一、概述
如今,半導(dǎo)體及其價(jià)值鏈各環(huán)節(jié)是支撐經(jīng)濟(jì)中所有重要部門創(chuàng)新和競爭力的關(guān)鍵。在歐洲,半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)本身直接從業(yè)者有大約25萬人,橫跨歐洲;有超過80萬人從事組件系統(tǒng)集成、應(yīng)用和服務(wù),而整條價(jià)值鏈上則超過250萬人就業(yè)??傮w而言,微電子和納米電子元件及系統(tǒng)為歐洲和世界貢獻(xiàn)了10%的GDP。
為了提高歐洲在該行業(yè)及其相關(guān)技術(shù)和價(jià)值鏈的未來前景,歐洲微電子領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)(ELG)積極響應(yīng)歐盟委員會副主席Neelie Kroes 在2013年5月宣布的具有挑戰(zhàn)性的目標(biāo),即在2020-2025年歐洲半導(dǎo)體元器件創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值翻番。為了實(shí)現(xiàn)增長目標(biāo),需要提升傳統(tǒng)和新興領(lǐng)域的競爭力,ELG已經(jīng)明確了高增長需要結(jié)合歐洲的優(yōu)勢和技能,在三個(gè)方面尋求機(jī)會:
?。?)傳統(tǒng)領(lǐng)域,歐洲的電子相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)強(qiáng)大,其增速超過平均速度,如汽車、能源、工業(yè)自動化和安全等。
?。?)在新的高增長領(lǐng)域,尤其是物聯(lián)網(wǎng)(IOT),獲益于智能化的“SmartX”市場,歐洲處于有利地位。
?。?)抓住移動融合市場日新月異的機(jī)會,通過保持低功耗處理器設(shè)計(jì)的領(lǐng)先地位,以及越來越多的先進(jìn)的半導(dǎo)體制造。
在歐盟的幫助下,ELG已經(jīng)制定了一項(xiàng)行動計(jì)劃,以扭轉(zhuǎn)歐盟半導(dǎo)體產(chǎn)量的下降,實(shí)現(xiàn)在2020年至2025年產(chǎn)值翻番的目標(biāo)。該計(jì)劃著眼于需求拉動和供給推動,雙管齊下。
需求加速
發(fā)起“智能無處不在”計(jì)劃倡議,目的是把握各種網(wǎng)絡(luò)化嵌入的電子元器件及系統(tǒng)集成的各種產(chǎn)品聯(lián)通的新一代互聯(lián)網(wǎng)浪潮。這需要通過建設(shè)一批卓越能力中心,建立全方位的新型應(yīng)用測試實(shí)驗(yàn)室,以及在移動互聯(lián)、智能終端等領(lǐng)域部署一批創(chuàng)新型的示范項(xiàng)目。
強(qiáng)化供應(yīng)鏈
(1)為了歐洲芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展,需要致力于充分利用、擴(kuò)張和提升現(xiàn)有的生產(chǎn)能力,同時(shí)利用潛在的新設(shè)施和新的合作形式提升產(chǎn)能,以未來的產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)未來的預(yù)期目標(biāo)。
?。?)發(fā)展設(shè)備和原材料產(chǎn)業(yè),歐洲應(yīng)對材料和設(shè)備繼續(xù)投資,以生產(chǎn)300mm晶圓,以及下一代450mm晶圓。
?。?)倡議設(shè)立一個(gè)關(guān)于芯片設(shè)計(jì)和架構(gòu)的計(jì)劃,旨在強(qiáng)化設(shè)計(jì)和委托代工產(chǎn)業(yè),使他們能更好地與歐洲伙伴進(jìn)行合作。
?。?)在整個(gè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)加強(qiáng)合作,促進(jìn)中小企業(yè)易于得到歐洲的世界級研究機(jī)構(gòu)的技術(shù)。
?。?)支持突破性的技術(shù)開發(fā),增強(qiáng)歐洲在該行業(yè)的領(lǐng)先優(yōu)勢。
其他相關(guān)方面
?。?)對培訓(xùn)、教育和相關(guān)行動計(jì)劃進(jìn)行投資,提高工作技能。
?。?)致力于在專利、業(yè)務(wù)問題、減少貿(mào)易壁壘等方面更緊密的合作,致力于在標(biāo)準(zhǔn)和共性方法、EDA的可獲得性(尤其對中小企業(yè))等方面開展合作。
這一行動計(jì)劃顯然借鑒了公私合作伙伴關(guān)系(PPP)的經(jīng)驗(yàn),如ENIAC聯(lián)合技術(shù)計(jì)劃,該計(jì)劃在2012-13年就實(shí)施了18億歐元的聯(lián)合投資試點(diǎn)項(xiàng)目(2500萬歐元來自于歐盟,3000萬歐元來自于各成員國,超過12億歐元來自于私營部門)。因此,聯(lián)合投資計(jì)劃在未來十年中橫跨從R&D&I的投資到與國家援助規(guī)則一致的一線生產(chǎn)設(shè)施的投資。
