現(xiàn)今的美歐依然是半導(dǎo)體世界的超級存在，但是缺失了最尖端芯片的制造能力，就意味著逐漸遠(yuǎn)離未來。不過，現(xiàn)在的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局已經(jīng)是多方博弈下的演變成果，強行改勢，機會寥寥。

集微網(wǎng)消息，曾幾何時，汽車行業(yè)是美國的驕傲，通用、福特和克萊斯勒位列全球汽車的三甲。隨著1980年日本四大汽車公司進入美國，形勢發(fā)生逆轉(zhuǎn)。當(dāng)年，日本汽車業(yè)用1100萬的產(chǎn)量，將美國趕下了王座。隨之而來的就是美國汽車業(yè)的大衰退，工廠倒閉潮到來，工人大量失業(yè)。汽車之都底特律繁華不再，市民失業(yè)率達(dá)到了20%。

歷史就是喜歡相似的故事。進入21世紀(jì)以后，美國在半導(dǎo)體領(lǐng)域的優(yōu)勢也在漸漸消退，一方面是美國本土晶圓廠在工藝技術(shù)方面已經(jīng)落后于臺積電等亞洲對手，另一方面，美國新建晶圓廠數(shù)量和產(chǎn)能也在急劇下降。

在大西洋對岸，歐洲半導(dǎo)體行業(yè)也是隱患重重。在價值5280億美元的全球半導(dǎo)體市場中，來自歐盟的份額大約為10%。全歐洲半導(dǎo)體制造產(chǎn)能在全球市場中只占到9%，全球十大晶圓廠的名單中，更是難覓歐洲廠商的身影。

半導(dǎo)體制造業(yè)的空心化，讓美歐如鯁在喉，貿(mào)易局勢的緊張和芯片越來越重要的戰(zhàn)略地位，更加重了這種焦慮感。

為了扭轉(zhuǎn)局面，美歐政府在產(chǎn)業(yè)人士的呼吁下，終于開始出手了。美國政府將在今年為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供370億美元的補貼，歐洲委員會則在“2030數(shù)字羅盤”計劃中提出要將半導(dǎo)體生產(chǎn)總值在2030年提升到全球生產(chǎn)總值的20%，并具備2nm晶圓的制造能力。

這些雄心勃勃的計劃都是希望建立一個獨立的地區(qū)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)，避免過渡依賴進口造成的危機。但不管初衷如何，實質(zhì)上是開啟一輪新的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)軍備競賽。

在半導(dǎo)體行業(yè)并不漫長的歷史上，軍備競賽和對抗已經(jīng)上演過數(shù)回。最著名的就是美日之間的DRAM之爭。日本采用了集體攻關(guān)的模式取得技術(shù)突破，將美國的半導(dǎo)體巨頭們打得滿地找牙。最后依靠美國政府親自出面，逼日本簽訂城下之盟，美國半導(dǎo)體行業(yè)才重獲生機。

現(xiàn)今的美歐依然是半導(dǎo)體世界的超級存在，但是缺失了最尖端芯片的制造能力，就意味著逐漸遠(yuǎn)離未來。不過，現(xiàn)在的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局已經(jīng)是多方博弈下的演變成果，強行改勢，機會寥寥。

冰凍三尺非一日之寒

整個半導(dǎo)體行業(yè)存在著贏者通吃的局面，細(xì)分領(lǐng)域的領(lǐng)先者都占據(jù)著絕大部分利潤，后來者要實現(xiàn)趕超絕非易事。因此，各大細(xì)分市場都會由幾家企業(yè)所主導(dǎo)，這就使得整個價值鏈條不可能被一個地區(qū)（國家）所完全掌握。換句話說，沒有一個地區(qū)（國家）具備完全的端到端的設(shè)計和制造能力。

圖 全球半導(dǎo)體價值鏈分布（重點企業(yè)數(shù)量）

從麥肯錫咨詢的這張圖表就可以看出，即使是實力最強的美國，也無法實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的覆蓋。

