中国技术与创新 | 半导体自主将可支持科技发展，但存在产能过剩的风险

根据半导体行业协会的数据，中国是全球最大的半导体消费市场，占2020年需求的35%。但是，其供应量仅占全球半导体收入的5%，远远落后于美国、韩国和中国台湾(图表1)。在当前的全球环境中，地缘政治战略考虑正日益凌驾于商业因素，此外，随着全球经济开始从疫情引发的经济危机中复苏，全球半导体短缺正在加剧，在这样的情况下，半导体供需不匹配的问题已变得非常突出。中美关系持续紧张也表明这种不匹配已成为中国具有战略意义的行业面临的供应端风险。因此，中国日益重视半导体产业的发展，目标是到2025年实现半导体自给率达到70%，而目前自给率估计为10%-30%¹。

图表1

半导体是许多产业的重要生产材料，包括消费电子、汽车、5G设备、人工智能、军事和航空航天设备(图表2)²。若半导体供应短缺导致工业生产下降、价格上涨和商品质量下降，将对多个行业的企业产生负面信用影响。半导体长期短缺将对科技进步和生产力增长构成风险，并可能降低经济和地缘政治竞争力，这对中国主权具有负面信用影响。

图表2

对于中国，半导体供应长期短缺可能会对经济带来重大影响。2020年，电信、电脑、汽车、医疗保健和农业设备等半导体相关产业占全国工业销售总额的43%以上。如果不显著提升成熟度较高半导体的生产，中国与主要半导体生产国之间的技术差距将会扩大，这将制约中国在机器人、数据中心、物联网、自动化和机器人等产业的竞争力(图表3)。

图表3

由于美国在集成电路设计、制造设备和和集成器件制造市场上处于领先地位，因此该国主导了全球半导体的供应(占全球供应量的47%)。中国占美国半导体销售额的37%。根据半导体行业协会的数据，全球第二大半导体生产国是韩国，占全球供应量的20%，其次是欧盟，占10%。

2018年，美国开始限制向中国供应用于5G、人工智能和超级计算机的高端半导体。该政策将根据美国《创新与竞争法案》(US Innovation and Competition Act)继续实施，该法案已在参议院获得通过，目前正等待众议院的批准。美国的限制措施已导致美国对中国半导体出口额下降，从2017年下半年的34.1亿美元累计降至2018年上半年的30.7亿美元。

美国限制向中国供应某些半导体零部件和设备导致中国企业的收入和市场份额下降。例如，由于美国限制向华为技术有限公司供应由美国制造商设计或制造的芯片，华为在全球移动电信市场的份额从2019年第三季度的18%降至2021年第一季度的4%。在此之前，华为是全球第二大智能手机制造商(仅次于三星)，但目前已经跌出前五名。对于中国最大半导体生产商之一的中芯国际集成电路制造有限公司(中芯国际，Baa3/稳定)，美国限制向该公司供应制造某类芯片的设备后，该公司的先进半导体产能可能会受到制约。若中芯国际在该领域无法赶上市场领导者，其长期竞争力将受到损害。

根据半导体行业协会的预测，中国仍将是全球最大的电子设备和系统的消费国和生产国，因此也是全球半导体行业中先进设备制造的主要原料的最大消费国。然而，如果国内产能不能实现跨越式发展，供需失衡的情况将威胁中国的竞争力，并减缓其在科技主导的全球经济中的发展。

中国提高国内半导体产能的计划对中国主权的短期信用风险较低，因为虽然政府牵头对半导体产业进行大量投资和资金投入，但与中国整体GDP相比，政府的财政支持相对较小。从长远来看，我们预计该计划将可支持主权信用质量。因为半导体行业的技术进步将有助于提高生产力并提升中国在价值链中的地位，同时在更加敌对的地缘政治环境中缓解具有战略意义的行业面临的供应端风险，进而将支持经济增长。

与此同时，该战略可能会带来短期和长期风险。短期而言，与任何进口替代战略一样，大力激进的推动半导体自主可能会对半导体的成本和质量产生负面影响，进而对依赖这些零部件的中国企业带来风险。而从长期来看，激进的投资战略可能导致某些行业的过度投资周期延续，这种情况已使得资本和信贷错配，进而削弱中国潜在的经济增长。如果半导体行业反复出现过度投资周期，则可能会对经济增长潜力产生负面影响，从而不利于主权信用质量。

中国政府对科技发展的财政支持已反映在近期的“十四五”规划中。这也是“双循环”战略的重要组成部分。相关的财政支持还包括承诺在基础研究十年行动计划的支持下，2025年将基础研究经费投入占政府研发经费总额比重从2019年的6%提高到8%以上。

中国已成功在发电、高铁、汽车、电信和航空航天等其他技术领域建立其自身实力，为产业升级和生产力增长提供了支持。对于半导体行业的具体支持方面，政府计划进行直接注资，提供优惠的税收待遇和信贷便利，营造良好的监管环境，推动采用国产半导体技术和产品。

