价值链视角下的半导体产业升级研究

吴　晨

摘要: 分析了产业升级路径。在此基础上,以深圳深华科技公司为例,提出该公司应走“工艺流程升级→产品升级→功能升级→产业升级”的发展路径。就公司目前具体情况而言,应实施市场扩张能力和技术创新能力双向组合的升级方式。

Abstract: To analyzes the path of industrial upgrading in this paper, On this basis, for an example from ShenHua Science and Technology Company in ShgenZhenandshould to along the developed path of “process upgrade→product upgrade→function upgrade→industrial upgrade”.The company should implement two-way combination of market expansion and technological innovation capability to upgrade at now.

关键词: 价值链;半导体;市场扩张;技术创新

Key words: Value chain;semiconductor;market expansion;technological innovation

中图分类号:F062·9 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2009)10-0063-04

0引言

伴随经济全球体化进程加快,我国电子信息产业飞速发展。一方面,中国凭借低廉的劳动力成本及巨大的需求市场,吸引越来越多的外商投资电子信息产业;另一方面,中国政府信息化产业发展规划也造就了一批本土化的电子信息企业。然而,据中国电子信息产业研究院(2007)调查统计,尚存在以下问题:

(1)我国电子信息及通讯行业的经济效益水平仍然偏低。2006年规模以上制造业的销售利润率仅为3.56%,仍处在一个较低水平;

(2)软件产业发展速度放缓。2006年发展速度为22.9%,低于制造业1个百分点;

(3)关键元器件依赖于国外厂商的现象仍未能彻底改变。平板显示器件领域,缺乏完善的产业链和有实力的企业。集成电路设计总体水平不高,集成电路制造业规模小,测试和封装工艺仍然需改善,关键电子材料及设备行业仍处于起步阶段;

(4)促进自主创新的环境仍待改善。产业自主创新在人才、资金和体制上的瓶颈有待克服。

2008年美国次贷危机波及中国电子信息制造业,半导体行业也随之出现了不同程度困难。据美国iSuppli公司(2009)的分析报告,2008年全球最大10家半导体供应商有8家销售额呈现不同程度下滑,43%的公司没法维持与上年销售额持平或正增长[1]。如何克服不利局面,加快提升半导体产业整体科技水平及实施产业升级改造是本文研究的出发点和落脚点。

1相关文献回顾

1.1 价值链内涵

波特(Porter,1985)最早提出了价值链(Value Chain)概念,把公司整体经营活动分解为一个个单独的、具体的活动;认为公司的价值创造过程主要由基本活动(生产、营销、运输和售后服务等)和支持性活动(原材料供应、技术、人力资源和财务等)两部分完成,在公司价值创造过程中相互联系,构成公司价值创造的行为链条,称为价值链[2]。寇格特(Kogut,1985)从国家比较优势和企业竞争能力结合的角度分析,强调价值链环节在空间上的配置,认为国家商业战略的设定形式实际上是国家比较优势和企业竞争能力之间相互作用的结果,当国家比较优势决定了整条价值链各个环节在国家或地区之间如何实施空间配置时,企业竞争能力就决定了企业应该在价值链上的哪个环节和技术层面上倾其所有,以便确保竞争优势[3]。20世纪90年代,格瑞菲(Gereffi,2000)和一些学者提出了全球商品链的概念,将价值链概念与产业全球组织直接联系起来,在经济全球化背景下,商品生产被分解为不同的阶段,围绕某种商品生产形成了一种跨国生产组织体系,把分布在世界不同类型的企业、机构组织在一个生产网络中,从而形成了全球商品链[4]。

近年来,国内学者对价值链与产业升级也作了一些研究。董磊、张克让(2005)论述了全球价值链与产业升级之间的相互关系[5];文嫮、曾刚(2005)探讨了全球IDM公司的治理行为对浦东IC主产业网络升级的影响[6];江静、刘志彪(2207)运用全球化进程中的收益分配不均,并以美国苹果公司ipod产品的全球价值链创造过程各个环节的收益分配进行了详细分析,论证了中国产业升级的必然及具体的实施策略[7];陶拯等(2007)基于全球价值链视角对苏南电子信息产业升级途径进行了实证研究[8]。

上述价值链与产业升级理论研究,对发展中国家在激烈竞争环境中实现产业升级,发挥后发优势,积极参与经济全球化进程作了有益探索。本文以深华科技公司为例,借助价值链理论对产业升级作实证研究。

