半导体芯片无疑是当下科技领域中最重要的基础设施之一，从智能手机到汽车智能驾驶，从5G网络到AI时代，都离不开半导体；它也代表着一个国家发展高端制造业的水平差距，是大国间较量的关键产业。
3月底，高毅资产研究员在策略会上，从产业的维度，分享了半导体行业的演绎和发展过程，包括四次产业转移和格局重塑。当然，本次分享仅是管中窥豹，希望对大家的学习和研究有所帮助。
首先分享一些总结和反思：
1、半导体虽然只是“信息时代的一粒沙子”，但从产业的发展的维度来看，其复杂和庞大却似一座“关山”，基本上代表着一个国家发展高端制造业的水平差距。
2、“举国体制”并非中国特色，半导体产业能取得多大成果往往跟政府的支持度有着很大的正相关性。
3、美国很早就对半导体行业建立了深刻的、战略意义的认知，风险防范意识很敏感，打压对手的经验和工具箱也非常充足。
4、中国承接海外的产业转移的红利较少，但又过早受得到美国的外部施压和限制，这注定我们的产业升级之路会走得更加艰辛。
5、半导体产业的链条很长，它的转移并不是一蹴而就的，而是结构性转移的。在部分环节和领域先拿到定价权，才会有自保能力和反制权。
6、中国大陆半导体产业发展有三大优势：一是国内市场，二是中下游在全球份额高；三是工程师红利。
半导体行业科普
01 信息时代的一粒沙子
半导体究竟是啥？
从物理形态来讲，半导体就是一粒沙子，它的原材料非常易得，就是简单的石英砂。因此，从物理属性来看，我会把半导体定义为“信息时代的一粒沙子”。
从原材料角度来讲，半导体从简单的石英砂还原到粗硅，粗硅提纯成高纯度多晶硅，再制作成硅棒，随后通过切片、修正成硅晶圆片，再经过一系列工序制作成芯片，最终组装到各种电子终端。
02 产业发展的一座“关山”
半导体虽然是一粒沙子，然而，一沙一世界，从产业发展来看，半导体却似一座“关山”。半导体的产业链非常复杂，纵深长、环节多、品类也非常丰富。从最上游的芯片设计、到芯片制造、再到下游封装测试，到最终做成成品，装到各种各样的电子终端，经历了非常复杂的过程，中间还有很多衍生出来的子行业和板块。
因此，从产业发展的维度来讲，它又是一座“关山”，基本上代表着一个国家发展高端制造业的水平差距。
从地缘结构的静态视角来看，美国在半导体设计和设备环节都是绝对的主导；日本在分立器件、模拟、设备有明显优势；韩国和中国台湾分别在存储和晶圆制造较为突出。
从动态视角观察，80年代至今美国和日本的市场份额经历了此消彼长再反转的过程，而韩国和中国台湾整体保持向上，但与美国有较大份额差距。
图：全球半导体产业链供给份额变化
半导体产业变迁与格局重塑
60多年来，半导体行业因为地缘政治、技术变迁和产业链模式等因素的变化，经历了三次比较大的转移，产业转移的过程中并非云淡风轻，而是伴随着“刀光剑影”和“鼓角争鸣”。一方面有很强的合作，另一方面也伴随着很强的竞争。
目前，我们认为第四次转移正在发生。
01 第一次产业转移与竞争：美国-日本
（1） 起源与美国军事政府的主导
半导体行业最早是由美国政府推动的。二战后，由于军事国防的需要，贝尔实验室在美国政府的指导下成立，通讯巨头阿尔卡特朗讯将每年销售额的11%-12%（约40亿美元）作为贝尔实验室的研发经费，由此完成技术积累。
跟别的很多行业不太一样，早期政府同时扮演着半导体行业的金主和裁判的双重角色，而且有着决策干预。美国国防部利用采购协议和监管措施，构建了半导体基础的产业生态。军方很多产品和科研成果背后都来源于半导体的贡献，而他们因为有半导体的贡献才能在军方的各种产品上处于军事领先地位。
