不管你是深耕長三角的新能源零部件廠商、外貿(mào)出口企業(yè)主,還是智能制造工廠的掌舵人,哪怕你的業(yè)務(wù)從未直接接觸過芯片生產(chǎn),也一定在過去幾年里被“半導(dǎo)體缺貨”“芯片漲價”“卡脖子”這些詞影響過——工廠的工控設(shè)備缺了核心芯片就要停工,出口的智能家居產(chǎn)品因為芯片供貨延遲耽誤船期,新能源汽車的訂單因為車規(guī)芯片缺口無法交付,半導(dǎo)體早已不是遙不可及的高科技概念,而是決定長三角制造業(yè)生死存亡的底層命脈。作為全國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心陣地,江浙滬三地貢獻(xiàn)了全國60%以上的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值,聚集了從材料、設(shè)備到制造、設(shè)計的全鏈條企業(yè),更藏著國產(chǎn)化替代浪潮中最確定的商業(yè)機會,而想要抓住這些機會,首先要建立對這個產(chǎn)業(yè)的完整、落地的認(rèn)知。
很多人會把半導(dǎo)體和芯片劃等號,這里我們先用最直白的邏輯把核心概念講透:半導(dǎo)體本質(zhì)上是一類導(dǎo)電能力可調(diào)控的材料,最核心的原料就是我們常說的硅,你可以把它理解成做面包的面粉,而芯片(也就是集成電路),就是用這份面粉,通過上百道精密工序做成的成品面包,最終我們用到的手機、汽車、工控設(shè)備、光伏逆變器,就是用這些面包做成的最終餐食。硅之所以能成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的絕對主流,是因為它的儲量足夠豐富、性能穩(wěn)定,還能形成絕緣性極好的二氧化硅層,完美適配芯片制造的精密工藝,目前全球超過95%的半導(dǎo)體器件,都是基于硅材料制造的,而江浙滬本就擁有成熟的化工、晶硅加工產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),這也是長三角能成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)核心區(qū)的底層優(yōu)勢。隨著技術(shù)發(fā)展,半導(dǎo)體材料也在不斷迭代,我們常聽到的第二代、第三代、第四代半導(dǎo)體,核心就是材料的升級:第二代以砷化鎵、磷化銦為核心,主打高頻、光電轉(zhuǎn)換能力,是手機射頻、光纖通信的核心材料;第三代也就是寬禁帶半導(dǎo)體,以碳化硅、氮化鎵為代表,天生具備耐高壓、耐高溫、高頻的特性,完美適配新能源汽車主驅(qū)逆變器、光伏逆變器、5G基站、快充這些長三角優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的核心需求;第四代超寬禁帶半導(dǎo)體以氧化鎵、金剛石為代表,目前還在研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化初期,主打極限耐壓和導(dǎo)熱能力,是未來超高壓電網(wǎng)、高端AI芯片散熱的核心方向,而江浙滬已經(jīng)在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域形成了完整的產(chǎn)業(yè)布局,江蘇的碳化硅襯底、浙江的氮化鎵器件、上海的車規(guī)級碳化硅模塊研發(fā),都已經(jīng)走到了全國前列。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心邏輯,是一條從原料到終端應(yīng)用的完整垂直分工鏈條,每一個環(huán)節(jié)的技術(shù)壁壘、資金投入、市場需求、入局機會都截然不同,而長三角在全鏈條的每一個環(huán)節(jié),都有不可替代的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。最上游的半導(dǎo)體材料與設(shè)備,是整個產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)底座,也是過去被海外壟斷最嚴(yán)重的“卡脖子”環(huán)節(jié),更是國產(chǎn)化替代中最確定的增量市場。半導(dǎo)體材料占芯片制造成本的30%左右,核心品類包括占比最高的大硅片,還有光刻膠、電子特氣、拋光液、濺射靶材、封裝載板等上百種細(xì)分品類,每一種都是芯片制造不可或缺的原料。