供应链之家

国家电网:为经济社会高质量发展增添绿色底色

一千瓦时电能做什么?将一只25瓦的灯泡点亮40个小时,让一台洗衣机清洗50千克的衣服,供一台1匹空调运行1.5小时……能源是经济社会发展的重要物质基础,电力行业是节能减排的主力军。

党的二十大报告指出,“实施全面节约战略,推进各类资源节约集约利用”,为深入推进节能和提高能效提供了根本遵循。国家电网有限公司深入贯彻落实全面节约战略,加快发展方式绿色转型,建设新型电力系统和新型能源体系,积极引导全社会节能减排,为推动能源转型、建设美丽中国贡献力量。

在全国节能宣传周到来之际,公司于5月13日至31日开展“传播国网理念推动节能低碳”系列宣传活动,大力倡导节能节电,助力电力保供和能源转型。

加快建设新型电力系统 为美丽中国建设提供支撑

茫茫戈壁,日光灼灼。在宁夏—湖南±800千伏特高压直流输电工程建设现场,施工人员在百米高空加紧作业。该工程是我国首个“沙戈荒”大型风电光伏基地外送特高压工程,投运后每年可从宁夏向湖南送电超360亿千瓦时,相当于减排二氧化碳1600万吨。

山峦巍峨,江水滔滔。在1000千伏川渝特高压交流工程二郎山线路9标段,像巨人一样的“门”字形铁塔已组立完成。川渝特高压工程投运后,每年可输送超过350亿千瓦时的清洁电能,还可经由1000千伏成都东变电站将清洁能源输送至成都立体双环网,提升成都电网供电能力。

电网是能源转换利用、优化配置和供需对接的重要平台,在能源绿色转型中发挥着重要作用。公司持续优化电网发展格局,完善特高压和各级电网网架,截至2023年年底,累计建成35项特高压工程,线路长度超4.6万千米,累计送电超过2.9万亿千瓦时,相当于减排二氧化碳26.1亿吨。一张水火风光互补配置资源能力最强、全绿电供应时间最长的特大型生态电网逐步建成。

电能是绿色、清洁、高效、便捷的二次能源。协同推进降碳、减污、扩绿、增长,能源是主战场,电力是主力军。公司坚决扛起能源绿色转型的责任担当,发布实施国内企业首个“双碳”行动方案,统筹推进各级电网建设,保障电力安全可靠供应,提升清洁能源优化配置和消纳能力。

3月,华北电网月消纳新能源电量占当月全网发购电量的比例达30.4%;截至4月底,甘肃省新能源电源装机容量达5583万千瓦,同比增长48.69%,占总装机容量的61.65%;5月8日,新疆新能源发电装机容量超7000万千瓦,占总装机容量的近五成……一系列数据显示出我国能源发展向新向绿之势。

水能、风能、太阳能等清洁能源取之不尽,用之不竭,实施能源清洁替代已成为国际社会的共识。然而,新能源发电具有波动性、不确定性,要让绿电发得出、用得好,需要汇集各类资源参与调节,提升电力系统调节能力和灵活性。公司全力服务新能源高质量发展,加快新型电力系统建设,推动能源结构从以化石能源为主导向以清洁能源为主导转变,支撑和服务能源供给清洁化进程。

浙江220千伏柔性低频输电、江苏车网互动验证中心、湖北构网型储能电站等一批项目建成投运,高海拔多端柔性直流、千万千瓦级新能源基地送出、分布式光伏发电友好并网等领域一批原创成果加快形成,公司深入推进新型电力系统示范工程建设,统筹开展新型电力系统科技攻关。多能互补、向绿而行的图景渐渐变成现实。

能源电力大动脉不断延展,新型电力系统建设加快推进,服务新能源高质量发展,公司以电网为基础平台,增强电力系统资源优化配置能力,推进能源节约集约利用,更好促进能源生产清洁化、能源消费电气化、能源利用高效化。

提升智慧用能水平 为美丽中国建设添动力

绿色发展是高质量发展的底色,新质生产力本身就是绿色生产力。习近平总书记指出,加快绿色科技创新和先进绿色技术推广应用,做强绿色制造业,发展绿色服务业,壮大绿色能源产业,发展绿色低碳产业和供应链,构建绿色低碳循环经济体系。

