#科技之巅#
芯片短期内无法弯道超车怎么办？
“广积粮、高筑墙、缓称王” —— 细看传统芯片产业
2017年至2021年间，每辆汽车的平均芯片数量翻了一番，达到约1700个，随着汽车和卡车采用新的安全功能和自动驾驶功能，这一数字只会继续增加。按照2021年全球汽车产量8500万辆计算，汽车芯片的需求大约为1445亿枚，这其中大多数都是28纳米或更“老”的芯片生产技术所能制造的。
昨天，东风系开启了价格屠夫模式，21万的车在政府的补贴下，直降9万，降价幅度高达42%，与此同时，北京奔驰也宣布对拥有北京购车资质的客户降价11万（综合优惠），降价幅度高达31%。今天，上汽大众、马自达等合资车品牌纷纷开启了降价活动，以应对市场的黑天鹅事件。合资车的内卷正式宣告开启。
但是，与整车市场不同，汽车芯片领域却是另外一番局面。美国为首的西方资本集团正在对我国的尖端芯片产业进行封堵，同时，以汽车芯片为代表的传统芯片领域，也在布局“围堵”我国的发展。今天我将用5800字左右的内容为大家解析传统芯片产业。
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最近比尔盖茨公开表示：美国试图阻止中国研发芯片的努力是徒劳的，只会减少美国就业，切断产品销路。这番言论背后的逻辑到底是什么？我们来看看“传统”芯片产业：
最近几年，每当大家谈到芯片时，谈论的都是最尖端的7纳米以内的芯片生产技术。中国有句古训，不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海。如果是7纳米及以内的芯片制成能力是“千里”和“江海”的话，那么“传统”芯片则是“跬步”与“小流”。
美国以为对中国的尖端芯片制造关键设备进行封锁，就能够延缓中国的发展，然而，传统芯片的制成已经让美国自己限制了自己的重要产业。今天我们就来看看“传统”芯片。
以汽车芯片为例：2017年至2021年间，每辆汽车的平均芯片数量翻了一番，达到约1700个，随着汽车和卡车采用新的安全功能和自动驾驶功能，这一数字只会继续增加。按照2021年全球汽车产量8500万辆计算，汽车芯片的需求大约为1445亿枚，这其中大多数都是28纳米或更“老”的芯片生产技术所能制造的。
2030年前，全球汽车半导体市场的总价值将从2020年的387亿美元增长到2030年的1166亿美元，复合年增长率为11.7%。而芯片产能的增长率，仅为2%左右。全球传统芯片的市场短缺有可能会扩大。
关于芯片，一切都会收敛到五纳米以内的说法是错误的。最近几年来，当谈到芯片时，大家讨论的最多的总是7纳米及以内的最尖端的芯片制成工艺，而今天，我想告诉大家，一切都会收敛到五纳米以内的说法是错误的，比如汽车行业的主要创新就发生在28纳米前后的芯片上。也就是说除了最尖端的芯片制成工艺外，不那么尖端但仍然具备极高科技技术含量的“传统”芯片，也是非常重要的产业。而中国、美国、欧盟在这一领域已经开始了剑拔弩张的供应链体系的深度竞争了。
展望未来，传统芯片对现代经济运行的重要性只会继续增长。保持强大而有弹性的供应基础，能够进行投资，生产和改进不断提高节点的芯片，对于国家的竞争力和经济安全至关重要。此外，高节点芯片的创新有望成为各种新兴技术的基础，包括将我们带到更绿色、更健康的星球所必需的技术。生产绿色能源技术将需要更先进、更高节点的芯片，这是中国、欧盟和美国都无法放弃的领域。
