美國放行中國光伏，能給芯片制造業(yè)帶來什么啟示？

相比芯片產(chǎn)業(yè)，光伏電池板的技術難度較低，產(chǎn)業(yè)利潤不足，在美國對華半導體領域制裁的大背景下，顯得格外“冷清”。不過最近有消息稱美國將對中國光伏產(chǎn)業(yè)“放行”，美國卡脖子卡到自己了？

本周，一名白宮官員在一場能源會議上對媒體證實，在經(jīng)歷了數(shù)月僵局后，美國終于開始放行從中國進口的光伏電池板。

據(jù)國內媒體援引外媒報道稱，因美方的所謂禁止強迫勞動的相關法案，自去年6月以來，有超1000批來自中國的太陽能組件在美國港口積壓，價值達數(shù)億美元。中國外交部曾作出回應：“美方以謊言為依據(jù)，制定并實施涉疆惡法，嚴重干擾中美正常光伏產(chǎn)品貿(mào)易，違背市場規(guī)律和國際經(jīng)貿(mào)規(guī)則，損害全球光伏產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈穩(wěn)定和全球應對氣候變化努力，最終也必將損害自身利益?！?/p>

在休斯敦舉行的CERAWeek能源會議有官員透露：“現(xiàn)在有了更明確的指導，我們看到更多的貨物正在通過?！睋?jù)外媒報道，過去四個月，超過900兆瓦的太陽能電池板已在美國清關，這足以為超過15萬戶家庭供電。還有報道稱，截至上個月，海關已經(jīng)釋放了374批電子產(chǎn)品，占其扣留的1433批電子產(chǎn)品的四分之一以上，但沒有具體說明其中有多少屬于太陽能產(chǎn)品。

圖源：互聯(lián)網(wǎng)、自制

揭開產(chǎn)業(yè)鏈，其實美國本次放行中國光伏，實在是迫不得已。

美國造不了光伏電池板？

圖源：向陽能源

美國的光伏市場主要依賴海外進口，本土幾乎沒有硅片和電池片的產(chǎn)能。根據(jù)美國官方數(shù)據(jù)顯示，2021年美國可用組件出貨量30.45GW，其中進口光伏組件22.97GW，占比75%，本土生產(chǎn)量僅有4.23GW，占比僅14%。進口來源地區(qū)中，49.2%的組件來自中國內地、中國臺灣、新加坡和越南，幾乎占據(jù)半壁江山。有意思的是，在中美光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生摩擦之后，有相當多的企業(yè)將產(chǎn)品先轉賣給東南亞國家，再轉手賣到美國，因此實際上中國的光伏產(chǎn)業(yè)要占美國進口量更多。那是技術原因導致美國在光伏產(chǎn)業(yè)不如中國嗎？

硅片是包括光伏產(chǎn)業(yè)在內的半導體產(chǎn)業(yè)的上游末端，是半導體產(chǎn)業(yè)的基礎。太陽能電池板從整體制造流程上來看，最難得要數(shù)硅片的制備。不過別看到硅片就想到芯片，想到芯片就要擔心被卡脖子。光伏板的晶圓純度要求要比芯片用的硅片低的多。常見的數(shù)字芯片，需要在純度為99.99999999999%（小數(shù)點后11個9）的晶圓上制備，過多的雜質會嚴重影響芯片良率。制備光伏芯片所用的硅片，分為單晶硅和多晶硅。其中單晶硅制造難度較多晶硅高的多，不過性能也更強，它所需求的單晶硅純度為99.9999%（小數(shù)點后4個9），相比之下，光伏硅片單位體積內的雜質要比芯片硅片高10000000倍。

含硅礦物質在經(jīng)過高溫結晶提純后變成多晶硅。多晶硅會經(jīng)過熔融、植入籽晶、生長、拉升后得到單晶硅棒，或是直接熔融狀態(tài)變成多晶硅錠。單晶硅棒或多晶硅錠在經(jīng)過切片后就會得到光伏板所需的硅片。不過很多業(yè)內朋友都了解，目前中國在芯片晶圓的制備上還處于起步階段，其中12寸晶圓近乎全部依賴進口，所以技術問題絕對不會反向卡美國脖子，因此也不是美國放行中國光伏產(chǎn)業(yè)的主要原因。

