毫無疑問,半導體行業是絕對的知識密集型行業。具體高到什么程度,請參見我們此前的報告:《起底ARM,留給中國隊的時間不多了》,建議通過這篇報告感受下芯片行業的專利可怕之處:不做一顆芯片、純賣芯片設計IP的ARM,市值能高達400億美元,甚至成為中美日歐國家層面的角力場。
本文將以存儲器為例,來對國內芯片專利欠缺程度做一個探討。
之所以選擇存儲器,是因為存儲器是半導體行業的最大分支,占比甚至要超過邏輯芯片(也就是常說的處理器)達到三成以上。此外,壟斷存儲行業的三星、SK海力士、美光科技等巨頭,通過層層的專利網維持自己的壟斷地位,讓競爭對手和客戶苦不堪言,想必每個人都對2017年手機因為內存漲價還記憶猶新。
另外一層原因,是國內兩大存儲基地,長江存儲和合肥長鑫將進入實質性量產階段,業內傳言國家大基金二期也將大力支持,存儲將成為接下來幾年國內半導體領域最受鎂光燈關注的領域。
存儲器最重要的兩個產品分別是NAND Flash(閃存)和DRAM(動態隨機存儲),而這兩個產品的壟斷性到了令人瞠目結舌的地步。
NAND行業,三星、鎧俠、西部數據和SK海力士合計的市場份額超過80%;而英特爾近期計劃將NAND業務賣給SK海力士,一旦交易達成,則頭部玩家的市場份額將達到97%;DRAM的壟斷性不遑多讓,三星、SK海力士和美光市場份額合計超過90%。
圖1:DRAM存儲器和NAND存儲器市場格局,資料來源:Gartner,Trendforce
之所以形成這么強的壟斷性,除了因為這個行業是極其燒錢外,存儲的專利墻又高又厚,成為后進者難以逾越的壁壘。本篇報告中,我們將以三個案例來直觀說明存儲的專利問題。
01
肉眼可見的差距
跟前文的壟斷地位一致,目前存儲器專利申請上,三星、 SK 海力士、東芝和美光科技在專利數量上占據絕對優勢,對新入者形成了技術封鎖,也就是我們常說的“比你優秀還比你勤奮”。
中國大陸企業中只有中芯國際(SH:688981/HK:00981)與兆易創新(SH:603986),從 2012 年以后開始出現較大規模的專利申請數量,但跟頭部玩家存在幾個數量級的差異。
以存儲器行業全村的希望兆易創新為例,根據其2019年年報披露“截止2019年底,公司已積累1,195項國內外有效的專利申請,獲得581項國內專利、23項美國專利、3項歐洲專利。”即全球范圍內有效的專利僅26項。
而根據最新的美國商業專利數據庫(IFI Claims)報告,三星電子的專利數量是7．66萬件(也包含代工、面板、手機等其他諸多專利),SK海力士是7934件,美光是7488件;而這還是只涉及到專利數量而非質量的比拼。
圖2:全球存儲器專利主要申請企業及其申請趨勢,資料來源:incoPat,西部證券
02
福建晉華之殤
為了突破受制于韓美寡頭的局面,中國大陸2016年開始陸續成立了三大存儲基地,分別是:位于武漢的長江存儲,由紫光集團董事長趙偉國掛帥;位于泉州的福建晉華,由臺聯電提供技術支持;以及位于合肥的合肥長鑫,由兆易創新董事長朱一明帶隊。
三大存儲基地合計規劃的總投資金額超過4500億元;同時大量從海外公司高薪挖工程師、買技術。
可以說,國內拿出來最強團隊和最大的財力支持,擼起袖子參與存儲器這個全球大賭局。
雖然接近5000億元的總投資看起來很驚人,但是存儲器這個行業每年的資本開支,其實也就是以三星為代表的少數幾個寡頭的投入,就高達400-500億美元。換句話說,5000億人民幣,扔到全球的存儲器行業去燒,最多也就夠燒兩年的。
但不幸的的,這5000億的豪賭,已經有三分之一倒在了專利戰面前,這就是此前震動業界的福建晉華事件。
2017年12月份,當福建晉華高歌猛進的時候,美國存儲器龍頭美光以知識產權被竊為由,在美國加州起訴福建晉華與其合作方臺聯電,2018年10月份,美國商務部將福建晉華列入無法從美國公司購買元件、軟件和技術產品的實體名單,晉華成為中興通訊之后第二家被禁的中國企業。
福建晉華遇阻后,臺聯電只能被迫敗退,當年被寄予厚望的項目立即遭遇休克,估計當前已停擺一年多的晉華的命運只剩下變賣設備和廠房,從此淡出存儲這個高投入高產出的全球科技大賭局了。
另外兩個仍在局中的長江存儲和合肥長鑫,則通過合作與協議,以及自我研發嘗試避免重蹈覆轍。
以合肥長鑫為例,2019年5月,合肥長鑫對外公布,其DRAM技術來源于奇夢達,通過合作獲得了一千多萬份與DRAM相關的技術文件,以及16000份專利。此后合肥長鑫又與Polaris Innovations Ltd．、藍鉑世簽訂協議,獲得DRAM芯片技術文件和專利許可;據稱合肥長鑫聘請了前日本爾必達的高管。也就是基本獲得了日本和歐洲的技術背書。