這些關(guān)乎歐洲共同利益的重大項(xiàng)目,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候可以采取這一形式合作投資,該投資的一部分要納入新的ECSEL聯(lián)合技術(shù)計(jì)劃中,在未來7年預(yù)算計(jì)劃至少達(dá)到50億歐元(12億歐元來自于歐盟,12億歐元來自于各成員國,以及至少24億歐元來自于產(chǎn)業(yè)界,覆蓋從元器件到嵌入式系統(tǒng)的整條價(jià)值鏈)。
二、背景介紹
2013年5月23日,歐盟委員會宣布?xì)W盟范圍內(nèi)的微型和納米電子元器件和系統(tǒng)的戰(zhàn)略,目的是扭轉(zhuǎn)這一行業(yè)的下滑態(tài)勢,確保歐洲IC領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢,以創(chuàng)新提升經(jīng)濟(jì)增長和就業(yè)。該戰(zhàn)略明確了應(yīng)采取的主要措施,其中就包括指定歐洲主流公司結(jié)合產(chǎn)業(yè)界意愿投資,創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會。
為此,2013年9月成立了微電子領(lǐng)域企業(yè)領(lǐng)袖小組(ELG),目標(biāo)是制定微型和納米電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖。路線圖由代表歐洲該產(chǎn)業(yè)整個(gè)價(jià)值鏈的各主要代表通力合作制定,是ELG的工作成果。
三、清晰的目標(biāo)引導(dǎo)
20世紀(jì)90年代,歐洲半導(dǎo)體產(chǎn)能穩(wěn)步上升到占世界15%以上的份額,而在過去的十年中,已經(jīng)回落到10%以下,其中有幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的趨勢,具體包括:
(1)歐洲半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的投資在下降;
(2)由于電子產(chǎn)品的制造轉(zhuǎn)移到亞洲,新的半導(dǎo)體工廠越來越多地在亞洲建立;
?。?)因?yàn)樯虡I(yè)原因,半導(dǎo)體公司越來越多地轉(zhuǎn)向晶圓輕型的生產(chǎn)經(jīng)營模式。
同時(shí),由于嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展,電子設(shè)備變得越來越強(qiáng)大。然而,芯片已經(jīng)成為整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)的最重要組成部分,它也是產(chǎn)品和服務(wù)創(chuàng)新,以及價(jià)值增值的基礎(chǔ)。這使得圍繞供應(yīng)鏈形成的芯片設(shè)計(jì)和制造生態(tài)系統(tǒng)成為歐洲經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的中心依托。
雖然價(jià)值鏈各環(huán)節(jié)不必在同一地域聚集,但價(jià)值鏈上下游環(huán)節(jié)緊密銜接將更有利于促進(jìn)創(chuàng)新和多學(xué)科技能提升。此外,微納米電子相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品也是確保我們的社會結(jié)構(gòu)體系健康運(yùn)轉(zhuǎn)、能源和運(yùn)輸系統(tǒng)安全,以及人們的教育和休閑等獲得持續(xù)和可靠的核心保障。
因此,持續(xù)確保歐洲在微電子元器件及系統(tǒng)的創(chuàng)新和制造能力,對歐洲就業(yè)、經(jīng)濟(jì)增長和維護(hù)戰(zhàn)略自主及安全至關(guān)重要。
按價(jià)值鏈維度,歐洲在微電子領(lǐng)域所獲得的市場份額情況如圖1,虛擬子系統(tǒng)及部件(包括主要的軟件組件)是價(jià)值鏈上的一個(gè)重要組成部分,其覆蓋價(jià)值鏈相對較寬泛,因而難以直接量化。
圖1 世界電子產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈及歐洲的情況
如圖所示,在微電子領(lǐng)域中,第1級的設(shè)備和材料級歐洲占世界市場的20%份額,第2級的半導(dǎo)體和其他組件占9%的市場份額,第3級的子系統(tǒng)占12%的市場份額,第4級的系統(tǒng)級占16%的市場份額,尤其是歐洲的嵌入式系統(tǒng)大約占世界市場的30%,這也是目前歐洲的優(yōu)勢領(lǐng)域。
