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1、
1美元逼出来的华人“半导体教父”
1953年,一位麻省理工的年轻硕士同时拿到了福特 汽车 和希尼凡亚公司的offer,当时的福特 汽车 ,是全球 汽车 行业的霸主,不论是实力还是前景都不是后者能够比拟的,后者希尼凡亚公司,从事的是半导体产业,当时全球的半导体发展也不过几年,属于一个新兴行业,前途未知。
本来这个选择题很容易做,换做是谁都会选择去福特工作, 但是因为在谈薪资的时候,福特公司的薪资比希凡尼亚少了1美元,使得这位年轻硕士改变了注意,选择了薪资多1美元的希凡尼亚,进入到了半导体行业。
人生的际遇有时就是这样,因为年轻时的“短视”和“意气用事”,却造就了一代风云人物的崛起。 这位年轻硕士,便是后来的华人“半导体”教父,一手创建了全球最大的半导体制造商台积电的张忠谋。
这位1美元逼出来的“半导体教父”,或许在中国大陆地区,并不是那么知名,除了半导体相关行业的人士,知道并了解他的并不多。但是,在中国的香港、台湾地区,在美国,他就是“华人之光”,最成功的“华人企业家”的代名词。
他所创建的台积电有多厉害呢?业内流传着这么一句话足以说明:“全球高 科技 ,没有他就做不出来”。
我们都知道半导体、芯片这些高 科技 的产品,是许多顶尖产品的“心脏”和基础,经过了这两年的一些事件,我想中国人也对芯片这种东西的重要性有着切身体会了。
这里简单说一下全球芯片行业的模式,能够很好的说明台积电的厉害。
目前全球国际芯片厂商分为两大模式:
一种是IBM、英特尔这样的,通过自主研发出专利技术,然后授权给厂商们进行生产,拥有专利技术的赚大头,组装生产的赚小头。
还有一种是台积电模式,不管是专利技术还是组装生产,全部都自己来,而且全部都能做到世界顶尖水平,尤其是在代工市场份额上, 尽管一大堆代工企业崛起,依然无法撼动他的地位,至今仍然占有全球55%左右的份额,可谓“独孤求败”。
而这一切,都是张忠谋凭借着一己之力打下的江山,看到这里,你是不是对他开始有了敬佩之情呢?
2、
经过了“乱时代”,
我们要引领“大时代”
1931年,张忠谋出生在浙江宁波。父亲是县里的财政处长,家境颇为殷实,也为他创造了良好的教育环境。
可在那个战乱四起的年代,张忠谋还是免不了随着家国命运一起颠沛流离。 1932年张家迁居南京,1937年抗日战争爆发,一家人又匆匆南下广州,而不久后广州又遭到日军轰炸,辗转到了香港,可到了香港没几年,香港沦陷,一家人还是在q林d雨中日夜担忧,苟且偷生。
张忠谋至今还记得日军攻打香港时一个星期戒严,全城断水断粮的场景: “旅馆里的食物渐渐吃尽,后来吃的都是罐头,到最后罐头也吃尽了,幸而那时戒严已经结束了,等父母回到家中,财物已被歹徒抢劫……”
此后,一家人又南上重庆,一路要穿越战区,也是提心吊胆,九死一生。1945年日军投降,经历了短暂的狂喜之后,内战开打,国民党强制推出“货币改革”,其实就是用一文不值的“金圆券”换老百姓手里的黄金、美金,洗劫人民的财产供他们逃跑之用。
张忠谋在上海亲眼见到,由于对金圆券没有信心,民众把所有的钱都争抢着去买不动产保值,导致上海房价一天上涨数倍。 这就是一个政权末日时的疯狂。
江山鼎革之际,张家人再度搬到了香港,张忠谋也在当地的培英中学读书,毕业后留学美国,入读哈佛大学。
从乘飞机前往美国的那一刻起,张忠谋知道,自己经历了十几年的“乱时代”算是过去了。多年之后,当张忠谋深入了解到半导体行业的前景之后,他做出了一个判断: “这个世界由野心家引领的乱时代过去了,未来是和平的时代、拼经济的年代,而企业家就是引领这个大时代的人物”。
正是因为有着类似中国古代知识分子“登车揽辔,澄清天下”的情怀,1987年,56岁的张忠谋接受了“台湾工业技术研究院”的邀请担任院长,但他并不满足于在实验室里的工作,他想要创办一家中国人自己的芯片公司,于是开始了人生第一次创业。
在那个个人电脑鲜有人接触,智能手机更是没有出现的年代,从事半导体芯片行业想要做大市场,谈何容易?