什么是“传统”芯片？基于半导体的“传统”或“主流”集成电路采用已建立但仍在不断发展的制造工艺制成，通常在每个芯片上蚀刻较大的晶体管。美国的CHIPS法案将“传统”半导体设备定义为采用 28 纳米 或更大技术生产的设备。“尖端”芯片的官方定义也尚未制定，但可以假设适用于5纳米或以下的工艺节点。遵循摩尔定律预测轨迹的技术中的静态区别：今天被认为是“传统”的东西在不久前是最先进的，而今天最前沿的东西注定要成为明天的传统芯片。
传统芯片无处不在。虽然尖端芯片或微处理器在关键技术中具有广泛的应用，但传统芯片涉及大多数汽车、飞机、家用电器、宽带、消费电子产品、工厂自动化系统、军事系统和医疗设备的生产。这些设备在美国制造业经济中发挥着核心作用，这意味着传统芯片可用性的中断对美国制造业和下游经济活动产生负面影响。
尽管有这个名字，但传统芯片并不是过时的技术。与“成熟”、“较旧”和“遗留”等术语相关的内涵具有误导性，因为这些类别的芯片不断针对新的要求和应用进行改进。例如，这些芯片的创新包括使用碳化硅半导体，预计碳化硅半导体将在经济脱碳方面发挥重要作用。传统芯片注定要在未来与新兴产业和技术保持高度相关性。
2020-2022 年传统芯片短缺的影响影响一：美国虽然具备覆盖市场的产能，有效产能却十分吃紧：“芯片制造商根本无法在短期内增加产量。”今天对传统芯片的广泛认识是由新冠病毒大流行期间芯片短缺所激发的。尽管当时以历史产量运营，但美国的生产基地无法跟上美国国内需求。2022 年初，美国商务部发布了一项解决芯片短缺的调查结果，发现企业面临的最严重的短缺不是尖端芯片，而是 40 纳米或更大节点的传统芯片。目前大多数美国芯片生产——以及大多数全球生产——都由这些更高节点的设备组成。根据美国商务部的调查，到 2022 年初，美国芯片工厂的产能达到 90% 或更高，“对于需要定期维护和大量能源的生产过程来说，这高得令人难以置信”。尽管有需求，但芯片制造商根本无法在短期内增加产量。
拜登政府 2021 年对美国半导体供应链的审查发现，“美国依靠集中在台湾、韩国和中国的资源来满足对广泛用于无数消费和工业应用的各种非前沿存储器和逻辑芯片的需求。2022年，美国商务部根据对150多家生产和消费半导体的美国公司的调查得出结论，芯片短缺“威胁到美国工厂生产并助长通货膨胀”。商务部长吉娜·雷蒙多（Gina Raimondo）于2022年1月25日表示，“我们作为一个国家所处的局势以及我们需要采取行动提高国内产能的紧迫性确实令人震惊。
芯片市场有的细分市场严重过剩，有的细分市场严重短缺考虑到半导体需要数月的制造时间（比如典型的适用于汽车的微控制器需要六到九个月），目前的供应反映了 2022 年产量的增加，而市场现在面临着某些芯片的供过于求。然而，汽车行业仍然面临半导体短缺的问题。
美国汽车行业所需要的芯片近几个月美国汽车行业的经验为传统芯片对汽车和卡车生产及相关经济活动的重要性提供了重要的经验教训。美国汽车工业几乎完全依赖传统芯片，占其半导体总消费量的95%。这是因为汽车工业中使用的芯片必须实现“汽车级”功能：芯片能够承受极端温度、潮湿、灰尘、化学品、振动和电子干扰等恶劣环境。这需要比先进消费电子产品中的芯片更强大和接近“零缺陷”的性能。这方面大家可以参考美国某顶级电动汽车品牌遇到的一些驾驶事故的案例。