目前國內(nèi)在中低端材料領(lǐng)域已經(jīng)實現(xiàn)突破,但高端材料的自給率仍然不足20%,而江浙滬正是國內(nèi)半導(dǎo)體材料的核心產(chǎn)區(qū):上海新昇實現(xiàn)了12英寸大硅片的國產(chǎn)化量產(chǎn),打破了海外企業(yè)的壟斷,目前已經(jīng)進(jìn)入國內(nèi)頭部晶圓廠的供應(yīng)鏈;江蘇南大光電突破了ArF高端光刻膠技術(shù),成為國內(nèi)少數(shù)能通過邏輯芯片產(chǎn)線驗證的光刻膠企業(yè),鎮(zhèn)江、昆山聚集了數(shù)十家光刻膠配套企業(yè);浙江巨化股份的電子特氣產(chǎn)品,已經(jīng)覆蓋了國內(nèi)80%以上的12英寸晶圓廠,寧波的拋光液企業(yè)也實現(xiàn)了中高端產(chǎn)品的批量供貨。對江浙滬的傳統(tǒng)化工、精細(xì)制造企業(yè)來說,完全不需要盲目入局全品類材料研發(fā),只要聚焦一個細(xì)分賽道,比如封裝用的環(huán)氧塑封料、晶圓清洗用的濕電子化學(xué)品、光刻膠配套的光敏劑,就能找到穩(wěn)定的市場機會,這類細(xì)分品類技術(shù)門檻適中,長三角本地就有完善的下游驗證場景,只要能通過晶圓廠、封裝廠的資質(zhì)認(rèn)證,就能獲得長期穩(wěn)定的訂單。
半導(dǎo)體設(shè)備是上游環(huán)節(jié)中技術(shù)壁壘最高的部分,也是芯片制造的“工業(yè)母機”,一條12英寸晶圓產(chǎn)線的設(shè)備投資占比超過80%,核心設(shè)備包括光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設(shè)備、離子注入機、檢測設(shè)備等,其中極紫外(EUV)光刻機是制造7nm以下先進(jìn)制程芯片的必備設(shè)備,目前全球只有荷蘭ASML公司能夠生產(chǎn),也是國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最核心的“卡脖子”環(huán)節(jié)。但我們必須明確的是,28nm及以上的成熟制程芯片,已經(jīng)能覆蓋國內(nèi)80%以上的工業(yè)、汽車、光伏、消費電子需求,而長三角在成熟制程設(shè)備領(lǐng)域已經(jīng)實現(xiàn)了全面突破:上海微電子的28nm光刻機已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)線驗證階段,中微公司的刻蝕機不僅實現(xiàn)了國產(chǎn)替代,還進(jìn)入了臺積電的全球供應(yīng)鏈;南京的晶圓檢測設(shè)備企業(yè),產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋了國內(nèi)80%以上的封裝廠;蘇州、無錫的自動化設(shè)備企業(yè),在晶圓搬運、清洗、劃片設(shè)備領(lǐng)域,已經(jīng)實現(xiàn)了批量出貨。對江浙滬的精密機械、自動化企業(yè)來說,無需直接挑戰(zhàn)核心整機設(shè)備的研發(fā),切入設(shè)備配套環(huán)節(jié)是更穩(wěn)妥的選擇,比如光刻機的精密導(dǎo)軌、刻蝕機的真空腔體零部件、檢測設(shè)備的光學(xué)鏡頭配套、設(shè)備的維保與升級服務(wù),這類配套業(yè)務(wù)需求穩(wěn)定,隨著國內(nèi)晶圓廠的持續(xù)擴(kuò)產(chǎn),市場規(guī)模還在不斷擴(kuò)大,而且長三角本地就有完整的精密加工產(chǎn)業(yè)鏈,具備天然的入局優(yōu)勢。
產(chǎn)業(yè)鏈中游的晶圓制造與封裝測試,是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心加工環(huán)節(jié),也是長三角產(chǎn)能最集中的領(lǐng)域。晶圓制造也就是我們常說的前道工序,簡單來說就是把芯片設(shè)計公司的電路方案,通過光刻、刻蝕、離子注入等上千道工序,刻在硅片上,這個環(huán)節(jié)是典型的重資產(chǎn)、高技術(shù)壁壘行業(yè),一條月產(chǎn)4萬片的12英寸晶圓產(chǎn)線,投資規(guī)模就超過千億元,而且需要24小時不間斷運行,一座現(xiàn)代化的3nm先進(jìn)制程晶圓廠,一天的耗電量就堪比一個小型城市,對電力供應(yīng)的穩(wěn)定性、綠電的占比都有極高的要求。目前全球先進(jìn)制程晶圓制造被臺積電、三星壟斷,國內(nèi)頭部企業(yè)中芯國際、華虹半導(dǎo)體的總部都設(shè)在上海,臺積電在南京建有12英寸晶圓廠,合肥的長鑫存儲是國內(nèi)DRAM存儲芯片的核心企業(yè),這些企業(yè)共同構(gòu)成了長三角晶圓制造的核心產(chǎn)能。對江浙滬的民營企業(yè)來說,直接投資建設(shè)晶圓廠的門檻極高,但圍繞晶圓廠的配套服務(wù),藏著大量的商業(yè)機會:比如晶圓廠必備的超潔凈室工程,江浙滬企業(yè)占據(jù)了全國70%以上的市場份額;晶圓生產(chǎn)過程中的工藝耗材配送、廢化學(xué)品回收處理、廠務(wù)系統(tǒng)運維,都是長期穩(wěn)定的業(yè)務(wù);還有晶圓制造過程中的第三方檢測、良率提升服務(wù),隨著國內(nèi)晶圓廠產(chǎn)能的擴(kuò)張,需求正在快速增長。