半导体的第五个历史周期即将开始吗?“一张广为流传的图片,聚焦于半导体行业周期的判断

日期:2023-06-21 16:26:26 / 人气:121



全球半导体销量同比增速低,上一次出现在2019年6月,同比下降16.8%;随后开始一路上涨,高点出现在2022年2月,同比上涨32.4%;短暂震荡后一路走低,至2023年4月,同比下降21.6%。
如果这个半导体周期从2019年6月开始,截至2023年4月,已经过去了46个月。按照之前半导体行业42个月的周期,下一个周期已经开始了。也就是说,正常情况下,行情是上去了,但是这个同比增速看起来并没有到尽头。
霍华德·马斯克在《循环》一书中讲了一个基辛格的笑话,“有人问,‘基辛格先生,你能解释一下昨天在波斯尼亚发生了什么吗?’基辛格先生回答说:‘哦,对了,从1722年开始’。在我们的文化中,‘要看未来,就要看历史’也广为流传。
循环是一系列历史事件的连锁反应。要了解目前的情况,我们必须知道一系列历史事件的背景。
半导体全球分工的三大转变。
世界半导体产业起源于美国,经历了三次产业转移,形成了现在的产业格局。这三次产业转移对当时的半导体行业产生了深远而重大的影响。
美国半导体工业的起源大致可以追溯到1947年,贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿发明了世界上第一个晶体管,消息传出后震惊了科研界。1955年,肖克利回到家乡圣克拉拉谷,也就是后来的硅谷,创办了肖克利半导体实验室。名气之下,大量科研人才如雪片般涌入。

然而好景不长。8名感到被肖克利公司压迫的技术骨干集体离职,创办了仙童半导体公司,这是硅谷历史上最重要的半导体公司之一。
飞兆半导体是硅谷半导体的摇篮。用乔布斯的话说,“飞兆是一朵成熟的蒲公英。风一吹,创业的种子就会随风而散。”
飞兆半导体已经成为硅谷乃至全世界半导体人才的光环。上世纪80年代,一本畅销书《硅谷热》提到了这样一个例子:“1969年在桑尼维尔举行的一次半导体工程师会议上,400名与会者中只有24人从未在飞兆半导体工作过”。
这时候我们会问,为什么半导体产业创新最早出现在美国?
因为创新和研发,首要前提是要吃饱撑的。两次世界大战后,曾经的科技经济中心欧洲满目疮痍。在工业总产值的高点,美国占全球的80%。在布雷顿森林体系下,美元与黄金挂钩,能源价格极低。那是美国工人阶级的黄金时代,也是美国相对国力的历史巅峰。
1970年后,布雷顿森林体系崩溃,再加上两次石油危机,美国制造业开始外移,半导体行业也不例外。很多人把这种转移归因于日本的政策推动。核心标志是1976年3月日本政府与富士通、日立、三菱、NEC、东芝共同实施的“超大规模集成电路研究计划(VLSI)”。但这些年来,我们明白了,政策只能引导,市场的事情还是要由市场来做。这种转移的核心动力是日本家电产业的崛起。
1970年以前,半导体行业的主要需求来自于军工行业。美国军方一直是终端产品和硅谷R&D的大客户。这种需求利润率很高,但市场有限。进入70年代后,国内家电普及率基本饱和后,日本和汽车一样,开始在全球范围内以高性价比的姿态攻城略地,各种创新和进步可以说是日新月异。家用电器成为半导体行业新需求的最大来源,半导体行业的中心自然开始向日本转移,标志着日本成为世界第一的DRAM(存储器)生产国。
日本半导体产业的巅峰出现在1988年。当年,日本在世界半导体市场的份额为50.3%,而美国仅为36.8%。进入1990年后,市场份额逐年下滑,2019年市场份额萎缩至仅10%。
很多研究把日本半导体产业的衰落归结于美国的打压,标志性事件是1986年的《美日半导体协定》。然而,这只是表象。日本汽车行业面临的压力不弱于半导体行业。但为什么日本汽车行业的市场份额“做大做强,更加辉煌”而不是萎缩?
核心原因是美国变道超车。进入90年代后,美国Windows操作系统大获成功,台式电脑开始进入千家万户,半导体产业新市场重回美国。没有下游需求的支撑,日本半导体行业逐渐衰落也是大势所趋。相比较而言,燃油车已经很多年没变了,所以日系车还能延续原来的辉煌。
在台式电脑时代,日本失去了对产业链的控制,第二次产业转移也是顺理成章的结果。从1990年开始,韩国和中国台湾省开始逐步进入半导体产业链,韩国承接日本原有的DRAM业务,台湾省探索芯片代工模式,承接晶圆加工和封装测试业务。东亚的半导体产业已经从日本变成了日本、韩国、中国和台湾省。
在这十年里,虽然日本、韩国和中国台湾省在半导体产业上厮杀不断,但产业链的核心仍然掌握在美国手中。2019年,美国在世界半导体市场的份额为47%。
日本掌握了上游的光刻胶等一部分半导体设备和原材料,韩国则主导了已经成为商品的DRAM市场,台湾省开发了TSMC,成为领先的芯片代工厂。总的来说,日本的半导体产业生态比较上游,利润水平高,但市场不大;以韩国为主的DRAM市场竞争激烈,投资巨大,周期性强。至于台湾省,芯片代工行业资本支出高,归结起来就是赚钱不容易,赚大钱也不容易。

