芯片破壁者(十二.上):“大头儿子”模式下的韩国半导体

脑极体 2020-08-12

原标题:芯片破壁者(十二.上):“大头儿子”模式下的韩国半导体

随着美国第二轮制裁影响的持续,台积电等代工厂断供,“7nm及更高制程的芯片找谁造”成了中国芯片设计厂商不得不面对的问题。

有不少人就将目光投向了中国的东亚近邻——韩国三星。韩国是全球半导体设备的第二大生产国,三星更是亚太地区唯一一个拥有设计、制造和封测一体化IDM体系的厂商。

这也让不少吃瓜群众感到不可思议。要知道,韩国半导体产业的开端一般被认为是1959年,韩国金星社(LG 公司的前身)研制并生产出韩国第一台真空收音机,当时的韩国连自主生产真空管的能力都没有。而中国的南京无线电厂早在1953年,就生产出了电子管收音机,并大量投放市场。

起步比中国更晚的韩国半导体产业,究竟是什么时候变得这么强了??

除了历史积淀之外,韩国半导体在产业链中的身位也面临多方掣肘。从靠“抱美国大腿”崛起,到2019年被日本进行上游原材料制裁,独立自主层面也存在不少隐忧。

韩国总统文在寅曾在出席硅晶圆厂商MEMC韩国第二工厂竣工仪式上时,说了这样一番话——以韩国半导体产业的竞争力,若有稳定的关键零部件、新材料、技术装备供应加持,任谁都无法撼动。

其中所表达出的自豪与遗憾,正交织出今日韩国半导体的荣耀与厄境。而这一切,早在韩国进入全球半导体舞台之时,可能就早已注定。

对于今天的中国半导体产业,从韩国后来居上的成就与最新的发展态势中,会得到许多值得借鉴和思考的启示。

走向辉煌:“大头儿子”模式的崛起之路

简单来说,韩国半导体产业的发展经历了四个阶段:

第一阶段是1965~1973年,韩国作为美日企业海外生产基地的低端装配工厂时期;第二阶段是1974 ~1982年,韩国国内开启向垂直一体化IDM生产,从设计到芯片封装全流程制造的转移时期;第三阶段是1983~2012年,超大规模集成电路DRAM开发生产时期;第四阶段是2012至今,多元新业务的发展时期。

韩国半导体是如何从工业化初期阶段开始逐步锤炼出自身的竞争优势?不少业内人士已经有过很多分析,比如美国密集的技术援助、韩国政府的强力保护,以及企业自身的奋斗精神blabla……在此我们就不再拾人牙慧,而是希望从产业结构的角度,来让大家对韩国半导体产业有一个整体认知。

一般情况下,“大头儿子”现象,指的是在某些历史阶段,附加值低的中低端制造占比,远高于高技术含量的高端制造,而民营制造的发展远低于国营集团等,产业结构不合理、不均衡的现状。

而在韩国半导体的产业发展进程中,“大头儿子”现象既是成功崛起的秘诀,也是被掣肘的软肋。

从积极的一面来看,“大头儿子”至少为韩国半导体的崛起起到了三重价值:

1.奠定基础,占据身位

正如前面所说,韩国半导体产业发力较晚、技术积累不足。与此同时,半导体产业要求的技术门槛又非常高,往往需要几年甚至数十年的技术积累才能实现本质突破。而韩国半导体产业能从一片荒芜,成长为继美日之后的半导体第三大国,正是“中低端”的“大头产业效应”所带来的原始积累。

20世纪60年代中期到70年代,美国的仙童半导体(Fairchild)和摩托罗拉(Motorola)等公司开始在海外投资低价劳动力国家,来降低自身的生产成本。韩国作为“飞地”,就成为进口元器件组装的承载国之一。随后,三洋(Sanyo)和东芝(Toshiba)日本企业也将组装业务交给韩国。最夸张的时候,韩国制造的90%产品都是用于出口的,是不是有种“血汗工厂”的感觉?

