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【芯片】从中国的光伏产业看芯片的未来
送交者: 道路曲折[♂☆★★道虽迩坚行至★★☆♂] 于 2023-08-10 22:05 已读 15920 次 16 赞  

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8月9日,美国总统拜登正式签署行政命令,授权美财政部长监管美国企业对中国实体的投资,相关限制领域主要包括半导体和微电子、量子信息技术、人工智能

美国对中国半导体芯片的限制手段主要包括技术封锁、制裁和出口限制等。这次加上了对实体投资的限制。为了落实对中国芯片的制裁,美国政府通过了一系列法案联合自己的盟友对中国进行了半导体产品产业链的出口限制。

这样大规模,全方位对中国芯片的限制,美国媒体都认为如同一场芯片战争

面对这场来势汹汹大有乌云压顶的“芯片战争”,中国的半导体芯片能否有未来呢?

我曾经涉及的中国光伏产业的发展来聊聊。

光伏就是太阳能发电,它基本原材料也就是太阳能硅片,和半导体芯片是一样的,就是这里有分单晶硅跟多晶硅。而硅的原材料是石英砂,这种原料到处都有,关键在硅的提纯技术。光伏用的纯度只有99.999999%,小数点后面6-9位,半导体芯片用的硅纯度则要达到12位以上。

光伏技术起源于美国,但要说普及开来,德国算得上是贡献最大的国家。1990年开始,德国开始对光伏产业进行高额补贴2000年时我国太阳能电池组件产能只有3兆瓦。由于当时电池的转换率不高(大约在8%-13%之间)用太阳能发电的成本远高于其他发电方式,所以难以推广。

也就在那段时间,有一个叫施正荣的,澳大利亚学成归国师从澳洲光伏技术的顶级大牛马丁·格林。

带着多项太阳能电池技术专利回国,他在上海,浙江等地游说当地政府投资这个新兴的光伏产业,可是各地几乎没人理他。后来他找到了一个在无锡市政府工作的同学,得到政府支持,在无锡创立了日后大名鼎鼎的光伏企业无锡尚德。

2002年,尚德第一条电池组件生产线投产,当时买的还是人家不要的二手设备,产量一下就上去了,可是产品没人买。人说赶得早不如赶得巧。刚好德国政府原准备投资兴建的核电厂,受德国民众的反对,而当时德国总理是施罗德,注重环保,决定把原准备用于核电的这笔资金用于补贴光伏发电,大力推广屋顶太阳能项目。尚德如同小狗跌到糞坑里,手上有接不完的定单,连续又上了几条生产线,加足马力开工。

2005年,无锡尚德在美国上市。那一年的12月30日,施正荣坐在办公室里,拿计算器算了一下自己的身价,算出来是16.8亿美元。成为当时中国的首富。

此时施正荣的太阳能财富效应在中国商圈激起了巨大的反响。

中国的民间资本蜂涌而入到光伏产业,那时不管干哪行赚了钱就投太阳能,没钱的借钱投,上市公司只要搭到一点太阳能的边就涨得飞起,真是鱼龙混杂,泥浆翻腾,光伏产业一派欣欣向荣。

光伏产业也有一条不短的产业链,涉及到高纯度硅料,切片技术,印刷电路的银浆,封装用的玻璃,EVA胶,焊条等等。这些东西多数要靠进口。

其中最主要的当属高纯度硅。

因为当时太阳能发电的成本高,中国自己用不起,所以生产的太阳能电池板绝大多数是出口到欧美发达国家。那时中国的光伏产业叫做“二头在外”,就是说,上游的原材料、电池片生产,和下游的销售市场,都在国外。

中国人只会做中间最没有技术含量的组装环节——简单点说,就是拿胶水把电池片、玻璃粘在一起就算胶水这些东西也要进口。

曾经有工厂送我一些太阳能花园灯,我带到美国送亲戚,当时这种花园灯大量出口到欧美,在美国的沃尔玛超市就非常多。因为价钱便宜用起来也方便,只要插在花园小径边,白天太阳晒,晚上自动亮,不用拉电线,很是方便。可是过了不久差评就接踵而来,原来因为价格便宜,工厂用的国产封装胶,用不了多久就发黄,影响光源的接收。

