關于中國芯片研發(fā)投入和收入對比分析

日前，大連理工大學管理與經濟學部發(fā)表了《中國科研經費報告（2018）》。據報告披露，在2017年，中國全社會研發(fā)經費達到了1.7萬億元，自2012年超越日本業(yè)成為全球第二研發(fā)大國之后，中國繼續(xù)拉大與第三名的差距。但從下圖我們可以看到，中國與美國相比，研發(fā)投入差距依然明顯。報告中指出，2017年，中國的科研經費投入僅為美國的44%。如果僅從圖中的趨勢走勢來看，中美之間的研發(fā)經費投入差距似乎并沒有縮小。

中國與主要國家的研發(fā)經費支出規(guī)模增長比較（2000到2016年）

從報告中，我們發(fā)現了一個重要的點，那就是以2016年的數據計算，中國企業(yè)研發(fā)經費總額為12144億元，占中國研發(fā)經費總額的78%。而華為一家所占的經費就高達825.68 億元，占中國企業(yè)研發(fā)經費的7%，超過中國全部境外上市企業(yè)的研發(fā)支出。在華為本身來看，當年他們的收入為5216億元，研發(fā)占營收比重也到達15.8%。這也促使華為成為了唯一一家入選全球企業(yè)研究經費20強的國內企業(yè)。而在這些研發(fā)的投入下，華為無論是芯片業(yè)務、基礎設施業(yè)務，或者是終端業(yè)務，都全面開花。但這依然落后于擁有差不多產品線的三星，也排在單純的半導體供應商英特爾之后。

全球企業(yè)研發(fā)經費前20強的中國企業(yè)

回顧過去兩年的產業(yè)發(fā)展，自去年的“中興事件”以來，國內對本土集成電路產業(yè)的反思進入了前所未有的高度，產業(yè)各界的人士也紛紛從技術、人才和政策等多個方面對中國集成電路進行拷問。但眾所周知，研發(fā)投入對一個集成電路企業(yè)的成長尤為關鍵。

因為集成電路產業(yè)本身的特殊性，如果沒有大量的投入，就很難積累本身的領先優(yōu)勢。為此，筆者準備從國內與國外差距較大的設備、芯片設計和晶圓代工三方面入手，試圖從研發(fā)角度，對比中國集成電路產業(yè)鏈，與全球產業(yè)鏈領先者的差距。

設備篇

根據申萬宏源的報告，半導體設備是集成電路產業(yè)鏈最重要的一本，其價值約占半導體產業(yè)鏈總值的80%，但我國設備普遍國產化率很低。根據他們的統計顯示，如光刻機、離子注入設備、氧化擴散設備國產化率均低于 10%，刻蝕機約10%，CVD/PVD 設備約 10%~15%，封測設備國產化率普遍小于 20%。產品供應主要被應用材料、泛林、東電、ASML和科天等廠商占有。

他們能獲得這樣的地位，與他們一直以來堅持的高投入研發(fā)有關。

首先看應用材料，據東吳證券的統計顯示，應用材料過去幾年一直保持比較高的研發(fā)投入，近幾年的研發(fā)投入更是屢創(chuàng)新高，每年投入研發(fā)的資金軍超過十億美元，公司說擁有的專利也超過11900項，那就意味著公司每天要申請四個以上的專利。

應用材料過去幾年的研發(fā)支出和營收占比

再看ASML，作為說專注領域的絕對龍頭，ASML在研發(fā)上的投入也是驚人的以他們近年攻克的EUV光刻機為例。從1999到2016年，公司每年的研發(fā)投入都超過10%，最低投入也超過2.3億歐元，進入最近幾年的投入更是突破了10億歐元。從下圖我們也可以看到，即使是收入暴跌的2009年，公司依然是保持之前的研發(fā)投入，而隨著應收的額提升，公司的研發(fā)投入也相應提升。這種持之以恒的投入幫助他們坐穩(wěn)了光刻機龍頭的位置。

ASML從1999到2016年的營收和研發(fā)數據

作為對比，我們看一下這個過程中被ASML遠遠拋離的尼康和佳能，據西南證券的統計，他們的研發(fā)支出與ASML相對比，差距相當明顯，從他們當前的現狀，就堅定了我們只有持續(xù)不斷的投入，才能成就巨頭的決心。

ASML、Nikon 和 Canon 研發(fā)支出比較

我們看一下國內半導體設備龍頭北方華創(chuàng)的表現。

根據東吳證券，在2013到2016年，北方華創(chuàng)的研發(fā)投入整體攀升，在2016年的研發(fā)投入更是高達46.72%，正是在這樣的高投入的情況下，北方華創(chuàng)獲得了不錯的成績。東吳證券指出，北方華創(chuàng)已經具備 8 英寸半導體設備系列產品的市場供應能力，產品包括多晶硅刻蝕機、高深寬比硅刻蝕機、氧化硅刻蝕機、金屬刻蝕機、PECVD、LPCVD、立式氧化爐、臥式擴散爐、單片清洗機及全自動槽式清洗機等工藝設備；2017 年，北方華創(chuàng)自主研發(fā)的 12 英寸立式氧化爐也已經投入產線；在刻蝕機領域，硅刻蝕機研發(fā)已經步入 7nm 制點，14nm 的設備已進入中芯國際的產線驗證；金屬刻蝕機方面已研發(fā)出國內首臺適用于 8 英寸晶圓的設備，并也進入中芯國際產線。

