战略与国际研究中心2024年4月24日保罗-特里奥罗的博客文章
华盛顿和布鲁塞尔正为中国的产业政策可能对传统芯片市场，也就是一些业内人士所称的"成熟节点半导体"，造成的影响而陷入政策迷局，这种情况类似于过去十年间光伏产业（PVs）以及未来十年间电动汽车（EVs）可能出现的情况。也就是说，人们越来越担心成熟类型的半导体会出现"产能过剩"，这种担心的部分原因是看到了中国对钢铁和光伏的补贴对全球市场的影响，从而产生了积极应对未来潜在产能过剩领域的愿望。
可以肯定的是，中国政府已经为整个半导体供应链提供了补贴，包括对成熟节点制造企业的补贴。核心问题是中国目前建设成熟节点晶圆厂的计划，以及这将导致产能过剩的结论。但是，实际情况更为复杂，因为事实证明，成熟节点半导体与光伏或电动汽车截然不同。事实上，这可能并不是任何人都在寻找的产能过剩问题。
全球和中国市场
让我们先看看全球成熟半导体生产的市场结构，然后再具体看看中国的情况，从而说明为什么人们的担忧可能是一个错误。
在讨论这一话题时，业界更倾向于使用"成熟节点"一词，而不是"传统芯片"。成熟节点通常被认为是指那些在28纳米（nm）或更高水平的节点上生产的产品，商务部（作为《CHIPS法案》措辞的一部分）和工业与安全局（BIS）在要求美国公司就其使用原产于中国的半导体提供意见时使用了这一定义。采用这些较成熟工艺生产的半导体，通常是在设备成本已完全摊销的工厂生产的，但它们的利润率远低于最先进的半导体；这些半导体包括中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)和其他特定应用集成电路(ASIC)，它们用于智能手机、人工智能模型训练或其他要求高性能和低功耗的应用。通常情况下，"成熟"一词不包括内存芯片，因为大多数内存都是在更先进的节点上生产和销售的，在这些节点上，容量、速度和密度都非常重要。
成熟节点半导体市场有四个关键的基本要素，它们都与产能过剩的争论有关：
首先，"成熟半导体"一词涵盖一系列不同类型的芯片，每种芯片都有自己的供需动态。这既包括特定类型的半导体，包括逻辑、功率、射频、模拟和数字混合半导体，也包括用于特定类型终端用途的成熟半导体，如汽车、机器人、无人机、工业自动化、航空航天和其他行业。因此，"传统半导体"并不像电动汽车和光伏等产品那样存在单一市场。这就使得"产能过剩"成为一个不恰当的视角。例如，根据工艺节点汇总某一特定国家的晶圆厂产能，并不能反映某一特定节点生产的半导体实际涵盖的应用和要求的多样性。
其次，全球大多数成熟的半导体节点产能，都在所谓的集成设备制造商（IDM）手中，而在中国，成熟节点的产能则主要由从事代工服务的公司占据，其中包括高度专业化的代工服务。代工厂根据客户提供的设计制造半导体。这些都是合同生产水平，取决于代工厂客户而非代工厂本身确定的市场需求。公司设计的半导体与其特定行业的需求密切相关，它们力求谨慎地平衡供求关系。
事实上，它们的业务模式旨在避免"产能过剩"，也就是国际集成电路制造商更常见的生产过剩。晶圆厂往往高度专业化，公司运营的每个晶圆厂设施往往都是为了满足客户特定产品的需求。因此，汇总特定节点的产能数字，并不能说明这些节点生产的特定类型半导体的供需功能。在中国，根据作者与行业官员的讨论，到2030年，成熟节点的制造能力扩张将由代工厂主导。实际上，2023年，代工厂/IDM的比例约为60/40，预计2030年将为64/36。
第三，由于代工厂在成熟节点半导体领域的利润率非常薄，很难迅速转换生产线，因此，代工厂和客户更愿意签订长期合同安排，锁定特定类型半导体的供应。这尤其适用于产品生命周期长、安全要求高、必须对产品质量和可靠性进行严格鉴定的行业，如医疗设备和汽车应用。
第四，或许也是最重要的一点，是行业内经常被忽视或误解的"经济产能过剩"概念。因为，全球工业界实际上认为，一定数量的过剩供应是可取的，它对于平滑预期的和常见的供需扰动至关重要。这些风险包括不可预测的工具停机；自然灾害，如影响前端制造和材料供应商的福岛地震；影响三星的得克萨斯州冬季冰冻；以及其他事故，如过去几年发生的关键设施火灾。一些业内人士认为，生产过剩的最佳水平约为15%-20%！即使在疫情期间出现了重大的芯片短缺，一些成熟节点的芯片仍然持续短缺，整个系统的健康发展需要一定程度的经济产能过剩。