這里必須提到的是,綠電已經(jīng)成為晶圓制造的核心競爭力,蘋果、英偉達(dá)、高通等頭部企業(yè),已經(jīng)明確要求供應(yīng)商必須使用100%清潔能源生產(chǎn)產(chǎn)品,歐盟也已經(jīng)試點碳邊境調(diào)節(jié)機制,未來高碳排放生產(chǎn)的芯片出口到歐洲,將面臨高額的碳關(guān)稅,而江浙滬作為外貿(mào)出口核心區(qū),無論是晶圓廠還是下游配套企業(yè),綠電布局都已經(jīng)不是加分項,而是進(jìn)入全球高端供應(yīng)鏈的準(zhǔn)入門檻,長三角豐富的海上風(fēng)電、分布式光伏資源,也為企業(yè)布局綠電提供了天然優(yōu)勢。
封裝測試是產(chǎn)業(yè)鏈中游的后道工序,就是把制造完成的晶圓切割成單個芯片,再通過封裝、測試,做成可以直接焊接在電路板上的成品芯片,這個環(huán)節(jié)技術(shù)門檻相對較低,資金投入也更小,是國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化率最高的環(huán)節(jié),也是長三角半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基本盤。目前國內(nèi)封裝測試三大龍頭企業(yè)長電科技、通富微電、華天科技,都在長三角布局了核心產(chǎn)能,蘇州、無錫、南通、寧波聚集了上百家封裝測試企業(yè),僅蘇州一市的封裝測試產(chǎn)能,就占了全國近30%,形成了完整的封裝材料、設(shè)備、制造、測試產(chǎn)業(yè)集群。隨著新能源汽車、AI產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,車規(guī)級芯片封裝、高帶寬內(nèi)存(HBM)封裝成為新的增長點,而長三角的封裝企業(yè)已經(jīng)在這些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了提前布局。對江浙滬的中小微企業(yè)來說,封裝測試環(huán)節(jié)是入局半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)門檻最低的方向,比如封裝用的引線框架、陶瓷載板加工,測試用的治具、探針卡制造,芯片的可靠性測試、老化測試服務(wù),甚至是封裝產(chǎn)線的自動化改造、設(shè)備維保,都有大量的市場需求,這類業(yè)務(wù)單筆訂單金額從幾十萬到上百萬不等,回款周期穩(wěn)定,而且長三角本地就有海量的封裝廠客戶,只要能通過資質(zhì)認(rèn)證,就能快速實現(xiàn)商業(yè)化落地。
產(chǎn)業(yè)鏈下游的芯片設(shè)計與終端應(yīng)用,是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的價值變現(xiàn)端,也是輕資產(chǎn)、高毛利、最適合江浙滬民營企業(yè)布局的環(huán)節(jié)。芯片設(shè)計行業(yè)普遍采用Fabless模式,也就是企業(yè)只負(fù)責(zé)芯片的電路設(shè)計與架構(gòu)研發(fā),不需要自己建設(shè)晶圓廠,設(shè)計完成后委托晶圓廠制造、封裝廠測試,最終實現(xiàn)芯片的量產(chǎn),這種模式大大降低了入局門檻,頭部設(shè)計企業(yè)的毛利率普遍能達(dá)到40%-60%,遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)制造業(yè)。長三角是國內(nèi)芯片設(shè)計產(chǎn)業(yè)的大本營,上海聚集了國內(nèi)近30%的芯片設(shè)計企業(yè),重點布局汽車芯片、工業(yè)控制芯片、高端存儲芯片,代表企業(yè)有兆易創(chuàng)新、復(fù)旦微電、紫光展銳;杭州的芯片設(shè)計企業(yè)聚焦物聯(lián)網(wǎng)芯片、AI芯片、車規(guī)級芯片,平頭哥半導(dǎo)體的RISC-V架構(gòu)芯片,已經(jīng)實現(xiàn)了大規(guī)模量產(chǎn),云途半導(dǎo)體的車規(guī)級MCU芯片,已經(jīng)進(jìn)入了國內(nèi)主流車企的供應(yīng)鏈;南京、蘇州、寧波的芯片設(shè)計企業(yè),重點布局功率芯片、射頻芯片、光伏控制芯片,和本地的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)深度綁定。對有研發(fā)能力的江浙滬企業(yè)來說,入局芯片設(shè)計行業(yè),最忌諱的就是盲目跟風(fēng)研發(fā)手機SOC、高端GPU這類通用芯片,這類賽道研發(fā)投入大、市場競爭激烈、生態(tài)壁壘高,最優(yōu)解是聚焦長三角優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的細(xì)分場景,做“專用芯片”:比如給新能源汽車做BMS電池管理芯片、車身控制芯片,給光伏企業(yè)做逆變器功率芯片、MPPT控制芯片,給工業(yè)自動化企業(yè)做PLC控制芯片、電機驅(qū)動芯片,給智能家居企業(yè)做無線連接芯片、電源管理芯片。這些細(xì)分場景需求明確,市場規(guī)模穩(wěn)定,而且長三角本地就有海量的下游客戶,芯片研發(fā)完成后,能快速完成驗證和量產(chǎn),大大降低了研發(fā)風(fēng)險和商業(yè)化難度。
