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SMT设备的国产化进程
自1985年开始引进SMT生产线批量生产彩电调谐器以来,中国电子制造业应用SMT技术已近30年。据不完全统计,目前我国SMT生产线大约5万条,贴片机总保有量超过10万台,自动贴片机市场已占全球40%,成为全球大、重要的SMT市场。
焊接、检测和印刷设备已经接近国际水平。
2005年以来,国内SMT设备企业在印刷机、焊接、检测等SMT设备方面已基本实现国产化,并凭借市场价格优势占据70%~80%的国内市场份额。
锡膏印刷机方面,国内早由日东研制成功。近年众多民营企业参与研制,已有多个品种问世,达到世界中上等水平。2006年东莞凯格精密机械公司推出全自动印刷机,很快成为国内。
焊接设备方面,国内研发与制造起步很早,无铅焊接设备已达到国际水平,成为我国表面贴装设备市场中具竞争力的产品。目前,低端市场都由国产占领,市场仍为国外所垄断(在稳定性方面,与国外水平存在一定差距。比如,某国外回流炉厂商横向温差仅为0.5度,而国内高水平高达2度)。
AOI设备方面,2010年之前国内AOI市场几乎由国外20多种设备垄断,东莞神州视觉率先研发成功国内款AOI设备Aleader系列,至今已累计销售4000多台,年销售达到600~700台的水平。
X-Ray检测设备方面,国内起步较晚,日联科技自2006年进入该领域以来,已于2008年实现核心部件的自主研发,达到水平。目前,公司产品年出货量达到400多台。
贴片机仍依赖进口,其中六成以上来自日本。
贴片机是SMT生产线为关键、技术和稳定性要求高的设备。十多年来,中国企业仍处于摸索阶段和样机试制阶段,一直未推出通过中试的成熟产品,几乎依靠进口(除小型的LED贴片机);在华国外企业将核心贴片机的生产放
在国外,在华工厂主要负责周边设备生产及贴片机维护、调试等服务。
图2 2001~2013年中国自动贴片机进口情况
2013年,国内自动贴片机进口金额达到13.01亿美元,进口来源国主要为日本,占比达到65.2%;从韩国、德国、新加坡、美国、荷兰进口占别为17.9%、6.1%、3.7%、1.3%、0.8%。
图3 2013年中国进口自动贴片机国别和地区分布

这种元器件替代导致的结果是,短期内不太的替代组件会使得中国的个人电脑、服务器和其他ICT基础设施设备在国际市场上可能不再具有竞争力。由于无法使用美国的软件、内容和应用程序,特别是在高收入经济体,中国的智能手机和其它消费电子产品可能也会失去市场份额,这进而可能导致中国设备制造商的海外收入减少。
另一方面,即使产品缺乏的技术,中国供应商仍有可能扩大其在中国国内市场的份额,因为与之竞争的美国产品将被禁止。事实上,我们估计,通过扩大国内市场份额,中国设备制造商将能够弥补高达75%的海外收入损失。
不过,技术脱钩对中国的主要影响可能是,在向基于替代处理器架构的国内IT生态系统过渡的这几年里,中国经济的整体生产力将受到影响。即使这种替代处理器的性能可以与美国成熟的设计媲美,中国也需要为消费者和企业应用创建并扩大全新的硬件和软件组合。中国企业要将所有系统和业务流程迁移到新的IT基础设施,并在用户功能和成本方面赶上世界上大多数企业和消费者目前使用的以美国技术为基础的产品,需要投入资金和时间。
“脱钩”对美国半导体企业的直接影响,将是失去所有来自中国科技客户的营收,以及来自其他国家客户的营收,这些客户终也将与美国脱钩。总体而言,如果考虑直接和间接影响,美国半导体收入将下降37%,相当于2018年的830亿美元。(见表10。)其中约四分之三的影响将是中国客户因美国技术出口禁令而取代美国半导体的直接后果。因此,它几乎会在美国限制措施生效后立即受到冲击。

• 有成熟的非美国供应商的半导体元件。
短期内,中国设备制造商将把采购转向或欧洲其他地区的现有供应商。当然前提是假设这些海外供应商继续不受限制地使用美国开发的设计工具和制造设备,与中国客户做生意也不受限制。中长期看来,中国可能会寻求完全或部分地用国应商取代第三国供应商,以实现其半导体自给自足的既定目标。总体而言,12个半导体产品类别(国需求的45%)属于这一类。
• 没有非美国供应商可替代的半导体元件。
国需求27%的9个半导体产品类别符合这一描述。中国将不得不加快本土替代供应商的开发。在某些情况下,中国消费者可以用其它芯片替代美国的处理器。例如,中国公司可以设计自己的集成电路,来代替美国的CPU、GPU和FPGA。事实上,一些的中国公司已经在人工智能领域这样做了。另一种选择是开发基于不受美国出口管制的架构的处理器,例如RISC-V开源架构。这种高度复杂的半导体产品需要的设计工具,而目前只有美国的供应商可以提供这些工具,因此中国必须自行开发一套设计工具,或者从第三国寻找能够设计这些关键替代元件的新供应商。
在技术脱钩的情况下,中国的半导体产业供应链将呈现出截然不同的面貌。(见表9)中国可以继续接触和欧洲的半导体供应商和代工厂,这些供应商和代工厂将继续使用美国供应商的设计工具和制造设备,从某种程度上说,中国设备制造商预计受到的干扰,在中长期内将在一定程度上受到限制。
除了转换到需要快速提高产能以应对需求激增的新供应商的短期动荡之外,中国面临的主要挑战将是为计算密集型应用开发可行的替代高性能处理器,与或欧洲其他地区的新供应商密切合作,这些供应商可以使用美国供应商提供的设计工具。
中国已经在这方面取得了进展,使用了非美国的架构来建造神威超级计算机处理器。欧洲的欧洲处理器计划和富士通的K和Post-K超级计算机计划表明,欧洲和国家自己也在积努力摆脱美国的CPU供应商和架构。

中国的“中国制造2025”计划设定了半导体自给自足的宏伟目标。目标是到2025年使国应商满足全国70%的半导体需求。为了支持这一目标,中国正在利用各种政策手段,包括国家支持的投资基金,为国产半导体开发和制造业提供资金。到目前为止,和地方已经为该计划承诺了1200亿美元。中国也在积寻求海外人才和并购机会。
尽管现在中国还远未实现自给自足的目标,但它似乎在半导体设计的几个关键领域取得了重大进展:
2004年成立的华为全资半导体子公司海思(HiSilicon)设计的芯片,正在为华为大部分智能手机和越来越多的5G基站供货。2018年2月,海思推出了5G芯片组——巴龙5G01,并宣称这是全球符合5G标准的商用芯片组。近,在2019年10月,华为宣布已经开始生产没有美国组件的5G基站。
自2018年年中以来,至少有9家中国大型消费电子公司追随华为的脚步,宣布计划在内部开发芯片,为其数据中心、智能手机或物联网设备供货。
数家中国公司正在生产基于替代体系结构的服务器,这是中国开发替代本土数据中心生态系统作出的尝试和努力。
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