（2） 民用市场的崛起与日本的转移
从美国转移到日本背后的原因，是民用市场的崛起。
半导体靠军用市场孵化的空间并不是很大，而半导体自身因为独有的以微小的体积实现很高密度计算这一特性慢慢走入民用。1960年代，以大型机为代表的民用市场开始崛起；1970年代后，军事采购的占比已不到半导体需求的10%。
这就给不同经济体在参与半导体产业分工时带来了机遇，最典型的是日本。日本原来是以电子终端产业为主，并无半导体方面的技术积累。直至1970年，IBM推出半导体存储取代原来的磁芯存储，对半导体行业产生了很大影响，日本抓住了存储技术的机会，实现了半导体弯道超车，这也是日本半导体产业的技术拐点。
日本发展半导体的发展路径与美国有很大的相似之处，甚至有过之而无不及。在日本发展半导体初期成立了一个超大规模集成电路产学研联合攻关体（VLSI），VLSI项目组织了政府、学界、产业等多方力量一起推动半导体的发展。如果从金额上去量化政府的支持，在VLSI成立四年中获得1210项专利，背后是政府补助的290亿日元，占研发费用总额的39.5%。
在巨大的政府补贴和支持之下，日本的存储技术最终发生了逆袭。1989年全球前十大半导体厂商之中，日本独占6席，美国3家、韩国1家。
（3） 美国的反击
对此，美国采取很强的反制措施。1977年，在竞争中艰难生存的美国芯片公司抱团成立了美国半导体行业协会SIA，创始成员都是我们耳熟能详的大型科技公司。他们在媒体上大肆宣扬“日本半导体安全威胁论”，产业端形成打压日本半导体的共识，同时又把这种共识传导到政府端，实现对日本半导体产业的持续打压。
（4） 日本的衰退
日本半导体由盛转衰的拐点，是1987年的“东芝事件”。
1987年，美国声讨东芝，称其对美国的国家安全构成威胁，并开始制裁打压日本。日本被迫打开自己的半导体产业，打破了自己的贸易保护壁垒，也诞生了日本半导体的不平等条约。日本半导体开始由盛转衰，份额逐渐走向下坡路，这是在产业中“修昔底德陷阱”的首次预演。（注：“修昔底德陷阱”，即一个新兴大国必然会挑战守成大国的地位，而守成大国也必然会采取措施进行遏制和打压，两者的冲突甚至战争在所难免）
日本半导体由盛转衰的另外一个原因是未能抓住产业链解耦和分工趋势，为僵化保守付出了代价。原来在半导体生产过程中，设计、制造和封测都是一体化的，叫IDM模式。1980年代，制造环节逐渐分工出来，独立于设计，才有了中国台湾的台积电等公司的机会，日本的公司没有抓住这一机会，这也是日本半导体产业衰落的重要原因。
对日本半导体产业史做关键字提炼：首先是进行了很大的政府扶持和产业链结合，在存储领域实现技术上的弯道超车，但同时又错过了晶圆代工产业环节的机会，最终在美国的制裁之下，这个产业由盛转衰。
02 第二次产业转移与竞争：美日-韩国
（1） 美国的支持和自上而下的投入
韩国半导体产业加速的拐点就在于美国要打压日本的半导体产业，美国需要找一个对自身没有安全威胁的产业转移溢出地，韩国就是一个很好的目标。
在韩国半导体发展的第一阶段，美国非常有意愿去推动、帮助它的成长，以制衡日本。比如说在半导体贸易争端时，当时美国为了遏制日本DRAM（动态随机存取存储器）产业发展，向日本DRAM征收100%反倾销税，但却对三星只象征性地征收不到1%的反倾销税等等。
