2023年半导体行业去全球化下的半导体产业链：源起与应对

来源：国元国际
发布时间：2023/12/22
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半导体行业去全球化下的半导体产业链：源起与应对。上月（2023年11月1日-2023年12月01日），美股市场持续调整，市场整体上扬。道指、标普500、纳指月涨幅分别为8.93%、8.42%、9.52%，费城半导体指数月涨幅为13.59%。市场情绪面：芝加哥期权交易所波动指数（VIX）月涨幅为-25.13%；美国散户投资人看空指数(AAIIBearish)为19.6%，较月初下降7.6%；NAAIM经理人持仓指数为81.38，月初为29.17；CNNBusiness5日平均Put/Call比率为0.78，月初为1.00。

PART I: 美国半导体产业

Export control-Target at Advanced Computing

出口管制： u将主限制标准从互连带宽（Interconnect bandwidth）更换成性能密度门槛（Performance density threshold），意在防止通过合并多个小数据中心算力达到高性能算力标准；总部位于美国武器禁运目的地，或其最终母公司的总部位于这些国家，需要制定出口受控芯片的全球许可要求，意在防止通过海外子公司获得管制芯片；对部分其他国家出口先进芯片实施许可要求，以回应有关受关注国家使用第三国转移或获取受限物项的报告，意在防止通过第三国获得受管制芯片；对少量高端消费级芯片(设计应用于数据中心或达到总计算能力4800)的申报要求，意在防止通过消费产品获得先进算力芯片。

Export control-Target at Manufacturing

美国商务部下属的工业与安全局（BIS）将13家企业列入实体名单。实行Presumption of Denial , 即是企业都必须个案申请豁免出口禁令u目标:主要为芯片设计企业,具体来说是目前可以达到或将来可以达到7nm制程芯片的设计企业。美国商务部认为AI算力是超级计算所推动的，超级计算的基础就是先进半导体的制造能力。基于超级计算的AI系统可以提高国家层面的决策的速度、准确度及相关产业的未来发展。我们分析：出口管制的核心还是晶圆的制造。

政策“压力”下的建厂-人力资源危机

根据台积电业绩会发布会披露的内容来看，在美国建立的4纳米、3纳米工厂的建造成本为台湾的4到5倍。主要为劳动力支出、许可证，安全和健康规定。

人力资源危机：企业文化冲击，在台湾工程师工作时间长，周末轮班，而美国员工可能不太愿意做出这样的牺牲。美国员工向经理提出挑战，质疑是否有更好的方法。一些美国人在分配多项任务时表现不佳，有时会拒绝接受新任务，而不是更加努力地完成所有任务。人才外流，台积电工程和建筑承包商中鼎工程的董事长杨宗兴表示，台积电的美国竞争对手英特尔也在亚利桑那州扩张，并争夺技术工人和建筑设备。作为东道主的英特尔无疑拥有台积电难以匹敌的在美各项资源。

政策“压力”下的建厂-行政

美国从州、市、县都有一定程度的自治权限，并且可能存在相同事项需要应对不同行政层级和不同行政法规的尴尬境地。台积电在亚利桑那州获批的土地横跨多个行政区域，开工建设所涉及的人员行政审批、环评、建设审批等各种行政程序缺一不可。有些程序冗长或涉及地方发展利益的审批可能耗费大量时间和人力成本。

核心节点的核心技术-N3(3纳米)与N5(5纳米)

台积电2纳米中科台中科技园区工厂用地计划已经于2023年8月获批，预计2024年6月交付台积电建厂。我们分析：高ASP，全产线生产，在苹果产品正常出货的前提下，3纳米的2023H2营收贡献率不会低。考虑到2024年台积电将推出N3E，3纳米加强版本，拥有更好的能耗表现，潜在客户包括苹果、英特尔、联发科、高通。N3E采用成熟的N3工艺，单片ASP可能略有所下降，相应的3纳米的使用客户会大概率会增加。

核心节点的核心技术-光刻技术应用

运算式微影技术是整个晶片设计和制造过程中，最复杂、最需要运算工作的环节之一，需要高性能计算中心的帮助才有办法完成。在2023年GTC技术大会上，黄仁勋表示，使用cuLitho 技术，台积电仅需要透过500 台NVIDIA DGX H100 服务器（内含 4000 个 NVIDIA H100 GPU），便可做到相当于4万台CPU服务器的运算工作量。台积电将采用英伟达新的光刻机的软件技术cuLitho，将使用英伟达的芯片来加速基于软件的芯片设计与用于在硅片上印刷该设计的光刻掩模（Mask）的物理制造之间的步骤。

核心节点的核心技术-纳米压印技术

刻替代技术的研究和开发方面NIL（纳米压印）和DSA（引导自组装）等台积电和三星各有优势。纳米压印是将压印胶 (PR) 涂在晶圆上，然后压上印有特定图案的印模以形成电路。因为它不使用镜头，所以可以以比现有曝光工艺更低的成本实现精细工艺。 DSA是一种使用化学材料形成图案的方法，与现有的曝光工艺相比，这也有利于降低成本。但是NIL和DSA由于不满足缺陷控制等可靠性要求，目前还处于研发阶段。

日本佳能目前正在积极推进纳米压印技术的研发和推广，该项技术可以简单的理解为在芯片上应用的活字印刷术，据公开资料分析，目前该项技术可以达到14nm制程水平，具备一定的技术替代潜力。佳能设想用于暂时保存数据的DRAM、个人电脑CPU（中央处理器）等负责运算的逻辑半导体。

核心节点的成长客户-超威半导体芯片唯一代工

台积电是超威半导体当前唯一的代工厂商。我们分析，超威半导体自2022年开始研发设计新一代5纳米制程 CPU和GPU，伴随着公司收购赛灵思（Xilinx），嵌入式系统板块增长迅速,对台积电的订单采购量还将继续增加。超威半导体立足现有CPU业务，积极拓展数据中心、 AI具有充足的发展潜力的业务板块。超威半导体基本业务是CPU，随着PC市场回暖，芯片(Ryzen PRO 7000系列)环比销量增长，大概率在2023H2触底反弹；游戏业务（Gaming）方面营收主要来自于客制化SoC 和游戏显卡(GPU)。同时，新兴超威半导体持续在数据中心(Data Center ) 方面发力，四代EPYC处理器已经面向市场。在AI方面，最新型由台积电代工的MI300X芯片(对标英伟达的H100型)产品将于2023Q4投放市场，目前已经向关键客户提供样品。

香港万得通讯社报道，12月6日，AMD发布 MI300X加速器，称其为性能最高的芯片，拥有超过1500亿个晶体管；新芯片的内存是英伟达 H100 芯片的2.4倍。新款芯片在（大语言模型）训练方面的性能与英伟达H100芯片相当；相比英伟达竞品，MI300运行AI模型的速度更快。公司开始构建超微半导体的AI软件生态圈, 公布了与新芯片相匹配的软件套件。公司财报显示， MI300型芯片季度的营收将达到4亿美元，2024年全年的营收有望超过20亿美元。公司预计，MI300型芯片将成为公司有史以来销售额最快达到10亿美元的产品。微软、Meta、 Oracle已经开始与AMD的合作。

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