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半导体产业的突变

root|2017-11-19 19:47:04

半导体产业的突变
2016-09-27 赵彤 
(一) 凄惨的历史
在前几回的连载中我们叙述了改革开放后,特别是2000年以后中国的高附加值工业有了长足的进步,成为中国现在工业出口的主力军,这些都是中国人用血汗和智慧换来的成果。但是,在众多工业产品中,有一个产业是中国工业永远抹不去的痛,那就是半导体产业。和高铁、航天、家电等的产业日新月异的进步相比,至少至今为止,中国是百分之百的半导体弱国。

让我们先看一组数据,在2009年,中国太阳能电池生产量为1517MW占世界总生产的26.1%,液晶电视机生产为5682万台占比为38.7%,手机生产为5亿8842万台占比为52%,数码照相机生产量为8382万台占比为65.4%,手提电脑就更加夸张,生产量为1亿5857万台占世界的96.2%。这些数据在最近的几年里有增无减是一个不争的事实,然而和这些电子产品相比,半导体行业的数据却让我们不堪入目。2013年,中国半导体的进口额超过了原油进口,成为中国最大的进口产品。2014年,中国国内半导体市场规模为980亿美元,占世界市场的29.4%,而国内生产的半导体总值却只有125亿美元,占世界的3.8%,自给率只有12.8%。

半导体在日本被称为“产业大米”,是所有电子产品生产都不可缺少的原材料之一,半导体重要性读者也完全能想象得到,不论是民用的电子产品还是高精尖的军用武器,其性能完全依赖于半导体产品的质量,最近流行的新概念AI、区块链和无人驾驶,其背后需要半导体产业的支持。中国已经是当之无愧的世界工厂,如果没有半导体行业的支撑,将会成为中国工业发展的瓶颈。对于中国来说,半导体和能源一样,已经成为中国最重要的战略物资。中国半导体产业的落后是因为中国人很傻不想发展吗?或者说是国家没有战略眼光扶持半导体产业吗?答案是NO!和其他行业一样,中国曾多次制定国家计划扶持半导体行业,只是最后的结果不尽人意。在分析中国半导体落后的原因之前,让我们先来简单地看一下中国半导体行业发展的历史。

  中国半导体产业的发展可以追溯到解放初期的1953年,半导体已经被列入第一次和第二次5年计划的重点科技公关项目,这阶段可以说是中国半导体行业发展的草创时期。此后由于国内和国际形势的剧烈变化,国家几乎停止了对半导体行业的投入。“原子弹之父”钱学森曾经这样感慨道:60年代,我们全力投入“两弹一星”,我们得到很多,70年代我们没有搞半导体,我们为此失去很多。

1978年改革开放以后,国家认识到国产半导体产业的重要性,1984年在厦门设立华联电子有限公司,但是成果却不尽人意。正是这个阶段台湾和韩国举倾国之力发展半导体产业,中国和这两国的差距变得无法逾越。到80年代底为止,中国的半导体产业仍处于一个摸索阶段。从产业政策上讲,一方面对民生和重工产业的重点投入,而另一方面忽视半导体产业,是造成这种结果的一个重要原因。

政府真正对半导体产业进行大量投入是步入90年代以后的事,特别值得一提的是2000年6月,国家首次制定了振兴半导体行业的产业政策,发表了“鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策”,俗称“18号文件”,从国家层次把半导体产业提升到国家战略产业。2001年9月,为具体落实“18号文件”的精神,国务院办公厅再次发布“国务院办公厅关于进一步完善软件产业和集成电路产业发展政策有关问题的复函”,俗称“51号文件”。这两个文件以后,中国的半导体产业迎来了它的第一次繁荣期。

2000年后,天津摩托罗拉投资14亿美元建成月产2.5万个的8英寸工厂,上海中芯国际投资15亿美元建成月产4.2万个的8英寸工厂。到2003年,上海宏力、苏州和舰、上海贝岭、上海先进,北京中芯环球等,现在中国的主力半导体企业相继投产完工。

此阶段的半导体有几个明显的特点。第一,上面已经提到,此阶段半导体产业的发展几乎都是在国家政策的干预下发展起来的,收政策的影响非常之大。在一个从无到有的阶段,国家政策的大力干预一方面让中国的半导体行业迅速成形,这是一个不可磨灭的功绩,但是,政策的干预同时会带来很多弊端,追求短期成果和数量,缺少长远发展理念,这些都为现在半导体行业发展瓶颈打下了伏笔。第二,几乎所有建成投产的工厂都是和半导体先进企业合资或外资独资的企业。第三,中国的半导体企业集中在半导体生产的后道工序――封闭和测试,后道工序生产技术含量低,相对于其他生产工序属于劳动密集型。

中国的半导体行业总销售额2002年为268.4亿元,2008年为1248亿元,2015年为3609.8亿元,平均年增加率22%。光从数字上看,中国半导体行业的进步是有目共睹的,但是从技术含量方面来讲,和世界先进水平的差距始终没有能够得到弥补。造成此结果的一个先天的原因是中国半导体行业起步晚,发展的原动力完全依赖于政策投入。此阶段中国的半导体的发展政策和其他产业一样是“以市场换技术”,由于国内技术一穷二白和过于依赖外资的结果,引进的技术都是些上游企业的淘汰技术和技术含量低的封测工序,使中国的半导体企业在产品的供应链里始终处于一个技术劣势状态。如果70年代和80年代中国在半导体技术上,那怕只是在设计层次上有一定的积累的话,结果应该完全不同。