不过,尽管当时韩国半导体企业只能从事简单的晶体管和IC电路组装,所依赖的材料和生产设备都必须进口,却为后续的产业发展打开了一扇窗,在外部世界市场环境变化以及国内经济受到威胁的70年代,半导体产业就成为韩国的崛起之路。

1973年,不甘于永远做代工的韩国发布了“重工业促进计划”(HCI促进计划),1975年又公布了扶持半导体产业的六年计划,准备实现电子配件及半导体生产的本土化。

具体的操作模式就是,从引进技术和从事硬件的生产、加工及服务开始,对相关技术进行消化吸收,然后研发一些技术等级简单的芯片,逐步提升自主创新能力,最终掌握高端核心技术。

比如三星就从美国Micro Technology进口3000个64K DRAM 芯片,在韩国进行装配,并购买64 K DRAM芯片设计的许可;现代公司与德州仪器公司签订代工(OEM)协议,为其组装设计技术许可,并与AT&T公司的西部电子公司建立合资企业64K和256K DRAM,积累经验;LG公司于1984年从美国Micro Technology公司等获得芯片……

从中低端制造扎实前行,循序渐进引进技术,这些都为韩国后来的产业质变打下了基础。

2.聚拢资源,重拳出击

据市场调查机构TrendForce的统计,目前全球存储器市占率当中,韩国三星电子市占率全球最高,达到43.5%,SK海力士居第二名,占比29.2%。在新冠疫情期间,三星和海力士的停工,还曾被指可能影响全球存储芯片供应,进而造成价格上涨。

从之前的文章中,我们知道日本突破美国封锁拿下了DRAM市场的话语权,权柄是如何交到韩国厂商手中的?显然与“大头儿子”模式、集中力量办大事的产业逻辑分不开。

1983年,韩国三星、金星社以及现代公司纷纷开始转型,投入到大规模集成电路(VLSI)生产时代,从装备制造转型到精密的DRAM晶片加工。

三星发表了《半导体事业新投资计划》,现代设立了现代电子公司,进入半导体产业,后改名为海力士半导体,被SK集团收购;LG集团则在1987年向存储业务领域发展。

财团们集中资源重拳出击,政府也在此时给予了头部企业强力支持。

比如将大型的航空、钢铁等巨头企业私有化,分配给大财团,并向大财团提供“特惠”措施。组织“官民一体”的DRAM共同开发项目,韩国电子通信研究所KIST联合三星、LG、现代与韩国六所大学,集中人才、资金,一起对4M DRAM进行技术攻关,政府承担了1.1亿美元研发费用的57%之多。此后16M和64M DRAM的研究开发,科研投入共计900亿韩元,政府就投资了750亿。

《经济学人》就曾在一篇1995年发表的文章中写到,韩国让庞大的资源集中于少数财团,从而快速进入资本密集型的DRAMs生产,并克服了生产初期巨大的财务损失。

政府与财团们的强强联合,让内部研发能力和外部技术资源得以快速整合,形成了韩国产业在核心基础技术上(韩国称为源泉技术)的自主开发能力,奠定在半导体产业上的优势。

3.乘胜追击,克敌制胜

站住脚跟的韩国,又是怎样打败日本半导体厂家,用日本《电波新闻》的评语来说——学生超过先生,青出于蓝而胜于蓝呢?

韩国的“大头儿子”模式,通过 “逆周期投资”,迫使 DARM 领域多数竞争企业走向负债破产,将当时第一半导体制造大国日本按在地上摩擦,再一次创造了令世人瞩目的商业奇迹。

一方面,韩国政府为企业提供优惠贷款、贸易行政、设备投资等多方面的支持,促进大企业形成规模经济和国际竞争力,得以通过“价格战”来争夺市场。

有数据显示,当时在1984-1986年间,内存卡价格从每张 4 美元暴跌至每张 30 美分,而三星内存卡的生产成本是每张 1.3 美元,也就是说,每卖出一张内存卡便亏损 1 美元。与之相比,日本就显得有些谨小慎微,纷纷大幅减产。逆周期投资的赌徒行为,让韩国厂商成功扩大了自己在DRAM市场的份额。

随后数年间,韩国通过主动发起“价格战”,成功清除了一大部分竞争对手。加上日本经济泡沫等不可抗力因素,韩国不断赶超,日本半导体厂商相继退出DRAM 市场。最终三星在1992年开发出世界第一个64M DRAM,超过日本NEC,成为世界第一大DRAM厂商。

随后2008年全球金融危机,DRAM 价格暴跌,又让三星抓住机会,将上一年的全部利润用于扩大产能,血洗DRAM市场,德国厂商奇梦达随即破产,日本尔必达也元气大伤最终被美光收购。至此,全球DRAM领域巨头只剩下三星、海力士和美光。韩国企业正式从日本手中拿过了DRAM的权柄。

