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新行业的突破非常困难,但有机会超越曲线,一旦成功,就可能引领整个领域的快速发展。
文丨经纬创投id:matrixpartnerschina
作者丨经创投
1983年,美国和日本半导体贸易协议代表团坐在谈判桌前,在焦躁的争吵中,美国人的矛头指向日本政府的产业主导政策,严重损害了美国企业的利益。
这次谈判无疾而终,“美日半导体摩擦”仍在继续。 第二年洛杉矶奥运会开幕,受电视/录像机巨大的费用诉求的牵引,再次飞跃了日本的半导体公司。
当时,日本的半导体公司在国家产业政策的支持下发生了异军突起,使许多美国企业低迷或损失。 1985年,微软与日本7家半导体制造商dram相比开始了反倾销诉讼,“贸易摩擦”上升到了“贸易战”。 1986年,日本通产省与美国商务部签订了《日美第一次半导体协议》,限制了日本半导体对美出口,扩大了美国半导体的日本市场份额。
之后,日本基本退出半导体制造行业,战术后退到半导体设备和材料。 韩国抓住机会抢占日本半导体市场份额,强势崛起。 美国依然占据半导体设计和制造高地,主导领域发展迅速。
半导体芯片是现代社会经济的基础,存在于从汽车、洗衣机到导弹、宇宙飞船的所有产品中。 如果数据是新石油,半导体芯片就是“内燃机”,把数据转换成有用的“动力”。
现在中国每年从海外进口3000亿美元以上的小费。 这比进口原油的支出大。 半导体产业链经历了多年的快速发展,已经非常巨大,多而杂,一点尖端环节,中国的国产化率几乎为零。
历史虽不重演,但有惊人的相似性——与日本类似,现在中国正站在重要的迅速发展节点上,努力半导体产业的迅速发展,美国也在此时将中国反体制化,从晋华、中兴、华为到中心国际,技术封锁不断扩大
国产替代的“突击号”已经响起,半导体本来不是vc关注的主流课程,但在这样大的产业潜力的背景下,会产生无数的投资机会。 5000亿美元的全球半导体市场已经处于库存竞争期,但国内半导体领域依然处于增长时间,增长率超过20%,国产化率在25%左右。
我们欢迎这个行业的优秀创业者。 如果可以的话,可以和我们谈谈。 我们知道我们得到的对这个领域更整体和全球趋势的看法和评价。
中美科技战为什么现在响?
半导体对gdp的推动远远超出了想象:
2008年金融危机以来,全球化分工有深化的趋势,由于劳动力特征和广阔的市场,中国已经承接了全球电子产业的下游,从手机、pc到电视,大部分是在中国大陆组装的,同时也是企业品牌的制造商水平
在此基础上,广阔的市场给了国产芯片制造商一个好机会,许多企业由此而成长。 年第一期1000亿元人民币的国家集成电路基金预计年《中国制造2025》将于2025年宣布半导体产业核心环节的国产化率将达到70%。
半导体已经广泛渗透到通信、计算机、电子、汽车等各行业,根据imf的推算,每1美元的半导体芯片产值带动了相关电子新闻产业的10美元产值,带来了100美元的gdp,这种价值链的扩大
半导体领域的增速变动与一国的gdp相互影响。 2019年中国半导体进口3055亿美元,占2019年中国gdp(99兆人民币)的2.2%,远远超过原油进口2387亿美元。 过去十年间半导体进口额扩大了2.4倍,原油进口额扩大了1.8倍。 国信证券( 002736,股票吧)表示,如果半导体进口的所有国产化都能使中国gdp总额增加.2%。
光是电子产业的组装,人均gdp就有可能达到5000美元,不容易进一步突破。 中国现在之所以达到1万美元的节点,是因为向半导体等上游高附加值领域多走了几步。
欧美高新技术企业占了许多领域高附加值产业的一环,因此欧美各国可以达到6万美元的人均gdp。
