半導體是電子工業發展的基石(下)

科研投資

日本資深專業人士泉谷涉還說：2012年日本國內半導體產值約5萬億日元，占GDP的5%，但它對應用半導體的服務業、硬件業以及通過IT業以提高生產力的下游產業來計算，半導體產生的經濟效益約為100萬億日元 ，兩者之比達到1：20，如此給力，誰不動心？！但是，半導體業又一向被稱為“食金蟲”產業，沒有國家的大力支持，沒有生產設備和科研經費的巨大投入，那是美夢難圓的。

半導體設備投資也是引導世界經濟增長的要素之一，它每年投資計劃的發表還常關聯到生產設備、材料公司的股市波動。在半導體高成長時期，設備投資常占到半導體業產值的20～25%，但近年已下降到15%上下的水平。從半導體設備投資狀況也可看到世界各地半導體的產業概略。據市場調研公司IC Insights公司2013年初的報告，日本半導體投資所占世界比重已從1990年（當時日本在世界最大半導體公司中十占其六）的51%下降到7%，而同期包括韓國、中國臺灣省、新加坡和中國大陸在內的亞太等地區則從10%上升到53%，北美地區保持相對穩定的35%上下（圖6）。

據日本《半導體產業新聞》報導，2013年世界半導體設備投資額與上年持平，計共517億美元，其中英特爾、三星和臺積電三大公司共占世界總投資額的62%，表明了他們在半導體技術方面持有的領先地位和壟斷地位（圖6）。2013年世界半導體巨擘英特爾投資與前年相同，共投入130億美元，堅持按摩爾定律前進，已開發出14nm微細化技術，領先其他公司3年，還正著手轉向450 mm晶圓生產。三星公司投資103億美元，為在移動通信、智能手機等領域與蘋果公司爭冠，必須在移動用邏輯電路、DRAM尤其是NAND等器件方面加強投資。臺積電投資比上年增長8.4%，達90億美元，主要用于20nm和28nm生產線，作為世界頭號代工企業，它務必為高通、博通等無生產線公司大主顧繼續提高服務，并爭取蘋果等公司的青睞。反觀日本公司，爾必達已破產賣身，瑞薩電子和夏普危機叢生，唯東芝、索尼有望擴大投資，目前全日本32家公司的投資不過5000億日元（推算約值50億美元），幾年前還在1萬億日元以上，凋殘零落，已不可同日而語。預測2014年世界的設備投資將在存儲器的重振和代工的繼續上揚的拉動下，可比上年成長9%，達到563億美元。

半導體產業技術變革速度之快領百業之先，其科研開發保持在穩定的高水平乃是爭勝的關鍵因素，且因IC設計日趨繁復和邁向下一代先進工藝生產，半導體業的科研開支和銷售收入之比不斷提高，在上世紀70年代末和80年代初大多半導體公司兩者典型之比約為7～8%，90年代初已提高到了10～12%，而到最近的10年更躍升到15%以上，2008年創歷史之最，竟達到17.5%。據IC Insights的2013年版McClean 報告，2012年盡管世界半導體業的銷售微降1%，為3176億美元，而同年的科研開支卻增長了7%，達到530億美元的新高度，兩者之比為16.7%，僅略低于2008年的最高水平。又據該公司的最新報告， 2013年世界十大科研開支公司的總值為287億美元，同年相應銷售收入合計為1819億美元，兩者之比為15.8%，略低于上年的16.7%（表2）。

英特爾公司是世界半導體業的開路先鋒，在科研開支方面鶴立雞群，達106億美元之巨，近年占公司營收的20%左右，獨占世界半導體業全部科研開支的19%，十大科研開支公司總和的37%，與居于第二位的高通公司的差距達三倍之多。它作為世界最大的集成器件制造公司，努力科研的目的在于推進技術領先的晶圓生產線和公司的生產能力，它的微處理器和復雜邏輯電路，既要維持技術的帶頭地位，產品的壽命周期又相對較短，因而對科研的依賴性特大。緊隨其后的集成器件制造大公司三星的科研目的與英特爾大體相同，其科研開支/營收之比在本世紀初雖也曾高達25%（圖6），但近年為降低成本而加強了與IBM和格羅方德等公司的合作，科研開支大降，2013年已僅為28億美元。當然，它的主打產品如DRAM和Flash都是大眾商品，科研依賴性較弱，因此三星可說實際是一家資本密集型公司，而英特爾的設備投資達130億美元，也大于它的科研開支，兩者數額都很巨大，相差無幾，是資本和科研的雙密集公司，代表著一般半導體公司的特點。同為無生產線半導體公司的高通和博通，經營重心在產品開發，故其科研開支均占公司營收的30%，比重更勝英特爾一籌，且都已晉身世界十大科研開支公司的前列。世界首位半導體代工公司臺積電由于無生產線公司和日益擴展的輕晶圓公司不僅要依靠代工企業為之生產晶圓，而且還要求將他們設計的集成電路投入生產，故而臺積電的生產工藝亟需改進，導致其科研開支自1998年后以年平均25%的速度激增，近年已達14～16億美元，占其營收的8%，追平了三星公司的比重，在世界十大科研開支公司中已晉升至第7位（表2/圖7）。