在血腥的DRAM战役中,韩国厂商的胜利固然与经济形势、历史机遇不无关系,但政府对三星这类财团的大力支持,显然起到了重要的“托底”作用,才得以在市场低迷时期,依然敢于疯狂加码、逆势投资。

低端起家、财阀领头、政府打辅助,这些形成了韩国半导体产业的历史特色。其中,有些对中国半导体产业有极大的借鉴意义,所导致的一些现实问题也值得我们警醒与思考。

青山一道同云雨:韩国往事与中国故事的渊源

之所以说,中国产业界能够从韩国半导体的发展史中有所收获,主要源自三个方面:

其一,是二者所面临的历史任务,都是摆脱进口依赖,完成产业转型。

韩国半导体产业的崛起,源自于劳动密集型的重工业因为第二次石油危机的影响,受到了打击。国内开始意识到,想要在国际竞争中占据有利地位,必须发展高附加值、低能耗、高科技的“薄、小、轻产品工业”。韩国半导体的突围与腾飞就是从此开始,逐步缩小与日本竞争厂商的距离 ,最终走到了世界 DRAM 生产和开发的前列。

中国今天对于半导体产业的重要性、新型经济结构的转型升级,都已经达成了基本面的共识。但同样面对积累不足、缺乏核心技术支撑等现实问题,曾经的韩国与今日的中国却选择了不同的解决路径,也将走向不同的未来。

其二,是二者所赶上了特殊的历史机遇,在新技术背景下重新定位市场意味着无限前景。

韩国与日本在半导体行业的竞争中,主要围绕抢夺DRAM产品研发与市场份额展开。除了“价格战”这一杀手锏,韩国产业界通过DRAM芯片的技术领先,获得了弯道超车的优势,抢跑新兴领域,无疑是最关键的原因。

今天,中国所面对的半导体市场局势,显然是在摩尔定律趋向失效的背景下,寻求多元网络、智能技术、泛终端设备之间的最精准市场定位,从中寻找到消费端产品的突破机遇,或将改变半导体市场的基本盘。

其三,是二者都需要尽力规避国际局势的不确定因素,但在面对阻碍也能奋力出击。

韩国半导体在布局之初,一直试图避免与美国发生摩擦,比如将自家半导体设备主要出口到亚洲地区,而不是跟日本一样在美国本土打的昏天黑地。但产业崛起必然会引发竞争者的忌惮,比如韩国厂商进入DRAM市场时,国际贸易法规和知识产权保护条例就提出了限制,美国公司控告韩国 DRAM 厂商倾销 ,致使美国贸易协会派人来韩国调查。

中国半导体产业在动荡的国际局势间,或许失去了继续“苟”的时机,但除了迎风前行,也别无选择。

择善而从:韩国半导体的上位启示

当然,半导体行业发展至今,其技术动向已经引起了很多国家的注意。之前靠政府牵头,倾举国之力推动某个半导体环节发展的时代已经一去不复返。由市场所主导的行业竞争,就需要企业从多方面考虑,才能寻找到突破的机会,来赢得市场的青睐。

所以,在回溯历史的时候,我们也必须对一些无法复制的成功予以扬弃,保留那些历久弥新的经验教训。

从韩国半导体的上位中,会发现几个至关重要的保障:

1.长久持续的产业政策

从上世纪七十年代鼓励企业创新的HCI振兴计划,80年代解决1M到64M的DRAM芯片核心基础技术的《超大规模集成电路技术共同开发计划》,再到韩国进入第一梯队后的“BK21”及“BK21+”等人才/技术计划,以及后来21世纪为了强化竞争优势,所推出的《新一代半导体基础技术开发项目》《半导体设计人才培育项目》、2016 年“半导体希望基金”、2018年半导体研发国家政策计划……

在历史上,韩国政府也曾遇到过因国际局势冲突而改变政策的情况。比如80年代初期韩国对美国的贸易从逆差转为顺差,就引发了美国要求韩国取消对特别产业的优惠政策、开放市场等要求;内部政权更迭期间,为了确保高新技术产业和大型企业的发展,也允许韩国企业从海外金融机构融资。