汽车级的芯片短缺导致美国汽车行业生产严重缩水，另一方面，消费电子所需要的芯片却出现严重短缺，这也是美国疫情期间通胀居高的一个原因之一因此，美国的汽车行业在最近的传统芯片短缺中遭受了最大的损失。从2020年开始，汽车级传统半导体的短缺和漫长的等待时间削弱了美国汽车生产。尽管声称芯片供应问题是由于大流行对全球供应链的中断造成的，但大流行期间全球对芯片的需求激增以及“及时”优化的汽车供应链更应该受到指责。美国汽车制造商预计疫情将导致需求急剧下降，因此取消了现有的芯片合同。令他们惊讶的是，大流行带来了对消费电子产品和在家工作设备的需求空前激增，导致驱动它们的芯片在全球范围内短缺。因此，从 2021 年初到 2022 年年中，北美汽车制造商无法使用其他设备，不得不从其生产计划中削减 430 万辆汽车。可用半导体的价格也大幅上涨，加剧了通货膨胀。例如，从 2020 年秋季到 2021 年秋季，常见微控制器品种的单位价格翻了五倍。
2030年前，全球汽车半导体市场的总价值将从2020年的387亿美元增长到2030年的1166亿美元，复合年增长率为11.7%。虽然这并不总是被理解，但当今的汽车行业将半导体纳入车辆的最基本功能中。2017年至2021年间，每辆车的平均芯片数量翻了一番，达到约1700个，随着汽车和卡车采用新的安全功能和自动驾驶功能，这一数字只会继续增加。根据一项估计，全球汽车半导体市场的总价值将从2020年的387亿美元增长到2030年的1166亿美元，复合年增长率为11.7%。然而，撇开周期性供应问题不谈，汽车应用的半导体产量根本跟不上。传统芯片产能每年仅以约2%的速度增长。相比之下，从2010年到2020年，整个半导体行业的产能平均每年增长10%。
投资不足和产能损失：美国的生产技术出现断层，底部仅可以生产300毫米级的芯片，顶部却可以生产7纳米级的尖端芯片，而中间部分，也就是传统芯片，则不得不依赖非美产能。对于汽车行业来说，模拟器件的投资不足尤其严重，模拟器件沿梯度处理信息，而不仅仅是根据开和关信号处理信息。全球最大的模拟芯片制造商之一意法半导体（ST Microelectronics NV）预测，到2023年，其积压的汽车订单将“继续超过现有和预期的制造能力”。
简单地说，美国芯片行业正在完全失去生产某些类型传统设备的能力。这不是技术障碍的反映，而是反映了这样一个事实，即由于相关的困难，老晶圆厂正在关闭并且没有被更换。根据美国国会研究服务处的一份报告，许多传统芯片是在只能处理200毫米晶圆的晶圆厂生产的，而不是在较新的晶圆厂中制造的当前一代300毫米晶圆。更复杂的是，该报告提到“制造200毫米芯片的设备不再容易获得。因此，企业对制造“旧”芯片的晶圆厂进行新投资犹豫不决，只有在折旧设备上生产才能实现所需的利润率。
产能的减少意味着汽车行业的芯片短缺没有第二套解决方案，尤其是因为该行业的需求正在快速增长。展望未来，几乎所有预测的汽车芯片需求增长都将与电气化、自动驾驶和连接所需的设备有关，到2030年，这些应用所需的芯片中超过三分之二将由传统节点的芯片组成。
传统芯片短缺的影响供应限制扰乱了美国汽车制造商的运营，并影响了许多其他美国制造业。例如，医疗器械生产商因缺乏为其机器提供动力所需的成熟芯片而苦苦。芯片供应有限迫使“公司进入现货市场购买电子元件......使患者难以获得一些关键设备。
成熟芯片的短缺也影响了电子消费产品的制造商。2021 年，由于短缺，苹果被迫缩减了 iPhone 和其他设备的生产计划。iPhone 13 Pro Max是一款高度复杂的设备，包含2000多个组件，与最先进的芯片相比，没有出现短缺。相反，成本仅为几美分的外围组件（例如德州仪器（Texas Instruments）生产的电源管理芯片、Nexperia的收发器和博通（Broadcom）的连接设备）的短缺阻碍了生产。重要的是，“这种芯片并非iPhone、智能手机甚至消费电子产品所独有，而是在计算机、数据中心、家用电器和联网汽车中使用。