巴菲特的合伙人查理·孟格曾表达过这样的观点:“我最讨厌那些资本支出高的企业。他们把大部分的钱花在更新和维护设备上,年复一年,最后指着那堆破烂跟我说,你看,这是我赚的。”
韩国和台湾省的产业利基本质上从属于美国的半导体产业链,是美资相对放弃的环节。
上一次产业转移发生在2000年之后。2001年,中国加入世贸组织。20多年,成长为世界第一工业大国,半导体产业链开始向中国转移。这种转移从最底层的封装测试开始,延伸到芯片加工和设计,包括基础材料和设备。看起来很热闹,但是半导体产业转移到中国的规模并不大。
这三次产业转移充分说明,市场是决定半导体产业链分布的核心因素。哪里有需求,哪里就会聚集半导体产业链。
半导体工业的需求和技术进步

技术创新就像打开一个盲盒。在硅谷,在大企业的实验室里,每天都有新发明的火花闪现。但是,创新不等于手动耿自娱自乐。它需要利润,需要创造需求,需要杀手级应用。绝大多数的创新,结果都是感谢惠顾,重在参与,只有少数创新会获得大奖。
至今,世界半导体行业每10年就会有一次颠覆性的技术迭代,每3-4年就会有一个小周期。每一次技术创新都会带来需求的爆炸。成功者享受鲜花美酒,失败者伤心地离开。
最剧烈的变化发生在前两次。80年代和90年代是技术和竞争变化最大的两个时期,也是最具戏剧性和最精彩的传奇。
零:1980年及以前——半导体工业的萌芽期
1980年及以前是半导体工业的萌芽时期。这期间市场容量不大,下游主要是军工,以美国为主。有统计数据的1976年,市场规模不到36亿美元,1980年增长到98亿美元,年化增长率为28.6%。
一:1981-1990-家用电器时代
半导体市场的消费者教育由日本在20世纪80年代完成。

1976年,日本的VLSI计划开始实施,重点是先进的存储器工艺和半导体设备,最终在1984年开花结果,日本的DRAM产业进入了技术爆发期。通商产业省研制成功1M DRAM,三菱公开展出4M DRAM的关键技术,日立生产的DRAM存储器开始采用1.5微米生产工艺,把当代美国远远甩在后面。也就是在这一年,日本的半导体销售份额直接从不到10%上升到30%以上。