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其實，討論一種產(chǎn)業(yè)能否成功，除了技術難度，商業(yè)化技術也是極其重要的一點，換句話說，你得壓低成本。

其實光伏板之于美國就像圓珠筆芯的滾珠之于中國。這是一個耳熟能詳?shù)睦樱袊蛔约褐圃靾A珠筆的圓珠，不是因為技術限制，而是國外已經(jīng)有了成熟的生產(chǎn)技術，完備的產(chǎn)業(yè)鏈，更有極大的生產(chǎn)數(shù)量來攤平成本。同理，馬斯克發(fā)射的Space-X火箭也是如此，光伏也是如此。究其原因，無非是“不掙錢，看不上”。很多投資人曾表示看不上光伏產(chǎn)業(yè)：“沒技術含量，沒有技術壁壘，沒有技術護城河?！敝袊绱?，美國更是如此。不過，在美國大力限制中國科技發(fā)展的當下，光伏產(chǎn)業(yè)也因此“逃出生天”。

中國光伏，狂卷自己，掏空美國

第一塊光伏板 ?圖源：搜狐

1954年，美國貝爾實驗室制成了第一個實用化的硅基太陽能電池。在此之后，美國始終引領全球光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。直到近50年后的2001年，中國的光伏產(chǎn)業(yè)才開始起步。起初的國產(chǎn)光伏產(chǎn)業(yè)主要集中在組裝、配套、維修以及分銷等技術含量較低的領域，與美國長時間積累的光伏制造技術對比還望塵莫及。但轉機就在10年之內。2001年，一個無錫籍的澳大利亞歸國太陽能專業(yè)博士回國創(chuàng)業(yè)，開啟了中國光伏大發(fā)展的序幕。

其實中國早在上世紀50年代就開始了單晶硅的研制，1959年就研制出了中國第一顆“3個9”單晶硅，并在一年后攻克“7個9”的單晶硅技術。不過彼時中國工業(yè)產(chǎn)能薄弱，單晶硅的出現(xiàn)并沒能帶領光伏產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展。

時間拉回2001年，前文提到的澳大利亞博士施正榮回國創(chuàng)業(yè)，建立無錫尚德。那時國內僅有4家光伏廠商，且全部在應用80年代從國外引進的光伏技術，轉化率僅有10%-12%，與國際先進技術還有5個百分點的差距。施正榮利用自己熟悉的技術，不斷攻克組件、電池等環(huán)節(jié)，很快建立了第一條10兆瓦光伏產(chǎn)線，產(chǎn)能相當于此前4年中國光伏電池產(chǎn)量的總和。

不過那時國內光伏市場還是一片空白，產(chǎn)能提高反而讓公司陷入虧損。不過好在2004年德國重新修訂《可再生能源法》，讓歐洲光伏需求大爆發(fā)，大量的海外訂單讓中國光伏產(chǎn)業(yè)起死回生。暴漲的需求也助推了無錫尚德公司快速上市，2005年12月紐交所掛牌，第二年就助力施正榮拿下2006年中國首富寶座。2004年8月，深圳園博園光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)上線，填補了中國在兆瓦級并網(wǎng)光伏項目設計和建設上的空白，成為國內首座大型的兆瓦級并網(wǎng)光伏電站。

施正榮的故事講到這里還算圓滿，不過接下來就會進入國內廠商永遠繞不開的技術與“內卷”問題。2005年之后，中國光伏企業(yè)如雨后春筍般崛起，天合光能、江西塞維、河北英利先后赴美上市，不斷刷新中國新能源IPO的記錄。2007年，中國已經(jīng)有11家企業(yè)赴美上市，中國一躍成為全球光伏制造強國。