最后，关注晶圆厂利用率等问题可能并不能很好地代表产能过剩的情况，因为产能过剩可能会转化为倾销，倾销的定义是以低于国内市场的价格出口产品。例如，工厂涉及大量高速运转的复杂工具，需要大量维护。利用率从70%到90%不等，取决于节点，关键是取决于需求。在疫情芯片短缺期间，一些工厂的利用率高达99%。显然，它们的工具运行太猛、太快、时间太长，这种情况既不正常，也不可取。但是，当时的情况需要这样做。当然，这种情况并没有导致产能过剩或倾销。只有当一个工厂在两三年内以99%-100%的利用率运行，而没有出现更广泛的全球供应链危机时，政府官员才会担心高利用率会导致潜在的倾销。
中国和对产能过剩的担忧
要解决成熟半导体生产是否可能出现产能过剩的问题，了解推动中国代工产能扩张的原因至关重要。许多因素都凸显了中国公司（无论是代工厂还是IDM）可能"充斥市场"并推低价格、扰乱市场的困难。
目前，中国企业在全球成熟半导体前端制造中所占的份额越来越大。这一市场份额因工艺节点而异，在28-65纳米工艺节点生产中约占27%，而在90-180纳米工艺节点生产中则降至20%左右。如果目前宣布的晶圆厂产能扩张能在未来2-5年内实现，那么到2030年，中国公司可能会占据全球产能的更大份额，但是，具体很难确定。因为，美国、日本、中国台湾地区、韩国和欧洲的成熟和先进节点半导体产能也会大幅扩张。
产能过剩问题之所以被夸大或被误解为仅来自中国，原因有三：
首先，扩产目标不同。中芯国际、华虹、格雷斯、华立、思恩等中国企业扩大产能的目标主要是供应国内需求。由于中国国内半导体消费需求的绝大部分仍依赖进口，因此，扩大国内产能有其商业驱动力。美国的出口管制也加速了这一趋势，一方面阻碍了像中芯国际这样的公司专注于先进节点的生产，另一方面也促使中国政府鼓励国内公司在一系列政府机构和工业部门的硬件和软件方面寻求国内供应商来替代外国供应商。例如，中芯国际从5年前60%的产能为国外客户服务，到现在近80%的产能为国内客户服务。华虹也有近80%的产能用于国内客户。这与光伏等从一开始就以出口市场为目标的企业截然不同。
其次，需求是关键。大多数关于中国和成熟半导体产能过剩可能性的评论都集中在供应方面，即推断未来3-5年内所有在建的成熟节点晶圆厂竣工后的产能扩张。但是，半导体的关键问题在于需求。中国的国内需求居高不下，到2030年还会大幅增长。基于特定行业应用，如服务器、个人电脑、移动设备、汽车、工业部门等的需求预测与特定工艺节点如28、40、65、90、180纳米的产能相匹配，为评估产能过剩的迹象是否以及何时会成为现实提供了一种方法。例如，笔者看到的一份非公开行业研究报告显示，到2030年，假设所有已宣布的中国晶圆厂都能在2030年建成并投入运营，国内产能将能满足约90%的国内需求，包括中国原始设备制造商和在中国建厂的外国原始设备制造商。而在2020年，这一数字约为37%。
第三，政府支持的效益尚未开始显现。对中国和成熟节点半导体的担忧主要集中在中国政府补贴的潜在利益如何累积到中国的代工厂，以及这可能导致产能过剩。在评估这一问题时，必须注意的是，中芯国际和华虹等中国领先的代工厂的利润率、资本支出和折旧都优于行业平均水平。举例来说，随着全球半导体行业刚刚摆脱严重衰退，除台积电为英伟达GPU等产品生产的先进节点之外，所有代工厂的利用率都很低，正在降价以获得订单，建造的晶圆厂折旧率很高，利润率也很低。同样，中芯国际和华虹的财务业绩水平与行业平均水平基本一致，因此，很难说中芯国际降价是因为该公司获得了政府补贴，或者说他们的利润率较高是因为政府补贴。
此外，即使在某些情况下，中国代工厂可以为成熟节点半导体提供低于市场的价格，但是，这些半导体的成本已经相对较低，因此国内外公司增加向中国代工厂订货的动力不大。这也是因为半导体是中间产品，由原始设备制造商（OEM）采购，与电动汽车或光伏发电不同。此外，国内原始设备制造商不太可能对中芯国际略低的价格或中国政府关于在国内采购半导体的劝告作出反应。大多数（但不是全部）中国原始设备制造商都以市场为导向，具有全球竞争力，而且他们还关注可靠性和质量等其他因素。外国原始设备制造商，可能会对较低的价格和政府推动的本地采购要求作出反应，因为他们必须与中国半导体公司和本地原始设备制造商竞争。在这里，"在中国为中国"是外国企业的一种趋势。
此外，中国代工厂生产的用于特定终端应用的成熟节点半导体质量差异很大：这些代工厂生产的产品在某些消费电子应用领域越来越有竞争力，但在汽车等终端应用领域的可靠性仍然明显较低。在这方面，恩智浦、英飞凌、瑞萨和德州仪器等外资企业将继续在中国市场占据主导地位，而中国本土企业在某些汽车行业半导体细分市场（如动力传动系统）的竞争力正在增强，但在其他领域（如ADAS平台）则明显落后。最后，虽然中国代工厂确实降低了价格，给非中国代工厂造成了压力。例如，PSMC就在专用存储器和显示集成电路等领域与中国代工厂直接竞争。此外，一些无晶圆厂公司和原始设备制造商也欢迎良性竞争带来的低价和多样化制造来源。