传统芯片投资滞后芯片短缺的一个主要来源就是缺乏投资。几年来，对传统芯片制造能力的投资远远落后于需求。解释很简单：传统芯片生产投资的回报要低得多。目前，只有大约六分之一的半导体投资用于传统芯片制造。尽管存在这些风险，但包括英飞凌、ADI公司、德州仪器和恩智浦半导体在内的几家主要半导体设备制造商目前正在寻求旨在生产更高节点芯片的投资战略。
对最先进芯片制造能力的公共投资与对更成熟设备的额外产能的需求之间存在紧张关系，迫使政策制定者调和对公共资源分配的相互冲突的需求。这种困境在欧盟最为明显，欧盟已承诺投入430亿欧元用于先进的芯片研究和生产。2022 年 3 月，英特尔宣布计划在公众的大力支持下投资 300 亿欧元，使用最先进的芯片制造技术在德国马格德堡建造晶圆厂。欧洲制造业高管一直对这些晶圆厂建设投资持批评态度。他们认为，英特尔项目设想的5纳米、3纳米和2纳米工艺节点上的设备最适合“大批量、最高性能的用途，如智能手机和服务器”。根据高管的说法，这些芯片“无法满足欧洲工业的需求”，欧洲工业需要传统芯片用于汽车，机械和加工工业（例如化学或制药）等领域的应用。一位欧洲高管评论说：“一切都会收敛到五纳米以内的说法是错误的。汽车行业的主要创新发生在成熟的节点上。”它们对安全与稳定性的需求非5纳米以下芯片精度芯片良率高很多很多。
欧洲的传统芯片产能据报道，法国和德国已达成一项妥协协议，允许旧芯片有资格获得国家援助，只要它们为制造或最终产品带来“创新元素”，这将使英特尔的传统芯片厂有资格获得欧盟补贴。
在 2021-2022 年关于立法的政策辩论期间，同样的紧张局势也很明显，最终成为 2022 年的 CHIPS 和科学法案。该法案于 2022 年 8 月成为法律，承诺投入 520 亿美元的联邦资金用于促进国内半导体行业的投资和研究。一个参议员联盟获得了20亿美元的激励措施，明确用于补贴传统芯片的生产。拜登政府后来还澄清说，美国商务部将拨款约100亿美元的CHIPS法案资金，以扩大“成熟和当前一代芯片、新技术和特种技术以及半导体行业供应商的新制造能力”。这种激励措施对于激励私人投资生产高节点芯片的低利润晶圆厂是必要的，但分配的公共资金是否足以满足不断增长的需求是一个悬而未决的问题。
日本的传统芯片产能在日本，目前几乎所有对半导体的需求都是汽车和消费电子行业所需的高节点芯片。2021年，台湾台积电和日本索尼集团宣布将投资70亿美元在日本建设芯片工厂，以满足对老一代芯片的需求。该工厂预计将于2024年投产。汽车零部件制造商电装和索尼将持有少数股权。据报道，台积电正在考虑在日本建造第二个晶圆厂，以支持汽车行业向电动和自动驾驶汽车的过渡，这将需要越来越多的尖端芯片。据报道，日本还与美国合作，从2025财年开始建立一个能够生产2纳米器件的晶圆厂。目前的合作伙伴包括IBM和Rapidus，这是一个日本财团，包括索尼，NEC，丰田，软银，铠侠和三菱日联金融银行。
