原标题：爱迪生登门拜访，乔布斯三顾茅庐，“再穷不能穷科研”：美国制造业之光，自戕于杀鸡取卵的美股大时代？
一部美国制造业兴衰史。
作者 | 钟升
编辑 | 小白
2007年，苹果正设计第一台iPhone时，乔帮主遇到了一个严重的问题。
当时的触摸屏的外部保护部件是一层透光性较好的亚克力板，但这种塑料很容易被刮花，苹果希望能找到一种更加耐用且美观的材料。
经人介绍，乔帮主找到了一家大型技术公司，它拥有超硬玻璃的生产线，曾被用于制造汽车挡风玻璃、监狱窗户、电话亭以及眼镜等产品。
这种超硬玻璃模仿鲁伯特之泪的原理，通过离子交换的化学处理后，极大地加强了玻璃内部应力，从而强化玻璃硬度，使玻璃不惧日常使用中的细微刮擦。
在接受苹果的要求后，这家公司不负期望，在六个月内制造出了苹果所需的超薄钢化玻璃并交付了产品，由此开创了盖板玻璃市场。
这家公司就是康宁(GLW.US、下称公司），这款盖板玻璃就是大名鼎鼎的康宁大猩猩玻璃。
以前风云君看到这段故事时，总对康宁的体量有错误的估计，认为公司仅是苹果生态链条中的一环。
但事实并非如此，康宁自身规模本就十分庞大——2022年在美国财富500强中排名263位。
公司的五大业务中的各类产品，都已经与现代社会生活密不可分，而公司最初其实也只是一个建筑玻璃制造商。
能一步步走到现在，主要是因为公司无比重视研发。
公司的诞生最早可以追溯到1851年，当时美国正处于一个从农业社会向工业社会快速蜕变的时期，玻璃在当时作为一种重要建筑材料，应用领域变得愈加广泛。
创始人艾默里·霍顿看中了玻璃的发展前景，于是他先后买下了马塞诸塞州一家玻璃公司的股份，以及一家在布鲁克林的玻璃工厂。
玻璃在生产过程中需要大量且稳定的能源，在冷却以及用余热生成蒸汽等生产环节中，均需要用到大量工业用水。
（来源：公司2021年报）
当时的匹兹堡周边已经发现有丰富的煤矿、石灰石和铁矿石资源；另外，宾夕法尼亚运河与新建的铁路也都可以通往匹兹堡，使匹兹堡成为了水陆交通枢纽。
大量钢铁企业、玻璃制造企业均向西搬迁，为了更低的地价和原材料成本，也为了更大的建筑市场。
大部分企业搬至了匹兹堡及周边区域，让钢铁、有色金属和玻璃制造成为了匹兹堡的支柱产业，也奠定了匹兹堡的全球钢铁之都称号。
艾默里在1868年同样带着他的玻璃工厂向西搬迁，不过并未去到匹兹堡，反而是留在了纽约州的五指湖区（Finger Lakes），迁移到一个名叫康宁（Corning）的小镇，并改名为康宁玻璃厂。
公司搬迁位置的选择也对公司未来的发展起到了关键性作用。
在建筑玻璃领域，公司无法与拥有地理优势的匹兹堡同行进行竞争。于是公司干脆放弃建筑玻璃，专门生产高利润的特殊商品，如着色玻璃、火车信号灯以及温度计用的玻璃管。
公司一直将研发视为在众多竞争对手中脱颖而出的一种方式，并在之后的一百多年间将维持一定量研发活动当做公司的信念。公司各式各样的创新产品也使得公司名声在外。
到了1879年，公司迎来了第一个重大机遇。
托马斯·爱迪生在为他的电灯泡寻找一种可靠的保护玻璃，相较当时普通窗户和罐子用的玻璃，他需要一种更坚固、更耐高温的玻璃。
爱迪生带着他的需求找到了公司，次年便指定公司作为灯泡玻璃的唯一供应商。
康宁的名字也首次随着电灯泡传遍世界。
（来源：康宁玻璃博物馆）
而康宁并未止步于此，将其玻璃的耐热性能进一步提高，在20世纪初为美国铁路信号协会（RSA）开发出一套全美统一的信号灯国家标准，提供色温色差一致，不会轻易破碎的铁路信号灯。
（早期英国铁路信号灯。来源：网络）
同时，公司也带着这种高耐热玻璃进入厨房，开发出玻璃厨具和餐具，延伸出消费者业务线，不过在之后被全部剥离。
随后，公司在1934年的气化液体实验中首度开发出了气相沉积工艺，为高纯度二氧化硅或熔融石英（Fused Silica）的合成奠定了基础。
该材料在之后被公司用于生产众多产品，包括航天器视窗玻璃、光学透镜、光纤和望远镜反射镜。
在二战时期，随着雷达的大量应用，公司开始帮助美军制造雷达的关键部件——阴极射线管（CRT）。
战后，公司进入CRT电视机玻璃市场，并一度主宰该市场。
后来随着时间推移，公司又使用其独家技术溢流熔融法专为液晶屏幕提供玻璃基板，为新生的互联网提供光纤连接，为汽车提供蜂窝陶瓷载体，逐渐形成了公司当前的五大业务。
