Kinas vigtige rolle i den globale elektronikforsyningskæde

Kina er verdens største produktionscenter, der producerer 36% af verdens elektroniske produkter - herunder smartphones, computere, cloud servere og telekommunikationsinfrastruktur - som har konsolideret Kinas position som den største knude i den globale elektronikforsyningskæde. Derudover har Kina næsten en femtedel af verdens befolkning og er det næststørste endelige forbrugermarked for indlejret halvleder elektronisk udstyr efter USA.

Drivkraften bag denne dynamik er den højt globaliserede halvleder- og ikt-forsyningskæde. Kinesisk lokal og multinationale kontrakt elektronik producenter importerer halvledere i Kina, derefter samle dem i teknologiske produkter og derefter eksportere eller sælge dem på hjemmemarkedet for det endelige forbrug.

For at understrege dette punkt, lad os se på et sæt tal. I 2020 importerede Kina op til 378 milliarder amerikanske dollars af halvledere; samlet 35% af verdens elektroniske udstyr; eksporteres 30% til 70% (afhængigt af produktet) af global eksport af tv'er, personlige computere og mobiltelefoner; og forbruges alle støtte en fjerdedel af halvleder elektroniske produkter. Indtastning af dette store marked er afgørende for succesen med et globalt konkurrencedygtigt chipfirma i dag og i fremtiden.

Som en latecomer på halvlederfeltet er Kinas lokale chipindustri relativt lille, der tegner sig for kun 7,6% af det samlede globale halvlederomsætning. Kinesiske chipvirksomheder sælger primært diskrete halvledere, low-end logiske chips og analoge chips til forbruger, kommunikation og industrielle slutmarkeder. Kinesiske chip virksomheder er klart fraværende fra markedet for high-end logik, avancerede analoge og banebrydende lagringsprodukter.

Kinas indenlandske halvlederforsyningskæde er endnu mindre udviklet. Det er betydeligt bagved i avanceret logisk støberiproduktion, EDA-værktøjer, chipdesign IP, halvlederproduktionsudstyr og halvledermaterialer. Kinesiske støberier fokuserer i øjeblikket på mere modne knudepunkter, og Kinas forsyningskædekapacitet på udstyret og materialet er i øjeblikket begrænset til ældre teknologier.

I den stærkt sammenkoblede, hierarkiske globale halvlederforsyningskæde har Kina i øjeblikket nogle betydelige fordele. Det er allerede en global leder i outsourcet samling, emballage og testning (OSAT). Kinas førende OSAT-virksomheder rang blandt de 10 OSAT-virksomheder i verden, og i 2020 tegner sig for 38% af det samlede OSAT-marked. Kinesiske OSAT-virksomheder går også globalt, med mere end 30% af deres produktionsfaciliteter beliggende uden for Kina.

Selvom Kina kun tegner sig for 7,6% af det globale chipsalgsmarked, vokser dette nummer hurtigt, og på grund af den kraftige udvikling af hjemmemarkedet gør Kina betydelige fremskridt. Kinesiske FABLESS virksomheder og IDM-ledere har gjort betydelige fremskridt i udviklingen af ​​midtområde mobile processorer og basebands, indlejrede CPU'er, netværksprocessorer, sensorer og effektenheder.

I 2020 har de kinesiske virksomheder af fastlandet tegnet sig for 16% af det globale fabless halvledermarked, placeret tredje, andet kun til USA og Taiwan. Kina lukker også spalten i kunstig intelligens chip design, dels på grund af den hurtige vækst i efterspørgslen i Kinas ultra-store sky- og forbruger Smart Device Markets, og de lave hindringer for adgang til chip design. Kinesiske fabless virksomheder udvikler nu 7/5 nano chip designs for alt fra kunstig intelligens til 5G kommunikation.