位于山东济南高新区中国算谷产业园的山东舜驰控股集团有限公司安装了1.1万平方米的光伏发电及储能设施,整体采用数字化、低碳化建设方案。“厂房通过平衡产能、用能、储能实现清洁能源全消纳。”该企业智慧零碳工厂项目相关负责人刘文杰介绍。对接济南大力构建现代化产业体系需求,国网济南供电公司建立“一企一策”服务模式,为客户提供能效分析等服务,助力新材料、智能制造等产业培育新质生产力。

新兴产业方兴未艾,传统产业提档升级,优质的供电服务和智慧的用能服务为企业节能降碳开出“良方”。走进山西阳煤集团神堂嘴煤层气发电站,8台燃气发电机组排放的高温余热烟气在次中温、次中压空冷汽轮机发电机组的作用下回收利用,昔日废热摇身一变成为绿电。项目实施以来累计发电7521.57万千瓦时,每年可节约标准煤约5000吨。

工业企业是我国能源消费大户,能源消费量占全国能源消费总量的70%左右。公司多措并举拓展“供电+能效服务”,开展工业企业能效诊断,助力企业提升综合能效水平,让能源消费大户变为节能降碳大户。

落实国家能耗双控逐步转向碳排放双控政策要求,公司以“大云物移智链”等现代信息技术为驱动,深化碳管理体系建设,牵头承建全国碳排放监测分析服务平台,基于电力大数据和“电-碳计算模型”,实现全国及分地区、分行业月度碳排放计算、监测、分析;与水利部联合推进“水利+电力”大数据应用,在线监测灌溉机井,助力地下水资源保护及精细化管理;在天津建设全国首个政企合作的电力“双碳”中心,构建全链条、定制化碳业务体系,为客户提供节能降碳解决方案,服务企业超过2.1万家。

引导形成低碳生活方式 为美丽中国建设厚植绿色底色

立夏已过,海拔4300米的青海玛多县气温还徘徊在0摄氏度上下。5月10日,玛多县漫天飞雪。牧民坐在电热炕上,躲避着屋外的风雪。玛多,藏语意为黄河源头,此地年均气温零下4摄氏度,供暖期长达11个月。2011年定点帮扶玛多县后,公司在当地投资实施8个清洁采暖项目,改变了牧民烧牛粪、煤炭取暖的方式,守护好“三江源”生态环境。

持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战,公司聚焦工业、交通、建筑和居民生活等重点领域,稳妥有序、因地制宜推动电能替代,持续提高电能占终端能源消费的比重。截至2023年年底,公司协助各级政府累计完成京津冀及周边、汾渭平原等北方地区“煤改电”清洁取暖1633万户,相当于减少散烧煤使用3600万吨。

从居住到出行,绿色低碳的生活方式成为越来越多人的选择。过去5年间,我国新能源汽车销售量大幅增长。2019年,我国新能源汽车渗透率仅为5%。最新数据显示,4月1日至14日我国新能源汽车批发、零售渗透率均突破50%。与之相呼应,公司建成并运营全球覆盖范围最广的智慧车联网,形成以“十纵十横两环”为骨干的高速公路快充网络。

从陆地到水上,绿色交通运输体系加快建设。湖北是长江流经里程最长的省份,也是南水北调中线核心水源地。湖北大力推进“电化长江”,推动长江航运绿色发展,实现港口岸电全覆盖,助力长江生态保护,服务实现“双碳”目标。

公司不断拓展绿色用能的广度和深度:全面开展节能政策宣传和技术推广,拓展能效公共服务,为重点企业提供用能监测服务,推广楼宇用能优化方案……公司各单位大力开展节能提效专项行动,积极引导全社会节约用能、高效用能、绿色用能,让每一千瓦时电充分发挥作用。

昔日荒凉的沙漠建起千万千瓦级“沙戈荒”新能源基地,能源基地架起一条条清洁能源大动脉,老工业基地走上绿色转型之路,新能源汽车充电网络在城市乡村延展……放眼神州大地,清洁电能留下绿色足迹,为美丽中国写下生动注脚,为美好生活充电赋能。

25%→50%!美国对华太阳能电池加增关税!