半导体领域是全球化分工最细致的领域,各国和地区各自擅长:
从最上游的原材料到硅片、各种气体、设备、设计企业、中间制造商,再到最后的封装、测试,再到集成设计和制造idm公司,这是一条非常长的产业链。
现在各国和地区都有自己擅长的部分。 例如,美国占有高附加值的idm、设计、eda、设备等。 日本比半导体材料强。 台湾是晶片制造,韩国在内存方面有特点。
在形成这样的结构之前,半导体产业经历了两次全球产业转移。 第一次是从美国向日本的转移,日本结合了技术革新和繁荣的家电产业,吸收了很多美国的技术、封装和测试环节,随着80年代pc兴起的机会,dram (动态随机存取存储器)的批量生产和辉光
第二次是从日本向韩国、中国台湾地区的转移,90年代日本发生了泡沫经济崩溃,因此dram技术的升级和晶片工厂建设的资金诉求很困难,也有日美半导体贸易战的影响,韩国崛起,确立了pc芯片行业的领先地位,
台湾利用纯晶片代工pure-foundry的特点探索新的商业模式。 这个阶段的转移主要是制造环节的转移,半导体的生产模式从原来的idm转变为fabless (不参与小区生产的设计等环节)、foundry (小区代理)和osat (封装和测试的外包),全球分工越来越多
这两次产业转移基本上建立了以现在的美国、韩国、台为特征的世界性半导体产业结构:美国独占ic设计,出现了高通、博通等高质量的公司。 韩国深耕存储器芯片行业,不断创新dram、flash存储技术的台湾地区擅长晶片代工,持续提高芯片的工程水平。 世界前三大半导体公司分别是美国idm公司的英特尔、韩国存储器芯片制造商三星和中国台湾地区晶片代工制造商的台湾积体电路制造。
中国大陆正在接受第三次产业转移:
客观地说,中国达到了一个重要的关口,我们受到第三次世界半导体产业的转移,以低廉的劳动力价格,获得了相对低端的封测、制造等业务,完成了最原始的积累。
使用电子、汽车等产品销售的爆炸性增长,也给半导体产业带来了巨额的诉讼。 据semi估计,-年世界62家新生产的晶圆厂中,有27家来自中国大陆。
从历史规律来看,前两次迁移有三大相似之处:一是日本在第一次迁移中的家电、第二次中国韩国和台湾地区的pc、手机等新的技术趋势。 第二是下游顾客的国产化和诉求的提高第三是包括政府的产业政策和来自各种来源的资金投入在内的强力资源投入,例如日本也举国上下迅速发展了半导体产业。
现阶段,中国正好受益于技术交替的时间节点。 高端智能手机市场正在饱和,以5g为首的ai、iot、智能汽车等新兴技术将成为半导体产业迅速发展的新动力( 310328 ),而防火墙5g技术已经在世界上领先,新兴技术将是新的
在资本方面,年国家集成电路产业投资基金(第一期)总投资额达到1387亿元,投资范围涵盖全产业链,其中制造业占67%,设计和封测环节分别占17%、10%,装备和材料占6%。 如果目标实现,产业结构必须从“大封测—中制造—小设计”向“大设计—中封测—中制造”转变,即从低端向高端转移,挤压美国企业的市场份额。
所以中美科技战现在正在响。 从年中兴事件开始,美国添加了几次代码,最新的禁令禁止防火墙根据美国的软件或技术开发或生产“零件”、“零件”或“设备”,新的禁令以前是美国的软件和技术
多次禁令升级基本切断了华为中高级芯片外聘的途径,禁令执行时间长,华为主要收入来源的客户业务首先受到打击,政公司业务的硬件方面受到影响,运营商业务也无法在芯片上重复研究开发成果
这时,“国产替代”的突击号响了。
“all in”国产替代
芯片产业链非常长:
首先是上游的原材料供应商、中游的芯片制造产业、以及下游领域的应用产业。 其中,中游产业链大致可分为芯片设计、制造及封装测试三个子产业群。 设计是高度的技术密集型,制造是资本和技术密集型,包装测试是劳动密集型。