Kina er også et vigtigt front-end wafer fremstillingsland. Med kinesiske og udenlandske støberier og IDM etablering af wafer FABS for at sikre nærhed til kundeforsyningskæder, er ca. 23% af verdens waferinstallationskapacitet i øjeblikket placeret i fastlandet Kina, hvoraf 30% er ejet af multinationale virksomheder, hovedsagelig fra andre østasiatiske lande. Selvom næsten 95% af den installerede lokale produktionskapacitet i Kina er en relativt bageste knudepunkt (> 28nm), da den digitale omdannelse af vores økonomi accelererer efterspørgslen efter nye og gamle chips, bør relevansen af ​​disse mere modne fremstillingsteknologier ikke ignoreres .

Kinas halvlederindustripolitik

Selv om den kinesiske regering har længe haft en industripolitik til at støtte sin nye chipindustri, har Kina udstedt "National Integrated Circuit Promotion Guide", anførte vejledningen ambitiøse mål med hensyn til industrielle indtægter, produktionskapacitet og teknologiske fremskridt. Derfor har Kina siden 2014 accelereret udviklingen af ​​integrerede kredsløb. Et år senere annoncerede Kina den kontroversielle 2025-plan, som sætter det ideelle mål om at opnå en 70% halvleder selvforsyning i Kina inden 2025. Kernen i Kinas halvlederindustripolitik er den nationale integrerede kredsløbsindustriens udviklingsinvesteringsfond (kendt som "Big Fund"), som blev oprettet i 2014 og har titusindvis af dollars i finansiering. Den store fond modtog en anden runde af finansiering på mere end 35 milliarder US dollars i 2019, og er begyndt at investere i flere vertikale områder i branchen. Derudover har Kina meddelt mere end 15 lokale regerings IC-midler med i alt 25 milliarder amerikanske dollars, som specifikt bruges til at finansiere kinesiske halvledervirksomheder. Med tilføjelsen af ​​nationale fonde svarer dette til USD 73 mia., Hvilket er uovertruffen af ​​ethvert andet land. Dette omfatter dog ikke offentlige tilskud, aktieinvesteringer og lavrente lån, der kun overstiger 50 mia. USD. Dette svarer til 73 milliarder dollars, som er uovertruffen af ​​ethvert andet land.

Den kinesiske regerings rolle til støtte for landets halvlederindustri kan ikke overholdes. En OECD-undersøgelse i 2019 konstaterede, at der mellem 2014 og 2018 modtog fire statsejede halvledervirksomheder i Kina i alt 4,85 mia. USD i under-markedslån fra kinesiske finansielle institutioner, der tegner sig for 98% af de undermarkedslån på 21 virksomheder . %. Desuden er 43% af den registrerede kapital i den kinesiske halvlederindustri (i alt 51 mia. USD) direkte eller indirekte ejet eller kontrolleret af den kinesiske regering, hvilket tyder på, at regeringen har en betydelig indflydelse på udviklingen Retningens retning. Andre incitamenter, der er skræddersyet af den kinesiske regering til støtte for den indenlandske halvlederindustri, omfatter tilskud, lavere brugsrenter, præferenceforbindelser, betydelige skattelettelser og fri eller nedsat jord. Disse incitamenter giver kinesiske virksomheder betydelige omkostningsfordele og beskylder undertiden dem fra markedskonkurrence. Faktisk fandt en 2020-rapport fra Boston Consulting Group, at omkostningerne ved bygning og drift af en Fab i Kina er 37% lavere end i USA.

Med intensiveringen af ​​geopolitiske spændinger, med statens støtte, er Kinas bestræbelser på at etablere en lokal forsyningskæde i de seneste år endnu en gang blevet presserende.

I Kinas nyligt udgivne "14. femårsplan" er halvledere klart identificeret som en strategisk teknologisk prioritet, der kræver, at hele samfundets fælles indsats for at "realisere teknologisk selvtillid." I august 2020 udvidede Kina yderligere sine halvlederskatteincitamenter, herunder en 10-årigs skattefritagelsespolitik for halvlederfabrikanterne mere end 20 milliarder US-dollars.