(二) 中国半导体行业的特征

上回我们简单地回顾了中国半导体产业的发展历史,在继续分析中国半导体产业特点之前,我们必须先了解一下半导体生产工艺的简单流程,虽然对于非半导体行业的读者来说应该是非常枯燥的,但对于看清半导体行业的整个格局是十分重要的。还有一点也是必须声明一下,笔者是学经济学的,专业也是宏观经济,对半导体应该可以用一窍不通来形容,在制造工艺方面比我了解很多的读者大有人在,写这些技术的初衷只在对行业进行了解,如有不足或错误之处敬请谅解。

半导体的生产工艺笼统地可以分成:芯片设计、前道工序的晶圆加工和后道工序的封装测试三个工序。芯片设计是根据终端产品的需求,从系统、模块、门电路等各个层级进行选择并组合,确定器件结构、工艺方案等,实现相关的功能和性能要求,最终输出电路设计的版图,提供到生产企业进行加工生产;晶圆加工又称为前道工序,是根据设计给出的电路版图,通过炉管、湿刻、淀积、光刻、干刻、注入、退火等不同工艺流程在半导体晶圆基板上上形成元器件和互联线,最终输出整片已经完成功能及性能实现的晶圆片;封装测试又称为后道工序,是对加工企业的晶圆片根据客户要求进行封装加工成独立的单个芯片,并对电气功能进行测试确认。

在半导体行业,企业的专业化垂直分工已经成为主流,专业从事芯片设计的企业被称为Design House,这类企业自身一般没有生产流水线,生产几乎都是外包,自身没有生产流水线企业被称为无生产线(Fabless)企业,这在半导体行业非常普遍。像最近被日本软银公司收购的英国的ARM就是典型的设计工序的企业且自身没有生产流水线。高通和博通也是这类企业。像台湾著名的半导体生产商台积电(TSMC)就是晶圆加工的专业生产厂商,它们有的甚至没有自己的品牌,专职为其他公司生产半导体元件,这类公司又被称为代工厂(Foundry),除了台积电以外,台联电和中芯国际[1.27%]也是此类企业。封装测试(Assembly/Test)的代表企业有台湾的日月光、硅品和中国的长电科技[0.00% 资金 研报]。与垂直分工相对的生产模式是一体化(IDM,Integrated Device Manufacturer)的生产模式,即从芯片设计到测封三道工序完全在同一企业内完成,像半导体行业老大的英特尔和老二的三星公司都是一体化生产模式的公司。一体化生产的商业模式需要强大的技术积累,所以对一个新参的后发企业来说很少采用。

在半导体生产的三类企业中,大体上设计工序的企业技术含量最高,代工厂居其二,而后道工序的封测企业属于劳动密集型,技术含量最低。当然,半导体行业生产链中还包括原材料供应商和生产设备供应商,有些供应商,特别是半导体设备的供应商中有很多技术含量很高的企业,像日本的佳能和大日本印刷都是世界级的设备供应商,我们将会在以后的连载中再次提到。

在简单了解了半导体的生产工艺以后,让我们再来观察一下中国半导体行业的现状。根据Gartner 的统计,2013 年全球半导体封装与测试行业市场规模为498 亿美元,占全球半导体行业市场规模比值为16.4%。过去五年,封装测试环节在整个半导体产业中产值占比一直非常稳定,始终保持在16%-17%这个稳定区间。据中国半导体行业协会统计,2013 年国内集成电路封装与测试市场规模为1100亿,同比增长6.1%,近十年年复合增长率高达16.3%,远高于全球半导体封测行业的增速。2013 年国内封测行业产值占到半导体行业产值的44%,并且在过去十年此比例始终保持在40%以上的高水平。

从这些数字可以看出,中国的半导体企业在半导体生产链上,整体处于技术较低的水平,造成这一现象的主要原因是,相对于半导体生产的其他工序,封装与测试工序具有技术壁垒低、劳动力成本要求高和需要巨额投资造成的资本壁垒高的特点,这些都是中国的优势所在,有长足进步是理所应当之事。

那么在技术含量最高的芯片设计环节怎样呢?和我们想象的恰恰相反,中国的芯片设计一直高速迅猛发展,是半导体产业链各环节增速最快的一个领域。据中国半导体协会统计,2013年国内芯片设计市场规模已经为809亿,较2004年增长了近10倍,年复合增长率为29%,是国内半导体行业增速的2.5倍。在半导体生产的三个工序中,2004年芯片设计占比最少仅有15%,2013年此比例已经上升到了32%。

看了这些数字大家一定会立刻明白,中国半导体行业的弱点在在前道工序的晶圆加工这一环节,中国的半导体行业的现状形象地说应该是"头尖、脚粗、腰极细"的扭曲格局,而且和国内需求相比产业的生产能力完全脱节。低技术含量的封测工序我们强完全可以理解,高技术的芯片设计不错我们会感到欣慰,前道工序的加工很落后却让我们难以理解。在一般的中国人的意识里,"代加工"应该是中国人的最强项,难道中国就没有努力过吗?政府就没有政策倾斜过吗?答案还是NO!只是努力的结果不尽人意。下回我们来看一下中国最大的晶圆生产企业中芯国际这个典型例子,分析一下晶圆加工工序为什么会成为中国半导体产业发展的死结。

(三) 中芯国际的悲剧

上回我们分析了中国半导体行业的"头尖、腿粗、腰极细"的畸形发展的特征,以及生产能力和需求完全脱节的现象,并通过数据分析了中国半导体行业发展的瓶颈在前道工序的晶圆加工,这回让我们看一下中国晶圆加工的老大中芯国际[1.27%](SMIC)这一典型的例子,推测一下死结的最根本的原因。