中國雖然成為制造強國，但光伏在那時候還屬于國內亟待攻關的產(chǎn)業(yè)。上游原料、中游工藝、下游電站，大部分都在歐美手里。此外，過多企業(yè)的成立也推動硅料成本的提升，2005年多晶硅每公斤40美元，到了2008年就漲到500美元，翻了十倍還多。就是這樣的環(huán)境下，中國企業(yè)陷入了低技術領域“內卷”的困境中。后來中國光伏企業(yè)還經(jīng)歷了國際多晶硅生產(chǎn)商的“價格狙擊”，高價簽下合同后，卻面臨硅價暴跌現(xiàn)狀，損失慘重，國內光伏產(chǎn)業(yè)大量倒閉，近乎全軍覆沒。

這次的救世主輪到中國自己。2009年3月，財政部、科技部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了《關于實施金太陽示范工程的通知》，預期投入100億人民幣，用財政補助的方式幫助光伏產(chǎn)業(yè)并網(wǎng)。此外，光伏產(chǎn)業(yè)還是一個馬太效應明顯的產(chǎn)業(yè)。此后，中國陸陸續(xù)續(xù)出臺多項扶持政策，助力光伏產(chǎn)業(yè)度過難關，并趁機打開國內市場。最終到了2012年，中國光伏裝機量達到3423.2MW，國內外需求也趨于平衡。國內光伏關鍵技術也緊跟全球第一梯隊，達到18%左右，上中下游基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。

后來的故事，或許大家都熟悉了，制裁來了。由于中國光伏產(chǎn)業(yè)崛起過快，2011年中國光伏產(chǎn)量已經(jīng)占全球的60%以上，美歐光伏有一半以上來自中國，這也導致美國光伏企業(yè)迎來倒閉潮。美政府以惡意傾銷為借口，宣布對中國光伏進行反傾銷調查，這一制裁，就到了現(xiàn)在。

不過這時中國的企業(yè)早已迎來全面爆發(fā)，發(fā)展的勢頭已不可阻擋。截至2021年，中國光伏裝機規(guī)模達到306GW，超過歐盟和美國的總和。全球光伏產(chǎn)業(yè)20強中有15個來自中國。各環(huán)節(jié)上中國的全球占比均超過65%，同時中國光伏組件相關專利數(shù)量達4089項。根據(jù)國際能源署（International Energy Agency, IEA）估計，中國企業(yè)掌控著全球太陽能制造供應鏈約80%的份額：近一半的設備，97%的太陽能硅錠和硅片都產(chǎn)自中國。

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后來拜登上臺，讓美國重返《巴黎協(xié)定》，并宣布節(jié)能減排的政策方向。節(jié)能就需要降低化石燃料，并增加可再生能源的發(fā)電比例。問題來了，光伏都在中國手里！拜登也曾簽署《降低通貨膨脹法案》，幫助光伏產(chǎn)業(yè)回流美國，但無力回天，全球光伏產(chǎn)業(yè)上下游都早已扎根中國，便捷的交易方式與業(yè)內交流讓企業(yè)不再愿意重回美國。最終，還是得依靠中國的光伏電池板，這也就是文章開頭美國放開中國光伏產(chǎn)業(yè)的真正原因。

總的來說，光伏的技術難度根本不是限制美國光伏產(chǎn)業(yè)的關鍵，中國在此次光伏博弈中，勝在工業(yè)，勝在體系，勝在產(chǎn)業(yè)鏈聚集的“馬太效應”上。

光伏給芯片制造產(chǎn)業(yè)的啟示

中國用了20年的時間，不僅建設出一套完備的光伏產(chǎn)業(yè)體系，還幾乎“掏空”美國，成為真正意義上的光伏“壟斷者”，也讓制裁大棒不再管用。光伏逃出生天，芯片制造呢？

