市場調(diào)研機構Strategy Analytics最新完成的一份調(diào)查報告顯示,2017年,在全球基帶芯片和智能手機應用處理器市場,美國半導體廠商高通分別占據(jù)了53%和42%的占有率,繼續(xù)穩(wěn)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(xù)在2019年及以后的市場中保持領先地位。
高通的強勢只是美國半導體產(chǎn)業(yè)領導地位的一個例證。半導體行業(yè)研究機構IC Insights 5月更新的數(shù)據(jù)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,美國占據(jù)8席。2017年,北美地區(qū)半導體廠商合計占據(jù)了全球半導體市場49%的份額。
此外,同其他地區(qū)廠商多專注細分領域或代工業(yè)務不同,美國廠商幾乎可以生產(chǎn)半導體產(chǎn)品的全部種類,并且在設備、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(yè)分別位列第一、第三、第五和第八位。
盡管美國半導體產(chǎn)業(yè)有著其他地區(qū)無法復制的一大優(yōu)勢——集成電路產(chǎn)業(yè)誕生于美國,產(chǎn)業(yè)重要的技術突破和變革也大都始于美國,但美國在科技產(chǎn)業(yè)生態(tài)、政府政策作用和人才培養(yǎng)方面的得失依然值得探究。
硅谷和集成電路產(chǎn)業(yè)的崛起
在被問及美國集成電路產(chǎn)業(yè)的成功因素時,一位美國半導體從業(yè)者有些困惑:集成電路誕生在美國,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(xié)會(CASPA)理事繆英妤對21世紀經(jīng)濟報道記者表示,集成電路產(chǎn)業(yè)起步于美國,并隨著美國經(jīng)濟在二戰(zhàn)后的騰飛同步發(fā)展,探究美國半導體產(chǎn)業(yè)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制造出了首個晶體管,三人因此分享了1956年度的諾貝爾物理學獎。隨后,肖克利離開貝爾實驗室,來到如今的硅谷建立了肖克利實驗室。慕名而來投奔肖克利的才俊中,就有后來的仙童公司的八位聯(lián)合創(chuàng)始人。
1957年,八人出走創(chuàng)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,這一稱呼就成為了硅谷乃至美國科技產(chǎn)業(yè)的傳奇?!芭涯妗钡膭?chuàng)業(yè)精神影響了幾代硅谷企業(yè)家、科學家。
1958年,德州儀器的基比爾(Jack Kilby)制造出了第一塊集成電路,但因未能找到合適的硅晶體,他的器件使用了鍺。仙童半導體隨后很快實現(xiàn)了突破,“八叛徒”之一的諾伊斯(Robert Noyce)在1959年提交了用硅平面工藝制作集成電路的專利申請,并在1961年3月生產(chǎn)出了第一塊基于硅的集成電路。集成電路產(chǎn)業(yè)正式拉開了序幕。
1968年,“八叛徒”中最后離開仙童的摩爾(Gordon Moore)和諾伊斯也自立門戶創(chuàng)立了迄今為止全球最成功的半導體企業(yè)英特爾。
1971年,Electronic News記者Don Hoefler首次以“硅谷”為題發(fā)表了對舊金山灣區(qū)計算機芯片公司的系列報道,硅谷由此得名。其中的“硅”字便是源于該地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)所使用的硅原料。
經(jīng)濟科技優(yōu)勢支撐
市場調(diào)研機構Strategy Analytics RF和無線組件研究服務總監(jiān)Chris Taylor對21世紀經(jīng)濟報道記者指出,美國強大的經(jīng)濟基礎是其半導體產(chǎn)業(yè)的核心優(yōu)勢之一。美國經(jīng)濟在19世紀和20世紀實現(xiàn)了強勁增長,在擴大就業(yè)的同時激發(fā)了對科技產(chǎn)業(yè)的投資。
近日發(fā)布的瑪麗·米克爾2018年互聯(lián)網(wǎng)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、谷歌、Facebook、Netflix以及eBay+PayPal等7家美國企業(yè)。這為美國半導體產(chǎn)業(yè)提供了包含終端應用、品牌與軟件的完整的生態(tài)體系。
集邦咨詢墣產(chǎn)業(yè)研究院研究經(jīng)理林建宏對21世紀經(jīng)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(chǎn)業(yè)長期居于領導地位的主要因素之一。
“微軟與英特爾占據(jù)著PC市場,谷歌的安卓與蘋果的iOS引領著智能手機。在制造端,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(chuàng)新環(huán)境?!彼硎?。
華美半導體協(xié)會(CASPA)理事繆英妤還指出,美國半導體產(chǎn)業(yè)早期發(fā)展的先驅者中,很多都是第一代的歐洲移民。“二戰(zhàn)之后,很多非常優(yōu)秀的科學家都來到了美國尋找機會。”她說。“晶體管之父”肖克利就出生于英國,后遷往美國加州。
在林建宏看來,半導體產(chǎn)業(yè)僅是科技產(chǎn)業(yè)中的一環(huán),美國擁有完善的科研與創(chuàng)新體系,并吸引著全球的人才聚集,這對于維持科研領域的領導地位至關重要。
政府積極介入:
研發(fā)支持、政策指引
在集成電路產(chǎn)業(yè)成長的早期,美國政府就已在其中發(fā)揮著重要作用。早在二戰(zhàn)之前,美國軍方就有著為科研提供資金的傳統(tǒng),以用于飛機、雷達、核工業(yè)等領域的研發(fā)。