开始制造芯片之前,先获得相关的ip许可证,然后使用eda软件完成芯片结构的布局设计。 eda软件是用来画布局的。 芯片布局非常多,噪音多的产品有几百亿个晶体管,无法人工完成。 设计、编辑和调试需要专用的软件。
然后被送到代工厂生产。 其中,为了完成晶片的制造,需要一系列半导体设备的许多复杂工序。 材料和设备都是重要的因素,如光刻机、刻蚀机、光致抗蚀剂、电子气等。 最后送到检查厂完成包装、测试和发货。
全球化分工广泛,但主流制造商集中:
全球分工合作的背景现在首要有两种商业模式。 第一,是以前传达的集成制造( idm )模式,一家企业做所有的上下游,代表公司是三星和英特尔。 另一种是垂直分工模式,分为芯片设计制造商( fabless )、芯片制造商( foundry )、芯片密封工厂( package testing )。
毫无疑问,eda设计、半导体设备等环节是“根技术”,许多环节的国产化率几乎为零,同时由于高新技术的高资金门槛,市场份额极为集中。 例如,在eda中,三家美国公司synopsys、cadence和mentor graphic控制世界市场的70%,如果美国在eda行业技术封锁,所有的中下游都会受到影响。
另一方面,在光刻机、pvd、蚀刻机、氧化/扩散等半导体器件中,世界市场前三位占90%以上的市场份额,在光刻机中荷兰企业的阿斯玛( asml.o )占75%的世界市场。
在半导体材料中,中国在国际分工中大多位于中低端,高端产品主要被美、日、欧、韩国等少数国际型企业垄断,国内大部分产品的自给率较低(不到30% ),主要依赖进口。
半导体材料主要分为制造材料和密封材料两部分。 例如在重要的材料光致抗蚀剂中,随着摩尔定律的迅速发展,集成电路的尺寸变小,光致抗蚀剂的分辨率等性能也要求提高,东京应化、jsr、住友化学等日本企业在这方面占有绝对的特征,
将来,如果中美科技战升级到制造端,材料领域可能是下一个风口浪尖。 美国只要与日本联合对中国进行半导体材料封锁,就能起到“四两千斤”的效果,因此哪个国产化率低,增长空之间大,对于引进或引进中的产品类非常有投资布局价值。
中美芯片“脱钩化”,经纬布局逻辑:
年以前,半导体不是vc们最关心的课程:上游很多环节身体量本身不大,同时在世界上被高度垄断。
eda是典型的例子,在被三家企业垄断全球市场的同时,甲方的公司也没有动力采用新企业的产品。 因为在eda工具的选择中,后发公司不太容易超越曲线。 例如,高端芯片的一个流程图需要数千万美元,但在价格上eda工具可能只有1%。 选择新的eda产品。 流程图失败后,整个投入都会汲取水,所以新企业不容易赢得顾客。 相反,新的eda公司没有客户多次进行流验证,因此几乎不可能达到成熟公司的性能和可靠性水平。
另一方面,中下游的晶圆工厂和封装工厂都是重资产投资,vc也很少参与。
但年以来,美国开始“卡”中国小费。 之后,由于中国发展迅速,用可以预料的手段完全封锁并不容易。 美国开始逐渐加大制裁力度,继续尝试抑制中国的增长和高端化,将技术封锁延伸到上游,波及到eda、半导体材料、设备等各“瓶颈”环节。 这意味着中美正走向科学技术“挂钩解除”,原本半导体产业链的全球分工合作将崩溃。
这将产生影响今后几十年的结果。 世界上出现两个技术链。 一个是以原来的美系为核心的生态链,另一个强调以中国市场为核心、可以自主控制的中系生态链。
这也给资本的投资战略带来了翻天覆地的变化,在“国产替代”的大逻辑下,越是国产化率低的短板环节越具备投资价值。
这个战略的基础来自两点,一是中国市场足够广阔,在半导体应用市场上世界三分之一以上的费用在中国大陆。 第二,中国大陆正在经历第三次世界产业转移,一些环节如封装测试和中低端芯片设计已经具备参与世界竞争的能力。
