有望在未来10年开展成全球最大的半导体制作基地。

  其剖析数据显现,要建造彻底自给自足的半导体供给链,至少需添加1万亿美元左右的前期投入,终究会致使半导体价格全体上涨35%~65%;假定台湾晶圆厂永久中止,至少需求花3年、出资3500亿美元,才干在国际其他地方建造满意代替的产能。

  此外,陈述还展示了全球半导体供给链研制及人才现状。当时在半导体科研范畴,中美互为最大的研讨协作伙伴,我国每年提交的论文数和专利数最多,美国半导体专利均匀被引证次数最高,而许多美国半导体技能打破均为海外人才奉献。

  该陈述显现,美国在全球半导体制作产能中的比例已从1990年的37%降至当时的12%,假定按现在趋势开展下去,这一比例或许降至6%。

  这背面一大要害要素是经济要素,在美国建造一个新芯片工厂的10年总具有本钱(TCO)大约比亚洲区域高25%~50%。

  而总具有本钱中约40-70%直接归因于政府鼓励办法,现在美国的政府鼓励办法比其他地方低得多。

  该陈述以为,美国联邦政府对本乡半导体制作业的500亿美元出资,有望改变美国芯片产值下降的趋势,并在未来10年在美国树立多达19家先进的逻辑、存储和模仿半导体制作工厂或晶圆厂。

  这将直接发明7万个高薪工作岗位,并在整个经济中直接发明大约额定的35万个就业机会,即一共超越40万个直接和直接就业机会。

  半导体供给链是线年,六大区域(美国、韩国、日本、我国大陆、我国台湾、欧洲)对半导体职业总添加值的奉献均到达或超越8%。

  在全球半导体供给链中,各区域展示着不同的优势,并相互依靠。半导体的典型进程触及到大多数这些区域。

  美国在研制密集型工业,如电子规划自动化(EDA)、中心IP、芯片规划和先进制作方面处于抢先地位,这得益于其国际一流的大学、巨大的工程人才库、商场驱动的立异生态体系。

  东亚区域(韩国、日本、我国台湾)在晶圆制作方面优势显着,有政府鼓励办法支撑的大规划本钱出资,以及强壮的根底设备和娴熟的劳动力。

  假定在每个区域建造彻底自给自足的本地供给链的假定代替方案,将需求至少1万亿美元(9000亿~1.225亿美元)的增量前期出资,并导致半导体价格全体上涨35%至65%,终究导致顾客电子设备本钱上升。

  详细来看,按区域散布,假定要满意半导体自给自足,美国需进行3500~4200亿美元的前期出资,我国大陆需进行1750~2500亿美元的前期出资。

  例如,大约75%的全球半导体制作才干,以及硅晶片、光刻胶等许多要害资料的供货商,均会集在我国大陆及东亚区域。这些区域易遭受高地震活动和地缘政治紧张局势的影响。

  别的,全球最先进的半导体出产才干(即10nm以下)现在100%坐落我国台湾(占92%)和韩国(占8%)。

  这些区域存在或许因自然灾害、根底设备封闭或国际抵触而中止的潜在危险,并或许导致根本芯片供给严峻中止。

  在极点假定的情况下,假定台湾代工厂彻底中止一年,台湾代工厂将失掉420亿美元的收入,这或许会导致全球电子供给链停摆,甚至影响到不同电子设备运用商场4900亿美元的收入,然后形成严峻的全球经济中止。

  假定要使这种假定的中止变得永久化,则或许至少需求3年时刻、3500亿美元的出资,才干在国际其他地方建造满意的产能来替代台湾晶圆厂。

  半导体可分为三类,分别是逻辑(收入占比42%),内存(收入占比26%),以及离散、模仿和其他(DAO,收入占比32%)。

  在手机范畴,模仿半导体占比最高;在消费电子、PC、ICT根底设备范畴,逻辑半导体占比偏高;在工业和轿车运用范畴,DAO占比更高。

  从地舆散布来看,有三种不同的方法来衡量半导体需求的来历,一是电子设备制作商总部地点地,二是设备制作、拼装地址,三是购买电子设备的终究用户地点地。

  该陈述估量,2019年我国顾客和企业购买的设备中包含半导体的价值约占全球半导体收入的24%。简直与美国(25%)相等,高于欧洲(20%)。

  因为在大多数电子设备类别中,我国国内商场的增加将比国际其他区域均匀高出4%~5%,因而剖析师估量,我国在全球半导体消费中所占的比例估量将在未来5年持续增加。

  半导体发明和出产所触及的工业供给链是非常杂乱和全球化的,由研讨、规划、前端制作、后端封测、EDA&中心IP、设备&东西、资料等7个环节所组成的生态体系来支撑。

  该陈述估量,2019年全球半导体工业研制出资约为900亿美元,本钱开销约为1100亿美元,两个数字的总和简直占同年全球半导体销售额(4190亿美元)的50%。

  例如,极紫外线(EUV)技能是最先进的半导体制作节点的根底,从前期的概念演示到在晶圆厂的商业完结,花了近40年的时刻。

  在大多数抢先国家,根底研讨一般占总研制投入的15-20%。例如在美国,根底研讨一向稳定在总研制的16-19%,我国现在只要约5-6%的研制开销用于根底研讨,但曩昔20年我国一向在缩小竞赛前研讨和总研制开销之间的距离。

