儘管美國半導體產業有著其他地區無法複製的一大優勢——整合電路產業誕生於美國, 產業重要技術突破和變革也大都始於美國, 但美國在科技產業生態, 政府政策作用和人才培養方面的得失依然值得探究.
編者按
前三期全球商業觀察我們梳理了國際半導體產業目前的競爭格局, 分析了在該產業全球領先的韓國和中國台灣, 歐洲發展半導體產業的曆程, 現狀和得失經驗. 本期全球商業觀察我們聚焦美國的半導體行業, 分析這個半導體行業誕生地為何能維護半個多世紀的基業長青, 其始終保持全球領先的支撐邏輯和密碼. 同時, 對矽谷著名的 '叛徒' 文化和半導體兩巨頭英特爾與AMD的愛恨故事也做一管窺. (李豔霞)
市場調研機構Strategy Analytics最新完成的一份調查報告顯示, 2017年, 在全球基帶晶片和智能手機應用處理器市場, 美國半導體廠商高通分別佔據了53%和42%的佔有率, 繼續穩固著該領域的霸主地位. Strategy Analytics認為, 在從4G向5G轉型過程中, 高通將繼續在2019年及以後的市場中保持領先地位.
高通的強勢只是美國半導體產業領導地位的一個例證. 半導體行業研究機構IC Insights 5月更新的數據顯示, 以營收為標準, 2018年第一季度全球15大半導體廠商 (含晶圓代工) 中, 美國佔據8席. 2017年, 北美地區半導體廠商合計佔據了全球半導體市場49%的份額.
此外, 同其他地區廠商多專註細分領域或代工業務不同, 美國廠商幾乎可以生產半導體產品的全部種類, 並且在設備, 材料方面同樣布局齊全. VLSI公布的2016年全球十大半導體設備廠商中, 應用材料, Lam Research, KLA-Tencor和Teradyne這4家美國企業分別位列第一, 第三, 第五和第八位.
儘管美國半導體產業有著其他地區無法複製的一大優勢——整合電路產業誕生於美國, 產業重要的技術突破和變革也大都始於美國, 但美國在科技產業生態, 政府政策作用和人才培養方面的得失依然值得探究.
矽谷和整合電路產業的崛起
在被問及美國整合電路產業的成功因素時, 一位美國半導體從業者有些困惑: 整合電路誕生在美國, 這也就使得精確定位其成功的 '最重要原因' 非常困難.
華美半導體協會 (CASPA) 理事繆英妤對21世紀經濟報道記者表示, 整合電路產業起步於美國, 並隨著美國經濟在二戰後的騰飛同步發展, 探究美國半導體產業的成功因素需要從整體把握.
1947年, '晶體管之父' 肖克利 (William Shockley) 與同在貝爾實驗室的兩位同事製造出了首個晶體管, 三人因此分享了1956年度的諾貝爾物理學獎. 隨後, 肖克利離開貝爾實驗室, 來到如今的矽谷建立了肖克利實驗室. 慕名而來投奔肖克利的才俊中, 就有後來的仙童公司的八位聯合創始人.
1957年, 八人出走創立了仙童半導體公司, 他們也因此被肖克利怒斥為 '八叛徒' . 不過很快, 這一稱呼就成為了矽谷乃至美國科技產業的傳奇. '叛逆' 的創業精神影響了幾代矽谷企業家, 科學家.
1958年, 德州儀器的基比爾 (Jack Kilby) 製造出了第一塊整合電路, 但因未能找到合適的矽晶體, 他的器件使用了鍺. 仙童半導體隨後很快實現了突破, '八叛徒' 之一的諾伊斯 (Robert Noyce) 在1959年提交了用矽平面工藝製作整合電路的專利申請, 並在1961年3月生產出了第一塊基於矽的整合電路. 整合電路產業正式拉開了序幕.
1968年, '八叛徒' 中最後離開仙童的摩爾 (Gordon Moore) 和諾伊斯也自立門戶創立了迄今為止全球最成功的半導體企業英特爾.