但半导体行业不仅仅是常见的内存和CPU,还有相对低端的微处理器、模拟电路、分立器件等等。20世纪80年代日本半导体市场的快速发展是由家电需求推动的,家电是这些低端器件的主要下游需求方。
20世纪50年代至70年代,日本家用电器迅速普及后,出现了松下、东芝和索尼等巨头。这些家电企业从80年代初开始攻城略地,走向海外市场。日系家电的高性价比让欧美家电品牌节节败退。在这个过程中,日本家电和日本半导体产业相互成就。家用电器为半导体产业提供了巨大的市场,先进的半导体产业使得日本家用电器的智能化水平与同类欧美品牌相差甚远。
由于起点低,这十年半导体行业的销量增长非常快。1980年全球半导体销售额在100亿美元左右,1990年上升到500亿美元左右,年化增长率为17.7%。
这十年也是日本半导体的亮点。1988年,日本半导体占据全球市场份额的50.3%,而美国仅为36.8%。当年全球十大半导体中有六个来自日本。美国只有德州仪器、英特尔和摩托罗拉入选,剩下一家是来自荷兰的飞利浦半导体。
以下情节是故事的内容。有一本书《芯片大战》,生动地讲述了这个故事,让人热血沸腾,叹为观止。吃瓜的人当然喜欢,但是没用。
问题的核心在于市场规模。日本虽然人口一亿多,人口规模和市场规模放在欧洲巨无霸里都很合适,但放在全球市场里就是两头在外的浅碟经济,缺乏战略纵深,全球市场其实掌握在美国手里。
简单来说,市场在哪里,谁就有权利定义行业标准。这是日本从上世纪90年代开始向科技树倾斜的主要原因。只要日本有所作为,市场就不会有所发展。
二:1991-2000年——台式电脑和互联网时代。
从90年代到2000年,美国换了一个轨迹,就是台式电脑和互联网的全球应用。
这是一个伟大的时代,也是美国的全盛时期,繁荣的巅峰。美国成为世界上唯一的超级大国,台式电脑带来了前所未有的互联网革命。全球化旗帜高扬,朝气蓬勃,自由主义翩翩起舞。
个人台式电脑早在70年代末就出现了,80年代苹果电脑成为最受欢迎的台式电脑。但是这个时候电脑只是办公设备,主要用来打印,偶尔玩简单的游戏。直到1990年5月,革命性的Windows3.0系统发布,台式电脑才正式开始进入千家万户。
如果只是一台个人电脑,最终会像跑步机一样,沦为客厅角落里的高档摆设。正巧,个人电脑为风起云涌的互联网经济奠定了基础。
1988年,原本仅限于军事和超级计算的互联网开始对外开放。1991年6月,连接互联网的个人用户首次超过学术用户,这在互联网发展史上具有里程碑意义。从那以后,互联网的增长就一发不可收拾了。
1990年,美国互联网用户不到200万,1995年增加到2000万。到2000年,美国拥有9000万用户,超过世界上所有其他国家,排名第二的日本只有2000万用户。每个用户代表至少一个终端,即个人计算机。
互联网第一次连接了整个世界,并在此基础上整合了搜索、购物、社交、娱乐等多种功能,成为全球化的深水炸弹。
互联网是20世纪最伟大的发明,它彻底改变了世界的本来面貌。
与家电相比,个人电脑的半导体含量更高,市场更大。2000年,全球半导体市场已经扩大到2000亿美元,是1990年500亿美元的3倍。这10年半导体行业销售额年增长率达到17.7%。