展望未来：美国和欧盟对中国的担忧
美国和欧盟的官员都在认真研究成熟节点生产中可能出现的产能过剩问题，并试图制定应对政策。要确定是否真的存在问题，尤其需要了解中国企业在全球和国内价值链中的地位。美国商务部在2024年第一季度调查了约100家美国公司，以确定它们在成熟半导体方面对中国公司的依赖程度。依赖性问题与产能过剩问题密切相关，因为美国官员担心产能过剩可能导致更大的依赖性，从而使公司容易受到成熟节点供应链中断的影响。
此外，包括美国公司在内的外国公司在中国组装大量采用成熟半导体的成品，也使情况变得更加复杂。美国公司几乎不进口单个半导体，而是进口包含一个或多个成熟半导体的产品，这些半导体可能来自中国，包括在中国运营的国内外代工厂。由于美国的出口管制，以及中国对某些政府和国有企业供应链施加越来越大的压力，要求其减少外国采购半导体的数量，因此，外国公司在中国生产的IT产品中来自中国的成熟半导体的比例可能会上升。
例如，财政部和工业和信息化部在去年8月发布了新的个人电脑、笔记本电脑和服务器政府采购指南草案，并于12月底发布了实施文件。与此同时，中国信息技术安全评估中心也发布了一份国内认可的"安全可控"处理器白名单。中心的白名单包括华为、Phytium、Loogsong和兆星的处理器；前三家公司都在美国商务部的实体名单上。
采购工作和这些类型的指导方针通常由内部文件管理，这次似乎是罕见地公开了这些指导方针。这项工作在中国内部被称为"新创"，意为信息技术应用创新。一位地方政府官员称，新指南是首个全国性的、详细而明确的"新创"推广指南。此外，国有资产监督管理委员会已指示国有企业努力实现在2027年之前将所有技术需求过渡到国内供应商，这大概意味着计算机、笔记本电脑和服务器等产品的硬件和软件，而且随着国内产量的增加和质量水平的提高，可能会有越来越多的成熟半导体被列入白名单。
鉴于这一过程也可被视为保护主义和非市场行为，而且，显然也已引起了IT行业的广泛关注，成熟节点半导体关键应用领域的国内需求曲线只会上升，这一过程也削弱了国内半导体生产很快就会出现某种程度的产能过剩的观点。鉴于过去在光伏方面的经验和目前对电动汽车的担忧，这并不会阻止各国政府对潜在产能过剩的担忧。但是，半导体确实不同。尽管如此，中国向半导体制造商提供的补贴规模和国内成熟节点产能的增长规模（见图1）颇为巨大，并已在半导体行业和西方国家首都引发了合理的担忧。
在评估中国大规模扩张的影响时，重要的是要记住，中国以外的成熟节点领域公司并没有停滞不前。例如，Global Foundries以及台积电和PSMC正在美国、新加坡、日本、德国和印度增加成熟节点的产能，提供多样化的成熟节点足迹，以平衡中国的部分自然增长。到2030年，中国企业要在成熟节点半导体领域"胜出"，既需要中美之间的地缘政治紧张局势有所缓和，也需要中国原始设备制造商有能力实现成本优势。在这一美好愿景下，以汽车行业为例，使用成熟节点半导体制造电动汽车和其他相关IT产品的中国原始设备制造商将获得巨大的全球市场份额，并证明使用中国公司的成熟半导体节点产品具有显著的成本优势，并推动现有原始设备制造商越来越多地采用这些产品。
这就意味着，在中国和国际市场上销售的产品中都使用了原产于中国的成熟节点半导体。与此相反的情况，则是基本维持现状：中国的原始设备制造商继续获得国内市场份额，但由于地缘政治紧张局势压倒了成本优势，因此未能在中国以外的市场获得牵引力。在这种情况下，总部设在中国的成熟节点半导体公司只能在中国原始设备制造商中获得一定份额，而全球原始设备制造商则继续青睐现有成熟节点半导体生产商的产品。因此，中国市场与世界其他市场之间的分叉，似乎比中国造成"产能过剩"从而淹没全球市场的可能性更大。对2030年产能和需求平衡的现有估计表明，即使国内产能大幅增长，满足国内大幅增长的需求仍将是中国代工厂的重点。
任何与成熟节点半导体产能过剩相关的政策应对措施，都必须考虑到上述所有因素。在确定是否有合理和充分的理由相信到2030年会出现类似的产能过剩时，政府必须非常谨慎，并充分了解该行业在供需两方面的复杂性，这与电动汽车和光伏发电有很大不同。美国和欧盟的政策制定者应借鉴行业专业知识，了解每个技术节点的市场方向性，并就特别难以获得可靠数据的领域寻求行业意见，例如到2030年的需求预测。如果对行业、供求关系、商业考虑、地区和地缘政治驱动的商业偏好以及技术路线图没有透彻的了解，就不可能确定事实上是否存在问题，也不可能确定应采取哪些应对措施。
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