在张忠谋的前面,还有IBM、英特尔这样的行业航母霸占了巨大的市场份额,他一个技术出身的人,不懂得资本运作,想要迎头赶上更是难上加难。 正是这样的现实,让许多人嘲笑这位56岁还要出来“折腾”的半导体老兵,有人劝他,在大企业里再干几年就退休了,领着高额的退休金,当个“院长”名利双收那日子不香吗?
要做事的人,总是会经历这些嘲笑和不解,如果他们也和普通人一样,安于现状,混吃等死,只想着把自己的小日子过好,那么奇迹要谁来创造呢?
3、
“老兵不死,只是凋零”
面对着重重困难,张忠谋秉承着一颗要引领大时代的心,一个一个的迎头解决。
首先,做芯片需要庞大的资金,张忠某没有,但是他想到了办法,台积电先提供芯片代工,让小规模的制造商专注于开发与半导体相关的知识产权,而无需先付出巨大的固定成本,大幅降低了半导体公司进入的门槛。
在台积电创办的第二年,迎来了第一位大客户——英特尔。 英特尔的创始人之一Andrew Grove亲自来到台湾参观,在看过张忠谋的产品之后,竟然给出了266个缺陷的意见。 台积电的工程师们夜以继日的优化工艺,最终通过了英特尔的认证,赢得了第一张大合同。
这次订单非常关键,不仅给台积电带来了利润,还因为有了英特尔的背书,台积电在业内的名气开始慢慢打响。
接下来的30多年,张忠谋带领着台积电一步一个脚印,不断攀上了新的高峰。
1997年,台积电在美国纽约证券交易所上市。
2002年,台积电成为第一家进入半导体产业前十名的晶圆代工公司。
2010年,台积电为全球四百多个客户提供服务,生产超过七千多种的芯片。同年全年营收为新台币4,195.4亿元,不断刷新纪录。
2017年3月20日, 台积电的市值首富超越了英特尔,成为全球市值最高的芯片公司。同年台积电净利润达到800亿元,是同年华为公司的两倍。
2019年,台积电在美国《财富》杂志评选为 "全球最大500家公司" 排行榜中,营收规模名列全球第363名,获利规模名列全球第39名。同年,2019年8月,在"全球顶尖100家公司" 排行榜中,公司市场价值名列第37名。
今年已经89岁的张忠谋,在2018年的时候宣告了从台积电退休,将公司业务全部交予后辈打理。但是,他的另一份事业又重新开始了,那就是写作。用张忠谋自己的话来形容退休状态,就是“老兵不死,只是凋零”。
少年时的张忠谋,曾经也是一位文学爱好者,有着一个作家梦。 但是父亲在看了他写的文章后,说了一句:“如果你选择当作家,恐怕要饿肚子了”。这句话点醒了张忠谋,他很认真的读了自己的文章后,也意识到和专业的作家水准还有很大的差距。于是放弃报考文科,选择了攻读商科。
“世事洞明皆学问,人情练达即文章”,年少不经事的张忠谋,写的都是“为赋新词强说愁”的东西, 如今经历了80余年的沧桑,不仅读了万卷书,行了万里路,还引领了一个时代的崛起,再加上退休后有着大把闲暇,他终于又拿起了笔,准备为自己写一部传记。
我相信,这一定是一部非常精彩的传记,有让我们更深入的了解张忠谋和他所经历的“乱时代”和“大时代”。
工情报 Author 黄鑫
机工情报
装备制造业竞争力情报和贸易风险问题研究
2月18日,美国信息技术和创新基金会(ITIF)发布《摩尔定律被破坏:中国政策对全球半导体创新的影响》报告(以下简称“报告”)。报告概述了全球半导体行业的 发展情况 ;分析了半导体行业 持续创新的动力和条件 ;探讨了 中国的半导体行业 政策及其影响。
紧接着,美国总统拜登签署 美国供应链行政令 (Executive Order on America’s Supply Chains),指示对 半导体、医疗用品、关键矿产及高容量电池 的供应链进行广泛评估。
由此可见,半导体行业对美国制造业、经济和国家安全的重要性不可言喻。
当前全球半导体行业的竞争格局
1. 美国企业销售额占全球近50%,但生产能力较弱
2019年,总部位于 美国的半导体企业 在全球半导体行业的 销售额中占据了47%的市场份额 (与2012年的51.8%相比下降了约5%),紧随其后的是韩国(19%)、日本和欧洲(各占10%)、中国台湾(6%)及中国大陆(5%)。