很難用一個理論完全解釋這種格局形成的機制，最顯而易見的原因就是專業(yè)化的分工，這也是驅(qū)動全球化和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的一大動因。當(dāng)然，高度專業(yè)分工也會讓半導(dǎo)體企業(yè)之間形成很高的依賴度，一旦供應(yīng)鏈的一環(huán)受到干擾，生產(chǎn)瓶頸就出現(xiàn)了。

半導(dǎo)體行業(yè)起源于美國，經(jīng)過三次大遷移，經(jīng)由日本再到中國臺灣地區(qū)、韓國，最后到中國大陸。商業(yè)模式也由垂直整合到到系統(tǒng)化集成，再到垂直分工，最終形成設(shè)計（Fabless）、 制造（Foundry）、 封測（OSAT）三大環(huán)節(jié)。

整個遷移過程中，各地區(qū)都盡力將最具價值的企業(yè)留住，以形成自身的競爭力，因此也孕育了眾多的產(chǎn)業(yè)巨頭。

很關(guān)鍵的一點就是，2000年左右興起了無晶圓廠模式，這讓整個產(chǎn)業(yè)更加繁榮，也讓很多廠商不再有能力開發(fā)新的晶圓廠和工藝。一些廠商最終選擇了fab-lite模式，既在自己的工廠生產(chǎn)芯片，同時又將其他設(shè)備外包給代工廠，還有部分廠商完全退出了晶圓制造業(yè)務(wù)。

制程工藝的持續(xù)進展，讓晶圓代工廠的優(yōu)勢愈發(fā)明顯。幾個亞洲國家又通過減稅和激勵來支持國內(nèi)芯片公司，進而推動了亞洲地區(qū)晶圓廠的大發(fā)展。美國半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會（SIA）和波士頓咨詢集團（BCG）的文件稱：“政府政策一直是亞洲半導(dǎo)體強勁增長的主要因素?！?/p>

反觀美國，聯(lián)邦政府在半導(dǎo)體研究方面的投資沒有持續(xù)增加，目前僅占美國半導(dǎo)體公司研發(fā)投資的一小部分。美國廠商也在建立新的晶圓廠，但速度遠(yuǎn)低于亞洲競爭對手。

截止2020年，美洲地區(qū)總共有76個晶圓廠，而2010年為81個，這還包括了三星，恩智浦，英飛凌，X-Fab，Tower，臺積電和博通等非美國公司的晶圓廠。據(jù)統(tǒng)計，美國在全球已安裝晶圓廠產(chǎn)能中的份額已從1990年的37％下降到2020年的12％。在同一時期，亞洲的新晶圓廠發(fā)展迅猛增長，目前已占到全球產(chǎn)能的80％。

美國仍有能力設(shè)計最頂尖的芯片，卻無法在國內(nèi)生產(chǎn)，臺積電和三星已經(jīng)成為美國芯片公司不可或缺的生產(chǎn)基地。

歐洲的境況看起來更加糟糕。盡管英飛凌、ST和NXP三大巨頭在工業(yè)和汽車領(lǐng)域有很大的優(yōu)勢，但其只對fab-lite模式以及生產(chǎn)傳統(tǒng)或小批量利基產(chǎn)品有興趣。進入21世紀(jì)的頭20年來，歐洲沒有一家工藝領(lǐng)先的晶圓廠投入運營。

美國和歐洲都希望能改變這種局面，紛紛向亞洲廠商遞來橄欖枝。美國行動較早，產(chǎn)業(yè)環(huán)境更為優(yōu)厚，已經(jīng)取得一些進展，如臺積電計劃在亞利桑那州建立5nm晶圓廠，三星則在德克薩斯開始3nm芯片的生產(chǎn)。