2013-2016 北方華創(chuàng)研發(fā)支出及其占收入比

雖然已經取得不錯的成績，但是我們也應該看到，因為投入的資金數額比較少，只有數億人民幣一年，與應用材料這些領先廠商差距巨大，這就使得國內的半導體設備在追趕這些領先廠商方面，顯得尤為艱難。

芯片設計篇

近年來，由于華為的進步，尤其是麒麟系列芯片走上國際舞臺與高通競爭，這讓國內很多人對國內芯片產業(yè)抱有很多的信心，但正如很多業(yè)內朋友說的一樣，國內的芯片設計產業(yè)，除了華為，其他廠商的投入與國際大廠相比，差距較大。

根據ICinsights的統計顯示，2017年排名前10位的廠商總支出增加至359億美元，當中有高通、博通、聯發(fā)科和英偉達四家無晶圓廠，TSMC一家晶圓廠和英特爾、三星、東芝、美光和SK海力士五家IDM。其中，英特爾以超過130億美元的美元的研發(fā)投入位居榜首，研發(fā)支出占銷售額的百分比為21．2％，高于2010年的16．4％和1995年的9．3％。這主要因為英特爾作為摩爾定律的堅定追隨者，一直在推進制程工藝的前進，往10nm之后，他們要繼續(xù)走下去，就必須提高其研發(fā)投入。

再看那四家無晶圓設計廠，高通、博通和聯發(fā)科，這四家廠商2017年的研發(fā)投入最低都有17.97億美元，研發(fā)投入占營收比例都在20%左右。至于IDM，英特爾和東芝的投入都是處于20%左右，但SK海力士、三星和美光的這三家做存儲的投入都不到10%，這與2017年存儲的價格大漲有很大關系，沒有很大的參考意義。

我們再來看一下國內相關企業(yè)的表現。首先看一下華為方面，因為華為不是上市公司，公司也沒有對外公布過海思的研發(fā)支出。但是有媒體在2018年的報道，華為在最近十年，華為投入了4000億進入研發(fā)，其中芯片研發(fā)的投入可能達到1600億。如果按照這個數據，華為還是平均每年的研發(fā)投入為160億元，這足以媲美國外一線大廠，這也就是他們能獲得今天成績的原因。

因為華為是中國芯片業(yè)一個獨特的代表，并不能代表中國芯片設計產業(yè)的整體水平，為了說明國內芯片設計產業(yè)的現狀，我們來看一下兆易創(chuàng)新、北京君正、富瀚微、中穎電子、全志科技和圣邦股份等十家Fbaless上市公司的年度財報，看一下他們的研發(fā)投入現狀。

如上圖所示，十家中國上市無晶圓廠2017年的研發(fā)投入營收占比都不低，但是看金額的話，最多的一家是匯頂科技，為5.97億元，而最少的一家僅為五千多萬。統計這十家廠商2017年的研發(fā)收入，僅為21.40億元，這個數字尚且比不上高通當年研發(fā)投入的零頭?？梢妵鴥刃酒O計產業(yè)和國際巨頭的差距。

晶圓代工廠篇

晶圓代工方面，國內與國際巨頭的差距也非常明顯。

在營收方面，臺積電2017年的營收為330億美金，全年毛利做到49%。國內晶圓龍頭中芯國當年的營收如為31億美元，毛利率也只有22.2%；在研發(fā)方面，我們看2017年的數據，臺積電只有20多億美金，占營業(yè)收入8%左右，而中芯國際的研發(fā)營收比雖然有13.7%，但因為營收少，僅僅只有4.27億美元。

除了研發(fā)，CAPEX對晶圓代工廠來說也非常重要。

根據外媒之前的報道，臺積電在2018年年中曾經宣布，將會投融資250億美元去攻克5nm，當中除了工藝研發(fā)經費之外之外，當然也包含了昂貴的CAPEX支出。。

前面我們已經提到，半導體產業(yè)鏈里面，設備相關的成本會占80%左右，當中大部分應該就是體現在晶圓代工環(huán)節(jié)。以現在5nm以下工藝必不可缺的EUV光刻機為例，這些設備每臺的售價要上億美金，外媒傳聞臺積電今年將包攬ASML今年30臺出貨的18臺，這就是一筆不小的開支了。而根據半導體行業(yè)觀察之前的報道顯示，目前建造一條12英寸32/28nm的規(guī)模生產線需要超過40億美元，12英寸14nm生產線投資高達100億美元。對于更先進的工藝，這樣的投資成本更是驚人的，而且折舊成本也是可怕的。

也就是說，只有龐大的投入，聚焦先進工藝代工的代工廠才能建立屬于自己的核心競爭力。

從現在臺積電從去年開始就大規(guī)模量產7nm，今年也將量產使用EUV光刻機的7nm+工藝，并進行5nm工藝試產、格芯和聯電停在7nm前面、中芯國際14nm還沒大規(guī)模，12nm僅僅取得突破的現狀可以證實這一點。

從上面的介紹我們可以看到，對于集成電路產業(yè)來說，保證一定比例的研發(fā)投入，是企業(yè)走下去的前提，要想更上一層樓，成為頭部玩家，那就是需要砸錢。當然，作為一個對技術要求很高的領域，人才也是不可或缺的。

雖然可能因為某些不可抗因素，導致我們現在想花錢都沒地方花，但可以肯定的是中國集成電路產業(yè)仍然有很長一段路要走。

首先要做的是怎么找到錢，把它花出去。