然而,截至2019年,美国仅占全球半导体制造市场的11%,而 韩国 该比例为28%,中国台湾为22% ,日本为16%,中国大陆为12%,欧洲为3%。 2015 2019年,中国大陆在全球半导体制造市场的占比几乎翻了一番 。直到2020年底,美国只有20家半导体制造厂(FAB)在运营。
2. 美、欧、韩在半导体行业的不同领域处于领先地位
逻辑芯片(logic chips)、存储器(memory chips)、模拟芯片(analog chips)和分立器件(discrete chips)是半导体行业的四大领域。从全球半导体行业每个主要细分领域的市场份额来看,2019年,美国在逻辑芯片和模拟芯片方面明显领先;韩国在存储器方面领先(美国紧随其后);欧洲在分立器件方面领先。总部位于 中国的企业在逻辑芯片市场的占有率为9% , 在分立器件市场的占有率为5%。
就具体企业而言,英特尔是全球逻辑芯片的领导者;截至2020年第一季度,德州仪器(Texas Instruments)、ADI和英飞凌(Infineon)是模拟芯片的领导者,其市场份额分别为19%、10%和7%;三星(Samsung)、SK海力士(SK Hynix)和美光(Micron)在动态随机存取存储器(DRAM)领域处于领先地位,分别占全球市场份额的44%、29%和21%。
3. 全球半导体产业链参与程度高,各国均有不同的价值优势
半导体行业高度全球化,大量国家/地区的企业在半导体生产的多个方面展开竞争,从半导体设计到制造,再到ATP(组装、测试和封装)。在半导体价值链(value chain)的每个环节上,平均有来自25个国家的企业参与直接供应链(direct supply chain),23个国家的企业参与支撑工作(support function)。超过12个国家拥有直接从事半导体芯片设计的企业,39个国家至少拥有1家半导体制造工厂,超过25个国家拥有从事ATP的企业。
半导体生产过程中的每个环节都创造了相当大的价值。据美国国际贸易委员会(ITC)的估计,半导体芯片90%的价值存在于设计和制造阶段,10%的价值来自ATP。
全球半导体行业的一个关键驱动力是专业化 ,因为企业——甚至国家内部的整个产业生态集群——都选择将精力集中在掌握半导体生产过程的关键环节上。例如,荷兰在极紫外(EUV)光刻方面的优势;日本在化学品和生产设备方面的优势;韩国在存储芯片方面的优势;中国台湾在代工厂上的优势;马来西亚和越南在ATP方面的优势。
4. 美国半导体专利申请全球领先
根据美国专利商标局(USPTO)追踪其授予的半导体专利数据可知,虽然美国在全球半导体专利中的份额从1998年的43%下降到2018年的29%,但仍然领先;日本的份额下降了大约1/3,从33%下降到23%;随后是中国台湾和韩国;欧盟排在第五位;中国大陆排名第六,约占全球专利的6%。如果 计算每10亿美元GDP中的专利数,中国的滞后就更为严重 。每10亿美元的GDP中,有310项专利授予美国半导体企业,仅有 77项专利授予中国半导体企业 。
5. 中国占全球半导体行业增加值的份额不断攀升
就全球半导体行业增加值的份额而言, 2001 2016年,中国大陆的增长率几乎增长了四倍,从8%增长到31% ;美国的份额从28%下降到22%;日本的份额下降了2/3以上,从30%下降到8%;中国台湾的份额从8%增长到15%;韩国的份额从5%增长到10%;德国和马来西亚各占2%的份额。
6. 除日本和美国外,全球主要国家(地区)半导体行业出口均有所增长
2005 2019年,中国大陆半导体行业出口从278亿美元增长到1380亿美元;中国台湾从359亿美元增长到1110亿美元;韩国从309亿美元增长到924亿美元;欧盟27国+英国从694亿美元增长到816亿美元。与此同时,美国的出口大致保持不变,2005年为531亿美元,2019年为529亿美元;日本的出口略有下降,从479亿美元降至469亿美元。
7. 半导体是全球研发最密集的行业之一
半导体与生物制药是全球研发最密集的行业。在2019年欧盟工业研发投资记分牌(2019 EU Industrial R&D Investment Scoreboard)上,排名前13位的半导体企业在研发方面的投入占销售额的18.4%,超过了生物制药行业。其中,前三名分别是美国的高通、中国台湾的联发科和美国的AMD。而在实际投入(actual investment)方面,三星以148亿欧元(约合176亿美元)领先,华为以127亿欧元(约合150亿美元)紧随其后,英特尔(Intel)以118亿欧元(约合137亿美元)排名第三。