据美国白宫5月14日官网披露,美国总统拜登宣布提高钢铁和铝、半导体、电动汽车、电池、关键矿产、太阳能电池、船岸起重机和医疗产品等战略部门的关税,旨在通过提高对中国进口产品的关税来保护美国本土制造业。

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其中太阳能电池方面,公告显示,2024年太阳能电池(无论是否组装成模块)的关税率将从25%提高到50%。白宫认为,中国利用不公平的做法主导了全球太阳能供应链80%至90%以上市场,中国向全球市场大量提供人为廉价的太阳能组件和电池板,破坏了对中国以外太阳能制造业的投资。而事实上,拜登-哈里斯政府对美国太阳能供应链也进行了历史性投资。《通胀削减法案》为太阳能组件提供了供应方税收优惠,包括多晶硅、晶圆、电池、模块和背板材料,以及支持公用事业规模和住宅太阳能项目部署的税收抵免、赠款和贷款计划。由于拜登总统的政策推动,太阳能制造商已经宣布在他的政府下计划投资近170亿美元,这使美国的制造能力增加了8倍,足以在2030年前每年为数百万家庭供应电池板。其他方面关税调整:钢和铝方面,2024年,根据第301条,某些钢铁和铝产品的关税税率将从0–7.5%提高到25%。半导体方面,到2025年,半导体的关税税率将从25%提高到50%。电动汽车方面,根据第301条,电动汽车的关税税率将在2024年从25%提高到100%。电池、电池零部件和关键矿物方面,2024年,锂离子电动汽车电池的关税税率将从7.5%提高到25%,而2026年,非电动汽车锂离子电池的关税率将从7.5%增加到25%。2024年,电池零部件的关税税率将从7.5%提高到25%。2026年,天然石墨和永磁体的关税税率将从零提高到25%。2024年,某些其他关键矿物的关税税率将从零提高到25%。岸对岸起重机:2024年,岸对岸起重机的关税将从0%提高到25%。

医疗产品:2024年,注射器和针头的关税将从0%提高到50%,某些个人防护装备(PPE)的关税将从0-7.5%提高到25%,橡胶医用和手术手套的关税将从7.5%提高到25%。对此,我国商务部新闻发言人14日表示中方坚决反对并严正交涉。美方出于国内政治考虑,滥用301关税复审程序,进一步提高部分对华产品加征的301关税,将经贸问题政治化、工具化,是典型的政治操弄,中方对此表示强烈不满。世贸组织早已裁决301关税违反世贸组织规则。美方非但不予以纠正,反而一意孤行,一错再错。美方提高301关税违背了拜登总统“不寻求打压遏制中国发展”“不寻求与中国脱钩断链”的承诺,也不符合两国元首达成的共识精神,这将严重影响双边合作氛围。美方应立即纠正错误做法,取消对华加征关税措施。中方将采取坚决措施,捍卫自身权益。

13张图穿透全球半导体供应链,美国砸钱力扶芯片制造起效果了?

芯东西5月15日报道,美国半导体行业协会与波士顿咨询合作发布了一份38页全球芯片产业报告《半导体供应链的弹性正在显现》。

▲按主要地区划分的政府激励措施(从左到右按GOP规模排列)

根据报告,半导体行业已经变得易受地理集中的影响,在整个供应链中,至少有50个点上,一个地区占据了全球65%以上的市场份额。

报告预计2024-2032年,私营部门对晶圆制造的投资约为2.3万亿美元,而在美国《芯片法案》颁布前的10年(2013-2022年),这一数字为7200亿美元。预计美国将占这些资本支出的28%,而在《芯片法案》之前,美国的投资速度将仅占全球资本支出的9%。

而如果没有《芯片法案》,到2032年,美国的份额预计将下降到全球容量的8%。

该报告还预测到2032年,顶尖晶圆制造能力将从台湾和韩国扩展到美国、欧洲和日本;2022年至2032年间,美国的晶圆厂产能将增加203%,成全球增幅最大的国家;到2032年,美国将扭转长达数十年的下滑趋势,将其在全球晶圆厂总产能中的份额从目前的10%提高到14%。

本报告提供了当前政策对全球半导体供应链未来投资的影响及其对弹性的影响的最新观点,从广义上将弹性定义为供应链地理多样化的改善,并分析预测了相关产业趋势对未来十年可能产生的影响, 预测晶圆制造分布和ATP容量的变化,还考虑了供应链其他部分的地理多样化,包括芯片设计、核心IP、EDA、设备和材料。