在此期间,随着互联网应用的蓬勃发展,美国实现了对日本半导体市场销售额的赶超。转折点发生在1993年,以美国为代表的美国超越日本成为全球最大的半导体销售市场,这也是美国互联网经济的起点。
没有这个背景,我们其实很难理解2000年美国互联网泡沫的疯狂。在过去的几百年里,全球化是少数顶尖精英的特权,互联网以极低的成本实现了这一切。以互联网为基础的新经济,从衣食住行、经济政治等各个方面,颠覆了当时的一切,改变了当时社会的面貌。
2000年全球互联网人口不到2亿,但全球人口60亿,30倍的空间!单纯用树不会升到天上来解释这个泡沫有点轻浮。
过去10年半导体行业最突出的标签是Wintel联盟,这是一个由个人电脑上的Windows操作系统和intel处理器组成的联盟,这种组合的影响延续至今。
Wintel联盟在个人电脑产业链中处于主导地位。有电脑厂商曾经很感慨地说,“卖一台电脑能赚100元,其中英特尔拿了70元,微软拿了40元。”(别管数字了),柳传志也说过:“我们生产一台电脑,就是一把大葱的利润。”
市场的力量在这个阶段得到了充分的展示。当时除了苹果、IBM、摩托罗拉的PowerPC组合,还有日本NEC的PC98系统。这套系统采用了NEC的微处理器和操作系统,但是由于日本市场小,在美国半导体联盟的压力下,它是站不住脚的。到了1999年,连NEC都不再推出该系列电脑,这也标志着日本彻底退出了个人电脑霸主地位的竞争。
产业政策是每个国家的自主选择。很多文章把现阶段的日本塑造成项羽、普罗米修斯那样的悲剧英雄,这是不必要的。无论是今天的日本、美国还是印度,你都可以制定自己的产业政策,只要你能抵制政策。
对于日本来说,这是市场不在自己手里的外向型经济必然面临的终极考验:我给你的就是你的。我不给你,你不能拿。
三:2001-2010-笔记本电脑和功能手机的时代
世界上第一台真正的笔记本电脑出现在1985年,当时IBM和东芝都有类似的产品。2000年后,台式电脑在快速普及后增速开始下滑,小巧便携的笔记本电脑成为新的增长点。
笔记本电脑和台式电脑相比,只是尺寸上的变化,主要部件和台式电脑差别不大。这一时期半导体行业的主要变化是功能手机的迅速普及。
诺基亚,一家最初主营业务是造纸的芬兰企业,成为了这个时代的宠儿。

诺基亚将使一部简单的功能手机变得有创意和强大。在诺基亚最辉煌的一年,全球售出的每两部手机中就有一部是诺基亚的。
功能手机的机制比较简单,对半导体的需求增加不多。从2001年到2010年的十年间,全球半导体销售额从2000亿美元增长到3000亿美元左右,年增长率为3.9%。
四:2011-2020-智能手机和移动互联网时代
这十年奠定了当前半导体行业的基本发展格局。
这个时代的开始归功于一个人,那就是乔布斯。他就像一束光,照亮了这个时代最初的道路。
2007年1月9日,乔布斯发布了第一代iPhone。手机发布的那一刻,被称为“两分钟改变世界”。2010年,苹果历史上最杰出的产品iPhone4发布,乔布斯于2011年去世。苹果没有乔布斯,但他的传奇一直影响着这一天。
与功能机相比,智能手机更像一台微型个人电脑。智能手机的普及,进一步将世界从PC互联网时代推向了移动互联网时代。
这带来了一个非常重要的可以改变半导体产业格局的变化,就是需求和应用创新的中心从美国转移到了中国。
单从WSTS的数据来看,从2001年开始,包括中国在内的不包括日本在内的亚太地区的半导体销量已经超过了美洲,而在2010年,不包括日本在内的亚太地区的半导体销量增长了两倍。

根据SIA的数据,自2015年起,中国已脱离亚太地区,仅次于日本,这意味着从那时起,中国一直是全球最大的半导体销售目的地。
广阔市场的自然结果是,中国市场也培育了具有国际竞争力的顶尖互联网公司。PC互联网时代,中国有阿里巴巴、腾讯、百度、JD.COM,可以说是与美国并驾齐驱。
移动互联网时代,中国以全球最多的智能手机用户引领了整个移动互联网时代的创新方向。中国“四大新发明”——“高铁、扫码支付、共享单车、网购”,其中扫码支付、共享单车是完整的移动互联网应用。
Cmnet应用被推回了互联网的发源地美国。Tik Tok和拼多多这两个被中国千千数百万互联网应用杀死的先锋,开始以传销的速度占领美国手机。
智能手机推动半导体产业规模进一步攀升。全球半导体年销售额从2010年的3000亿美元进一步跃升至4000亿美元,年增长率为4%。虽然整体增速不高,但考虑到基数,增量依然巨大。