而这么多年来，公司能够如此成功，并在互联网泡沫和金融危机之后转危为安，也是因为公司一直坚持着它的理念：
再穷不能穷科研！
可后来呢？
前文提到，公司与苹果合作更多是相互成就，而非接受苹果的扶持。
苹果的老对手三星电子反而与公司联系更为紧密，其子公司三星显示在2021年1月将持有的康宁优先股换成了8000万普通股，成为了公司的第二大股东。
（来源：公司2022年3月Proxy Statement）
公司2021年营收达到了约141亿美元，近五年的复合增速为8.6%。
对于一家美国的制造业企业来说，这个增速已经相当不错了。
2022上半年收入为73亿美元，同比增长7.4%。
从分地区收入上来看，中美两国是公司增长的主要来源。
从2016到2021年，公司在美国的收入增长了19.1亿美元，在中国的收入则增长了25.3亿美元。
在韩国与三星合资成立的三星康宁精密玻璃也一度为公司每年贡献了十余亿美元的营收。不过随着三星在合资公司中持有份额越来越高，公司在韩国的营收份额也逐渐降低。
公司的产品种类较多，主要是围绕玻璃和陶瓷两大类材料打造，已经成为了现代人们生活和社会发展的必需品。
产品包括连接数亿人的光纤，显示屏幕基础部件，实验室中的各类玻璃器皿，汽车、卡车用的尾气过滤器、催化器，导弹导引头前面的玻璃，以及太空中哈勃望远镜的镜片和空间站的防护玻璃。
另外，经常自己下厨的风云君也一度认为康宁餐具也是公司的一个子业务，但康宁餐具原本是公司在90年代剥离出的消费者业务，后与其他公司合并成立了新公司，并改名为了Corelle Brands。
而康宁早在80年代就进入了中国，在剥离消费者业务后，餐具公司中国继续沿用了康宁的名字，但已经和公司不存在股权上的联系。
公司在玻璃科学、陶瓷科学、光物理学上的多年研究，叠加公司强大的工程及制造能力衍生出五大业务：
显示技术；
光通信；
特殊材料——包含盖板玻璃；
环境技术；
生命科学。
在每一个细分领域，康宁都是领导者。而康宁这些业务所在的行业有一个共通的关键词：技术壁垒。
技术壁垒越高的行业，其中的参与者越少，而公司也总能通过这些壁垒获得较强的定价权。
上文提到的大猩猩玻璃是特殊材料业务的一个分支，占特殊材料业务营收的70%以上，2021年为公司贡献了14亿美元收入。
（来源：公司2021年报）
特殊材料业务的其他部分被称为先进光学，主要是为航空、航天、国防、分析仪器、医疗影像、光刻等领域，打造超过150种不同的特殊材料。
先进光学在2021年带来营收6.1亿美元，占总营收比为4%。
这个营收规模对公司来说几乎是无关痛痒，但这些先进光学产品和背后的庞大技术储备不容小觑。
公司当前的两个支柱业务同样是由技术储备中孵化而出的。
显示玻璃领域的王者
显示技术业务的主要产品是玻璃基板（Glass Substrates），是显示面板的核心部件。
玻璃基板是一块极其平整的薄玻璃片，但也不仅仅是一块玻璃这么简单。
玻璃基板内侧密布沟槽结构，可以让TFT-LCD屏幕的液晶分子沿着沟槽整齐排列。屏幕面板还需要另外一块基板作为彩色滤光片的底板使用。
对于刚性OLED屏幕而言，需要玻璃基板来承载整个OLED结构，另外还需要一块基板作为封装层，防止外部空气对有机材料造成损害。
玻璃基板的质量和品质直接影响到显示面板成品的分辨率、尺寸、透光率、厚度、重量、可视角度等性能指标。
玻璃基板对于显示面板产业的意义，相当于硅晶圆之于半导体产业。
（来源：公司中国官网）
在全球玻璃基板市场的竞争格局中，美日企业占据绝对优势，CR3达到了87.5%。
2019年，公司的市场份额为47.5%，其余主要竞争对手是日本的AGC艾杰旭（曾用名旭硝子）和NEG（日本电气硝子）。
在G8.5及以上的高代线面板所用的超大基板市场中，三家头部公司的份额超过了95%。
国内厂商也有东旭光电和彩虹股份进入了玻璃基板市场，不过市场份额还比较小。
（来源：赛瑞研究，中信证券）
玻璃基板的生产难度巨大，进入壁垒极高，厂商需要自研生产设备、玻璃液配方以及相应的制造工艺。
公司在1964年发明了溢流熔融法（Fusion Overflow），该工艺相较AGC使用浮法工艺制造的基板表面更为平整，省去了后期的打磨加工程序。
（来源：公司官网）
显示技术业务部门近几年在中国持续扩充高代线的产能。