全球半导体供应链呈现高度专业化,不同地区在不同领域具有优势。

比如,总部在美国的公司在芯片设计、核心IP、EDA方面处于领先地位;美欧日企业在设备领域领先;中国大陆、日本、中国台湾、韩国在半导体材料方面领先;韩国、中国台湾企业在先进芯片制造领域领先;组装、测试和封装 (ATP)主要集中在中国大陆和台湾。

供应链的全球整合特性使区域专业化成为可能,使每家专业公司都能进入全球市场。但地理集中也造成了脆弱性,预计未来将呈现显著的地域多元化,主要从晶圆制造和封测两个领域开始。报告认为考虑到成本压力,封测组装企业不太可能将总部设在美国,除非是在新晶圆厂附近的一些先进封装设施。

中国台湾企业已经宣布计划在岛上新建7座晶圆厂。台湾芯片制造龙头台积电还与索尼、电装、丰田合作,提高日本熊本工厂的制造能力。中国大陆正在深圳、天津和上海进行新的晶圆厂投资。

日本芯片制造创企Rapidus在北海道的新工厂建立了先进的2nm芯片生产线。韩国宣布了一项投资471亿美元的计划,在京畿道的一个大型芯片集群建造16座新晶圆厂。

从2020年到2023年底,仅是在美国就宣布了80个新的半导体制造项目,预计将创造5万个直接新增就业岗位。

欧洲在新产能方面进行了大量投资,自2020年以来宣布了7项重大晶圆厂投资。产能的大部分正在德国东部建设,包括英特尔在马格德堡的投资,以及台积电与欧洲领先半导体制造商在德累斯顿共同投资建设新工厂。

在法国南部,格芯已经与意法半导体合作,在克罗莱投资31亿美元建造了一家晶圆厂。波兰也准备设立一家新的英特尔先进封装工厂。

报告预计从现在到2032年,各地区之间将有大量投资流动。

大力投资于前沿技术可以使一个地区在创新的前沿竞争,但不会完全反映在每月的晶圆开工量上;另一方面,投资于成熟制程,允许一个地区在短期内实现更多的金钱和就业价值,风险是在需求可能固定或减弱的部分创造过剩的产能。

先进逻辑的投资模式已经在全球范围内变得更加分散,中国台湾和韩国公司在美国、欧洲和日本的投资明显增加。

先进的逻辑产量将从2022年几乎100%分布在韩国和台湾,到2032年将超过40%分布在这些地区以外。

2022年,美国没有生产任何先进的逻辑芯片。到2032年,美国将生产近30%的工艺小于10nm的逻辑芯片。

当计划中的晶圆厂投入使用时,欧洲和日本也将生产约12%的10nm以上的芯片。

在10至22nm范围内的逻辑工艺方面,日本将从头开始发展5%的市场份额,而中国大陆的份额将从6%增加到19%。大于或等于28nm的逻辑将保持良好的分布,大多数区域的份额变化很小。

中国大陆的份额增幅最大,从2022年的33%上升到2032年的37%。

在其他制程技术中,动态随机存取存储器(DRAM)仍将高度集中在韩国,但美国的份额将从3%增加到9%,增长了3倍。

NAND内存的地理集中度将会提高。到2032年,韩国的市场份额预计将从30%上升到42%,日本和韩国合计将占到约75%的容量。

离散、模拟和光电子芯片(DAO)将保持良好的分布,所有主要地区的参与份额将达到5%或更高。

公司采取这些具体的、战略性的、有针对性的举措的最终结果是,提高了该行业在按地区划分的更“平均”的全球产能份额上的弹性。美国将把其在全球产能中的份额从10%提高到14%。

报告预计在未来十年,每个主要地区的产能都将增长80%以上。美国的产能增长速度为203%,将比其他地区更快,比前十年快得多。就每月数千片晶圆(300毫米当量)而言,这意味着从2022年的1121千瓦时(每月数千片晶圆)增加到2032年的3393千瓦时(增长203%)。

目前,中国大陆有3000多家无晶圆厂设计公司,年收入以两位数的速度增长。中国大陆的本土芯片设计主要集中在消费电子产品、工业控制系统和智能设备芯片上,但在先进的CPU、GPU和FPGA以及相应的高端服务器和计算机电源管理方面竞争力较弱。