Kinas indenlandske teknologibedrifter styrker også op i halvlederindustrien. Faktisk har tempoet i halvlederinvesteringer accelereret betydeligt. I 2020 alene vil der være mere end 22.800 nyoprettede halvledervirksomheder i Kina, en stigning på 195% i løbet af 2019. 40 halvlederfirmaer i forsyningskæden er noteret på Kinas nye NASDAQ-stil videnskab og teknologi innovation board. Disse virksomheder rejste i alt 25,6 mia. USD under det oprindelige offentlige udbud.

Fremskridt og udfordringer

Hidtil har de fleste af de kinesiske regerings subsidier været brugt til Fab Construction. Takket være denne støtte har kinesiske virksomheder annonceret mere end 110 nye FAB-projekter siden 2014 med en samlet investering på 196 milliarder US dollars. Den faktiske investeringsbeløb er dog åbenbart lavt, og der har været nogle åbenlyse fejlfindinger. Blandt dem er 40 wafer Fabs blevet gennemført og sat i produktion, yderligere 38 nye produktionslinjer er under opførelse, og 14 projekter er blevet suspenderet. Derfor forventes Kinas halvlederindustri at tilbringe 12,3 mia. USD og 15,3 mia. USD på henholdsvis Capex i henholdsvis 2021 og 2022, der tegner sig for 15% af det globale samlede beløb. Det forventes, at dets installerede waferkapacitet vil næsten fordoble i de næste 10 år for at nå det globale niveau. Omkring 19% af den installerede chipkapacitet.

Kinesiske chipproducenter fokuserer på at gøre gennembrud i hukommelse og modne node logiske støberier for at få en fordel på det globale marked. Siden 2016 har Kina investeret mindst 16 mia. Dollars til at opbygge en statsejet hukommelsesfabrik for at udvikle indenlandske 3D-NAND-flash- og DRAM-industrier, og de første resultater er opnået. Derudover har Kinas førende støberier og flere støberier opstart accelereret tempoet i opførelsen af ​​bagud fabs. Ifølge VLSI data forventes Kinas hukommelse og støberi kapacitet at vokse til en sammensat årlig vækstrate på 14,7% i de næste 10 år.

Med støtte fra den kinesiske regerings ikt-indkøb og import substitutionsprogram vil kinesiske fabless virksomheder, der beskæftiger sig med udviklingen af ​​andre high-end chips, også øge innovationen, forbedre teknologiske evner og udvide produktforsyningen, fordi Kina køber og importerer gennem lokale IKT-alternativ planer understøtter dem. For eksempel har Kinas Top CPU-virksomheder annonceret planer om at udvikle GPU'er til regeringsserver- og pc-markeder i 2020.

På grund af stigende restriktioner for import af udenlandske IKT-produkter og frygt for at eksportere kontroller vil øge, udvikler Kina kraftigt sine lokale forsyningskædekapaciteter. Dette omfatter acceleration af investeringer i EDA designfirmaer, halvlederproduktionsudstyr og materialer. På EDA-feltet alene er der etableret mere end 8 startups i de seneste 24 måneder, idet der opstår i alt næsten 400 mio. USD i finansiering. Kinesiske EDA-virksomheder leverer nu flere og mere kraftfulde produkter til traditionelle chips, og kinesiske indenlandske udstyrsselskaber forventes at levere stærke kapaciteter til moden node (40 / 28nm) produktion i de kommende år.
Selvom den kinesiske regering fuldt ud fremmer lokaliseringen af ​​halvledere, kan den kinesiske halvlederindustri opnå forskellige succeser på det stærkt konkurrencedygtige og teknologisk komplekst globale marked. Som tidligere nævnt forventes Kina at være konkurrencedygtig på områder som hukommelse, modne node logiske støberier og fabless chip design, især i forbruger og industrielle applikationer. Imidlertid er Kinas førende logiske støberiproces teknologi (ligesom USA, fastlandet Kina påberåber sig Taiwan og Sydkorea for at producere 100% avancerede chips under 10nm), generel high-end logik (dvs. CPU / GPU / FPGA), avanceret fremstillingsudstyr og materialer (dvs. fotoresist, fotolitografi osv.), samt EDA-software og IP relateret til banebrydende logikchips.