嬌貴的晶圓廠

進入2021年，史無前例的芯片大缺貨席卷了全球，汽車產(chǎn)業(yè)受傷害最深。這讓所有想發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的國家都意識到，擁有晶圓廠是多么重要。

不過，在專業(yè)人士看來，建立頂尖的晶圓廠就有如登月工程般困難。一個晶圓廠的背后有34個國家的參與，包括提供光刻設(shè)備、蝕刻和清潔工具、鍍膜設(shè)備和生產(chǎn)制造裝置等。如此龐大精密的鏈條在運轉(zhuǎn)，說明晶圓廠的建造成本是如何的昂貴。據(jù)統(tǒng)計，建造和裝配一個擁有5nm生產(chǎn)線的晶圓廠大約需要54億美元，差不多是10nm工廠的3倍。

與之相匹配的是，芯片研發(fā)的成本也水漲船高。從驗證到IP選型，設(shè)計一款5納米芯片的全過程成本約為5.4億美元，即便是設(shè)計一款7納米芯片，也只需3億美元。因此，能夠承受這筆費用的最終用戶——芯片設(shè)計公司，都已經(jīng)是珍稀動物了。

所以，用巨資建造一個具備先進工藝的晶圓廠，投資風(fēng)險是十分巨大的，尤其是投資回報周期容易過長。通常情況下，建造和裝配一座晶圓廠大約需要12~24個月，要想達(dá)到滿負(fù)荷運行還需要額外的12~18個月。如果需求低于預(yù)期，或是成本超出預(yù)期，回報就會遠(yuǎn)低于預(yù)期。

而且，在美國和歐洲建造晶圓廠，遠(yuǎn)比在亞洲地區(qū)更燒錢。據(jù)報道，臺積電在美國建廠的基礎(chǔ)建設(shè)費用就要達(dá)到原來的6倍之多，因為美國工人的用工成本要高出三成。

在如此高昂的成本壓力之下，晶圓廠實現(xiàn)盈利的時間點就非常關(guān)鍵了。有人做出測算，如果晶圓廠滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，其現(xiàn)金流有望在5年內(nèi)轉(zhuǎn)正。如果產(chǎn)能利用率低于55%時，即使有政府的高額補貼，企業(yè)也只有在10年左右才能看到投資回報。

簡單總結(jié)起來，就是要有足夠的產(chǎn)能需求才能轉(zhuǎn)動晶圓廠。在美國大陸上，有蘋果、英偉達(dá)、高通、AMD等一眾芯片巨擘，還有正在自研芯片的道路上越走越快的亞馬遜、谷歌、微軟等科技巨人，填充產(chǎn)能看似不存在很大問題。

歐洲地區(qū)的情況則沒有這么樂觀。近年來，歐洲的信息產(chǎn)業(yè)在全球市場中持續(xù)萎縮，這種狀態(tài)影響到了歐洲半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。英飛凌CEO Reinhard Ploss就曾表示，歐洲的科技產(chǎn)業(yè)規(guī)模不夠大，不值得讓芯片生產(chǎn)本地化。即使資金被用來在歐盟境內(nèi)興建晶圓制造廠，它們的最大客戶仍然是外國科技巨頭，在這種情況下，生產(chǎn)本土化于事無補。

在歐洲所剩的需要持續(xù)供應(yīng)芯片的可觀行業(yè)中，汽車行業(yè)是目前看來最有前途的。配備先進的駕駛員輔助系統(tǒng)和自動駕駛功能的高性能芯片不斷進入汽車，大眾、寶馬，標(biāo)致和博世都進入了這條賽道。但是，頂尖汽車芯片的市場依然是美國廠商的天下，歐洲本土廠商要支撐起一個頂尖的晶圓廠還是非常吃力的。

好在歐洲有非常雄厚的制造業(yè)基礎(chǔ)，從精密機械、光學(xué)到電力電子，可以撐起一個晶圓廠所需的精密產(chǎn)業(yè)鏈條。相比于美國的制造業(yè)，其還是更具有優(yōu)勢的。