中芯国际是由中国、美国、台湾和香港银行和风投出资的半导体晶圆加工企业,于2000年4月在上海成立,是我国至今为止最大的晶圆加工企业。2002年,当时的董事长张汝京在公开场合宣布在未来的5年里,将投资100亿美元扩大生产规模。在当时,这是100亿美元的投资是一个非常巨大的金额,它是同期世界晶圆加工老大台积电(TSMC)的投资额的5倍,三星的4倍,日本当时12家半导体企业同期总投资额的6倍以上。如果这些投资都见效的话,现在的中芯国际将无疑已经成为晶圆加工企业中的国际大佬,但是结果大家都知道让人心寒。在百亿美元的巨额投资以后,中芯国际的销售额没有大幅度的提高,2005年以后,连续亏损,直到2012年才扭亏为盈。不论是销售额还是利润,和台湾的二强台积电和台联电(UMC)相比只能用望尘莫及来形容。图1是在香港上市的中芯国际(HK,00981)的股价的月K线图,从2004年上市以后,其股价暴跌后一直在低位徘徊,可以说是一个典型的"僵尸企业",如果没有国家的政策性输血,应该早已经被市场所淘汰或成为国际半导体大佬的子公司。

为什么会是这样的结果,其原因究竟在哪里呢?有日本半导体行业分析第一人之称的汤之上隆对中芯国际的失败做了以下的分析:晶圆加工需要几百个人的团队经长期共同努力协作才能出成果,中国人的个人主义严重的阻碍了团队精神发挥,最终导致中芯国际的业绩低迷。本人不是半导体行业内的人士,也没有第一手资料,对中芯国际业绩低迷不妄下定义,但是结合其他评论和数据,笔者对汤之上的观点持赞同意见。

对于中国人为什么不适合半导体生产,汤之上隆氏在他的文章中曾这样指出,决定一条半导体生产流水线的好坏最主要的因数是投入产出比,简单地说就是"正品率"。对于精密元件的半导体来说,只要一个地方有细微的差错将会导致整块晶圆报废,这和生产成本直接挂钩,有时甚至可以直接影响到企业的利润,所以提高"正品率"是晶圆加工商至高无上的命题。晶圆加工时,要提高"正品率"除了半导体设计等的技术以外必须掌握有关半导体生产的的两门技术,业内人士称之为"量产技术"和"统合技术(Integration Technology)"。由于半导体加工工序繁多,而且涉及领域极广,所以生产的组织能力和协调能力变得极为重要,就像既是有千军万马如果没有统一的指挥,永远不会有战斗力。要确立"量产技术"和"统合技术"不仅要有能力强劲的领导,而且需要数百人技术人员的协作和努力。还有一个不可忽视的因素就是这些技术很多完全不可能从书本上能学到,需要在大量的实践中用身体去领会。汤之上隆指出,在日本培养一个能独挡一面技术人员最少需要10年的时间。

2007年,汤之上隆氏在访问中芯国际时发现,半导体生产流水线上管理人员几乎都是台湾人,工程师和研究人员也都是台湾人和日本人,中国人只占很少比例。他好奇地问中芯国际的日本同行,同行这样回答:第一,中国人缺乏对公司的忠诚,在公司的团队里更是缺少协同性,需要100人以上的团队工作几乎无法胜任;第二,由于缺乏自发的责任感,很多需要默默无闻仔细工作的小环节都会出现偷工减料的情况,这最无疑终直接导致废品率的提高。第三,聪明的中国人很多,很多技术一教就会,但是一旦学会技术后,一有其他高薪的职位就立刻跳槽,人员流动非常大,所以对培养中国技术人员厂方非常消极。7年后,汤之上隆再次询问同行时,同行的回答是情况几乎没有任何改变。为此,汤之上隆最终得出中国人不适合半导体生产的结论。

对于汤之上隆的评论,作为一个中国人的笔者说实话即感到惭愧又无语以对。在外行看来,半导体生产是一个技术含量非常高的技术活,在恒温无尘的车间里可以悠游自在的工作,其实不然,和其他制造业相比,半导体制造,特别是晶圆加工这一环节,更需要吃苦耐劳的工作精神和同心协力的团队精神。

本人没有对中芯国际进行过实地调查,很多事不可能再深入地进行分析,但是有一点是可以说的,只要我们能正视我们的弱点并对此加以制度上有良好的顶层设计的话,很多中国人特有的缺点完全是可以克服的,海尔和华为那样的世界顶级的制造业就是最好的例子。

在对中芯国际表示无奈的同时,笔者对于中国的半导体行业发展,其实抱着比较乐观的态度,原因很简单,第一中国有庞大的市场,这为大企业的诞生提供了生育发展的条件;第二,中国人没有忠诚心和团队观念的同时,却有敢于尝试的创新精神,改革开放后制造业的蓬勃发展过程中,应该没有任何行业是百分之百的生存率的,很多行业都是以倒闭绝大多数企业作为学费的,像中芯国际那样的100亿美元学费中国交得起,也不得不交。

下回我们一起来讨论一下晶圆加工的新星,武汉新芯(XMC),它可能成为中国半导体行业扭转乾坤的"台风之眼"。

(四) 武汉新芯的掘起

上回我们分析了中国最大的晶圆代工厂中芯国际[1.27%](SMIC)的失败原因,这回我们和大家一起讨论一下新兴的半导体代工厂企业――武汉新芯(XMC)(注:武汉新芯于今年7月成为长江存储科技有限责任公司全资子公司,长江存储科技有限责任公司一期由国家集成电路产业投资基金股份有限公司、湖北国芯产业投资基金合伙企业和湖北省科技投资集团有限公司共同出资,二期将由紫光集团和国家集成电路产业投资基金股份有限公司共同出资。长江存储科技有限责任公司的董事长由紫光集团的董事长赵伟国兼任,我们将在下回的连载中详细分析紫光集团)。