美国在EDA中的领导地位不应被视为理所当然。在2018年至2023年期间,中国大陆领先的EDA软件供应商华大九天实现了6倍的收入增长。

价值1100亿美元的半导体设备市场涵盖了50多种专业设备,但在某些领域的集中度很高。光刻、沉积、材料去除和清洗这三个细分市场占据了70%的市场份额,每个细分市场都由少数几家主要供应商主导。

一家欧洲公司占据了光刻市场87%的份额。在沉积、材料去除和清洗方面,3家公司(2家位于美国,1家位于日本)占据了70%-80%的市场份额。

排名前15位的设备供应商在总共17个国家拥有生产设施。这些措施还包括建立新的培训中心,以增加其所在地区以外的人才库。

中国大陆目前占全球设备支出的20%,占全球设备进口的18%。美国、日本和荷兰的出口管制提高了开发国内替代品的紧迫性。据报道,至少有5家中国生产商正在进行批量生产;中小企业创建了光刻示范设备;北方华创和中微半导体已进入更大节点的蚀刻市场。

价值640亿美元的半导体材料市场包括用于供应链前端(400亿美元)和后端(ATP,240亿美元)的化学品和材料。

硅晶片和光抗蚀剂占前端材料总市场的一半左右(195亿美元),但其他子类别,如气体、湿化学品、CMP浆料和溅射靶,对制造过程的各个步骤也至关重要。同样,基板和引线框架约占后端市场的一半(128亿美元)。

大多数领先的半导体材料公司总部设在日本、美国和欧盟。在前端和后端材料市场的多个细分市场中,日本至少有三家领先的供应商。

美国商务部工业和安全局2023年12月发布的一项调查发现,行业受访者“对三种材料的国内来源表示严重担忧:裸晶圆、气体和湿化学品”。

后疫情芯片短缺也凸显了与封装基板相关的采购挑战,封装基板将芯片连接到电路板。此外,某些原材料,包括镓、稀土和许多其他关键矿物,仍然主要来自单一地区。

有些人通过回收旧设备来获取这些关键材料,绝大多数这些材料的开采和提炼都是在中国大陆完成的。

目前,价值950亿美元的ATP市场主要集中在东北亚。韩国拥有与现有晶圆厂相近的重要后端产能。中国大陆和台湾总共拥有全球近60%的ATP产能。在自2020年以来宣布的36个ATP设施中,预计将有25个在中国大陆和台湾。

从长期来看,在持续的政策支持和海外投资下,报告预计ATP产能将向其他地区转移,包括拉丁美洲、欧洲和东南亚欠发达地区。东南亚已经是ATP活动的中心,占全球总量的20%左右。

在占ATP市场不到一半的先进封装领域,技术突破可能为美国等高成本地区在ATP领域发挥更大作用打开大门。一个关键的创新是chiplets异构集成。

美国《芯片法案》发展美国本土先进封装生态系统的初步商业成果正在显现:Amkor宣布将在亚利桑那州皮奥里亚建立一个20亿美元的工厂,用于封装台积电为苹果生产的芯片;英特尔将在新墨西哥州里奥兰乔的工厂投资35亿美元用于先进封装;SK海力士计划投资约40亿美元,在美国印第安纳州建设先进封装工厂;三星还计划在德克萨斯州建设一个先进封装工厂。

一个潜在的关注领域是≥28nm的逻辑。目前晶圆厂的建设轨迹使其产能大大超过未来的需求,其中大部分产能位于中国大陆的大型晶圆厂。如果轨迹没有改变,高利用率驱动的晶圆厂经济可能会导致降低晶圆价格的巨大压力,这可能会导致无晶圆厂公司重新考虑工艺技术选择决策。

未来十年,半导体将在全球经济中发挥关键作用,从日常产品到国防和人工智能的前沿。

很少有行业的供应链和生态系统如此复杂,而且在全球范围内相互交织。然而,从地缘政治紧张局势和更复杂的监管环境到劳动力短缺和成本上升,许多因素都强调了供应链多样化和投资以提高弹性的必要性。

同样,各国政府也认识到半导体的战略重要性,并寻求通过吸引和激励新的本土或邻近投资来减少战略依赖。但弹性并不等同于自给自足,自给自足的成本将是惊人的。