說句題外話,讀者看到這兒可能冒出來的一個問題就是為什么不自己研發?雖然國內存儲器公司都有部分自主研發,但存儲的底層物理技術基本一致,想要繞開別人的路徑幾乎無路可走。
此外,當年日本替代美國成為全球存儲霸主,后來韓國顛覆日本,其實初期都是靠引進海外技術,“拿來主義”并不可恥,只是要分外小心被人扣上“偷來”的帽子。
圖3:“聯美案”事件回顧,資料來源:招商電子
03
靠專利“茍活”的Mostek
第三部分提及一家公司,是美國的Mostek。國人可能對其非常陌生,實際上在上個世紀80年代,Mostek靠打敗大名鼎鼎的英特爾成功登頂全球存儲器第一的寶座。
后來由于日本的崛起才節節敗退,終于在1985年Mostek被廉價賣給法國公司Thomson,后來隨著Thomson和SGS的合并,被并入意法半導體。
魔幻的是,雖然Mostek肉體已經不復存在了,但是還有大把內存領域的專利,意法半導體居然靠這些專利,通過漫長訴訟其他存儲企業,賺取了數倍于收購Mostek的利潤。
其實,存儲器行業通過專利訴訟來賺錢的根本不是意法半導體的獨創,業內寡頭心照不宣都會這么干。我們可將其戲稱為存儲器行業的“割韭菜”,寡頭經常挑起各種訴訟,使得新進者本來就少得可憐的利潤,經常隨時被割一刀。
04
啟示與破局
國家政策對芯片的支持力度一直相對比較大,我國政府自 2000 年以來將集成電路行業確定為國民經濟支柱性行業之一,出臺一系列政策進行指導和扶持。但真正對業界震動比較大的是2014年9月,國家集成電路產業投資基金(簡稱“大基金一期”)的成立。
在此之前,芯片是一個苦哈哈的行業,彼時中芯國際市值不到1000億港幣,中微公司(SH:688012)更是不為人知。后來,大基金一期投資扶持了諸多企業,甚至有了點石成金的效果,當然,這是后話。
另外的支持是2018年11月設立科創板,為初創的半導體公司打開一條綠色通道。截止到2020年10月,科創板上市的188家公司中,有半導體公司19家,總市值達到7150億元,占科創板市值總額的24%,如果再加上半導體設備(如中微公司、北方華創等)和材料公司(如華特氣體等),可以說科創板的近一半都是半導體產業相關的。
圖4:科創板半導體公司,資料來源:中國半導體行業協會、中國海關總署
政策的鼎力支持下,行業開始狂奔。根據行業協會統計,截止今年,全國規劃投建晶圓廠的投資額將超過1．5萬億人民幣,各種半導體產業園拔地而起。資本市場自然也不甘落后,半導體行業自2019年開啟了一波波瀾壯闊的牛市,大部分公司直接干拔估值到了市夢率的區間。
一二級市場的半導體熱,也造就了一群財富新貴的清華理工男,間接也帶動相關從業人員工資水漲船高,而集成電路專業的高考錄取分數大有超過商科的趨勢。
但過熱的背后,隱匿著諸多問題與亂象。
首先存在的問題就是過度投資,尤其是低端產能的重復建設。最近以武漢弘芯為代表的爛尾半導體項目近期被媒體廣泛報道,讓大家看到了行業亂象。過度投資存在每一個國家政策大力扶持的行業,如2016年新能源騙補就如出一轍。
以上所有討論都集中在“錢”這個問題上,可以說以前苦逼的芯片產業一夜搖身一變成了香餑餑,缺錢不再是一個問題,甚至應該說錢多得泛濫了。
但一旦涉及到技術深水區,資本的作用則直線下降。就如本文主要討論的專利問題,就是國內芯片行業存在的另一個、也是一直被大家選擇性忽視的問題,導致行業發展處處受制于海外巨頭。
存儲器的專利貧瘠只是中國芯片行業的一個縮影,中國制造的從大到強之路,必須依靠的是人才和知識產權,這也正是我國整個芯片行業發展中亟需補強的短板部分。
圖5:中國半導體對外依存度極高,資料來源:中國半導體行業協會、中國海關總署
正如前文所說,向世界優秀芯片企業學習、合作交流,甚至拿來主義都不可恥,可怕的是過于民粹認為閉門造車勒緊褲腰帶就能打破專利壁壘,比如眾志成城就能造出光刻機,其實比用愛發電高不到哪兒去。
另外一點,最好的避免被專利戰的方式仍然還是自身的強大,規避專利封鎖幾無可能,但可以做到“你中有我、我中有你”,用武力來換取和平,這方是上策。
從企業家的角度來說,我們想說的是,過去靠代工、資源、地產等勞動密集和資本密集型的賺快錢的商業模式仍深入人心,扭轉企業家對知識產權的重視依然任重而道遠,1500億的晉華之殤只是一個警鐘,隨著中國在科技樹上的攀爬,我們將不得不直面更多的專利缺失帶來的考驗。