武汉新芯于2006年由武汉政府出资100亿人民币新建的半导体代工厂,2008年开始量产。武汉新芯和中芯国际之间还有一段剪不断理还乱的恩恩怨怨,建厂之初,由于缺乏人财和技术,武汉新芯和中芯国际就签订了托管协议,由中芯国际给予武汉新芯以包括生产技术和人才在内的援助。可是,武汉新芯量产以后,很长的一段时间里处于经营成效不佳,业绩连年亏损的状态,2010年传出名花易主的消息,美光(Micron)与台积电(TSMC)都虎视眈眈希望能兼并武汉新芯。由于中央政府担心中国的半导体产业落入国际寡头的囊中而削弱本国半导体行业,最终让中芯国际入主武汉新芯,2010年10月两企业在武汉市正式签订合作协议,武汉市政府和中芯国际将通过现金注资的方式,对武汉新芯12寸晶圆生产线实施合资经营,此后在很长的一段时间里,武汉新芯一直被人为是中芯国际的姊妹公司。但是,由于中芯国际自身也是毫无建树的企业,2013年以后,两企业开始分道扬镳。还有一点是必须要提到的,现在武汉新芯的CEO是元中芯国的COO兼CTO的杨士宁。

武汉新芯的转机来源于中央政府的政策支持,2014年6月国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要(2015-2025)》,制订了今后10年发展集成电路产业战略部署,决定了首个主攻对象为存储芯片,并于同年9月设立“国家集成电路产业投资基金”,做为主力生产企业的武汉新芯受到了政策的青睐和扶持。5年内将共计投资240亿美元,在武汉东湖高新[1.33% 资金 研报]区的光谷智能制造产业园,2020年形成月产能30万片的生产规模,2030年建成每月100万片的产能的中国最大的存储芯片企业。

我们已经在上面讲过,武汉新芯是一个最大单月产能为6万-7万片,其中有技术含量的NOR Flash实际月产能仅为2万片左右,还未达到赢利的半导体公司,是一个没有政府输血就面临被市场清扫出局的企业。这样一个“丝企业”为什么会一下子被推上风口浪尖呢?当然,国内除了中芯国际以外武汉新芯是为数不多有大规模芯片生产能力的企业,做为政策扶持也别无选择。另一个很重要的原因是武汉新芯在不久的将来可能拥有世界最先进的3D NAND Flash技术。

在解释武汉新芯拥有3D NAND Flash技术之前,我们先来科普一下存储芯片的基本知识。我们日常的计算机的存储系统中,一般容量最大的是硬盘驱动器,俗称硬盘(HDD,Hard Disk Drive);第二种是被称为系统内存的随机存取存储器(DRAM,Dynamic Random Access Memory),内存有一个特点即电源切断以后内部存储的数据会完全消失;另一种数据存储器是我们熟悉的U盘和SD卡,其所用的芯片是NOR Flash。NAND Flash可以说是NOR Flash的升级版,和NOR Flash比虽然价格要高很多,但它有数据存取速度快的优势,我们现在所用的智能手机的内存一般都是使用NAND Flash。3D NAND Flash可以说是NAND Flash的进化版,具有存储量大速度快的优势,是新一代大容量闪存技术。现在,只有三星、东芝?Sundisk、海士力和美光?英特尔四家企业能够生产,而且除三星的闪存的产量比是40.8%以外,其余三家分别为5.4%、3.3%、17.6%,之所以产量不能提高的最重要原因是3D NAND Flash工艺复杂,包括三星在内都是处于亏损的状态(三星大部分的3D NAND在中国生产,政府对其有大量的补贴,导致三星生产3D NAND Flash税前亏损税后盈利的扭曲现象)。

武汉新芯是从美国飞索(Spansion)获得3D NAND Flash基础技术的。2014年2月武汉新芯和飞索签定技术合作协议,由飞索方提供技术援助,在武汉新芯共同研发3D NAND Flash,首款合作产品将在2017年问世。说实话对于武汉新芯能否在3D NAND Flash上成功,还有很多疑问。美国飞索是1993年日本富士通和美AMD共同出资设立的NOR Flash的生产研发公司,2009年因业绩连续滑坡倒产,被赛普拉斯(Cypress)收购成为其全资子公司。虽然,飞索从来就没有生产过NAND芯片,但是,包括三星在内,现在所有的3D NAND Flash技术其基本原理是飞索最早开发的MirrorBit技术。我们在中芯国际的例子里已经知道,懂技术和会量产是完全两码事,更何况飞索掌握的是基础技术。据申万宏源的7月28日的研报报道,飞索研发的3D NAND Flash堆栈层数尚在8-10层左右,当前三星已量产48层产品,与之技术差距至少3年,短时间追赶有很大的难度。

另一个严峻问题是前回我们提到的“统合技术”和“量产技术”,如果要量产存储芯片,武汉新芯永远无法回避此问题。就以上的两个原因,包括汤之上隆在内的很多国外的半导体评论家对武汉新芯确立3D NAND Flash量产能力都表示怀疑。