1.2 产业升级层次

Humphrey和Schmitz(2002)提出以企业为中心,由低级到高级四层次升级分类方法,得到广泛认同。一是过程升级,通过降低成本、增进传输体系,引进新组织方式,获取更多价值;二是产品升级,通过新产品市场份额扩充、新品牌市场份额增大,改进商品市场份额增加,获取更多价值;三是功能升级,通过提升在价值链中的地位,专注于价值量高的环节,而把低价值活动外包,获取更多价值,如从基本加工到贴牌生产(original equipment manufacture,OEM),再到自己设计制造(own design manufacture,ODM),最后到自有品牌制造(own brand manufacture,OBM)的转换;四是部门间升级,也称为链条升级,即通过涉足高收益相关产业领域、相异产业领域,获取更多的价值。如图1所示[6]。

2价值链与产业升级实证研究

2.1 深华科技公司基本情况

深圳深华科技有限公司是一家合资公司,成立20年来,经历了创业、成长和快速发展三个时期。公司以追求发展民族品牌为目标,不断研发适销对路的新产品,产品在国内同行业中拥有较高市场占有率,并积极拓展国外销售市场,取得了较好的业绩。见表1。

2.2 半导体产业的价值链分析

LED半导体照明(Light Emitting Diode)是20世纪90年代发展的新一代冷光源,比传统光源具有很大优势:节约能源、保护环境(不含汞等有害物质)、寿命长(5万小时)、减少维护费用、提供更好的灯光品质、改进灯光视觉效果和安全等;这些使LED技术在众多基础设施建设中得到广泛应用。要生产高亮度LED灯,首先要有LED芯片,而芯片质量、发光颜色和发光效率,主要由外延片决定。世界最著名的几家半导体照明企业,如Nichia、CREE、Osram和Lumileds Lighting,其生产包括外延片生长、晶粒切割、芯片封装的全流程,要想在市场上购买高质量外延片几乎不可能,因此整个LED产业技术水平实际上决定于外延片水平。

从价值含量属性看,LED产业中70%利润集中于外延片环节。从技术密集型属性看,技术难点多集中于外延片,封装技术性最弱。LED产业价值链从外延片——芯片——封装,技术密集型的属性越来越弱。从资本密集型属性看:按照中小投资规模,外延片环节投资规模是芯片环节两倍,芯片环节又是封装环节两倍。因此LED产业价值链从外延片——芯片——封装,资本密集型属性也越来越弱。从劳动密集型属性看:外延片生产、芯片制造主要依靠自动化程度较高的机器和设备,对低端劳动力需求量少,而对精通生产工艺的高素质人才则有更多需求;而封装,特别是低端封装,更依赖于大量低端劳动力。因此,LED产业链从外延片——芯片——封装,劳动密集型属性越来越强。

2.3 深华科技公司产业升级路径

Humphrey和Schmitz(2002)研究认为,产业升级一般遵循“工艺流程升级→产品升级→功能升级→产业升级”的路径。深圳深华科技公司的工艺流程升级表现为从双极型大功率晶体管生产工艺功率向DMOS生产工艺、IGBT生产工艺和POWER IC生产工艺升级;产品升级表现为从双极型大功率晶体管向大功率电子电力器件升级;功能升级则表现为在节能照明领域掌握LED外延片生产核心技术、创造品牌效应,做国内大功率半导体器件领先者;产业升级目标为向行业一流企业看齐,提升公司的投资和市场多元化能力。

①工艺流程升级。通常,半导体制作工艺流程主要包括两个阶段:前段(Front End)制作和后段制作(Back End)。前段制作又可分为:晶圆处理制程(Wafer Fabrication)和晶圆针测制程(Wafer Probe);后段(Back End)制作主要包括构装(Packaging)和测试制程(Initial Test and Final Test)。在半导体生产工艺流程中对环境要求特别高,尤其对污染物控制程度要求高,主要污染源为:微尘颗粒、中金属离子、有机物残留物和钠离子等轻金属例子;必须建超净间保证洁净等级,污染物指标必须控制在严格的标准之下,否则产品质量就达不到要求。因此,公司不断改进产品生产的工艺流程。同时,半导体生产选用的材料也对生产产生巨大影响,0.13微米以下的更先进工艺已进入了纳米领域。

因此,深华科技公司必须改善生产工艺。公司未来产品生产过程中采用的新工艺主要体现在:功率DMOS生产工艺、IGBT生产工艺和POWER IC生产工艺。公司现在产品是双极型大功率晶体管生产工艺,而以后所采用的新工艺与当前生产工艺有着本质不同,主要体现在生产设备、生产材料、生产周期等几个主要方面。预计随着生产设备、生产材料和生产工艺的完善和充实,公司的生产工艺将会再上一个新台阶。

