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三星、台积电、中芯国际们的芯片江湖

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2019-11-06 15:19:55

照片来源@ vision china

文|刘匡(公开身份:刘坤110)

8月29日晚,SMIC正式宣布2019年《中国日报》。财务结果显示,2019年上半年,SMIC实现总收入100.36亿元,毛利润18.78亿元,净亏损989.6万元,同比分别下降12%、35%和103%。

令人惊讶的是,如此糟糕的表现并没有导致股价暴跌。即使在8月30日,SMIC的股价仍上涨0.23%,9月2日上涨1.97%,9月3日下跌0.91%,9月4日继续上涨1.15%,收于8.81港元,9月5日上涨4.31%,随后上涨了一周,最高股价一度达到10.06港元。

从股市表现来看,市场对SMIC的判断一般偏向长期持有。我不得不说,这可能是因为股东出于爱国主义,对国内半导体行业寄予了很高的期望,相信SMIC未来一定会崛起,这也是它一般做长期工作的原因。但SMIC的现状和未来是否足以回报投资者的殷切期望?

半导体产业链主要包括设计、制造和密封。在全球分工体系下,已经形成了三种类型的产业。

其中,集成电路设计是一个知识密集型产业。典型的玩家包括amd、Avida、高通、联发科技、苹果和华为海斯。他们被称为无寓言制造商。目前,包括海斯在内的1300多家芯片设计公司已经在中国大陆诞生。它们在数量、覆盖面和质量上都没有落后。目前,中国大陆的集成电路设计产业已经占据了全球产业链中相应环节的22%(光大证券研究所预测)。

与设计和制造相比,封装测试是半导体产业链中最低的技术门槛环节,中国大陆的相应比例为17%(光大证券研究所预测)。世界排名前三的公司是台湾的日本月光公司、美国安卓公司和中国大陆的常甸科技公司。他们在全球市场的份额超过10%,两者之间的差距不大。

集成电路制造是一个技术密集型产业,属于整个产业链中科技元素最丰富、门槛最高、市场集中度最高的环节。中国大陆的比例只有10%左右(光大证券研究所预测)。世界晶圆代工市场前10名公司占全球销售额的95%以上。其中,TSMC作为全球最大的集成电路代工制造商,近年来占据了50%至60%的市场份额。

半导体产业链中有一些特殊的参与者。他们可以设计和生产自己的芯片。这种制造商被称为idm制造商。我们熟悉英特尔和三星。在三星庞大的业务领域,晶圆代工由系统lsi和晶圆代工部门负责。它只是三星电子的一个业务分支,订单数量最多的是三星内部。因此,它并未被ic insights纳入统计,而是被纳入拓普工业研究所的数据整理。

可以看出,当托普工业研究所(Topu Industrial Research Institute)将三星纳入其2016年和2017年的统计数据时,SMIC的营收排名从世界第四下降到第五。

然而,2018年对于整个半导体行业来说是具有里程碑意义的一年。今年,创建和重建TSMC的“半导体教父”张忠谋宣布退休,享年87岁。TSMC和三星宣布,他们已经成功地将7纳米工艺投入大规模生产。格罗方德一直在出售其晶圆厂,并宣布不再将研发资金投资于12纳米以下的制造工艺。台湾联电还宣布,将退出晶圆加工14纳米及以上的铸造市场。

显然,2018年,全球铸造行业经历了一次洗牌,这也将对全球半导体发展格局产生非常深远的影响。

从托普工业研究所对全球晶圆代工行业市场份额的分析来看,这种影响已经开始以一种非常直观的方式慢慢向世界展示:

2018年和2019年,拥有先进制造技术的三星公司的市场份额增长非常快,对TSMC构成了严重威胁。在全球半导体行业的下行压力下,在全球五大晶圆厂中,除了呈螺旋式上升趋势的三星以外,其余四大市场份额均大幅下降。然而,TSMC和三星远远落后于包括SMIC在内的其他玩家。

在这种情况下,我们可以很容易地得出结论:

尽管与TSMC和三星相比,差距有所扩大。然而,由于格罗方德(Grofand)和泰兰德(Tailiandian),他们先后宣布将放弃在更先进的制造工艺电路上的竞争。作为中国大陆芯片制造业的领导者,SMIC只有TSMC和三星可以赶上。考虑到三星电子不仅仅是一家晶圆厂,SMIC的直接竞争对手是TSMC。

力拓工业研究所(TRI)于8月28日发布了“2019年第三季度全球晶圆制造商排名”。排名的主要参考指标是收入。在该榜单中,拓运工业研究所预测,SMIC 2019年第三季度将实现收入7.99亿美元,同比下降6.07%,仍排名第五。TSMC预计实现收入91.52亿美元,同比增长7.07%,位居第一,但两者收入水平相差11.5倍。

回顾SMIC和TSMC过去的表现,我们可以看到托云工业研究所的预测是相当客观的。过去三年,SMIC和TSMC的表现趋势非常相似。2017年上半年,收入和毛利都保持了相对较高的增长率。2018年上半年,增长率放缓。到2019年上半年,业绩将同时下滑。