終端應(yīng)用是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的最終落腳點,也是江浙滬最大的優(yōu)勢所在,長三角擁有全國最完善的制造業(yè)體系,新能源汽車、光伏、儲能、智能家居、工業(yè)自動化、消費電子這些半導(dǎo)體最大的應(yīng)用市場,都在長三角形成了萬億級的產(chǎn)業(yè)集群。對傳統(tǒng)制造企業(yè)來說,這是最容易切入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的方向,不需要跨界做芯片研發(fā)和生產(chǎn),只要把半導(dǎo)體和現(xiàn)有業(yè)務(wù)深度綁定,就能實現(xiàn)企業(yè)的升級轉(zhuǎn)型:比如做新能源汽車零部件的企業(yè),可以從單純供應(yīng)機械零部件,升級為“芯片+模組”的集成供應(yīng)商,給車企提供完整的電控解決方案;做光伏設(shè)備的企業(yè),可以聯(lián)合國內(nèi)芯片設(shè)計企業(yè),研發(fā)適配逆變器的國產(chǎn)功率芯片,實現(xiàn)芯片和設(shè)備的協(xié)同優(yōu)化,降低供應(yīng)鏈風(fēng)險;做外貿(mào)出口的企業(yè),可以優(yōu)先選擇采用國產(chǎn)芯片的終端產(chǎn)品,不僅能降低成本、保障供貨穩(wěn)定,還能規(guī)避歐盟碳關(guān)稅帶來的風(fēng)險。更重要的是,在中美技術(shù)博弈的背景下,國內(nèi)終端企業(yè)都在主動推進(jìn)供應(yīng)鏈國產(chǎn)化,給國產(chǎn)芯片提供了大量的驗證和量產(chǎn)機會,而長三角的終端制造企業(yè),正是國產(chǎn)芯片替代的核心陣地,只要能抓住這個趨勢,就能在供應(yīng)鏈重構(gòu)中占據(jù)更有利的位置。
對于江浙滬的企業(yè)老板來說,入局半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),從來都不是要放棄原有業(yè)務(wù),跨界去做一家純芯片企業(yè),而是要讀懂這個產(chǎn)業(yè)的底層邏輯,找到和自身業(yè)務(wù)的結(jié)合點,抓住國產(chǎn)化替代的紅利。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心特點,是高投入、高壁壘、長周期,但同時也有著極強的產(chǎn)業(yè)協(xié)同性,長三角完善的產(chǎn)業(yè)集群,給不同規(guī)模、不同賽道的企業(yè),都提供了對應(yīng)的入局機會。對于資金實力雄厚、有研發(fā)積累的企業(yè),可以聚焦細(xì)分賽道的芯片設(shè)計、高端材料研發(fā),搶占高毛利的核心環(huán)節(jié);對于傳統(tǒng)精密制造、化工企業(yè),可以切入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的配套環(huán)節(jié),做專做精一個細(xì)分品類,成為產(chǎn)業(yè)鏈中不可或缺的供應(yīng)商;對于終端制造企業(yè),可以主動對接國產(chǎn)芯片企業(yè),推進(jìn)供應(yīng)鏈國產(chǎn)化,既降低了自身的供應(yīng)鏈風(fēng)險,也能獲得政策和市場的雙重紅利。
長三角是中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心陣地,也是國產(chǎn)化替代的主戰(zhàn)場,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,和江浙滬每一家制造企業(yè)的未來都息息相關(guān)??炊雽?dǎo)體,不是為了追逐風(fēng)口,而是為了讀懂未來10年中國制造業(yè)升級的核心邏輯,在全球產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)的過程中,找到屬于自己的機會,守住自己的市場,實現(xiàn)企業(yè)的長期發(fā)展。