“國家科學基金(NSF)每年提供約70億美元的支持,用于支持高校的基礎物理科學和數(shù)學研究。美國衛(wèi)生研究院(NIH)為基礎醫(yī)學研究提供資金。國防部先進研究項目局(DARPA)則為企業(yè)具有軍用潛力的研究提供支持,例如計算機網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)項目?!盩aylor指出了三家對半導體產(chǎn)業(yè)基礎起到重要支持作用的機構。
繆英妤則指出,美國政府對半導體產(chǎn)業(yè)最直接的推動,除提供資金支持研發(fā)外,還扮演了重要的采購方角色,國防和航空航天研究為半導體產(chǎn)業(yè)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(yè)正是依靠軍方的支持存活了下來,從而為日后的集成電路產(chǎn)業(yè)打下了基礎。
政策指引方面,美國政府僅在近年就采取了多項行動。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(chǎn)業(yè)政策。隨后,美國國會研究服務中心和總統(tǒng)科技顧問委員會先后在2016年、2017年發(fā)布了《美國半導體制造:行業(yè)趨勢、國際競爭與聯(lián)邦政策》和《持續(xù)鞏固美國半導體產(chǎn)業(yè)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(jiān)Sravan Kundojjala對21世紀經(jīng)濟報道記者表示,半導體產(chǎn)業(yè)如今已成為美國政府“嚴密保護”的一項產(chǎn)業(yè)?!敖陙?,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(chǎn)業(yè)的核心領域,并希望保持領導地位。”
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。此后流出的一封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(yōu)勢。
“不過,目前幾乎所有的美國半導體企業(yè)都在全球有所布局,更重要的是他們也都和中國存在業(yè)務聯(lián)系?!?Kundojjala表示,“大部分美國公司的成功更多還是取決于成功的產(chǎn)品和市場策略?!?/span>
人才頻繁流動
產(chǎn)業(yè)遍地開花
回顧美國半導體企業(yè)的歷史,一個有趣的發(fā)現(xiàn)是新興公司往往能夠迅速崛起,并推動著半導體產(chǎn)業(yè)在技術領域的進步。在John Orton看來,這與美國科技產(chǎn)業(yè)的另一大特征有著聯(lián)系:人才在不同公司之間頻繁的流動。
公益組織Endeavor曾于2014年發(fā)布的一項調(diào)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、谷歌、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(lián)合創(chuàng)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(yè)知識和技術能夠快速地在產(chǎn)業(yè)中實現(xiàn)擴散,這與歐洲和日本相對穩(wěn)定的環(huán)境非常不同。
新興公司推動著技術革新是美國半導體產(chǎn)業(yè)生命力的重要體現(xiàn),這一特征得到了傳承。20世紀80、90年代,又一批后起的美國廠商乘著Fabless模式興起和信息時代(互聯(lián)網(wǎng)和移動網(wǎng)絡興起)來臨之風,在迅速崛起的同時為美國半導體產(chǎn)業(yè)開辟著新的疆土,高通和英偉達即是最典型的代表之一。
“對我們而言,F(xiàn)abless模式已被證明是非常成功的?!备咄ü疽晃话l(fā)言人6月1日接受21世紀經(jīng)濟報道記者采訪時表示,“這允許我們可以不對設備等進行前期投資,更靈活地專注于更核心、基礎的研發(fā)層面,并讓更樂于且擅長芯片生產(chǎn)的廠商從事生產(chǎn)?!?/span>
如今,在5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)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(nèi)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(jīng)將其主要面向個人客戶的業(yè)務模式重整為面向AI、自動駕駛和數(shù)據(jù)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(xù)至5G,還對AI、VR和AR相關技術進行投資?!?/span>
“5G是在為其他所有相關的產(chǎn)業(yè)打開一扇門?!备咄ü景l(fā)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(chǎn)業(yè)參與進來,告知我們其需求,一同來定義5G的功能?!?/span>
不過,盡管美國已是世界上最接近擁有半導體全產(chǎn)業(yè)鏈的國家,但在光刻機領域美國企業(yè)依然缺席,主要的DRAM生產(chǎn)工廠也不在美國?!澳壳皼]有單一國家擁有完整的供應鏈?!?林建宏表示,“半導體產(chǎn)業(yè)有高度的專業(yè)分工,但在各個子系統(tǒng)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(chǎn)業(yè)保持領先地位的重要因素,尤其是美國強調(diào)基礎科學、技術、工程和數(shù)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(zhàn):相較于人才培養(yǎng)周期較長的半導體領域,新興的互聯(lián)網(wǎng)、軟件等領域無論在人才培養(yǎng)周期還是收入層面,似乎都更有吸引力。