ELG接受了歐盟委員會副主席Neelie Kroes 在2013年5月宣布的挑戰(zhàn)目標(biāo),即到2020-2025年,歐洲半導(dǎo)體器件產(chǎn)值翻番。這樣一個(gè)雄心勃勃的目標(biāo),只能寄望于半導(dǎo)體生產(chǎn)整條價(jià)值鏈的提升,通過與上游供應(yīng)鏈(材料、設(shè)備、設(shè)計(jì)和架構(gòu)),下游的系統(tǒng)集成及組件和知識產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商之間的互補(bǔ)銜接來實(shí)現(xiàn)。歐洲半導(dǎo)體器件產(chǎn)值翻番,既要提升半導(dǎo)體產(chǎn)品的數(shù)量和價(jià)值,也要市場需求來支撐。需求不能只盯著既有市場,還應(yīng)開拓新的市場領(lǐng)地。對于新的市場,歐洲的半導(dǎo)體器件供應(yīng)商需要更好地與全球價(jià)值鏈上的系統(tǒng)集成商、其他器件和子系統(tǒng)供應(yīng)商合作對接。圖2是電子生態(tài)體系價(jià)值鏈上不同部分的關(guān)系圖。
圖2 歐洲半導(dǎo)體價(jià)值鏈核心位置
基于全球微電子系統(tǒng)價(jià)值鏈,在最大范圍整合歐洲的業(yè)務(wù),將有利于提高歐洲的競爭力和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。全球價(jià)值鏈中歐洲部分的缺失,將產(chǎn)生“技術(shù)滯后”效應(yīng),進(jìn)而制約產(chǎn)品創(chuàng)新及推向市場的能力。如今,歐洲微電子領(lǐng)域的從業(yè)人員25萬,在全價(jià)值鏈上有近250萬從業(yè)者,占工業(yè)領(lǐng)域就業(yè)總數(shù)的8%,貢獻(xiàn)了歐洲GDP的10%。
四、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
(一)市場年均增長率5-6%
過去十年,半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)值增長率降到了5-6%的均值水平,接下來幾年的增長率預(yù)期較低,2014年預(yù)期增長4.1%,2015年預(yù)期增長3.4%。從出貨量來看,2009年出現(xiàn)顯著降低,2009年之后,總體呈增長態(tài)勢。
圖3 世界半導(dǎo)體市場10年復(fù)合年增長率
圖4 全球IC出貨量(單位:十億,3月移動平均)
(二)盡管在垂直市場具有優(yōu)勢,但歐洲的產(chǎn)能份額在下降
圖5 2013年歐洲半導(dǎo)體制造全景圖
資料來源: Gartner,Yole, SEMI
盡管前沿技術(shù)的大批量制造集中于少有的幾個(gè)集群,但歐洲半導(dǎo)體制造呈現(xiàn)分散化格局。在過去三十年里,200mm晶圓年產(chǎn)量穩(wěn)定增長,產(chǎn)量高峰出現(xiàn)在2005年,目前已呈下降趨勢。
盡管過去5年日本半導(dǎo)體產(chǎn)量占世界的比重在降低,但是日本仍然是世界頭號生產(chǎn)國(按工廠所在的國家來衡量),其占世界總產(chǎn)量的22%。韓國和中國臺灣地區(qū)已經(jīng)成為半導(dǎo)體巨頭,分別占世界產(chǎn)量的18%和17%。而在過去5年中,中國大陸和新加坡增長幅度最大。
雖然美國在2012年產(chǎn)能顯著下降到只占世界的13%,但美國公司仍然占世界市場的50%以上,其實(shí)際制造的很大一部分都是在美國之外完成。隨著這些年來較為溫和的回落,歐洲產(chǎn)能目前占世界的比例低于9%。
從整條供應(yīng)鏈來看,包括設(shè)計(jì)、裝備和材料,以及來自于無晶圓廠和虛擬組件等相關(guān)活動所產(chǎn)生的價(jià)值,2012年,歐洲產(chǎn)生的價(jià)值僅占世界市場的10%至11%。
歐洲擁有垂直一體化的市場優(yōu)勢,如汽車、能源、安全和智能卡,在新的市場,如傳感器、微機(jī)電系統(tǒng),處于領(lǐng)先地位的是強(qiáng)大的虛擬組件和低功耗的處理器,并且在設(shè)備供應(yīng)、材料和IP(知識產(chǎn)權(quán))價(jià)值鏈具有優(yōu)勢。
關(guān)鍵問題是,隨著垂直整合供應(yīng)鏈(和子鏈)變得越來越重要,有必要確保歐洲供應(yīng)鏈上的所有部分足夠強(qiáng)大,進(jìn)而確保該地區(qū)的業(yè)務(wù)可持續(xù)發(fā)展,從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長。
圖6 各主要地區(qū)汽車半導(dǎo)體市場(單位:十億美元)
譯自:《A European Industrial Strategic Roadmap for Micro- and Nano-Electronic Components and Systems》
編譯:工業(yè)和信息化部國際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作中心 蔣欽云