在设备和材料行业中,由于细分环节多,很多单品市场规模不小,存在着没有重要的国内供应商的行业,这些是整个产业迅速发展所必需的,是很好的投资机会。
例如在半导体材料行业是500亿美元的市场,其中70%-80%的产品还没有中国企业参与,大部分细分的课程由海外4-5家公司提供。 其中30%-40%的类别由日本企业提供。
在被典型外资企业垄断的行业中,许多企业的毛利率达到50%~70%,中国企业的大致利率比外资企业低10%以上。 一般来说,中国企业参与两三家公司竞争时,毛利率通常会下降到40%以下。 如果10家中国企业参加竞争的话,需要看到30%以下。 所以,产业内供应商的数量和首发特征非常重要。
从企业快速发展的立场来看,经过是积极配置的,是国内第一家有可能成为供应商的企业。 其他重要的考虑因素是诉求方有机会成长为大市场。 现有供应商稀少,只有3~5家外资企业比较好。 第一客户群是国内公司,迅速占领属于原来外资企业市场份额的企业。
所有芯片企业的迅速发展必须跨越两个门槛。 一是使芯片成功,达到基础性能和可靠性的阈值,其中流片费用高,创业公司因少量流片失败而有破产的风险,很多企业由此倒闭。
二是卖小费。 芯片的性能是基础,可靠性也很重要,这是下一阶段的重要阈值。
芯片市场典型的倒金字塔结构。 通常的领域是正金字塔结构,低端产品占市场份额的大部分,高端产品利润率高,但市场份额低。 芯片市场有一个奇怪的现象。 技术水平最高的产品反而是性价比最高的产品,通常是销售量最高的产品。 这给后发公司带来了巨大的快速发展障碍,后发公司很难在低端市场获利,人才和技术升级也不容易。
另一方面,在生态方面,大家都喜欢使用英特尔cpu。 因为x86上的指令集积累了我们的一切。 第一个基础是英特尔指令集,包括计算机上的软件和邮件系统,这一生态特征也是一个大阈值。
所以新企业卖小费不容易。 3c变化最快,但一个芯片产品依然需要至少一年以上,汽车芯片的要求更严格,所以稳定性特别重要。
但中国的机会是我们有巨大的应用市场。 如果下游成熟模块企业想先采用,上游芯片企业可以逐步打开局面。
关于经过,在早期布局的“新智造”等领域,向顾客呼吁反哺乳上游芯片制造商。 另外,投后团队还会为芯片创业企业的招聘、prgr、市场、融资等带来系统化的支持和能量。
国产化率、国内供应商数量和稳定的供应链对该行业的新企业很重要:
除了市场以外,从技术改革创新的角度来看,摩尔定律受材料限制的影响,在某种程度上失效了,这也是大公司担心的事件。 如果不能在技术进步上一直拉开差距,就可以用技术赶上后发者(例如中国)的时间窗口:
从团队的角度来看,大部分的技术路径都是明确的,最终芯片产品必须是硬的,所以ppa(performance,power,area )很好,工程能力很强,比如一次流程成功,一次重复车程。
中国投资经理童倜认为,在具体投资中,国产化率和现有国内供应商的个数也是我们重视的指标,国产化率低、领域第一位除以领域第二位的比率大的细分行业,我们优先考虑。 有些课程有前途,但已经有十几十家初创企业,拥挤的课程也不是很好的机会。 因为半导体专业化分工明显,一个细分课程最终生存,能获得巨大利益的可能是2-3家企业。
另一个投资视角来自供应链安全,在这次新型冠状病毒大爆发中,只有一两家海外供应商大企业必须承受停产的危机。 点中国企业今后受益,如果有世界第四、五家技术,成为能量产的企业,就能在疫情时代长期快速发展。 因为所有的大公司都强调供应链的安全。
因此,在中美科学技术“脱钩”的大背景下,即使不太容易也需要国产替代,“all in”国产替代是时代的机遇。
国内创业企业的新兴机会在哪里?