中国对半导体的投资主要由政府主导和支持。国家集成电路产业投资基金一期总投资规模达到160亿美元左右，是国内目前单期规模最大的基金³，出资方包括财政部(36%)、国开金融有限责任公司(22%)以及其他国有或国家支持的金融和非金融企业(42%)⁴。大基金二期的规模将达到300亿美元⁵。该基金的总投资规模预计将超过2,000亿美元，其中包括中央、地方政府和民间资金投入⁶。半导体行业协会也估测未来10年中国政府对半导体的支持总额将至少达到1,000亿美元。因此未来10年半导体行业的总投资规模可能约为每年GDP的0.1%至0.2%。

美国和欧盟也进行了类似的投资。例如，“美国就业计划”已为未来10年美国建立半导体和其他先进技术的国内产能以及基础研发预留约4,800亿美元资金，每年约占GDP的0.3%。与此同时，欧盟计划在未来10年内为半导体投资投入超过1,500亿美元，相当于每年GDP的0.1%，争取到2030年使其芯片产量占全球产量的比例翻一番，达到20%。⁷

中国的半导体自主目标可能会导致国内半导体产业快速扩张、过度投资和产能过剩。

过去几年政府对其他行业的投资导致了产能过剩问题。例如全球金融危机后，中国政府推出人民币4万亿元的财政刺激措施导致钢铁和水泥行业产能严重过剩，也导致这些行业的国企杠杆率高以及银行业坏账增加。2010年代初，全球对太阳能光伏设备的巨大需求以及国内监管宽松导致中国太阳能行业非理性扩张。这种情况导致国内太阳能行业产能过剩、价格下跌、利润暴跌，进而导致杠杆率提高和破产。

某些行业反复出现过度投资周期可能会导致投资效率低下，随着时间的推移会因为资本信贷错配而损害经济体的长期潜在增长，这对多个行业以及最终对中国主权都有负面影响。

政府对半导体产业的投资计划可能会加剧竞争，导致某些类型的半导体产能过剩，成熟度较低的产品更是首当其冲。产能过剩是制造阶段的一个特殊风险，原因是半导体制造厂的建立需要大量资本支出，而且生产计划和技术提升需要大量时间。新技术开发和供应链中断也会带来风险。例如低成熟度半导体的全球市场曾经出现产能过剩。2018年，储存芯片需求低于预期，加上全球芯片制造商大量增加供应，导致个人电脑和手机的储存芯片价格下跌。

正如上文所述，美国和欧盟计划在未来10年对半导体进行大规模投资。此外，三星计划到2030年在逻辑芯片和晶圆代工领域共投资1,500亿美元左右，而台积电计划在2021-23年内投资1,000亿美元扩大产能。

中国的参与正加剧这场全球投资竞赛。科技媒体TechNode的研究显示，2020年中国对半导体行业的投资规模大幅增至352亿美元，年增长率为407%。国际数据公司(IDC)和彭博的数据显示，2020年至2022年中国半导体总产能将增长12%，其中晶圆代工产能将增长16%，存储芯片产能将增长11%。服务于全球电子制造和设计供应链的行业协会SEMI的数据显示，到2024年全球将至少新增38个12寸晶圆厂，届时12寸晶圆厂总数将达到161座，其中一半位于中国大陆或中国台湾，而晶圆厂月产能将有望达到720万片，较2019年增长30%以上，用于制造逻辑IC、MCU和电力设备芯片。

大基金一期的投资规模中，一半以上的投资方向是晶圆制造⁸。其重点是投建12寸晶圆生产线，聚焦规模化生产技术(28纳米芯片)和更先进技术(更小芯片)。不过这需要庞大的资本支出：根据第三方研究机构以赛亚调研(Isaiah Research)，采用规模化生产技术(例如每月50,000片晶圆)的12寸晶圆生产线的资本支出为30-50亿美元，采用更先进技术的资本支出更达到100亿美元。

但是，半导体产能建设所需的资本支出庞大，初期投资回报可能较低，尤其是成熟度较高的产品。考虑到这些技术挑战，中国政府必须为半导体企业提供可持续和强有力的支持，以弥补巨额资本支出和多年的潜在财务损失。此外还需要可持续的财务模式来鼓励国企和民企进行长期投资，而同时避免对生产商和投资者产生短期财务风险。

近期紫光集团违约突显了政府对高科技企业的财务稳健性提供支持的重要性。紫光集团是持有长江存储并专注芯片设计的著名民营高科技企业，曾获得政府大力支持，但后来被迫在中国破产法下进行重组。其财务危机源于公司大举进军资本密集型的芯片行业。对于此类激进扩张，但在波动的半导体行业中仍无法维持自身财务能力的企业，政府的支持已变得有选择性。

此外，中国半导体自主战略促进了进口替代，这可能会导致资源效率低下和资本配置不当，从而令生产力和经济体的潜在增长下降。

中国的半导体产业发展计划对市场地位强劲和财务状况稳健的大型企业带来的信用风险有限，原因是半导体对中国的战略重要性将有助于这些企业获得足够的政府支持和融资渠道，从而限制资本支出增加或产能过剩对其资产负债表的负面压力。