更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)

建立頂級的晶圓廠都只是美國和歐洲要重建半導(dǎo)體生態(tài)的一步，更多的挑戰(zhàn)還在后面。

一位歐洲的觀察者就表示，“不久前，我們還是移動電話的領(lǐng)導(dǎo)者，諾基亞和愛立信手機統(tǒng)治著市場，而失去市場比獲得市場要快得多?！?/p>

他認(rèn)為最需要關(guān)注的不是技術(shù)，而是改變資本成本和商業(yè)環(huán)境。如果能夠做到，各家公司將改變他們的行動，更多的初創(chuàng)公司將形成。半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)有機會效仿，但就目前來看，兩三年內(nèi)是沒有機會的，可能需要二三十年的時間。

業(yè)內(nèi)資深投資專家陳凱（化名）也持相似的觀點。在他看來，發(fā)展半導(dǎo)體最關(guān)鍵的就是人才、資本、產(chǎn)業(yè)鏈這幾個要素，而這些都是美國和歐洲所不具備的。

“晶圓制造需要大量的工程師，這在美國真的很難找，美國的半導(dǎo)體公司已經(jīng)把能找到的人才都招走了，歐洲的情況也類似?！标悇P認(rèn)為美國和歐洲都面臨人才荒。

過去的本土人才培養(yǎng)放緩和人才流失已經(jīng)讓美國和歐洲嘗到了苦果。由于新鮮血液的注入緩慢，一些美國和歐洲公司的員工平均年齡已經(jīng)明顯大于亞洲國家公司的員工年齡。

在資本層面上，美國和歐洲也沒有了適合半導(dǎo)體行業(yè)成長的土壤。陳凱表示：“光靠政府補貼能有多大作用。在整個產(chǎn)業(yè)鏈條上，從VC開始到成長期都要有資本去推動，這在美國根本不具備。美國有些做硬件的公司很快就上市了，就是因為成長期不好投，只能匆匆上市。而且，他們需要的資金量比我們還大，又沒有這些專門的投資人去干這個事?！?/p>

“歐洲的情況那就更嚴(yán)重了，像我們這種專門投半導(dǎo)體的投資人在歐洲就沒法生存?！彼a充道。無論是硅谷還是歐洲，投資人遠(yuǎn)離半導(dǎo)體已久，重新聚焦尚需時日。

至于新出現(xiàn)的AI、云計算、5G等產(chǎn)業(yè)機會，大公司都在跟進，留給Startup（初創(chuàng)公司）的空間并不多。于是，美國本土已經(jīng)很久沒有出現(xiàn)讓人眼前一亮的半導(dǎo)體初創(chuàng)公司，歐洲大陸上，新進升級為獨角獸的半導(dǎo)體公司也只有一家。很難想象，這種產(chǎn)業(yè)環(huán)境下如何重塑一個完整的半導(dǎo)體生態(tài)。

當(dāng)然，最大的問題還是美國和歐洲都沒有亞洲這樣龐大又有活力的市場，遠(yuǎn)離了市場的驅(qū)動，半導(dǎo)體行業(yè)就會變成無源之水。

全世界用了幾十年才建立了一個無摩擦的全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈，如今美國、歐洲或其他地區(qū)自建生態(tài)的做法，實際上都在破壞這個鏈條。對此，業(yè)內(nèi)知名專家莫大康就表示：“在地域政治下出現(xiàn)逆全球化是可能的，美國開創(chuàng)了一個不好的先例，因此各國都要保護自已，增大半導(dǎo)體自主能力。但是這樣做的效果不會都好，由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)沒有全球化協(xié)作是很難成功，或者說要費更多的人力物力。所以，我的看法是世界最終會走向全球合作時代，時起時伏難避免?！?/p>

原文標(biāo)題：逆勢改運？ 美歐的頂級晶圓制造之夢

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