我们进入pc,移动网络之后的第三阶段:
当今世界半导体领域旧市场面临瓶颈,正处于快速发展的动力交替的重要时刻。
半导体是波动向上迅速发展的领域,每次向上,下游都出现了很大的新产品牵引诉求。
从费城半导体指数( sox )的几个大周期来看,基本上可以分为三个阶段:
第一阶段是pc网络时代( 1994-2009 ),技术进步驱动了pc计算机和宽带互联网技术,但随着网络泡沫的崩溃,大幅下降。 涨潮了,培养了三星、英特尔、德克萨斯设备等很多半导体领袖。
第二阶段是移动网络时代( 2009-),随着移动网络通信技术( 4g )的突破,高端智能手机连接棒pc成为新增长的动力,这个阶段实现了近10年的长时间增长,世界半导体产值为3000 世界半导体产业链也出现了更细致的分工,在设计、设备、材料、制造、代理等环节出现了垄断性的巨头。 微软和英特尔形成了连接系统和芯片的模型,安卓和高通在移动端也形成了强大的联盟。
第三阶段是我们正在经历的时代(年以后),迄今为止全球半导体的成长依靠高端智能手机等电子诉求,但这些诉求正在饱和。 因为客户发现,高端智能手机的新型号比旧型号的差别要小。 将来,5g、无人驾驶、人工智能、物品互联网等新技术将提供新的成长动力。
各种电子设备半导体的收入增长率(年-2022年)数据源: gartner,德勤
在这个历史过程中,汽车智能化发挥着重要的作用。
汽车领域发展很长时间,现在非常成熟,但这是机械水平。 在汽车智能化和电动化方面,才刚刚开始。
智能化和电动化带来了半导体价格份额的提高。 从2007年到2007年,汽车电子价格所占比例从约20%上升到40%左右。 半导体价格(电子系统部件的价格)从每年每辆车312美元增加到现在的约400美元。 德勤预测,到2022年半导体价格将接近每辆车600美元。
汽车芯片行业也有积极的布局,投资于车规级芯片的研究开发商芯戚技术和瑛捷电子,以及高速车载用以太网芯片的景略半导体,看着有技术沉淀的企业:
但是,汽车芯片不是一蹴而就,其技术引进周期很长。 通常,从做汽车量规级的小费到最终批量生产,至少需要三年时间。 首先,需要有经验的团队,前后花1.5-3年做小费,通过汽车制造商的测试。 中国比较快需要一年,海外车企更慢需要2~3年,最终小费的批量生产需要1~2年。 漫长的过程需要技术和资本支持,很多想进入这个行业的初创企业必须放弃,在这个行业创业和投资需要耐心。
除了汽车芯片,按场景划分,芯片的应用面太广了。 中国合作伙伴王华东认为这也是芯片行业创业和投资的一大优势。 我不知道现在有点冷的产品将来会不会突然爆炸。
比如低端内存芯片的兆易创新( 603986,是股票吧),本来占领了这个行业的国产替代市场,苹果突然发布了airpods,牵引了2019年全真无线耳机的大爆发,真无线耳机正好低端。
同样的例子在芯片行业屡见不鲜,这种下游产品突然爆炸驱动的机会很难预测。 中国合作伙伴王华东认为,面对这种情况,我们选择的战略是投入真正有技术沉淀的企业,经常在市场上感受水温。 反馈周期可能很长,但如果是积累了技术的最好企业,可以在资本的支持下等到市场爆发的日子。
半导体产业另一大投资的新方向是ai芯片:
ai芯片是人工智能技术链的核心,对人工智能算法的解决尤其是深度神经网络的解决很重要。
因为以前只有30%的时间用于计算,70%用于内存读取,所以ai芯片的核心作用是提高内存读取效率。 这是很有意义的,因为在摩尔定律逐渐失效的今天,我们不能用物理方法迅速提高芯片的性能。
ai芯片的应用场景很广,简单来说,如果能在某个地方计算大量的ai算法,用芯片搬运的话,这就是ai芯片可以利用的场景。