在2015年11月的一次公开场合,武汉新芯的执行副总裁洪沨指出,武汉新芯的3D NAND Flash技术和三星的差最多就是两年,只要公司能够继续努力研发,一定可以成为此领域的世界领导者,3D NAND Flash的研发和量产是武汉新芯掘起的一次历史性机会。武汉新芯这次能否上演“咸鱼翻身”的大戏,我们只能拭目以待。反过来想,如果没有一定的可行性240亿美元的巨额投资,即便是政策性投资也不会如此轻而易举地交给一个“丝企业”的。作为一个中国人,真心希望武汉新芯能够成功,它在存储芯片领域的飞跃也将是中国半导体行业的质的飞跃,决定美、韩、中三国半导体三足鼎立的“赤壁之战”已经拉开帷幕。

我们会在以后的连载中仔细分析中国为什么会以存储芯片作为中国半导体行业腾飞的突破口,而且此举有其战略性的合理性。下回我们将会和大家一起分析一下另一个“风口上的猪”――紫光集团。

(五) 紫光帝国的野心

(五)紫光帝国的野心

       清华大学旗下的紫光集团有限公司,这个充满书生气的大学公司,在总裁赵伟国的带领下,通过豪放不羁的资本运作,短短几年内打造了"紫光帝国"的雏形。我们先来看一下紫光集团这几年在半导体行业的"扫货"清单。

      2013年12月,以国际化合作为手段,收购在美国纳斯达克上市的当时国内排名第一、世界排名第三位的通信基带芯片设计企业展讯通信公司(Spreadtrum),它是智能手机的核心芯片供应商之一,其设计的4G芯片平台被三星手机所采用。

      2014年7月完成对同为纳斯达克上市公司,国内排名第二的通信芯片设计企业锐迪科微电子公司(RDA)的并购,锐迪科在移动电话通信的芯片设计方面有其独到的优势。

      2015年5月,紫光与惠普(HP)中国达成协议,收购惠普旗下全资子公司华三通信网络公司(H3C)和惠普中国区企业业务的51%股权,并将公司名称更名为新华三。此资本运作可会撼动华为和联想在国内的统治地位。

      2015年7月紫光集团旗下的紫光国际投资1亿美元收购香港明辨科技(Acadine Technologies),明辨科技是只能手机操作系统(OS)的软件开发公司。

      2015年10月紫光宣布与台湾力成科技签署策略联盟契约及认股协议书,紫光集团向力成科技投资约6亿美元,获得力成约25%的股份,成为其最大股东, 力成科技被称为"封测三哥",在世界封测行业有着举足轻重的地位。

      2015年7月,紫光以230亿美元的代价收购美国美光科技(Micron Technologies),美光是世界顶尖的存储芯片供应商,但此收购因美国政府的介入,最终未能实现。

      2015年10月,紫光集团通过其香港全资子公司紫光联合信息有限公司,投资38亿美元,以每股92.5美元的价格,认购美国西部数据(Western Digital)新发行的15%股份,但由于美国海外投资委员会介入,紫光最终放弃了投资。

      2015年11月,台湾的芯片老大联发科技(MediaTek )在回应有关清华紫光对其有兴趣的媒体报道时表示,大陆和台湾地区在半导体领域应当进行合作。此项目现在仍在商讨之中,金额等的投资细节尚未公布。

      2015年11月,封测行业的世界龙头台湾台积电(TSMC)的董事长张忠谋表示,对于紫光想入股台积电持开放式态度。紫光对台积电的投资还在商议之中,能否成功关键取决于台湾的政府高层的抉择。

      2015年11月媒体传出紫光准备收购日本瑞萨电子(TSE)的部分股权,此报料没有跟踪信息。由于瑞萨是日本主要汽车行业的供应商,丰田汽车等的汽车大佬们如果不点头,此事很可能不了了之。

      2015年12月紫光宣布,已于计算机内存芯片设计公司华芯(Sino Chip)达成协议,以729亿日元的价格收购华芯。

      2016年4月,清华控股旗下的控股公司紫光智能和紫光4.0出资30亿元非公开地收购沈阳机床的2.37亿股股票。沈阳机床是中国工业4.0的龙头企业,此次联姻明显是政府高层的牵线搭桥。清华控股的高级副总裁是紫光集团的董事长赵伟国。

      2016年7月末,媒体传出紫光收编武汉新芯的消息。紫光将拥有武汉新芯50%以上的股权,武汉新芯将更名为长江存储技术公司,赵伟国将成为新控股公司的董事长。此次资本运作应该是政府高层一手操办的。

      这些是紫光集团近3年来资本收购的主要部分。另外,紫光在A股市场的一次资本大运作是不得不提及的。2015年11月,同为清华系的同方国芯发布公告称, 向清华控股下属公司对象发行股份,募资800亿元,投入集成电路业务。800亿元的定增无疑是A股有史以来的最大级别的一次,其幕后操手技术紫光集团,同方国芯因此也更名为紫光国芯。

      紫光如此巨大的收过手笔其目的应该是司马昭之心路人皆知的,即打造一个与三星和英特尔平起平坐的半导体一体化(IDM,Integrated Device Manufacturer)寡占企业――紫光帝国。在收购展讯通信之前,紫光应该说是半导体行业的"门外汉",收购展讯和锐迪科,以及同方国芯的重组为紫光帝国在半导体生产的设计工序方面扎稳了脚跟。收购美光和入股西部数据是为了完善半导体生产的前道工序即晶圆加工环节,美国政府的干预并没有最终没有让紫光达到目的。美国公司的资本运作失败并没有让赵伟国停止脚步,他把希望寄托在国内的前道企业――入股武汉新芯。在后道工序方面,出资台湾力成科技和台积电是紫光对封测工序的铺砖引路。