来自中国的竞争：美国对中国先进芯片技术的出口管制的一个意想不到的后果可能是一波国家支持的投资浪潮，导致生产过剩，并可能导致中国主导全球传统芯片生产。除了利润率低，美国公司考虑投资传统芯片面临的另一个主要风险因素是中国。中国政府最近宣布对其芯片行业进行1430亿美元的投资。预计2021年和2022年，中国半导体行业的资本支出将分别为123亿美元和153亿美元，占全球总额的15%。预计未来10年，中国的硅片装机容量将翻一番，达到全球芯片装机容量的19%左右——假设中国能够获得必要的制造设备。半导体行业协会（SIA）的分析指出，“中国EDA公司现在为传统芯片提供越来越强大的产品，中国国内设备公司有望在未来几年内为成熟节点（40/28纳米）生产提供强大的能力。
鉴于西方对中国的先进芯片技术禁运，大部分新投资可能会用于生产较旧的（28纳米及以上）设备。美国对中国先进芯片技术的出口管制的一个意想不到的后果可能是一波国家支持的投资浪潮，导致生产过剩，并可能导致中国主导全球传统芯片生产。
美国专家已经强调了中国这种潜在主导地位的风险。前副国家安全顾问马特·波廷杰（Matt Pottinger）指出，中国传统芯片制造能力的建立将“让北京对依赖28纳米芯片的每个国家和行业——军事或民用——施加强制性的影响力，而这是芯片世界的一大块。”
美国对中国先进芯片技术的出口管制的一个意想不到的后果可能是一波国家支持的投资浪潮，导致生产过剩，并可能导致中国主导全球传统芯片生产。
展望未来，传统芯片对现代经济运行的重要性只会继续增长。保持强大而有弹性的供应基础，能够进行投资，生产和改进不断提高节点的芯片，对于国家的竞争力和经济安全至关重要。此外，高节点芯片的创新有望成为各种新兴技术的基础，包括将我们带到更绿色、更健康的星球所必需的技术。生产绿色能源技术将需要更先进、更高节点的芯片，这是中国、欧洲和美国都无法放弃的领域。
二十年前，索尼、松下和夏普等日本公司是全球知名的高端电子消费品牌。
它们几乎制造了消费电子领域里的所有东西，从电视到微波炉，再到数字音乐播放器，全球没有一家企业能与它们相媲美。产品价格虽然昂贵，但在消费者们眼里这就是质量的象征，常常被人们抢购一空。
十几年后，这些日本消费电子巨头却已经跌下神坛，转卖、并购、重组……苦苦咬牙支撑下来的很多只是为了扭亏为盈。
对于曾经站在消费电子世界之巅的公司来说，这种崩溃标志着一个巨大的变化。而这在很大程度上也标志着这些日本公司在时代浪潮中的一个缩影。
东芝：濒临破产
作为笔记本电脑、电视和其他家用电子产品的先驱，如今的东芝却已经成为靠银行“续命”，苦苦挣扎的日本公司行列。
东芝的企业跨度长达一个多世纪，曾经以引领潮流的创新而闻名，从笔记本电脑到内存芯片。研制出日本第一台雷达，第一部微波炉，第一本笔记本电脑等许多的“第一个”，被称为日本的国货之光。
然而在这条产品创新之路上，却又输给了中国和韩国的公司。后来东芝转向其他业务，通过收购美国公司西屋电气将资金投入核电行业。
2015 年，东芝因大规模的会计丑闻而陷入困境，股价在几个月内下跌了一半以上，再加上对核能的赌注宣告失败，其美国核部门的大规模延误和成本超支导致其财务出现63亿美元的缺口，不得不申请破产，靠出售闪存芯片业务和其他资产以维持生计。
夏普：卖给富士康
夏普在 1980 年代以高端计算器、录像机和便携式磁带播放器而闻名。夏普在世界首次推出电子，计算器和液晶显示器等。2006年5月31日，夏普的液晶电视AQUOS全球累计生产1000万台，稳坐液晶电视业界第一的宝座。
后来随着日元走强和全球金融危机导致需求暴跌，多年来，夏普也一直在破产边缘徘徊，曾两次靠银行资助才堪堪没倒闭。2015 年，该公司也宣布巨额亏损，并在全球员工中裁减约 5000 个工作岗位。