例如，虽然中芯国际的资本支出大幅增加(2020年增长182%，达到53亿美元)，但该公司的财务状况依然强劲。2020年该公司的收入较2019年增长25.4%，达到39.1亿美元，这得益于智能手机和智能家居等领域的强劲增长，以及产品结构改善带来的平均售价提升。其调整后EBITDA利润率从2019年的39.6%提高到2020年的45.9%，主要是由于产能利用率上升令毛利润率改善以及产品结构改善令平均售价上升，此外支出控制措施改善也令支出收入比下降。半导体产业对中国的战略重要性不断提升、政府的大力支持，以及公司在下行周期时仍维持流动性和资本结构稳定等因素，将有助于中芯国际在激烈的市场竞争中确立自身地位，并维持良好的信用质量。

但与实力较强的同业相比，政府支持较少的国内中小型民营半导体生产商可能会面临较高的信用风险，原因是在中期而言，成熟度较低的半导体行业可能出现产能过剩。根据清华大学的估计，2015到2020年，受强劲需求和政府支持半导体发展的计划推动，中国半导体生产商的数量翻了一番，达到2,218家。新增的半导体生产商包括大量中小型民营芯片制造商，其所处行业技术壁垒较少。潜在的产能过剩可能会使这些中小企业面临价格波动较高、利润率较低和运营效率低下的风险。如果没有强有力的政府和融资支持，这些企业将面临再融资风险，原因是此类企业可能在初始投资阶段积累大量债务负担。

但是，短期内半导体行业强劲的增长前景将可支持行业中多数国内企业的收入增长。由55家半导体企业组成的世界半导体贸易统计局最近估算，2021年和2022年全球半导体销售额将可能分别增长19.7%和8.8%，而2021年和2022年存储芯片销售增速可能分别达到31.7%和17.4%。根据半导体行业协会的数据，2020年全球半导体销售额达到4,390亿美元，较2019年增长6.5%。地区方面，中国仍然是全球最大的半导体市场，2020年总销售额为1,517亿美元，同比增长5.0%。

如果持续的资金和充足的政策支持能够成功帮助中国企业克服技术短缺，则中国企业可增强其全球竞争力，获得更大的市场份额，这具有长期正面的信用影响。

随着时间的推移，中国半导体产能的发展可能会加大某些全球制造商的竞争风险。考虑到半导体生产的复杂性，单一地区的垂直整合不符合成本效益。因此，全球主要生产商之间存在密切的相互依存关系，较高的双边贸易流表明了这一点(图表5)。中国是其他地区生产商的半导体产品的重要提供方，并在2020年成为中国台湾、韩国和欧盟半导体生产原料的最大单一来源地。

中国半导体产量增加可能会令产能过剩的相关风险(例如价格低迷)蔓延到其他地区的生产商，半导体供应链的相互关联性成为风险蔓延途径。市场份额和利润率可能下降将加大这些全球企业的信用压力。

图表5

正如以上所述，过去10年中国在半导体生产的设计和测试市场以及在较大面积芯片的制造市场中的份额逐渐增加。例如中芯国际和长电科技的竞争力日益提高。根据市场情报服务公司TrendForce的数据，中芯国际在制造市场的收入份额从2019年的4.3%增至2021年第一季度的5%，长电科技在OSAT市场的收入份额从一年前的13.8%增至2021年第一季度的14.4%。

但考虑到中国企业填补技术空白所需的时间和资源，即使是在中长期，中国企业也不太可能会对台积电和三星等生产更小、更先进芯片的领先生产商构成太大的竞争。

例如，台积电和三星主导了全球最小芯片(7纳米和5纳米)的供应。与这两家全球领先的企业相比，中国企业的半导体生产至少落后一代，这意味着中国至少需要3-5年才能大规模生产先进芯片。

同样在DRAM和NAND存储芯片市场，中国企业不太可能对三星电子有限公司(Aa3/稳定)、SK Hynix Inc.(Baa2/评级观察)、美光科技公司(Baa3/稳定)和铠侠(Kioxia)等全球领先企业构成短期竞争风险。新增的半导体生产商难以打入DRAM市场，原因是市场领导者已拥有该市场的工艺知识产权。国内领先的长鑫储存技术到2020年才开始大规模生产19纳米DRAM，落后于三星2-3年。在技术比DRAM相对较新的NAND市场，中国可以缩小差距。根据长江存储的新闻稿，该公司已发布128层3D NAND闪存芯片⁹。如果长江存储能够大规模生产，与美光美光、三星和SK Hynix的差距可能会有所缩小。

但是，政府牵头的大规模投资短期内不太可能使得成熟度较高的半导体出现重大的技术进步或产能过剩，因为中国需要几年时间才能建立成熟度较高半导体的规模化生产能力。对中国获得先进技术和设备的限制也将进一步加大中国生产商的困难。