1971年, Electronic News記者Don Hoefler首次以 '矽谷' 為題發表了對舊金山灣區計算機晶片公司的系列報道, 矽谷由此得名. 其中的 '矽' 字便是源於該地區整合電路產業所使用的矽原料.
經濟科技優勢支撐
市場調研機構Strategy Analytics RF和無線組件研究服務總監Chris Taylor對21世紀經濟報道記者指出, 美國強大的經濟基礎是其半導體產業的核心優勢之一. 美國經濟在19世紀和20世紀實現了強勁增長, 在擴大就業的同時激發了對科技產業的投資.
近日發布的瑪麗·米克爾2018年互聯網趨勢報告顯示, 以市值而論, 全球十大科技公司中就有蘋果, 亞馬遜, 微軟, 穀歌, Facebook, Netflix以及eBay+PayPal等7家美國企業. 這為美國半導體產業提供了包含終端應用, 品牌與軟體的完整的生態體系.
集邦諮詢墣產業研究院研究經理林建宏對21世紀經濟報道記者指出, 長期以來的基礎科技積累正是保障美國半導體產業長期居於領導地位的主要因素之一.
'微軟與英特爾佔據著PC市場, 穀歌的安卓與蘋果的iOS引領著智能手機. 在製造端, 有英特爾與一些強有力的科研單位拉動著設備與材料廠商, 而外部更是有資金在支撐著創新環境. ' 他表示.
華美半導體協會 (CASPA) 理事繆英妤還指出, 美國半導體產業早期發展的先驅者中, 很多都是第一代的歐洲移民. '二戰之後, 很多非常優秀的科學家都來到了美國尋找機會. ' 她說. '晶體管之父' 肖克利就出生於英國, 後遷往美國加州.
在林建宏看來, 半導體產業僅是科技產業中的一環, 美國擁有完善的科研與創新體系, 並吸引著全球的人才聚集, 這對於維持科研領域的領導地位至關重要.
政府積極介入: 研發支援, 政策指引
在整合電路產業成長的早期, 美國政府就已在其中發揮著重要作用. 早在二戰之前, 美國軍方就有著為科研提供資金的傳統, 以用于飛機, 雷達, 核工業等領域的研發.
'國家科學基金 (NSF) 每年提供約70億美元的支援, 用於支援高校的基礎物理科學和數學研究. 美國衛生研究院 (NIH) 為基礎醫學研究提供資金. 國防部先進研究項目局 (DARPA) 則為企業具有軍用潛力的研究提供支援, 例如計算機網路和互聯網項目. ' Taylor指出了三家對半導體產業基礎起到重要支援作用的機構.
繆英妤則指出, 美國政府對半導體產業最直接的推動, 除提供資金支援研發外, 還扮演了重要的採購方角色, 國防和航空航天研究為半導體產業提供了巨大的市場和應用場景.
諾丁漢大學教授John Orton也在其著作中指出, 在晶體管誕生之初的大部分時間中, 該工業正是依靠軍方的支援存活了下來, 從而為日後的整合電路產業打下了基礎.
政策指引方面, 美國政府僅在近年就採取了多項行動. 2015年, 美國啟動了國會半導體核心會議, 以專門研究半導體產業政策. 隨後, 美國國會研究服務中心和總統科技顧問委員會先後在2016年, 2017年發布了《美國半導體製造: 行業趨勢, 國際競爭與聯邦政策》和《持續鞏固美國半導體產業領導地位》兩份指引性報告.
Strategy Analytics手機元件技術研究服務副總監Sravan Kundojjala對21世紀經濟報道記者表示, 半導體產業如今已成為美國政府 '嚴密保護' 的一項產業. '近年來, 美國政府阻止了多起外國投資者的收購嘗試. 美國政府視5G和AI為半導體產業的核心領域, 並希望保持領導地位. '
2018年3月, CFIUS還曾在高通股東大會召開前緊急要求高通推遲股東大會, 以介入博通對高通的惡意收購. 此後流出的一封CFIUS信件顯示, 其此舉正是擔心收購會削弱高通, 從而使高通在5G標準制定的關鍵時刻失去優勢.