②产品升级。如果以LED取代圣诞树上的彩灯,美国在每年12月至少节电20亿千瓦时,相当于200万个家庭整整一年的用电量。而美国实现灯泡全面换代之后,从2012年到2030年在照明能耗上的开支将节省400亿美元,这将意味着可以少建14座热力电厂和每年减少至少5 100万吨的碳排放[9]。美国新上任的总统奥巴马在施政纲领里就明确提出,美国计划在未来12年内,逐步淘汰白炽灯,改用节能环保的新式照明灯,新式照明灯将比目前灯泡至少节电70%[10]。澳大利亚政府宣布,将在2010年之前全面禁止使用白炽灯照明。而中国从2003年起,全国大部分地区遭遇了新一轮的电力供应短缺事实,并有越演越烈的趋势。照明能耗在整个电力消耗中占了举足轻重的位置,美国能源部数据显示,美国22%的电力消耗于照明领域,国内更甚,以上海为例,照明用电占上海全市用电的1/3以上,既节能又环保的照明革命迫在眉睫。

以LED为代表的照明产品新技术层出不穷。LED照明推进协会副理事长奥野敦史先生在2008中国光电产业高层论坛发表的《日本LED协会简介和日本最新LED发展趋势》和《用真空印刷封装系统和可印刷树脂技术研发独特透镜成型工艺》演讲中,介绍了一种通过用真空印刷封装系统和可印刷树脂技术研制出独特的高亮度白光LED的透镜成型工艺,技术有其独到之处且成本低廉;在日本应用于LED和汽车中的照明、显示和背光灯,性能非常可靠。而要提高LED应用产品竞争力需要依靠三大关键技术:一是光学设计,提高LED的实际光利用率;二是散热设计,提高LED的光效,减少LED的光衰及延长寿命;三是驱动器设计,提高LED灯具的整体光效。只有解决以上三个问题才能使得LED灯具整体光效高、寿命长。

目前深华科技公司主要产品是双极型大功率晶体管,主要用于照明行业,产品和市场领域单一,要求公司必须进一步开发新产品。为此,深华科技公司力争在原有双极型大功率晶体管生产的基础上增加DMOS场效应管产品,以丰富现有产品结构,为进一步开辟新的市场领域做准备。加大产品研发力度要从以下几个方面着手:第一是增加开发人员,采取从国内外聘请半导体产品专家等措施;第二是加大研发资金投入,包括设备投入、软件投入和提高开发人员待遇等措施;第三是建立完善的新产品开发制度,并建立完整的开发流程,做到奖罚分明;第四是动用全公司力量,支持新产品开发,即设立公司级别的项目,并在全公司范围内成立项目组。公司产品升级路径如图2所示。

③功能升级。LED在绿色城市的应用尤为引人关注。绿色城市即生态城市,是上世纪70年代联合国教科文组织发起的“人与生物圈(MAB)”计划研究过程中提出的,它是一种理想的城市模式。在绿色城市中,前沿科技与自然充分融合,人的创造力和生产力得到最大限度发挥,而居民身心健康和环境质量得到最大限度保护,物质、能量、信息被高效利用。其中电力消耗、绿色发展前景是其重要的几个评判标准,而LED在这两个方面的优势使其在绿色城市中当仁不让地成为引人注目的亮点。通过对上述案例和半导体照明行业价值链分析,我们可以知道,外延片是LED价值链环节中价值分布最高、进入壁垒也高的战略环节。所以企业未来方向是专注于外延片环节的研发与生产。

④产业升级。目前LED领域的专利,尤其白光专利集中在世界五大厂商Cree、Nichia、Osram、Lumileds和TG手中,主要的LED芯片供应商也集中于这些大厂商。日本市场主要以Nichia、TG产品为主,北美市场是Cree产品居多,我国台湾地区市场则以晶电最大。而一些台湾封装厂商,如亿光、东贝等,主要以中低端市场为主,他们有一些大厂的专利授权,但目前受一定限制,出口日本、欧美等地仍有被诉讼危险。中国大陆厂商起步较晚,虽得到政府支持,发展较快,但上游专利申请量少,并以外围发明专利为主;下游应用专利申请量虽大,但大部分都是实用新型专利。随着芯片及封装产能进一步扩大,大陆企业越来越多地参与国际竞争,也将更多地面临专利问题,去年出现的337法案问题也是对大陆企业的一个警示,专利问题是我们必须面对的问题。此外,行业发展需要规模化效应及稳定可靠的规模化量产技术,规模较小就会导致生产成本较高,从而也就丧失了与国际厂商竞争的能力。