那么,为什么托云工业研究所预测TSMC 2019年第三季度的收入同比下降7.07%,而SMIC的收入同比下降6.07%。

事实上,仔细看看这份名单就会发现,除了TSMC和三星,世界上其他八家晶圆厂在2019年第三季度的收入将会下降。这背后的原因并不神秘。在目前的芯片制造业中,只有TSMC和三星能够将7纳米工艺投入生产。目前,智能手机的旗舰cpu正在经历高速迭代,甚至中档cpu的激烈竞争也逐渐使7纳米成为主流进程。

近年来,TSMC的全球市场份额一直保持在50%-60%左右。目前,TSMC制造全球所有7纳米芯片,包括苹果a12系列、高通小龙855系列、华为麒麟980、amd zen2瑞龙,最新的麒麟990 5g也采用TSMC的7纳米euv工艺。

第三季度,主要智能手机制造商将陆续发布新的旗舰机型。对TSMC来说,大量订单涌入,第三季度的收入增长得到了保证。三星的情况有些不同。新产品的秋季发布已经结束。三星半导体拥有完整的芯片生产能力,包括设计、制造、封装和测试。这家工厂的收入仅取决于三星自己的智能手机在第三季度的销售情况。根据三星手机市场表现,2019年第三季度继续占据全球智能手机市场份额的20%以上,这并不难。

事实上,从这里可以看出,智能手机的发展对晶圆厂有着非常直接的影响。也正是这种影响使得TSMC的主导地位越来越不可动摇,SMIC的追求越来越困难。

2009年,在金融危机期间,退休4年的张忠谋回到TSMC担任首席执行官。上任后,张忠谋带领TSMC冲刺到当时28纳米工艺芯片的前沿。28纳米在未来几年成为智能手机芯片的标准。一年后,TSMC接受了三星的苹果订单,成为苹果核心处理器的供应商。

canalys发布的2011年全球智能手机和个人电脑销售报告显示,2011年全球智能手机销量为4.88亿部,个人电脑销量为4.15亿部。智能手机销量首次超过个人电脑,创下历史纪录。这意味着在芯片制造业,英特尔的铁桶已经在国内出现了巨大的裂缝。在芯片制造市场,一场翻天覆地的革命正在慢慢展开。

2011年后,个人电脑互联网时代逐渐过渡到移动互联网时代。到2018年,gartner估计全球个人电脑出货量总计为2.594亿台,idc估计这一数字约为2.585亿台。Idc估计今年全球智能手机出货量为14亿部,gartner估计为15.5亿部。

我们可以看到,智能手机出货量在七年内增长了两倍,而个人电脑出货量却缩水了近一半。智能手机出货量已经达到个人电脑的六倍以上。事实上,在这七年里,爆炸式的增长不仅仅是智能手机的销量,而且TSMC的股价也像火箭一样飙升。

从2011年的11美元升至2018年的44美元,TSMC股价在7年内上涨了4倍。显然,这个时代不仅仅属于苹果、三星、华为和小米,TSMC也是领先的玩家之一。

相比之下,28纳米工艺直到2017年下半年才成功投产。2017年,28纳米订单占SMIC年销售额的8%。然而,由于28纳米不再是智能手机芯片的主流规格,到2018年,28纳米的订单将下降到6%。

SMIC费了很大力气成功投产的28纳米工艺,正面临着市场重心马上转移的尴尬局面。这种困境在未来可能会一次又一次地重复,因为SMIC错过的实际上是一个完整的移动互联网时代。

然而,如果比TSMC晚10年成立的SMIC走上正常轨道,它将有机会赶上移动互联网快车,但与TSMC的纠缠只是一个假设。

作为中国的两大芯片制造巨头,TSMC和SMIC之间的不和实际上已经持续了40多年。

1977年,TSMC创始人张忠谋成为当时德克萨斯仪器公司的高级副总裁,而SMIC创始人张汝京今年刚刚加入德克萨斯仪器公司,成为张忠谋的下属。对当时的张忠谋来说,身为中国人和自己家庭成员的张汝京表现得非常好,自然需要更多的关注。两人保持着良好的关系,并与德州仪器公司合作了近10年。

1987年,张忠谋回到中国台湾,建立了TSMC。TSMC成立之初,由于生产技术落后,盈利能力非常差。然而,转折点来得非常快。1988年,当英特尔更换领导层时,安德鲁·格罗夫成为首席执行官。他和张忠谋有很好的私人关系。张忠谋带安德鲁去了TSMC。当TSMC的晶圆制造过程比英特尔落后两代时,安德鲁将一些订单交给了TSMC。

这对TSMC和世界半导体产业链产生了深远的影响。不久,TSMC率先实行垂直分工,开创了半导体产业向韩国和中国台湾转移的历史潮流。

就在TSMC起飞的时候,张汝京于1997年从德克萨斯仪器公司辞职,并在华邦电气和中国发展基金的支持下成立了“世界半导体”。在以张汝京为首的德克萨斯仪器校友会的推动下,世界半导体公司在成立三年后得以大规模生产并盈利。TSMC立即瞄准了新盈利的“时代”。2000年,张忠谋果断出手,以50亿美元收购实达。实达的股东绕过了总经理张汝京,完成了收购。对张汝京来说,无论如何吞下这邪恶的灵魂。