      通过以上的这些资本运作,紫光在半导体生产的布局应该已经基本完成,其结果将会如何,我们只能拭目以待。其实,紫光的野心并没有局限在半导体生产,在"云生态"方面也在加紧步伐,收购华三的51%的股权就是为此目的铺平道路。通过这次拆资25亿美元收购,紫光一跃成为中国排名第一、世界排名第二的网络产品与服务领军企业。在赵伟国的紫光帝国的蓝图里,紫光应该是一个世界IC及IT系统服务的顶级企业。

      紫光几乎是从零开始建设其帝国,而且其速度之快手笔之大让所有的人感到震惊,其背后无疑有政府的背书以及政策支持。如此庞大的帝国如何运作?武汉新芯的3D NAND Flash能否如期批量生产?很多问题现在都无法回答,只有时间能证明这一切。但有一点是毫无疑问的,在国家政策力挺下的紫光已经无回头之路,紫光的未来也是中国近期半导体行业的未来。

      细心的读者也许会发现,在紫光麾下的两家晶圆加工企业――武汉新芯和华芯都是以生产存储芯片的公司,为什么紫光会将几乎所有的赌注压在存储芯片上,这和中国的半导体的战略有着密切的关系。

      (六)中国半导体行业的未来之一

      据日经新闻报道,由日本尔必达的元社长坂本幸雄所设立的半导体设计公司兆基科技(Sino King Technology)和安徽省合肥市政府正式签署工厂兴建契约,兆基科技将主导合肥市政府总额高达8000亿日元(460亿人民币)的大规模半导体工厂兴建企划。新工厂将生产由兆基科技所设计研发、具备低耗电力的计算机内存(DRAM),计划在2018年下半年开始量产,以12吋晶圆换算的月产能达10万片的国内最大的内存芯片工厂。其实兆基科技现在只有10名日藉员工,从理论上讲应该是一个半导体设计公司,他们也准备从中国、日本和台湾三国招募1000名半导体技术人员。合肥的计划当然是政府振新半导体行业的一部分,但是合肥市政府如此巨额的投资,为什么要和一个刚建立不久且员工只有10名的无名小辈合作呢?社长坂本幸雄个人的魅力是一个很重要的一点,但最重要的原因应该和武汉新芯和飞索联合作获取3D NAND Flash生产技术一样,是为了获取DRAM的生产技术。日本尔必达倒产以后,生产DRAM的只有三星、美光和SK Hynix三巨头,紫光在美光收购和SK Hynix入股的接连失败后,兆基科技成为现阶段获取DRAM技术的唯一选择。另外还有一点,坂本幸雄是一个很有个人威信人士,不仅在日本,在台湾也有很强的人脉,日本的半导体行业一落千丈以后,很多日本技术人员都不能找到体面的工作,合肥政府希望通过坂本幸雄招聘到急需的人才也应该是一个很重要的原因。

      紫光当然也对DRAM生产技术垂涎三尺,在出手美光和SK Hynix接连失败以后,紫光从台塑集团挖来了有"台湾DRAM之父"之称的高启全,并让其担任紫光集团全球执行副总裁,虽然现阶段还没有紫光对DRAM的投资的消息,笔者认为在不久的将来紫光一定会有投资DRAM的大动作,不排除像武汉新芯那样,直接投资甚至兼并合肥的DRAM新工厂。

      我们已经在以前的连载说过,中国现阶段半导体的格局是"头尖,腿粗,腰极细"的畸形产业状态。要改变此格局一定要对"腰极细"的半导体前道工序(或者称为晶圆加工、代工厂)进行重点投入,使之有质的飞跃,而武汉新芯和合肥DRAM新工厂的巨额投资就是最重要的具体步骤。有一个问题,即不管是武汉还是合肥其主攻产品都是存储芯片,这是为什么呢?其实,这里包含着IT行业未来的发展方向和中国的半导体行业崛起的基本策略。

      中国半导体行业选择存储芯片作为崛起的突破口最重要的原因是迎合"大数据"和"云计算"时代的到来。根据野村证券的研报,现在世界在网络上的数据为8ZG(1ZB =270bit)左右,而其中15%的1.2ZB是储存在存储芯片里,90%由硬盘(HDD)存储,10%存储在像NAND那样的闪存里。到2020年,人类在虚拟空间积累的数据将达到44ZB,而且为了能对这些数据进行"云计算",储存在闪存的数据将达到15ZB。这个数据是以现在NAND的价格为前提计算的,如果像3D NAND Flash那样的技术能提高存储容量和降低价格的话,2020年时闪存所占的比例将会为50%-70%,即22-30ZB左右,按此计算的话,月产10万片的超级工厂需要234座,而现在世界上只有15座,在未来的4-5年间,世界需要219座超级工厂,"大数据"和"云计算"时代会给以3D NAND Flash为代表的闪存带来几何式增长需求。

      另一原因,一大半以上的"大数据"和"云计算"设备在中国生产应该是没有任何悬念,在生产阶段,中国将消费大部分的存储芯片。再则,随着中国"虚拟现实"、"互联网金融"等的发展,中国自身对存储芯片的需求也会成爆发式增长,这些"钢性需求"对新参的中国企业来说无疑是天赐良机。从战略层面上讲,现在是发展存储芯片难得的时间窗口。