当时全球多晶硅产业,主要被美国和德国把持,代表企业是美国的海姆洛克(Hemlock),以及德国瓦克(Wacker)。

虽然组装赚钱,但高纯度硅才是真正的暴利环节。多晶硅的生产成本,只有每公斤20美元,可是到了2008年售价却接近500美元,甚至有一段时间涨到每公斤800美元,利润率堪比贩毒当时的太阳能行业盛行“拥硅为王”,意即哪家工厂拿得到硅,就是行业中的王者。那时全球的光伏产业链,跟其它大部分行业一样,都是欧美赚大钱。因为主流工艺还是改良西门子法。此生产法被德国、日本、意大利、挪威等国的7大厂家垄断,技术上对我国封锁,当时太阳能技术方面的卡脖子力度丝毫不轻于现在的芯片。加之国内还没有能力建设大规模的多晶硅生产线。超过九成的硅材料需要从国外进口中国工人只能辛辛苦苦赚点蝇头小利。尽管如此,中国人凭着吃苦耐劳,努力学习的精神把光伏产业做得风生水起。期间除了尚德外,还冒出不少大型光伏企业。2003年,中国有色工程设计研究总院与相关单位成立了洛阳中硅高科技有限公司,并以自主生产技术启动了300吨/年多晶硅生产线的建设工作——这是中国第一条大规模多晶硅生产线,为我国填补多晶硅自主生产技术空白奠定了坚实的基础。但是,产能的放大并不是简单的数字叠加,技术“走出实验室”的路途,是要解决多专业、多技术、多工艺的配合组合的路途,更是要冲破许多专利保护和技术壁垒的过程,其中艰辛可想而知,没有亲身经历、穷极想象也不得而知。直到2005年,中国才能生产太阳能级多晶硅,至于电子级多晶硅的量产,是2018年的事了。

中国光伏产业跟其他任何产业一样,由于投资者众,良莠不齐,其中不乏以次充好,坑蒙拐骗,骗取政府补贴的各种恶劣行为。

有不少人混迹于中国光伏行业确实过上了好日子,正如特朗普说的中国人好日子过得太久了。由于光伏行业始终是二头在外,自己没掌握核心技术,基础不牢。到了08年,败象已显,繁荣的表面是金玉其外,败絮其中泡沫已成,风暴将至。

而捅破这一泡沫的是08年的金融风暴。

金融危机后,德国政府一下子没钱了,大幅削减光伏补贴,光伏装机量迅速下降。

受冲击最大的,当然是不掌握核心技术的组装环节。中国光伏企业也倒闭了不少,但终究是成本低,有些企业还能勉强维持生活,德国本土企业可就受不了了。

当时全球最大的电池组装企业,是德国的Solar World,“光伏世界”。

这家企业的老板阿斯贝克(Frank Asbeck),也是个奇葩,号称“太阳王”

补贴削减后,Solar World陷入严重亏损,阿斯贝克不想办法改进技术,降低成本,却完全归咎于中国低价产品的竞争。

于是,他开始到处撺掇给中国捅刀子。

2011年,Solar World先后在美国和欧盟,发起对中国企业的诉讼,导致欧美对中国展开双反调查,断绝了中国产品的出口之路。

这一幕是不是有点眼熟,就象今天的美国存储芯片龙头美光,自2018到2022年这5年间,美光向美国政府部门提交了超过170个游说内容,游说打击中国储存制造

尚德等中国电池组装企业,都遭到沉重打击。

当时中国光伏产业界真的是遍地衰鸿,我所认识的业界大佬到今天为止所剩无几。中国光伏产业走到今天的辉煌,绝不是一帆风顺,中间也曾摔过大跟头。而且是从高高的山顶上,直接跳崖的那种。

虽然2005年,中国开始生产太阳能级多晶硅,但是成本和质量上,还是比不过欧美巨头,导致本土企业拿不到订单。

甚至有国外企业对中国恶意倾销,自己成本20美元,却以15美元的价格卖给中国。

但是欧美的双反,也给中国送上口实中国也针对欧美出台不少反击制裁的措施。另一方面,中国开始对国内光伏产业也进行大力补贴,并加大了在国内装机的力度。这样从光伏的生产设备到制造工艺,都有了突破性的进展,而且逐步攻克光伏产业链上的各种原辅材料的技术难关,打通了全产业链的国产化。