在此期间,全球半导体产业建立了全球产业分工体系。美国负责整体设计,占据全球近50%的市场份额。日本占据上游半导体设备和高端原材料市场,韩国则专注于批量DRAM存储器市场。台湾省承担了晶圆代工环节,将劳动密集型的组装、封装和测试环节留给了中国大陆。
从这种产业分工可以看出,供给侧市场和需求侧市场存在巨大的脱节。美国位于整个美洲地区,销售份额不到25%,却占据了近一半的工业份额。日本和欧洲,整体工业份额和其销售份额基本相当。换句话说,日本的半导体产业并没有衰落,只是回到了应有的位置。
半导体行业的主要供需矛盾体现在美国、南韩和中国台湾省,除了中国大陆和中国大陆。中国约占全球半导体销量的三分之一,但供给侧行业份额只有7%,这显然是不可持续的。
今天的全球半导体行业,和90年代的全球半导体行业相比,真的是攻守兼备。美国和日本当年的情况其实是一样的。小国不卑,小国不畏强,无礼之国辱邻,贪拙之人可死。日本半导体产业份额从1988年的50.3%下降到2022年的9%,用了30多年,但美国现在应该用不了这么久。
忠诚不是绝对的,是绝对的不忠诚。信任如此,供应链更是如此。
五:2021到?-电动车?智能驾驶?AI+ VR?
站在10年的维度上,人们往往会高估短期影响。与功能机相比,智能机可以说对我们的日常生活产生了颠覆性的改变,但对下游半导体产业的拉动作用并不是特别明显。
2020年后,新科技方向的探索一直在进行。从应用端到现在的AI,硬件端有折叠屏手机,VR,MR,现在都是在原有基础上的小修小补。
目前最有可能创造新的应用领域,就是智能驾驶。任何创新都需要一个落地应用。互联网连着台式电脑,移动互联网连着手机。现在最大的码头是哪里?这是一辆汽车。
趋势非常明显。汽车通电后,就是手机电脑的放大版。
汽车可以实现智能驾驶,把人从枯燥的驾驶工作中解放出来。在这个过程中,对整个半导体产业的拉动将是指数级的,因为智能驱动需要的半导体量非常大。
目前,全球半导体销售额约为5000亿美元。如果没有新的创造性应用,它可能会在未来很长一段时间内保持这一数字。一辆汽车要实现L5级别的智能驾驶,按照目前的购买价格,一辆自行车至少需要3000美元的半导体,按照全球每年生产1亿辆汽车计算,对应3000-5000亿美元的新市场。作为世界上最大的个人消费品,汽车的年销售额只有2.5万亿美元。
半导体触底了吗?
从1976年到2022年,全球半导体行业年销售额增长率为11.7%,看似不低,但高增长阶段出现在2000年之前,也可以称为“高增长、弱周期”。2000年后,全球半导体年销售增长率回到4%左右,仅略高于全球GDP增长率,半导体行业成为典型的“低增长”

我们参考国信证券王的划分方法,将中国的基钦周期与全球半导体销量同比增速叠加,得到下图。

我们可以发现,从1995年到现在,中国一共经历了八个基钦周期,每一个周期都基本符合全球半导体行业同比增速的趋势,大部分的起点和终点都是对的。往往每个中国基钦周期的起点和终点都对应着全球半导体销售额同比的低增长率。

我们把最后两个周期拉出来,如上图。
2016年的这个周期从2016年2月开始,全球半导体市场在2016年5月触底,晚了3个月,在2019年7月结束,而全球半导体市场在2019年6月触底,只有一个月的时间。
最新的Kitchin周期于2023年1月结束,但据SIA4数据显示,全球半导体行业仍处于下行通道,但已经看到了曙光。目前中国半导体行业已经初步触底,美国半导体产能利用率也开始回升。
综上所述,如果过去近30年的历史规律有效,三个月误差还是在合理范围内。全球包括中国的半导体行业已经在底部了。如果表达乐观,那就是反弹在即。
这个结论的逻辑简单来说就是看图相当于炒股的技术分析。
我们通常看到的这种基钦旋回,背后的支撑就是天文旋回。基钦周期的背后是厄尔尼诺周期。

