科技之芯芯片赛道的底层逻辑(一)
最近,美国又来蹭热度了,要说美国是个传媒公司我都相信。
当地时间2022年8月9日,美国总统拜登在白宫正式签署《芯片和科学法案》,正式成发生效。
这个法案主要由以下三点组成:第一点是建立所谓的芯片四方联盟,主要是以美国、日本企业为首,拉拢中国、台湾省和韩国的半导体企业,背后意图是利用这一组是把中国大陆排除在全球半导体供应链之外。第二点是加大对美国本土芯片企业的补贴。美国计划给芯片企业研发和工厂建设发放五百二十七亿美元的补贴,还将向在美国投资半导体工厂的企业提供为期四年的减免。百分之二十五的税收政策,这就是为了让半岛地产回流到美国。第三点是遏制中国科技的发展。法案中提到,十年内任何接受美国补贴的半导体企业必须在美国本土制造芯片,特别是禁止在中国扩大生产和投资,比二十八纳米更先进的新品,更不允许扩大现在的产能,否则将得不到这一补贴。这就是典型的打着增强美国竞争力的旗号来遏制中国科技的发展。
这个法案来势汹汹,可它到底能对中国芯片半导体行业构成多大威胁呢?芯片代工是一个捆绑在摩尔定律车轮上滚滚向前的游戏
摩尔定律:集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18—24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。
摩尔定律由世界头号CPU生产商英特尔(Intel)的重要创始人之一戈登·摩尔提出。
这也道出了芯片代工的本质——
芯片行业亘古不变的核心竞争点:赶在对手之前达到摩尔定律的工艺节点,在对手追上自己之前赚时间差价(制程红利)。
头部玩家中,技术上三星与台积电所处的第一梯队,遥遥领先于其他晶圆代工厂,但是我们真的从微观的营业收入的角度观察,我们就能清晰的看出台积电的绝对实力。
今年上半年的最后一天,6月30日,三星手攥新鲜出炉的PPT,把自己与台积电正在竞争的3nm制程研发成果昭告天下,并宣布3nm制程量产。在此之前台积电也已经宣布将在今年下半年量产3nm芯片。台积电和三星这两个晶圆代工头部玩家为了争夺3nm芯片的市场挤破了头,可想而知制程红利给企业带来的利润会有多么丰厚,但是三星真能靠3nm制程量产对台积电的扭转局势吗?
显然不可能。
晶圆代工的头部玩家现在正面临着两个巨大困难——
沿着摩尔定律创新的步伐正在被动放缓。现在芯片制程的技术迭代时间已经放慢到了30个月左右,快从摩尔定律的18个月整整翻了一倍。
制程的红利正在降低。
另外,现在台积电和三星都有了量产3nm芯片的能力,摩尔定律的物理极限(1nm)临近,前方山穷水尽,领先者被迫踩下刹车。
高制程芯片的用户可能越来越小,出货量的上限将不容乐观,进而无法进一步降本生产,用得起的人就更少,成本反过来又影响了用户体量。
从60分提升到80分,固然比从95分提升到100分容易得多。现在追赶者们都铆足了劲"刷题冲刺",留给"学霸"享受制程红利的时间已经不多了。产能逆流成潮
芯片代工的周期性极为明显。周期性由下游需求变量驱动,但由于芯片代工扩产周期一般需要1-2年,所以几乎看不到这些代工厂盲目扩产的情况,因为一旦出现产能过剩,前期投资的生产设备等固定资产就会因为闲置而给企业造成损失。
产能紧张和产能过剩之间几乎没有缓冲带。2020年疫情很多芯片厂商对市场悲观预期,控制产能没有扩产,实际上2020年疫情带来的却是一大波线上办公红利,市场对智能手机、平板等设备需求剧增,当大部分芯片厂商意识到这点时,不谋而合的同时扩大产能,后来我们就看到了,当扩大的产能一下释放出来的时候,扩产惯性让一直嚷嚷的"缺芯潮"短时间内就消失了,市场瞬间供过于求,过剩的产能难以被市场消化。
芯片产能结构性变化
由上图可知,现在市场上芯片的主要营业收入来源由智能手机和HPC(高性能计算)两大板块支持构成,合计占总收入的80%以上。
但是芯片产能正在发生结构性变化。
此前由于消费电子相较于车规级芯片利润更高且生产要求较低、难度较小,芯片厂都非常注重消费电子的产能布局。
今年6月底,台积电三大客户苹果、AMD、英伟达几乎同时砍单。苹果直接把iPhone 14的首批出货量砍了10%,英伟达和AMD则因为PC市场疲软"要求调整订单"。
要知道,去年台积电568亿美元营收中,26%来自苹果,砍单对台积电影响很大。
种种迹象表明,消费电子市场将面临整体性的衰退。
反观车用电子芯片,制造一辆传统燃油车的芯片需求只有500-600,而制造一辆新能源汽车的芯片需求则至少在1000-2000,芯片的需求量整整翻了四倍,高端新能源汽车整车的芯片需求量更是达到5000颗以上。新能源汽车将带来了更大的芯片需求。
2020年全球新能源汽车的渗透率在3%左右,2022第一季度渗透率就达到了8.71%,仅仅一年的时间,渗透率就快速增长了接近6%,中国新能源汽车的渗透率更是已经高达20%。
所以未来芯片代工景气将依靠汽车芯片驱动。小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头
汽车所需要的芯片除了人工智能的相关芯片,大部分是成熟制程的芯片。现在随着新能源汽车的普及,晶圆厂纷纷开始开倒车,反攻成熟制程。即便是台积电、三星和英特尔这样的顶级玩家,也在成熟制程里疯狂扩产,更上游的光刻机,ASML不少订单甚至是古老的DUV光刻机。
2021年各企业成熟制程芯片营收增速基本不低于20%,全球市场中65nm和90nm芯片营收营收增速分别是48%和43%。