2016年2月4日，夏普公司正式接受55亿美元鸿海集团的兼并计划，并于2016年6月23日，正式决定接受中国台湾鸿海精密工业公司的出资，进入鸿海旗下。2017年3月15日，夏普称要在2018年将夏普在日本的液晶电视生产线澈出，将AQ0US这一品牌的生产交给鸿海精密负责。
奥林巴斯：被资本收购
奥林巴斯是一家世界顶级的精密、光学技术的代表企业之一。最初是显微镜的生产商，后来发展成为领先的相机制造商和医疗设备供应商，事业领域包括医疗、生命科学、影像和产业机械，都是一些高精度仪器的生产制作，总投资超过了2亿美元，在日本的科技地位非常高。
2011 年，英国高管迈克尔伍德福德 被揭露出一项长达 13 年、价值 17 亿美元的会计欺诈行为。2018年，奥利巴斯在深圳设立的公司由于连年亏损，一度进行裁员。2019年，奥林巴斯出售了负责数码相机生产的中国子公司，2020年，奥林巴斯宣布退出韩国相机市场。2021年1月1日，奥林巴斯将影像业务（包括相机、录音机和望远镜）出售给日本工业伙伴株式会社（JIP）资金。
2022年8月29日，日本巨头公司奥林巴斯发布公告，已同意以4276亿日元（约 213.8亿元）的价格，将其下科学事业业务打包出售给私募股权公司贝恩资本，因为他们正准备将主力资源集中到发展医疗技术业务上。
三洋：被松下收购
三洋是日本的一家有60年历史的大型企业集团，总部位于日本大阪，产品涉及显示器、手机、数码相机、机械、生物制药等众多领域。曾经是日本第三大消费电子制造商，销售手机电池和家用电器的品牌。
2004年，中越地震严重破坏了三洋的半导体工厂，因此三洋在当年录得巨额财务损失。2005 财年的财务结果显示净收入损失 2050 亿日元。同年，公司宣布了名为“三洋进化计划”的重组计划，启动了将公司打造为环保公司的新企业愿景，大力投资可充电电池、太阳能光伏、空调、混合动力汽车电池和关键消费类产品、Xacti相机、投影仪和手机等电子产品。
到 2000 年，由于主要市场长期应对来自中国和韩国的竞争，日元走强也使日本出口商品更加昂贵，给制造商带来非常大的压力。最终在 2006年11月24日，三洋宣布大幅亏损和裁员，利润开始告负。
2009 年三洋被松下收购，正式成为松下的子公司。
索尼：天天被传“破产”
索尼是一家日本跨国企业集团公司。作为一家大型科技公司，它是全球最大的消费和专业电子产品制造商之一，也是最大的视频游戏机公司和最大的视频游戏发行商。
其实索尼每年都要被传“破产”，主要是由于近些年来，索尼的业务一直在下滑。
2013年，索尼以11亿美元将美国总部大楼出售，财年亏损12.6亿美元；2014年，索尼宣布出售PC业务，亏损扩大到21亿美元；2015年关闭了美国31间直营店铺中的20间；同年，日本索尼集团裁员1500人以上。
如今在新生代人群的印象里，索尼甚至已经成了一个小众品牌。
图/图虫创意
这些公司的没落，最为主要的原因在于未能关注不断变化的趋势，并被海外竞争对手击败。
随着消费市场转向数字媒体和游戏、移动设备、软件应用程序和互联网，日本人却难以跟上科技发展的脚步。另外，日元升值等外部因素使日本出口的产品在海外变得更加昂贵，降低了国内的利润，进一步挤压了这些公司。
时至今日，虽然日本高端电子品牌几乎全军覆没，但也有品牌正在力求突破，寻找生机。例如索尼正在努力扩大其在游戏领域的影响力，只是没有人知道它们是否会成功，显而易见的是，这是一条充满荆棘的道路。