对深华科技公司而言,要实现产业升级,关键取决于公司的投资能力和市场多元化能力。首先,公司需要在设备、组织安排和人力资源等方面进行投资;其次是提高市场多元化的程度,可以利用最为领先公司生产时所获得的知识来供应和开发其他市场,以便平衡与不同客户的关系。

2.4 深华科技公司产业升级方式

嵌入价值链高端环节,要求企业兼具较强的市场能力和技术能力,有良好的市场渠道和领先的技术水平。若以技能和市场为横和纵坐标,可划分四个象限,不同象限反应了技术能力和市场能力不同组合。如图3所示[11]。

①基于市场扩张能力的升级。如东亚的纺织服装企业,起初为美国和欧洲购买商代工生产,之后与欧美专营商和零售商建立紧密关系,获得技能提升,随后改变自己角色——创建全球采购网络,成为欧美购买商与亚洲和其他发展中地区服装厂中介,最终实现升级。

②基于技术能力的升级。如我国台湾地区的笔记本电脑产业从给IBM、COMPAQ代工开始创业,专事笔记本电脑制造环节,后来逐渐积累资本和技术实力,开始研发自有品牌及营销等高端环节,成功地实现了产业升级,培育出华硕等一批世界知名的自主品牌。这一升级路径关键在于加大研发投入,培养技术创新能力,掌握核心技术,实现增长方式由要素驱动向创新驱动转变,获得较高的附加值。

黄永明等(2006)提出了基于市场扩张能力和技术能力双向组合的升级[11]。产业升级这两条路径并不是互斥和截然分开的,在同一时间针对不同目标市场,企业可以视情况实施不同的升级策略;即使对同一目标市场,也可同时搭配实施两种策略。而且升级是持续不断的过程,存在于企业发展每个阶段,在每条升级路径的中间状况,可能出现另一条升级路径的开端。

对于深华科技公司,鉴于半导体照明产业与市场结合的紧密程度及国内庞大的市场需求,一定程度上要求它走市场升级的路线;而基于半导体产业功能升级要求实现关键性技术突破,所以技术扩张升级路径也是必然选择。为此,深华公司要两条腿走路,走市场扩张能力和技术创新能力双向组合升级方式。

3结论

通过分析价值链和产业升级的关系,对深华科技公司产业升级原因及升级路径进行了探讨,得出公司产业升级路径是:工艺流程升级、产品升级、功能升级,但具体升级路径应两条腿走路,采用市场扩张能力和技术创新能力双向组合方式的模型,最终达到产业升级的目标。此外,多元化经营虽有适当利用企业过剩资源、降低公司经营风险等优点,但有可能使企业规模与市场影响力上升到一个新高度,也有可能使企业遭受灭顶之灾。因此,应注重突出发展主业,适度发展多元化,充分发挥企业有限的人才、物资等要素资源,实现有限资源互补,才能享受多元经营协同效应带来的好处。事实上,只有当企业能力、资源和市场机会三者相互匹配时,企业多元化战略才能成功实施。

参考文献:

[1]中国半导体行业协会:《中国半导体产业发展状况报告》[J];2006(5):1-4。

[2]迈克尔·波特:《竞争优势》[M];华夏出版社,1997:37。

[3]陈劲:《基于全球价值链的珍珠产业升级机制研究》[J];《农业经济问题》2007(2):37-38.

[4]张立帅、李锋:《全球价值链理论与发展中国家产业升级研究进展》[J];《价值工程》2008(3):44-46。

[5]董磊、张克让:《全球产业链中的我国产业升级问题研究》[J];《经济理论研究》2005(6):94-95。

[6]文嫮、曾刚:《全球价值链治理与地方产业网络升级研究——以上海浦东集成电路产业网络为例》[J];《中国工业经济》2005(7):20-27。

[7]江静、刘志彪:《全球化进程中的收益分配不均与中国产业升级》[J];《经济理论与经济管理》2007(7):26-32。

[8]陶拯、钱钢:《全球价值链视角下地方电子信息产业升级研究》[J];《工业技术经济》2007(1):76-78。

[9]http://www.lightingchina.com/news/news_info.asp?newsid=10684.2007年中国半导体照明产业数据.

[10]http://www.chinafairs.org/window/ccc/33,44736.htm.2008年中国半导体照明网.

[11]黄永明、何伟、聂明:《全球价值链视角下中国纺织服装企业的升级路径选择》[J];《中国工业经济》2006(5):56-63。