Politiske anbefalinger.

Når det er baseret på gennemsigtige internationale handelsregler og lige vilkår, vil stadig mere hård konkurrence gøre den globale chipindustri stærkere, mere dynamisk og mere innovativ. Imidlertid har visse aspekter af Kinas halvlederindustriens politikker og -praksis tiltrukket opmærksomhed. Dette omfatter nogle af Kinas industrisubsidier, der kan forårsage markedsforvridninger (især undermarkedet egenkapitalinjektion) samt Kinas intellektuelle ejendomsrettigheder og obligatoriske teknologioverførselsforanstaltninger. Hvis venstre ukontrolleret, kan kinesiske halvlederfirmaer udgøre en stor udfordring for den amerikanske halvlederindustribase.


Selvom vi bør tage disse udfordringer alvorligt, kan svaret ikke være en stor afkobling af vores økonomi. Halvlederindustrien er virkelig global, og adgangen til det globale marked er afgørende for amerikanske virksomheder at opretholde høje niveauer af F & U-investeringer og investeringsudgifter. Faktisk er halvlederindustrien den mest F & U og kapitalintensive industri i verden og kræver en stor skala til at opretholde disse investeringer. En nylig undersøgelse viste, at udvidelsen eller endog fuldstændig afkobling fra Kina vil medføre, at US chip-virksomhedernes globale markedsandel falder med 8% til 18%, hvilket fører til betydelige reduktioner i F & U- og investeringsudgifter samt tabet på op til 124.000 Amerikanske job, og i sidste ende fører til USA, er det globale lederskab i branchen faldet. At holde amerikanske halvlederfirmaer til det kinesiske marked for at sælge generelle kontaktflader er afgørende for at sikre amerikansk konkurrenceevne.

Den korrekte måde at løse konflikter med Kinas industripolitik på er at arbejde tæt sammen med vores allierede for at tvinge Kina til at ændre sine metoder og formulere nye globale regler og standarder for at forbedre markedsadgangen og sikre fair konkurrence. Hvis eksportkontrol er nødvendige for at beskytte de nationale sikkerhedsinteresser i USA og dets allierede, bør regeringen arbejde tæt sammen med industrien og de allierede partnere for at sikre, at sådanne kontroller er multilaterale, snævre, målrettede og effektive. Vil ikke overdrevent skade vores kollektive innovationsevne.


Den reelle, langvarige løsning på den stigende konkurrence i halvledere fra Kina er at fremskynde operationer ved at investere i vores egen teknologiske konkurrenceevne og styrke modstandsdygtigheden i vores indenlandske og Alliance Partners 'forsyningskæder. Som et vigtigt skridt fremad, tidligere i denne måned, bestod den amerikanske senat den bipartisan American Innovation and Competition Act, som omfattede US $ 52 milliarder i Federal Semiconductor Investment. De to parter stemte 68 stemmer for, 32 stemmer for, at de Forenede Stater ønsker at konkurrere og vinde i det fremtidige spil-skiftende teknologiske felt, det skal lede verden på halvlederfeltet. Dette er almindeligt anerkendt af kongressen. Regningen omfatter finansiering til et dristigt halvlederproduktionsprogram, et nyt nationalt halvlederteknologicenter og øget forsknings- og udviklingsfinansiering til institutioner som DARPA og NIST. Vi synes det er på tide, at denne regning skal bestås?