      中国半导体行业的发展模式其实有一个"老师"或者说是"成功案例",当年三星和Hynix等的韩国半导体企业,在政府政策的扶持下,集中所有的资源对储存芯片行业进行了投资,最终从日本企业手里拿到了世界第一的宝座。当年的三星和Hynix和现在的武汉新芯同样遇到半导体生产技术的瓶颈,为了攻克此困难他们没有像紫光集团那样大规模地进行海外收购,而是从日本半导体企业挖人才挖技术。90年代初,每到周末,东京至首尔航班的飞机里坐满了日本半导体企业的技术人员,他们周末被高薪请到韩国做技术指导。有些日本大企业为了防止技术和情报的泄露,在东京的国际机场派职员驻守,但最终还是没有防住技术的外流。现在中国半导体企业也用同样的方式向韩国企业发动攻势。

      举个例子,三星的西安工厂是三星生产3D NAND Flash的主力工厂,按照以往三星的做事习惯,在第一家工厂顺利投产以后,会马不停蹄地增设新工厂,从而迅速占领市场的份额。然而,这次的三星却没有这样做,据说三星西安工厂的1000名工作人员被武汉新芯一下子高薪挖走。中国企业的猎取不仅停留在国内的人才和技术上,在日本、在韩国、在台湾、甚至在美国,你死我活的人才和技术争夺战在世界范围日以继夜地进行着。汤之上隆在其文章中感慨道,中国企业现在做的正是韩国企业20年前对日本做的伎俩,然而这次的受害者却是韩国。在这个"Winner Takes All"的时代里,后发企业也别无选择,也许昨天的日本和今天的韩国就是明天的中国。

       (七) 中国半导体行业的未来之二

       我们已经在以前的连载中分析了中国半导体行业为什么至今没有成功,其根本理由是中国人的个人主义的个性不适合半导体生产,特别是被称为晶圆加工前道工序。这个假设是日本著名半导体评论家汤之上隆所提出的,他得出此结论的最大根据是他亲眼目睹的中芯国际的失败案例

  中国人的民族性我想读者都知道,也没有必要赘述,但是一个产业的胜败用民族的个性去定义,读者一定会感到牵强。另一方面,说到高技术,中国的人造卫星、高铁、隐形飞机等等,这些在技术含量方面和半导体比应该说是有过之而无不及。那么为什么更高技术含金量的产品中国人能制造出来,而且在世界市场上具有相当强的竞争力,但在半导体产业却名落孙山呢?

  在此连载的前几篇中我们已经反复强调过,国内半导体行业最缺少的不是半导体本身的技术,而是半导体生产技术本身,即“统合技术”和”量产”技术,简单地说,就是有了图纸怎样在流水线上合理生产。其实关键就在“量产”这两个字上,人造卫星、隐形飞机、包括高铁在内它们的技术含量很高却不需要“量产”,这类产品中国已经初具规模,于此相对,像成衣、玩具等技术含量不高但需要“量产”技术,这类产品中国已经非常强大,中国现在没有竞争能力的产业是此两类技术同时需要的,既要技术含量高又需要“量产”的产业。说得再明白一些,不需要“量产”的高技术产品,因为没有强烈的市场价格竞争且产量也不大,所以可以高薪聘请劳动力进行生产;而半导体这样的产业既要高技术又要“量产”,低薪的廉价劳动力没有用,高薪的技术人员又聘不起。中芯国际失败的原因,用本文的概念来讲,聘请了高薪的外国人进行“量产”,结果没有利润也是理所当然的。

  但是话还是要说回来,这里提及的“高薪”和“量产”的概念完全是相对的概念。改革开发初期,中国的主要出口商品是纺织品等的劳动密集型产品的时候,像电视机那样的电子产品对中国来说就是缺少“量产”技术的产品,而现在没有任何证据可以认为中国没有电视机的”量产”技术。随着中国经济的发展和产业的深化,中国的“量产”技术在不断的提高,缺乏”量产”技术的行业的范围在缩小。10年前中国也有一次对半导体行业的投资热,虽然为中国半导体行业起步打下了基础,最终除了留下一些技术含量不高的封测企业和二流的设计企业外,在晶圆加工方面几乎没有大的建树。从笔者的观点讲,当时中国的”量产”技术完全没有到达生产半导体的水准,失败的命运是在没有开始投资之前已经定下的。从大的产业来讲,“量产”技术的最高境界是汽车产业世界上所有大品牌的汽车都是劳动力成本很高的发达国家的企业,而且大部分的汽车都在先进国家生产,这一事实证明了“量产”技术和“劳动力资源”的关系。中国要成为世界制造强国而不是光是中国制造的话,半导体的“量产”技术这一门槛是非逾越不可的。

  我们已经讲过未来5年“大数据”和“云计算”的“钢性”需求是中国发展半导体产业,特别是存储芯片非常有利的时间窗口,还有一个重要的利好时间窗口这里也必须提及。讲这之前我们必须要介绍一个技术进步的概念――创新者的困窘(Innovator’s Dilemma),它是著名经营学家克莱顿?克里斯坦森在1997年确立的概念。那些颠覆性的技术革命在摇篮期时都是些可有可无的技术,举个例子,像我们现在几乎人手一台的个人计算机,在上世纪70年代刚刚发明出来的时候,它只是当时主流的大型商业计算机的低价的劣质拷贝,以IBM为首的大型商业计算机企业对个人计算机技术几乎可以用不予理睬来形容,当个人计算机进入蓬勃发展期时大企业也不屑一顾,最终个人计算机代替了大型商业计算机整个产业。