在韩国发展半导体的过程中，跟日本的模式有非常大的相似之处，即都采取自上而下巨大的政府补贴和支持。这里有一个概念叫“大头儿子”，“大头”指巨头，就是韩国政府将政策和经济资源集中在巨头身上，推动他们进入高资本密集的领域；同时帮助他们摆脱财务投入的风险。从数据可以看到，对于重要的存储产业，政府在集中攻关时承担了研发费用中非常高比例的投入，有的甚至超过50%。
（2） 韩国的逆袭
韩国半导体最终在存储领域逆袭日本，取得了更高的市场份额，除了来自于政府的支持之外，还做对了两件事：
第一是拥抱存储属性的变化。从大型机到民用市场，存储特性发生了一定的变化，大家不再过度追求高质量，而是追求更低成本、更普适性的需求，韩国存储的制造工艺与时俱进，加入新的需求定义的标准。
第二是坚持逆周期投资，将规模效应兑现为极致的成本和效率优势。此前日本在产业联合开发项目中开发了“工艺诀窍附带型”设备，想把DRAM存储生产技术进行一定的标准化，这有利于实现规模化生产。韩国抓住了这一特性之后，在几次半导体危机中实现逆周期扩产，典型代表就是三星，三星经历过三次逆周期扩产成为龙头。
（3） 以合作求生存
为什么半导体从美国转移到韩国的过程中，两者并没有发生很强的直接矛盾呢？因为韩国吸取了日本的教训，采取错位竞争，在关键产业上没有跟美国硬碰硬，曲线救国，以合作求生存。但这样带来的后果就是韩国半导体产业的发展不均衡、不充分，目前韩国的半导体除了存储之外，其他领域的市占率并没有很高。
对韩国产业史做关键字总结：政府扶持+产业结合Pro版，同时进行存储逆袭，错位竞争，然而错位竞争的代价是半导体产业发展结构不均衡。
03 第三次产业转移与竞争：美国-中国台湾
（1） 相似的路径：自上而下的投入
中国台湾跟日本、韩国进行对比，相同点是都遵循了自上而下、自后而前的产业链延伸路径。（注：“自后而前”，指的就是从电子组装、制造慢慢过渡到上游半导体产业。）
在政策介入程度方面，中国台湾比起韩国、日本力度上也是有过之而无不及。比如大名鼎鼎的“工研院” ，“工研院”就是将分散在各地的研究所进行力量的整合，共同推动半导体研发。有点类似于韩国的科学技术研究院，也有点类似于日本当初的VLSI联合体，是中国台湾在吸取了韩国和日本经验之后升华得出的一条经验，“工研院”的关键人物就包括台积电创始人张忠谋。
（2） 抓住细分环节的机会
“工研院”孵化了非常多产业和企业，包括中国台湾第一家晶圆代工厂公司联电（1979年）、全球最大晶圆代工厂台积电（1987年）、第一家8英寸晶圆代工厂世界先进（1994年）等。
这个过程中，中国台湾抓住了产业链分工细化的机会，聚焦在晶圆代工环节，完成了晶圆价值重构的过程。
当然，最终支持晶圆代工产业发展逻辑走顺的核心原因是“摩尔定律”，通俗来理解，就是每隔18-24个月单位面积上晶体管的数量翻一倍，同时这点也是推动半导体行业以及晶圆代工行业价值量增长需求的重要动力。
而从另一方面来理解，摩尔定律的代价是更高的投入成本，这也为后来者提供了更强的进入门槛。这个定律天生适合于龙头集中的产业，因为优化了龙头企业的长期竞争格局。从下图可看出，越往先进制程演进，玩家数量就越少，到3纳米只有寥寥几个玩家参与。
对中国台湾半导体产业史做关键字提炼，也是政策扶持+产研结合Pro版本，但是在晶圆代工细分环节取得了逆袭。同时它面临的问题也一样，因为采取的是跟美国错位竞争的策略，所以结构也是比较失衡的，除了晶圆代工，其它诸多环节也存在明显的短板。