  芯片规划是常识技能密集型事务,占整个职业研制的65%。专心于芯片规划的公司,一般会将年收入的12%~20%用于研制。

  跟着芯片越来越杂乱,开发本钱敏捷上升。例如一款旗舰智能手机的最新体系芯片的开发总本钱,或许超越10亿美元。

  而假定衍生品很多重复运用之前的规划,或许在老练节点上制作新的更简略的芯片,开发本钱仅为2000万至2亿美元。

  晶圆制作约占整个职业本钱开销的65%。专心于半导体制作的公司的本钱开销一般相当于其年收入的30~40%。

  一个最先进的、规范产能的半导体工厂需求大约50亿美元(用于先进模仿晶圆厂)到200亿美元(用于先进逻辑和存储晶圆厂)的本钱开销。

  依据特定产品的不同,半导体晶圆的整个制作进程有400到1400个过程。制作完结半导体晶圆的均匀时刻(即周期时刻)大约是12周,但关于先进工艺,或许需求多达14-20周的时刻来完结。

  总的来说,该环节占2019年职业本钱开销总额的13%,首要会集在我国台湾和大陆,最近也在东南亚区域建造新的设备。

  在规划阶段,电子规划自动化(EDA)公司供给杂乱的软件和服务来支撑半导体规划。中心IP供货商供给可重用的组件规划的授权答应。

  半导体制作运用50多种不同类型的精细晶圆加工和测验设备,由专业供货商供给,用于制作进程中的每一步。

  其间光刻东西代表最大的制作厂商本钱开销,能够决议芯片晶圆厂出产的先进程度。在7nm及以下的芯片制作中,一台EUV机器可消耗1.5亿美元。

  从事半导体制作的公司也依靠于专业的资料供货商。整体而言,2019年资料供货商奉献了总本钱开销的6%,占职业附加值的5%。

  依据其集成水平缓商业模式,半导体公司可分为4种类型,分别是集成器材制作商(IDM)、无晶圆厂规划公司(Fabless)、代工厂(Foundry)和外包封测公司(OSAT)。

  举例来说,2015年至2019年,五大晶圆代工厂的年本钱开销算计约为750亿美元,均匀每家公司每年30亿美元,相当于其年收入的35%以上。

  半导体规划尽管不需求很多的本钱开销,但其高研制强度也发明了显着的规划优势和准入壁垒。2015年至2019年,前5大无晶圆厂规划企业研制投入达约680亿美元,均匀每家企业每年投入28亿美元,相当于其收入的22%。

  按收入核算,全球10家最大的OSAT公司中有9家的总部坐落我国大陆、我国台湾和新加坡,其间我国大陆和台湾占全球的60%以上。

  只要规划非常大的公司,才干从大规划出资中取得令人满意的报答。这是为什么在半导体供给链的不同环节中,全球排名前三的公司一般占各自地点范畴收入的50%~90%。

  半导体职业的研制出资中,很大一部分被用于科学打破的根底研讨上,这些出资要比其潜在的商业运用之前很多年。

  依据该陈述对科学出版物的剖析显现,根底半导体研讨往往触及跨国界协作,我国和美国互为最大的研讨协作伙伴。

  我国研讨组织宣布的与半导体相关的科学论文中,36%是与其他国家的研讨组织一起编撰的。在美国组织的出版物中,60%是与其他国家的组织协作编撰的,我国是最大的协作伙伴,其次是德国和韩国。

  一些最要害的半导体技能开展得益于几十年来全球研制协作的成果。比方当时最先进的EUV光刻设备包含约10万个部件,由遍及全球的5000多家供货商供给。

  尽管我国每年提交的半导体学术研讨论文和专利数量是最多的,但美国仍是该职业最相关立异的源头:每项美国半导体专利的均匀被引证次数是国际上任何其他国家专利的3~6倍。

  现在大多数现代半导体中运用的一些最根本的半导体技能打破,包含MOSFET、CMOS制作工艺等,均是由移民到美国的人开发的。

  依据安全和新式技能中心(CSET)最近的一项研讨,现在美国大约40%的高技能半导体工人出生在美国之外。

  2017年一项整个供给链半导体高管进行的查询显现,约80%的公司面临着技能职位提名人的严峻缺少。在2018年的另一项查询中,64%的受访者将人才列为要挟其开展才干的三大危险之一,并且是最高的危险要素。

  薪资计算数据还指出了人才供给方面的约束:自2001年以来,美国半导体职业的薪资增速均匀为4.4%,显着快于整个经济的薪资增速。

  该陈述对美国国家科学和工程中心(NCSES)计算的全球数据进行剖析,成果显现,在半导体供给链抢先的六大区域,从2000年到2015年(最近有完好数据的年份),年增加率为4.5%。

  科学和工程博士的数量显现了类似的增加率。这种增加在不同区域也有很大差异:我国的人才库每年增加10%以上,在美国的增加率低于3%。

  这个全球性人才库也面临着剧烈的竞赛,特别是软件和消费技能公司数量的爆破式增加,添加了半导体职业招引留住高技能技能人才的应战。

  依据这份陈述的剖析,尽管地舆专业化促进了立异,并下降了顾客的本钱,但它也形成了供给链危险,应经过政府影响办法来进步本乡芯片出产,然后处理供给链危险。

  整体而言,为了下降全球首要供给中止的危险,该陈述以为美国政府应拟定以商场为导向的鼓励方案,以完结愈加多元化的地域掩盖。

  这些鼓励办法应旨在扩展美国的半导体制作才干并扩展某些要害资料的供给,例如能满意美国本乡对国防、航空航天和要害根底设备所用先进逻辑芯片的需求。