根据美国国家海洋与大气管理局(NOAA)的厄尔尼诺指数数据,确实存在比较明显的周期性现象。
从基本面来看,我们有必要回顾一下最近的周期。

在摩尔定律的驱动下,半导体行业的单位性能价格在下降,销售额的增长主要靠销量驱动。然而,从2019年7月开始的这波半导体周期却不同。销量增长主要是疫情导致供应链中断,下游不是消费电子而是汽车拉动。
从月度销售额来看,2019年年中,全球半导体销售额跌破350亿美元,随后出现周期性缓慢复苏。转折发生在2020年年中,从2020年下半年开始。因为疫情,高度全球化的半导体产业链突然崩溃。
典型的是汽车芯片。2021年2月,美国德克萨斯州寒流,德州仪器、恩智浦、三星、英飞凌的工厂相继停工,随后福岛地震,瑞萨电子、信越化学停产。年中台湾省遭遇旱灾,缺电。6、7月份疫情失控,被迫在家工作。铸造巨头TSMC停止生产三天。眼看台湾省疫情缓解,8月马来西亚疫情再次爆发。
2022年初,缺芯最严重的时候,全球半导体月销售额冲到了500多亿美元的高位。这种核心缺失的一个注脚是,2022年初,美国市场很难找到新车,消费者不得不转向二手车市场,导致丰田RAV4的二手车型在2021年的平均售价比2022年的新款高出近6000美元。
回顾基本面有助于我们解决一个问题,那就是这波半导体行业复苏的动力是什么?
大概率是汽车智能驾驶的升级。
从半导体近40年的历史中,我们可以发现一个规律,那就是每一次半导体产业的成长,背后一定有杀手级的下游应用。80年代是日本家电。从90年代到本世纪第一个十年,依靠的是PC互联网。在过去的十年里,是移动互联网支撑了这种增长。在这十年里,智能驾驶的概率比较大,因为汽车智能驾驶的市场足够大,当前技术诱发应用爆炸的奇点时刻即将到来。
于华伟城东最近表示,中国的L3自动驾驶标准预计将于6月底发布。在新势力推动智能驾驶最为激进的小鹏,其所在城市的NOA级XNGP预计下半年将在十几个城市发布,后续的理想和蔚来也将陆续发布自己的NOA系统,这一切都是为了迎接明年特斯拉FSD在中国的解禁。
最后,让我们回到产业政策上来,这是近几年来长期悬在中国半导体行业应用头上的问题。
2019年,华为被列入美国“实体名单”,数量逐渐增加。据相关报道,截至2023年3月28日,这份名单上共有1110家企业和实体,其中相当一部分企业属于半导体行业。
产业政策没有对错,只有利弊。
一个产业政策的出台,自然会从中受益,你也必须承担由此造成的后果。既然是初三,那就不能怪别人做了十五。
既然选择了发展页岩油,成为石油净出口国,就必然失去中东的支持。制造业回归没有错,但是制造业回归破坏了现有的国际分工,所以世界很难继续接受美元作为全球货币。
美国已占全球半导体供给侧产业市场份额的近一半,但其本土销售额不到25%。中国占全球半导体销售额的三分之一以上,但其供应端行业份额不到10%。
在美国半导体协会的“2023年事实手册”中,当谈到美国在20世纪80年代的竞争中落后于日本的历史时,文章使用了这一口径:“由于来自日本公司的激烈竞争,非法‘倾销’的影响,以及1985年至1986年的严重工业衰退,美国工业在世界范围内总共失去了19个市场份额点,它已经将全球工业市场份额的领导地位让给了日本半导体工业”。
非法倾倒被翻译成“非法倾倒”。当时美国是全球最大的市场,现在反过来了,中国是全球最大的市场。
5月22日,中国国家互联网信息办公室宣布,美光的产品不会通过网络安全审查。6月16日,美光宣布将在中国Xi安投资43亿元人民币建设封测工厂。这个世界上没有hello kitty,只有值不值得。
周期向上,其他都是浮云。"

作者:杏彩注册登录官网




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