截至2018年,总部位于美国企业的半导体研发投入占销售额的比重为17.4%,欧洲为13.9%,中国台湾为9.9%,日本为8.8%,中国大陆为8.4%,韩国为7.3%。欧洲半导体行业的研发强度已从2010年的16.5%下降到如今的13.9%。相反,中国半导体企业的研发强度从2012年的6.3%上升到2018年的8.4%。
8. 半导体行业资本投入高
半导体也属于资本密集型行业。2019年,美国半导体行业的全球资本支出(CapEx)总计319亿美元,占销售额的比例达到12.5%,仅次于美国的替代能源行业(alternative-energy sector)。在全球资本支出方面,2019年,总部位于韩国的企业对半导体行业的资本支出占全球该行业资本支出的31%,其次是美国(28%)、中国台湾(17%)、中国大陆(10%)、日本(5%)和欧洲(4%)。
开发新的半导体设计或建立新的半导体晶圆厂所需的专业知识、资金和规模非常高,而且还在不断增加。例如,将芯片设计从10 nm推进到7nm的成本增加了1亿美元以上,而从7 nm推进到5 nm的成本可能又翻了一番,从3亿美元增加到近5.5亿美元。但这仅是设计芯片的成本。据估计,截至2020年,新建14 16nm晶圆厂的平均成本为130亿美元;10nm晶圆厂的建造成本为150亿美元;7nm晶圆厂的建造成本为180亿美元;5nm晶圆厂的建造成本为200亿美元。
中国在全球半导体行业中举足轻重
1. 中国半导体实力不断增强
无论从芯片设计还是制造的角度来看,中国的半导体实力都在迅速增长。例如,2010 2015年,中国IC设计企业的数量就从485家增加到715家。2005 2015年,中国半导体行业复合年增长率为18.7%,半导体消费增长率为14.3%,全球半导体市场复合年增长率仅为4.0%。
目前,全球约有20%的无晶圆厂IC设计公司位于中国。正如德勤(Deloitte)的一份报告所述,“在集成电路设计方面,中国大陆的能力在过去5年里激增,并开始赶上中国台湾和韩国,成为亚太地区IC设计的主要参与者。”
2. 中国市场对美国半导体企业而言十分重要
中国市场相当重要,在许多美国半导体企业的收入中占据了相当大的比例。例如,2018年前四个月,中国市场占高通收入的60%以上,美光的50%以上,博通的45%左右,德州仪器的40%以上。2018年,美国半导体企业约36%的收入,即750亿美元,来自对中国的销售。
3. 中国半导体行业收入快速增长,但净利润率低
截至2019年底,全球136家最大的半导体企业创造的收入总计5718亿美元。其中,总部位于中国的企业为413亿美元,占全球收入的7.2%以上。中国企业占全球封装测试服务(OSAT)收入的21%(60亿美元);占代工收入的8%(45亿美元);占芯片设计和制造收入的7%(296亿美元)。2015年,中国企业占全球半导体行业收入的4%。由此可见,2015 2019年,中国企业的收入占比几乎翻了一番。
尽管中国半导体行业的收入发展迅速,但其净利润率只有英特尔(Intel)、三星(Samsung)、台积电(TSMC)、SK海力士(SK Hynix)和美光(Micron)等企业的一小部分。平均而言,2019年,非中国半导体企业的净利润率为19.4%,而 中国半导体企业的净利润率为12.1% 。
智库提议未来应采取哪些针对中国的措施
报告称,中国通过“重商主义”政策扭曲全球市场,阻碍创新型企业发展和研发投入,破坏半导体行业的“摩尔定律”。报告为应对“中国挑战”提出了国际层面和美国国内层面(落实《为芯片生产创造有益的激励措施法案》(CHIPS)、增加半导体研发的联邦投资)的建议。其中,国际层面的建议包括:
1. 扩大世贸组织有关补贴的内容
根据世贸组织的规定,将财政援助确定为补贴需要具备三个要素:1)财政捐款;2)由政府或公共机构给予;3)给予这种捐助的收益。