2011年-2014年的3年中,中国多晶硅生产成本由250元/公斤降至150元/公斤,部分先进企业成本已低于120元/公斤。

在多晶硅行业,美国曾经是霸主。但2011年开始进入了中国时代。反观欧美多晶硅企业,在金融危机和由于双反失去中国客户的双重打击下,陷入严重亏损。

美国海姆洛克,当时是全球最大的多晶硅生产商,结果它耗资12亿美元新建的一条生产线,2014年还没正式投产,就宣布关闭了。到2018年,中国的多晶硅产量从9.3万吨增加到25.4万吨,彻底告别了进口依赖。海姆洛克却从世界第一,掉到了第九2011后,德国的瓦克多晶硅营收一路下降

欧美对中国的制裁,彻底改写了历史的进程。原本捅向中国的一把利剑,却把欧美自己捅残了。因为双反,美国人还不能从中国进口便宜的电池,不得不购买更贵的韩国产品。美国对中国发起的太阳能电池板贸易战本来是想用大棒置中国于死地的,不想却捅了自己的菊花,养肥了棒子。

至于那个Solar World这个关税战的始作俑者,因为不思进取,在失去了中国竞争对手后,还是没法赚钱,最后终于倒闭了。

中国光伏产业在过去20年中克服了重重挑战,在激烈的国际竞争中脱颖而出,成为全球光伏产业的领导者。中国光伏产品在国际市场占有率居世界第一。这是中国光伏产业多年来持续深耕和不断突破的结果。

目前中光伏产业拥有全球最完整的供应链,主要生产环节的产能占比超过80%。组件、电池片、硅片等产品的市场占有率分别超过75%、80%和95%。这些数据表明,中国光伏产业已经做到了全球第一,在光伏技术和产业链上拥有绝对优势。

光伏产业在技术创新方面也取得了重大突破。例如,目前单晶硅电池转换率普遍在16%~18%,多晶硅电池普遍转换率在15%~16%。晶硅电池实验室效率已经累计打破世界纪录42次。过去10年间,中国光伏度电成本下降超过80%。

中国海关数据显示,今年前八个月,中国太阳能电池出口较去年同期同比增长91.2%而俄乌战争导致欧洲能源价格上涨欧洲对光伏产业的需求旺盛,各国为实现减排目标均在大力发展光伏发电生产太阳能电池板的原材料多晶硅价格也持续走高。

国际能源组织报告显示,截至2021年,中国拥有全球79%的多晶硅产能,占全球晶圆制造的97%,并生产了全球85%的太阳能电池。

但是欧美国家对本土光伏的支持也在持续加大,例如,欧盟委员会计划到2030年将本土光伏产能提高到40%,美国通过税收优惠和增加税收抵免来扶持本土光伏产业链。

中国光伏行业面临着欧美的挑战,需要不断通过提升技术创新能力、降低成本和提高产品附加值等措施来应对。

众所周知,在全球半导体市场上,老美掌握着绝对的话语权。凭借着手握的核心专利技术,在过去几十年来,一直享受着高额的红利,以高通为代表的美芯片企业,每年仅依靠收取专利费用,就已经能够赚得盆满钵满。

而眼下中国对光伏领域的统治,有点类似美国对芯片的统治。

中国制造要从低端到中端再到高端,这注定是一条布满荆棘的路。前有堵路的,后有搅局者。

有人认为中国芯片应该弯道超车,会开车的人都知道,弯道超车其实非常危险,弄不巧会翻车的。但是科学技术发展的速度是令人难以想象的,变道超车不是不可能。如今的汽车工业从燃油到电池就是例证。

美国对中国的芯片打压,不管他手段多恶劣,多粗暴,反对抗议都只能是做做表面文章,怨天怨人没用。这其实都是自然界生存法则“物竞天择,优胜劣汰,适者生存”的一个实例而已。

中国芯片有无未来?我觉得中国那怕就是学龟兔赛跑中的龟,只要脚踏实地一步一个脚印,未来可期。

 

 

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贴主:道路曲折于2023_08_10 22:22:10编辑 6park.com

贴主:道路曲折于2023_08_10 22:22:21编辑 6park.com

贴主:道路曲折于2023_08_10 22:22:37编辑
贴主:道路曲折于2023_08_10 22:22:56编辑

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