半導體是電子工業的基石，經濟發展的支撐，受到了各國政府的特別重視和支持，即以美國而論，它首先開發出來的晶體管和集成電路都供軍用，出路有了保障。最突出的事例便是上世紀80年代中期，美國半導體生產龍頭地位被日本超越，美國政府和業界深感危機之存在，為提高其半導體技術，遂于1987年由政府與美國半導體協會（SIA）成員公司（排斥外國公司）如IBM、德州儀器、美國國家半導體（已被德州儀器收購）、英特爾等共同組建了SEMATECH（半導體制造技術科研聯合體），當時年投資2億美元（政府、企業各半），使半導體微細化工藝從0.8微米不斷向著0.35、0.25、0.18微米前進，晶圓片尺寸也不斷增大，5英寸、8英寸相繼出現。1985年被日本奪走的世界半導體霸主寶座，到1993年被美國奪回，再登王座，其所占世界半導體市場的份額重回54%，而同年日本則跌落至38%。美國克林頓總統于1992年9月發表的《技術：經濟成長的牽引力---美國技術政策》中說：“SEMATECH有助于美國半導體技術的改進，對美國半導體企業奪回世界市場份額做出了貢獻，還增強了用戶與供應方之間的溝通”，并表明了政府將采取繼續支持的立場。

日本對集成電路工業的認識較早，把它看成是“必需”（must）工業，對被稱之為“食金蟲”、“無利潤”的半導體工業仍不惜巨額投資。美國電子業界對日本半導體業之所以能趕超美國的主因總結有四：①政府的扶助政策：政府組織富士通、NEC、東芝等5家公司建立VLSI研究所，對集成電路發展給予各種撥款，并使之享受稅收優待，從而率先開發生產了64K、256K及1M等DRAM產品；②從事集成電路生產的公司如NEC、日立等都是多種經營的大型綜合電子公司，有實力進行產品削價傾銷，使美國規模較小的專業公司難以抗爭；③日本可獲得銀行的低息（6%）貸款，大大低于美國貸款而獲得財務優勢；④日本擅于和巧于收集各種有用情報。

韓國同樣把電子工業視為國家至關重要的戰略工業，對半導體業采取了“跳越式追趕”戰略，從生產晶體管起算，韓國僅用了14年時間便趕上了經濟發達國家用了38年時間所達到的技術成就，1989年生產4M容量DRAM時趕上了日本，此后眾所周知，它在DRAM、NAND等存儲產品全面取代了日本。韓國半導體業的偉大成功同樣得到了政府政策和財政的強大支持，上世紀70年代開始，韓國政府就制定了“教育立國、科技興邦”的發展戰略，1982年啟動了“長期半導體產業促進計劃”，政府為四大主要半導體公司提供了大量的財政支持和稅收優惠，其他成功原因還包括：①敢于大量投資；②利用美日矛盾積極引進美國技術；③努力招聘人才，高薪聘請大批歐美日技術人員擔任顧問，尤其重視在美韓僑，實施所謂“頭腦返流”（reverse brain drain）政策，吸引他們回國工作；④利用本國低價勞動力優勢，低價出售最新產品，即使虧本也要積極地去爭取市場份額。

我國集成電路1968年起步，僅比日本晚兩年，但由于種種原因發展并不順利，據美國市場調研公司IC Insights去年7月發表的一份報告指出，自2005年起中國便成為世界最大的IC市場，但中國的IC生產卻很落后，2012年IC生產計共89億美元，僅占當年市場需求810億美元的11%，預期到2017年也僅緩慢增加到14%多一點。據報道，2013年中國半導體設備的投資也僅28億美元，僅占世界總投資的0.5%，實實微不足道。國內半導體行業有識之士去年以來對我國半導體實情發表了一系列的文章認為，中國本土IC制造企業目前只能滿足IC市場不足20%的需求量，其他超過80%的需求都不得不通過進口，

在制造工藝上，我國仍至少落后國際先進工藝兩代。原因很多，不一而足，但做大做強中國集成電路產業，不僅關系到企業的生存與前進，更關系到國家的安全和經濟的實力，和世界各國發展集成電路一樣，那是離不開國家的政策引導和大力支持的，應體現出強烈的國家意志。現在國家政策執行力度不足，可操作性不強，如“4號”文件發布后，實施細則至今仍未推出；存在平均主義傾向，“撒胡椒面”式的重“面”不重“點”，不符合集成電路發展壟斷化的趨勢；政府存在行政干預過多，重審批，且時間過長，企業缺乏自主而錯失了有利機遇。此時此刻，中國對集成電路業真正應當迅速扭轉認識，體現“官辦”，落實政策，克艱除難，跳躍發展，才能跟上時代前進的步伐！李克強總理在這次人大的政府報告中把集成電路提到了先所未有的高度，我們更要記位李總理的這么一句話：改革貴在行動，喊破嗓子不如甩開膀子！