縱觀中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，其實起步的時候并不順利，產(chǎn)業(yè)鏈、市場、關鍵技術都不能自主解決，光伏能崛起，還是靠在不同領域的積累與攻堅，以及國家長遠發(fā)展觀念的政策引導。根據(jù)波特五力分析法，我們從供應商的議價能力、購買者的議價能力、潛在競爭者進入的能力、替代品的替代能力、行業(yè)內競爭者現(xiàn)在的競爭能力五個方向來分析兩個產(chǎn)業(yè)的異同。

供應商的議價能力：雖然芯片產(chǎn)業(yè)的最上游是設計端，其中EDA軟件幾乎被美國壟斷，光刻機被ASML壟斷，鏡頭、光刻膠以及其他半導體材料也由歐美日把控。供應商環(huán)環(huán)相扣，直接限制了中國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國內僅有中芯國際等少量廠商有能力承擔先進制程的代工任務。與芯片類似，光伏產(chǎn)業(yè)在2000年也面臨同樣的問題，多晶硅原材料、單晶硅制備以及電池組裝絲印工藝等都由國外廠商掌握。因此這個階段，供應商的議價能力很強。

購買者的議價能力：目前高通、英偉達、AMD、蘋果等廠商均為芯片制造產(chǎn)業(yè)的買方，國內也有華為海思、紫光、兆易創(chuàng)新等芯片設計廠商對芯片代工資源需求旺盛。不過也有像英特爾、三星、TI等知名廠商具有IDM能力，可以實現(xiàn)后向一體化。光伏產(chǎn)業(yè)的購買者，從2000年至今仍以政府、企業(yè)為主。由于光伏發(fā)電成本較高，相對其他發(fā)電模式僅能作為補充，不過隨著光伏產(chǎn)業(yè)繼續(xù)發(fā)展，未來購買者的議價能力還將提升。

新進入者的威脅：首先，半導體代工產(chǎn)業(yè)門檻極高。目前，臺積電與三星已經(jīng)掌握了絕大多數(shù)代工市場。ASML等上游廠商也和它們具有深度合作，利益高度綁定。新入行者不僅要面對已有代工廠產(chǎn)業(yè)規(guī)模的壓制，還將應對上游設備提供方的資源供給問題。此外，根據(jù)臺積電2021年財報顯示，為了進一步鞏固自身在芯片代工領域的地位，2022年還會投資440億美元用于研發(fā)，大量投資也將進一步加大新人入行的成本。21世紀前10年，光伏也同樣為高附加值產(chǎn)業(yè)，彼時中國光伏電池板產(chǎn)量還是0，從零開始做研發(fā)，不僅需要大量資金，更需要政策的大力扶持和保駕護航。

替代品的威脅：芯片產(chǎn)品應用廣泛，在量子芯片真正落地之前，目前的芯片代工產(chǎn)業(yè)無威脅。而光伏的替代品較多，同為新能源發(fā)電，光伏還面臨著風電、核電、潮汐電、地熱電的競爭威脅。

同業(yè)競爭者的競爭程度：半導體制造壟斷現(xiàn)象明顯，全球僅有臺積電、三星、英特爾等廠商具有頂級先進制程的生產(chǎn)能力，國內則是中芯國際扛起代工大旗。在代工資源緊缺的當下，芯片代工廠之間的競爭還不算激烈。2000年的光伏產(chǎn)業(yè)，世界上僅有約10家光伏上市公司，總產(chǎn)值約590億元，還遠未形成如今的激烈競爭格局。

綜上，若用21世紀初的光伏產(chǎn)業(yè)與如今芯片制造產(chǎn)業(yè)對比，中國廠商面臨的威脅大致相同。光伏產(chǎn)業(yè)20年來也依舊經(jīng)歷了起起落落，多次面臨內部崩盤與外部制裁的威脅，好在國內企業(yè)與政府頂住壓力，一邊努力攻關技術難題，一邊政策加大扶持，最終讓中國光伏產(chǎn)業(yè)得以擺脫美國制裁，公平公正的與國際廠商較量。當中國的產(chǎn)業(yè)技術積累到一定程度時，量變最終會轉化為質變，到時候美國對中國芯片的制裁也將無從下手。