收购两个月后,张汝京前往开曼群岛注册SMIC。公司一成立,张汝京就开始打电话、发电子邮件、寻找熟人,并不断从TSMC和TSMC挖人。招聘人员向SMIC透露了TSMC的商业秘密,让SMIC得以迅速发展。然而,TSMC也对SMIC提起诉讼,诉讼从2002年持续到2005年。

2005年2月,SMIC向TSMC支付1.75亿美元,与TSMC达成和解。2005年6月,张忠谋辞去TSMC首席执行官的职务,并将权杖移交给他的第一手继任者蔡李星。

2006年,SMIC未经许可使用了TSMC的90纳米技术,因此再次被TSMC起诉。起诉战又持续了三年。

2009年2月,梁梦松离开TSMC,搬到三星。今年6月,在金融危机中,辞去TSMC首席执行官职务四年后,张忠谋在78岁时重返首席执行官岗位。11月10日,SMIC宣布与TSMC签署和解协议,该协议将在四年内支付TSMC 2亿美元现金,并向TSMC发行新股和认股权证。交易完成后,TSMC将持有SMIC 10%的股份。达成和解后,张汝京宣布辞职。

随后几年,在张忠谋的领导下,TSMC的市场份额持续上升,股价飙升。然而,SMIC正以不温不火的速度发展。

2017年10月16日,SMIC宣布任命梁梦松为公司联合首席执行官。下半年,SMIC的28纳米工艺成功量产。在梁梦松搬到三星的过去几年里,三星在14纳米时代超越了TSMC,赢得了高通的大奖。

2018年6月5日,张忠谋在股东大会上宣布正式退休。

此时,张汝京卸任九年后,张忠谋也迎来了谢幕。

然而,TSMC和SMIC之间的纠缠和斗争远未结束。

2018年4月16日晚,美国商务部宣布,美国政府将在未来7年禁止中兴从美国企业购买敏感产品。

在2018年6月7日的采访中,美国商务部长罗斯表示,美国政府和中兴通讯已经达成协议,一旦后者再支付10亿美元罚款并重组董事会,就解除禁令。6月19日,美国参议院以85票对10票通过了恢复中兴销售禁令的法案。

这就是震撼整个中国的“美国封锁中兴事件”。事件发生后,中国对核心科技的重视程度达到了前所未有的水平。SMIC的这些高科技企业得到了前所未有的关注和支持。

2019年5月15日,美国商务部宣布华为及其子公司将被列入出口管制的“实体清单”。这实际上是对华为的技术封锁和供应链控制。禁令一发布,谷歌、高通、美光和arm等主要国际公司就相继宣布停止或中止与华为的合作。TSMC对这一事件也非常谨慎,最初持保留态度,但在5月23日正式宣布将继续运送华为。

在TSMC发布持续供应声明后,美国商务部立即派人员前往台湾调查TSMC是否违反美国规定运送华为。然而,调查结果令美国失望,并愤怒地离开了。

TSMC顶住了美国继续与华为合作的压力。除了华为成为其第二大客户,华为的产品占其收入的10%以上,还有其他考虑因素。在当前智能手机市场,全球出货量前12名中,除了苹果、三星和lg,其余9家公司都来自中国大陆,它们也是未来5g和物联网的主要玩家。如果TSMC不能向华为供货,将很难应对来自中国大陆科技界的巨大压力。

这些中国内地科技公司的成功崛起可能会对TSMC形成强大压力。他们对自主开发芯片的强烈渴望也能成为SMIC国际发展的强大推动力。但在获得这一提振之前,SMIC必须首先找到突破自身的方法。

从最基本的科学技术水平来看,TSMC目前至少领先SMIC两代人。目前,世界顶级桌面处理器和移动处理器都是由TSMC的7纳米工艺制成,其5纳米工艺将于2019年正式投产。SMIC目前投入生产的最先进工艺是28纳米工艺,14纳米工艺仍处于测试阶段。就乐观估计而言,SMIC和TSMC之间也存在代沟。

鉴于中国目前的科研能力和制造业发展速度,以及两代技术之间的差异,弥补这一差距并不难。最大的问题是,像TSMC这样的先进国际制造商设置的专利壁垒很难绕过。从TSMC在两起诉讼后直接收购SMIC 10%的股份,我们可以看出这将花费多少。

另一方面,半导体行业,尤其是高科技制造业晶圆代工行业高端人才的竞争,是企业兴衰的关键。中国大陆的晶圆代工制造商从未停止挖他们的同行。然而,如何留住人才是包括SMIC在内的中国大陆许多晶圆厂最头疼的问题。

从目前的情况来看,SMIC与其竞争对手之间的差距很大,已经到了绝望的地步。技术水平相差两代,市场份额和收入水平相差十倍以上。

但是SMIC会辜负股东的信任吗?我们可以肯定,中国大陆的芯片制造业一定会崛起,因为这是所有中国人的共同愿望。

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