  最近的存储芯片也有可能出现“创新者的困窘”的局面。存储芯片上储存的数据至少要保存3年,这是现在一般对于存储芯片的最基本的技术要求。随着数据量的几何级增加和对于云计算要求的提高,存储芯片将会在一年内到达使用寿命。这样的话,对于存储芯片大量消耗的数据库来说就没有必要购入价格高昂的3年保质期芯片,改成购入廉价的1年保质期芯片就是合情合理的。这种技术要求的下降对于新参的企业无疑是天大的利好,可以降低技术门槛或者用笔者的论点讲可以降低“量产”技术的门槛,用以低价格为武器打入市场。另一方面,就像“创新者的困窘”概念中提到的那样,已经掌握3年保质期的先行企业对后发的“落后”技术一般不会有兴趣,在傲慢和鄙视中失去市场份额是司空见惯的案例。

  中国发展半导体产业的“天时”和“地利”已经具备,如果说不足的话就是“人和”,“量产”技术说到底还是人的问题,人的问题最终还是要人来治,半导体产业现在最缺少的是像海尔张瑞敏那样“治人”的人才,其他的问题靠中国人的智慧和时间都可以解决。说到底,对于现在中国的半导体行业,能靠钱解决的问题都不是问题。

  半导体行业是否会成为光伏2.0?这是一个困扰很多人的问题,对有意在二级市场投资半导体行业的投资者无疑是非常重要的问题。下回就此问题笔者发表一些个人意见,同时也和大家一起分析一下,作为中、长期的价值投资者哪些企业值得我们关注和投资。

      (八)中国半导体行业的未来之三

      对于紫光集团的"爆买"和国内对半导体行业的巨额投资,很多读者会有似曾相识的既视感,从钢铁到水泥,从彩电到手机等等,最后可能是占领了世界市场,但是过剩的产能让经济苦不堪言。这次的半导体会不会成为光伏2.0?这是困扰每个投资者的问题,这里谈一下笔者的一些个人意见。

      先说结论,在未来的5-10年里,半导体泡沫一定会有,但不是整个产业链。说实话,让笔者做出如此结论的根据并不是类似半导体行业的技术和资金问题,而是中国的资本市场的属性,更直接地说国内的股票市场渴望概念渴望泡沫。

      整个半导体的产业链大体上可以分成:芯片设计、前道工序(晶圆加工、代工厂)、后道工序(封装测量)以及原材料供应商和生产设备供应商。那么哪个环节最容易出现泡沫呢?

      笔者认为后道工序和原材料供应商和一部分设备供应商环节最容易产生泡沫,而前道工序的企业可能股价会有高强度的炒作,产能方面不可能出现过剩。后道工序不仅初期投资的门槛非常高,动则百亿美元的起步价会让很多投机者望而生畏,而且我们在以前的连载中反复提及的"量产"技术也是高岭之花,可望而不可及,这两个高门槛条件经济学称之为"市场壁垒(Barrier to Entry)",把很多投资者拒之门外。

      后道工序的封测企业和原材料供应商,总体上说不管在技术门槛上和资金要求上和前道工序相比都要低很多,这为泡沫的形成提供了前提条件。另一方面,我们已经在以前的连载中叙述过,这些企业有高资本投入的特点,这是资本市场讲故事玩概念时最喜欢的。有关生产设备供应商,有的像集成电路印刷设备那样的高技术含量企业,也有像无尘设备的相对低技术含量企业,我们应该区别看待,当然相对低技术设备供应商的泡沫也应该是无法避免的。

      至于芯片设计企业,我们应该特别关注被紫光收购的锐迪科和展讯通信能否回归A 股,由于紫光有政策的大力扶持,当紫光资金出现短缺的时候,让这两个公司在A股上市是一个不错的选择,而且政府也应该为此开绿灯。至于其他芯片设计企业,特别是存储芯片的设计企业,现阶段还没有足够大的平台可以炒作,个人认为在资本市场产生泡沫的可能性很小。

      对于笔者对预测泡沫的淡定,读者可能会在心理承受上感到不适,或许应该要求笔者撰文如何阻止泡沫的出现,因为谁都知道泡沫都是用真金白银堆起来的。笔者更喜欢用长期的眼光去看待泡沫。首先,笔者这样的小人物写一篇文章是无法阻止任何泡沫,泡沫的形成是在很大程度上由人类"贪婪"遗传因子所决定,所谓"天要下雨娘要嫁人"的事只能顺其自然地让其发生,泡沫本身是市场运作的一部分。其次,作为泡沫的副作用必然导致生产过剩和价格竞争,同时也是驱逐原有企业的一种方法。钢铁是这样,玻璃是这样,彩电也是这样,被中国的这种泡沫攻击的行业应该举不胜举,然而,在"丛林法则"的市场里想不付出代价占领市场是不可能的,本人一直中国称这种一窝蜂的投资策略叫"农村包围城市"战略,作为一个后发的国家,也许这是唯一适应中国且行之有效的进攻策略。

      综观中国的半导体产业,在未来5至10年内,其主线应该是"一平台、二系列、一重点、一辅助", 

      一平台是紫光集团,

      二系列是武汉系和合肥系,

      一重点是存储芯片,

      一辅助是通讯芯片。

      除此以外,以中芯国际为首的上海系,以封测企业为主苏州和南通的江苏系,以中关村和芯片设计为主的北京系等等,与半导体相关的企业还有很多,由于篇幅的原因我们无法一一跟踪。但是,如果是对长期价值投资策略有兴趣的话,观察和跟踪"一平台、二系列、一重点、一辅助"的关键企业是一个不错的方法。

      中国的半导体产业能否崛起,关键要看存储芯片能否成功,存储芯片的成功关键在像长江存储那样前道工序企业能否异军突起,很多事还是未知数需要时间去检验,我们只能拭目以待。