04 第四次产业转移与竞争：美日韩&中国台湾-中国大陆
（1） 海思的艰难发展
先看一个优秀代表，即华为旗下的半导体公司海思。从海思的发展史来看，这是一个非常坎坷而艰难的发展历程。
2004年，海思在创立时有过非常宏伟的目标，比如三年内外销达到40亿元，但实现过程非常艰辛。海思先后做了视频编解码芯片、机顶盒芯片、手机芯片，这些芯片的诞生都不是一帆风顺，很多都是先败而后胜；经过多年持续屡败屡战，海思成为了国内最大的半导体设计公司，也最终证明中国大陆在高端集成电路（IC）设计方面能将巨大的潜力兑现为来之不易的成绩。
此后华为海思遭遇美国的打压和制裁，发展上遇到了阶段性瓶颈，但依然保持着不屈不挠的奋斗精神，仍是国内半导体的优秀榜样。
（2） 美国的打压与中国的潜力
下图是美国对我们制裁的回顾。
图表来源：美国相关部门，平安证券统计
在海外持续打压制裁下，中国大陆的IC产值仍呈现高速增长的态势，产业链各环节均有明显的进步，这是非常不容易的。以集成度较高、研发周期较长和附加值较高的半导体设备为例，根据中国电子专用设备工业协会统计，2022年国产半导体设备销售额为593亿，整体国产化率已经达到了30%。
但是道阻且长，国内半导体整体的自给率还处于较低水平，卡脖子环节依然很多。近年来，集成电路贸易逆差还在扩大，未来还是有很长的路要走。
反思与展望
回顾了过去四次半导体产业的变迁和转移，我们对半导体有一些反思和总结。
1、与很多行业不同，半导体诞生之初就不是自由竞争行业，产业变迁和竞争格局永远发生动态变化，它不是沿着固定趋势收敛，而源于地缘政治风险下防范与应对导向的变化，很多因子对它都有影响，这里有偶然性，也有必然性。
2、“举国体制”并非中国特色，事实上所有半导体强经济体政府在产业发展初期都深入介入和干预产业，事后来看，能取得多大的成果往往跟政府的支持度有着很大的正相关性。
当前，中国大陆领导顶层对于解决“卡脖子”问题的决心非常强，半导体政策的力度、广度、科学性都有很强的进步。而产业参与者国产替代和提质增效的动力也有了明显强化。
3、作为产业肇始者，美国很早就对这个行业建立了深刻的、战略意义的认知，风险防范意识很敏感，打压对手的经验和工具箱也非常充足。我们并非作为伙伴去承接它的产业转移的红利，但又过早受得到美国的外部施压和限制，这注定我们的产业升级之路会走得更加艰辛。
4、半导体产业的链条很长，它的转移并不是一蹴而就的，而是结构性转移的。从日本、韩国、中国台湾来看，全产业链实现自主可控难度很大，所以在产业链转移时要有主次、有先后、有取舍，未来可能会在部分环节和领域先拿到定价权，才会有自保能力和反制权，我们也有一些可能借鉴的产业经验，比如新技术路线出现后的果敢押注；比如产业链新分工环节的深度参与；比如新兴需求的终端卡位和上游梯次渐进式替代；比如局部的贸易保护主义与开放的技术引进的平衡。
长期来看，我们对中国半导体发展还是非常有信心的，我们的信心点来自三个方面：
第一是我们有14亿人口的单一市场；
第二是不管是中游制造还是下游电子终端，我们都已在全球取得了非常高的市场份额，终端一旦国产化，上游国产化的逻辑会更加通顺；
第三是我们拥有广大的高端劳动力和优秀工程师群体，以及我们勤奋刻苦又具备高度组织纪律性的品性禀赋。
这几点共同构成了我们对中国大陆半导体产业发展的强大信心。
END
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