可以说,在不同的国际局势和产业环境中,即使韩国成为半导体强国以后,政府也一直在用政策和资金引领着产业发展的大方向,是名副其实的掌舵人。一以贯之的政策扶持与国家意志,成为韩国半导体企业能够不断发展、持续稳定投入的前提。

2.独立自主的产业目标

如果说早些时候韩国半导体的中高低端产业结构还存在“大头儿子”问题,那么发展到后期,韩国基本已经形成了一体化、全产业链发展的模式。

这种局面的出现,与韩国一开始就专注于独立自主的研发与产业发展目标不无关系。

1974年三星半导体前身成立,就收购了一家由回国留学生创立的垂直一体化企业,具备了晶体管、电子手表用芯片等非存储器产品的一体化生产能力。

随后的1982年,韩国政府也出台了国内半导体产业扶持计划,要求国内民用消费电子产品需求和生产设备完成进口替代,实现完整的国内自给自足的目标。在产业制度上,也原则上不鼓励合资政策,防止太依赖于国外的技术。

国产化替代的目标,让韩国半导体内需市场进入成长期,也鼓励了许多企业进入半导体产业,通过设计、制造、加工、封装、运输等每个环节都精细分工,从而建构起了完整的产业链条。

比如以三星电子和SK海力士为龙头,背后有两万多家大中小型配套企业,数量庞大的企业涌现,催生出了龙仁、水原、华城、利川等多个半导体产业城市群,也确保了韩国半导体的快速发展。

可以看到的是,今天中国尽管在某些领域,比如芯片设计、芯片制造、封装等的一些环节能够达到国际一流水平,但生产设备、基础材料、IC制造等完整环节布局以及整体质量,都是存在缺位的。

3.内外夹攻的人才网罗

一个正确的废话是“半导体产业最后都是人才的战争”。要保持技术快速发展、更新甚至弯道超车,人才的储备与引进就至关重要了。道理大家都懂,但具体怎么做呢?

韩国在半导体研发中,从上世纪开始就充分利用了与旅美科学家、工程师的联系,从他们那里拿到了专利授权乃至产业情报,快速获得了技术发展所需的显性与隐性知识。政府提供住宅 、汽车、高薪等优厚待遇吸引在海外获得学位的人才,许多曾在欧美国家留学的韩国学子也陆续回国,进入国立研究机关,以及三星、SK 海力士这些半导体大企业。

本世纪甚至还试图与“亡国灭种”之仇的日本半导体产业握手言和、搞共同研发。

除了加强外部合作,韩国在国内人才培养上,从1999年就通过“BK21”计划,对 580 所大学或研究所发起了专项支持,由此掀起了一场半导体专业热,后来为半导体企业输送了大批技术人才。

当然,目前中国面临的人才困境更加急迫,依靠海外并购、合作、引入人才的方式难度也日益加大。比如福建宏芯投资基金收购德国芯片制造商爱思强公司的许可,就被德国经济部撤回而失败、美国仙童也迫于 CFIUS 压力拒绝华润微电子和北京清芯华创联合收购要约等等等。

这种局面下,推动产学研融合,向更底层人才培养体系中渗透,或许需要拿出十年树人的决心与耐心。

看到这里,大家可能会觉得,韩国“大头儿子”模式似乎发展的还不错。那么,可能有必要来继续聊聊韩国半导体的“月之暗面”。

重工业的根基、国家政策的倾斜、韩国社会文化的倾覆,最后导致国家财富和产业升级的未来都集中在几十家“财阀”手中。韩国最初DRAM生产的涉足者,就是韩国国内最大的四个“财阀"三星、现代、大宇、金星。

“集中力量办大事”让韩国半导体快速集结力量、开始腾飞。同时也额伴随着许多问题:比如由于政府的过度支持,大企业始终能迅速成长,吞噬了中小企业的成长和创新力;家族财阀垄断市场,甚至可以直接影响政策制定,过度强调商业效益,对上游技术、基础研发等兴趣缺缺等。

这也就让今日的韩国半导体巨人,一半强大,一半晃动。“大头模式”是如何让韩国半导体走进“灯下黑”的?为什么日本一出手加强对韩材料管制,韩国立马“冷抖哭”?始终无法穿越“死亡谷”的韩国半导体又有哪些前车之鉴?我们下篇继续聊。

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