'不過, 目前幾乎所有的美國半導體企業都在全球有所布局, 更重要的是他們也都和中國存在業務聯繫. ' Kundojjala表示, '大部分美國公司的成功更多還是取決於成功的產品和市場策略. '
人才頻繁流動, 產業遍地開花
回顧美國半導體企業的曆史, 一個有趣的發現是新興公司往往能夠迅速崛起, 並推動著半導體產業在技術領域的進步. 在John Orton看來, 這與美國科技產業的另一大特徵有著聯繫: 人才在不同公司之間頻繁的流動.
公益組織Endeavor曾於2014年發布的一項調查結果顯示, 目前帶有 '仙童基因' 的美股上市公司多達92家, 其中既有蘋果, 穀歌, 甲骨文, Facebook和特斯拉等如今最火熱的科技公司, 也有英特爾, AMD, 應用材料, 閃迪, 英偉達和賽靈思等重要的半導體廠商, 以及KLA-Tencor和Lam Research等半導體設備公司. Endeavor表示, 如果跳出上市公司的限制, 可追溯至仙童八位聯合創始人的公司更是多達2000家.
Orton認為, '八叛徒' 的故事決定了一種文化, 成千上百的模仿者保證了專業知識和技術能夠快速地在產業中實現擴散, 這與歐洲和日本相對穩定的環境非常不同.
新興公司推動著技術革新是美國半導體產業生命力的重要體現, 這一特徵得到了傳承. 20世紀80, 90年代, 又一批後起的美國廠商乘著Fabless模式興起和資訊時代 (互聯網和移動網路興起) 來臨之風, 在迅速崛起的同時為美國半導體產業開闢著新的疆土, 高通和英偉達即是最典型的代表之一.
'對我們而言, Fabless模式已被證明是非常成功的. ' 高通公司一位發言人6月1日接受21世紀經濟報道記者採訪時表示, '這允許我們可以不對設備等進行前期投資, 更靈活地專註於更核心, 基礎的研發層面, 並讓更樂於且擅長晶片生產的廠商從事生產. '
如今, 在5G, AI, 物聯網等新興前沿科技等領域, 美國廠商依然走在前列. Kundojjala認為, 包括英特爾, 高通, 英偉達, 博通, 美光, AMD和賽靈思在內的眾多美國半導體廠商, 均在這一輪機遇中積極布局.
'舉例來說, 英偉達這家GPU廠商, 已經將其主要面向個人客戶的業務模式重整為面向AI, 自動駕駛和數據中心等領域. ' 他介紹, '高通這家基帶市場的領導者, 也正在努力將它在4G上的成功延續至5G, 還對AI, VR和AR相關技術進行投資. '
'5G是在為其他所有相關的產業開啟一扇門. ' 高通公司發言人表示, '過去是由手機運營商, 手機廠商, 半導體廠商去定義3G和4G的功能. 而5G則是需要眾多產業參與進來, 告知我們其需求, 一同來定義5G的功能. '
不過, 儘管美國已是世界上最接近擁有半導體全產業鏈的國家, 但在光刻機領域美國企業依然缺席, 主要的DRAM生產工廠也不在美國. '目前沒有單一國家擁有完整的供應鏈. ' 林建宏表示, '半導體產業有高度的專業分工, 但在各個子系統卻又具有高度集中的特性. '
在Taylor看來, 人才儲備是美國半導體產業保持領先地位的重要因素, 尤其是美國強調基礎科學, 技術, 工程和數學領域的教育. 不過, 繆英妤指出美國在人才層面目前存在的一項挑戰: 相較於人才培養周期較長的半導體領域, 新興的互聯網, 軟體等領域無論在人才培養周期還是收入層面, 似乎都更有吸引力.