因此, 美国应与志同道合的国家和世贸组织合作,更新其规则,对激进的工业补贴施加更严厉的条件和惩罚。 首先 澄清“公共机构”的定义 ,将其扩大到包括国有企业和私营企业等受国家影响的实体。同时,要求给予国有企业的补贴不会对其他国家造成伤害。
志同道合的国家应专注于大幅 提高全球补贴的透明度 ,包括坚持及时、完整地通告补贴行为,并 对未及时通报的补贴建立损害推定 。各国还应召开世贸组织成员和世贸组织上诉机构之间的年度会议,讨论与过度使用补贴相关的模式和挑战。
2. 盟国应在半导体出口管制方面进行合作
对于全球半导体行业,中国既是一个重要的市场,也是一个重要的生产地。对支撑中国经济和军事崛起的核心技术的出口管制无疑将成为政策制定者认真考虑的工具。然而,正如ITIF曾经提出的,美国应尽最大可能与志同道合的国家合作, 协调出口管制措施 ,“因为出口管制制度在国际协调的情况下最为成功。”正如《出口管制改革法案》(Export Control Reform Act)第4811(5)条所述,“ 出口管制应与多边出口管制制度相协调。多边的出口管制是最有效的 ,应该将重点放在那些能够用来对美国及其盟友构成严重国家安全威胁的核心技术和其他物项上。”
报告提出,之前美国为了寻求实现经济或贸易政策目标,不断推行单边出口管制。其与代表特定半导体(包括半导体制造设备)行业和更广泛先进技术的传统瓦森纳协定(瓦协)之间需要形成一种新的管制方式。因此, 美国应避免实施单边出口管制,并寻求制定更雄心勃勃和更有效的诸边(plurilateral)办法,与德国、日本、韩国、中国台湾、荷兰和英国等具有本土半导体产能的国家(地区)共同实施出口管制。
这些国家应共同努力,就非市场经济国家的企业对全球半导体行业构成的威胁以及半导体技术的发展速度和进展达成共识。然后,这些国家 应在“瓦协”之外建立工作组,即“小瓦协”,对半导体技术和相关管制物项(现有管制物项范围之外)进行定义,并制定共同的许可政策。
3. 统一外商直接投资审查程序
《2018年外国投资风险审查现代化法案》(FIRRMA)指示美国海外投资委员会(CFIUS)建立一个正式程序,与盟国政府分享信息,并在投资安全问题上进行协调与合作。因此,美国应继续与志同道合的国家合作, 协调投资审查程序,并考虑扩大其例外国(excepted foreign states)名单, 将法国、德国、荷兰、意大利、日本和韩国等国包括在内。
4. 加强信息共享,打击对外经济间谍活动以及知识产权、技术或商业秘密盗窃
美国应该带领更多志同道合的国家建立一个更广泛的“五眼联盟”,专门致力于合作打击由国家资助的先进技术领域中的间谍活动。该组织可以 编制一份企图进行知识产权盗窃的企业及个人名单,同时制定机制,限制这些企业和个人在盟国市场上竞争。
5. 在半导体研发中实现盟国间合作
半导体创新的广泛性和复杂性意味着有机会招募来自志同道合的国家参与长期、高潜力的研发计划,如“semiconductor moon shots”(半导体登月计划)。这实际上是美国两党《芯片法案》(CHIPS for America Act)所预期的,它呼吁 设立一个7.5亿美元的多边安全基金 ,以支持安全微电子技术的发展和采用。在这方面, 确保微电子供应链的安全将是第一步 ,国会将在今年秋天审查《国防授权法案》(National Defense Authorization Act)的重新授权时,为这一条款拨出资金。
小结
根据宾夕法尼亚大学发布的2020年《全球智库指数报告》,ITIF排在当年美国顶级智库(Top Think Tanks)第39位,全球顶级 科技 政策智库(Top Science and Technology Policy Think Tanks)第4位。其主席阿特金森(Rob Atkinson)具有丰富的政府部门工作经历,其观点在政界具有一定的影响力。此前,ITIF的很多建议和倡导均被美国政府采纳。
ITIF一直对我国的 科技 创新政策持批评态度,并主张对我国采取强硬的反制措施。此份报告在半导体领域的建议与拜登政府联合盟国,发展国内制造业,遏制中国的思路不谋而合,因此很有可能被美国政府采纳。
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