首先,照相机(智能安全)是一个巨大的应用市场,通过ai算法识别脸和人流的同时,技术引进周期不长。 其次是汽车,包括高级辅助驾驶、车载新闻娱乐系统等。 这两个是最大的市场。
另外,在推荐系统(例如“千人千面”)中,每个客户都支持推荐算法模型,根据输入反馈继续进行训练。 模型很小,但量很大。 在这一点上,也有很多ai芯片呼吁,但整个市场被大规模分割,最终在市场空之间只能支持大公司以外的1~2家企业。
但是,从年开始,ai芯片的进步也在放缓。 因为计算的可能性逐渐被发掘,也不能期待核心企业的商业化效果。 同时ai芯片的技术壁垒不太高,越来越多是生态游戏,一个是开源项目的数量,另一个是开发者的数量,两者都突破到一定的水平,就能自然滚动。 其背后的逻辑类似于滴滴交易平台的属性。 是这个巨大的游戏。
有人开始尝试用新的方法进行ai计算。 例如,光学芯片、数模混合芯片、存储器拦截器芯片等。 原委是在这方面投资光学ai芯片企业lightelligence,沈亦晨希望利用光子技术进行ai计算,有望将现有ai芯片的计算能力提高1000倍,将功耗降低到100分之一。
但是,这些新概念离量产还很远,现在无法超越以前传到产品上的数字芯片。 从投资的角度来看,我认为需要积极的观点和布局,但不能因为技术概念而过度购买。
随着成本类电子产品的诉求饱和,半导体领域的新增长来自新兴行业,特别是汽车和人工智能的半导体应用。 新行业的突破非常困难,但有机会超越曲线,一旦成功,就可能引领整个领域的快速发展。
总结
综上所述,我们认为中国的半导体芯片领域正在经历巨大的潜力,在中美“脱钩”的大背景下,未来有可能形成以中国为中心的另一个生态圈。
从费城半导体( sox )指数来看,半导体经过pc (个人计算机)、移动网络(高端智能手机)、5g/aiot (可穿戴设备、车辆网络),在产业链各环节无数
中国作为后发国家,“国产替代”的技术路径很明确。 因为前人已经走上了道路,从这个意义上来说,在这个行业的追求明确性很高的同时,肉眼看到的投资机会急速减少,需要及时的配置。
在ai芯片和一些主要的细分行业中,你会发现更多的中国企业站在世界的最前线。 如果他们长大了,就会领导世界的迅速发展方向。
现在,在我们站在世界第三次产业转移的关口的同时,中国大陆已经占世界半导体成本的35%。 如果半导体进口的国产化能使中国的gdp直接增加到恐怖的3.2%。
20年后回顾现在的中美科技战,一定会很惊讶。 我们在今后10年的“all in”中,想想看。 这也是令人兴奋的事件。
参考资料:
1、《半导体: eda,半导体器件和从日本经验来看全球半导体价值链的投资机会》,中金企业
2、《年半导体领域展望:国产化和上行周期投资机会》,中金企业
3、《电子领域的主题研究:中国半导体核心的快速发展趋势和投资机会》,中信证券( 600030,股票吧)
4、“半导体商业模式“不全球化”,国信证券 。
5、《领域景气提高,国产替代极限加快,继续看好半导体产业链机会》,广发证券( 000776,股票吧)
6、《半导体自主控制全景研究:半导体自主控制全景研究》,西南证券( 600369,股票吧)
7、《半导体领域经济周期全景图》,平安证券
本文是在微信公共平台上第一次:猎云网。 文案是作者个人的观点,不代表网络的角度。 投资者据此,风险请自己承担。
标题:“中美科技脱钩愈演愈烈,为什么要更坚定投资中国半导体芯片”
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