2017年，公司在重庆的8.5代工厂开始投产。重庆工厂是公司继北京8.5代基板工厂之后，在华的第二家基板工厂。
2018年公司在合肥京东方A(000725.SZ)旁边开设的工厂开始投产，也是全球首家10.5代TFT玻璃基板工厂。
2021年，公司毗邻武汉京东方的10.5代玻璃基板工厂开始量产，毗邻广州超视界的10.5代玻璃基板工厂也开始量产，并宣布扩建重庆工厂。
值得注意的是，公司新建成的三家10.5代线玻璃基板工厂全都位于显示面板客户的工厂旁边，主要是因为10.5代线基板面积巨大且十分薄，运输极为不便。
这也为面板厂商带来了一定的保障，使美国不会轻易通过基板卡脖子。反过来说，面对中国这么大的市场，一些美国公司恐怕比任何人都更怕美国政府的乱拳。
公司这些年来扩充产能的措施并未带来立竿见影的效果，显示技术业务的营收一直原地不动。
直到2021年宅经济带动了对显示面板的需求，营收才有较大幅度上升。
这也导致显示技术的增速是全公司最慢的，2016~2021年间的CAGR仅为2.4%。
与特殊材料业务12.3%的复合增速比起来，显示技术就是在拖公司后腿了。
根据公司的解释，玻璃基板产量在逐年提升，但销售单价每年都在下降，尤其是2017年的降幅高达10%，业务净利率也因此逐年降低。
进入到2022年，随着美国进入加息周期，宅经济福利不再。显示面板进入供大于求的局面，价格也被迅速打下来。
而这几年新建的产能也不可能空置，公司的基板业务也可能回到了量增价跌的地步。
另外，大猩猩玻璃虽然不属于显示技术业务，但其同样专门应用于移动消费电子设备，与玻璃基板的应用方向基本一致。
若将大猩猩玻璃与显示技术业务共同计算，两者收入在2021年为51亿美元，使得消费电子领域成为公司最大的收入来源。
在光通信领域同样领先
自1966年“光纤之父”高锟发表论文，阐明用石英基玻璃纤维进行长距离信息传递的原理，为光纤的发明奠定了理论基础。
公司很快就意识到高锟论文的潜力和价值，低调启动了高纯度玻璃纤维的研发。
1970年，公司通过外部气相沉积法，成功制造出了世界首根符合理论的低损耗光纤，通信革命的序幕也被揭开，光通信成为了公司最重视的业务之一。
公司也不断投入资源，开发出更低损耗的光纤。公司2021年在全球范围持有光通信领域的专利达4562个，数量远超其他业务。
不同于显示技术业务仅提供终端产品的一个部件，光通信业务向运营商客户以及企业提供完整的网络应用解决方案。
运营商客户和企业客户贡献的营收比例大约为3:1。
产品主要包括长途、区域和城域网络的光纤，光纤连接器，光学组件，耦合器和其他部件，也包含传统的铜制通讯电缆。
光纤产品的核心在于光纤预制棒，其生产技术具有较高的门槛，可替代性也比较小，全球范围内可以生产光纤预制棒的企业数量有限。
作为最早开始制造光纤的企业，公司在该领域自然还是拥有一定优势。
公司在全球光纤市场中按营收计长期排名第一，所占有的市场份额在15%~17%之间，并未与同行拉开较大差距。
中国企业在光纤行业的参与度较高，长飞光纤、亨通光电、烽火通信都拥有较强的综合竞争力。
（来源：网络电信信息研究院，民生证券）
2019年以前，随着3G到4G的迭代，以及各种FTTx概念推动建设，公司光通信业务表现较为不错。
2019年正处于4G投资期的末尾，5G投资又未正式开启的时候，使当年业务收入增长有所停滞，在2020年又遭遇疫情使收入下滑。
近两年，随着5G的部署加快，以及数据中心的搭建，都使光通信的需求不断上升。
2021年业务营收回升幅度较大，达43.5亿美元，占总收入的31%。
收入增速算是中规中矩，2016~2021年间的CAGR为7.7%，稍逊于公司整体增速。
下游企业，尤其是电信运营商在进行网络设施更新升级时，对光纤、光缆和相关设备的需求巨大。
据第三方数据，2022~2027年，全球光通信市场规模将从242亿美元增长至366亿美元，期间CAGR为8.6%。
（来源：Markets and Markets）
公司自2020年开始扩产光通信产能，公司在波兰新投资建设的光纤生产基地在今年9月开始量产。
今年8月又宣布将在美国亚利桑那州首府菲尼克斯投资1.5亿美元，新建光纤制造工厂向AT&T（T.N）供货，预计于2024年投产。
不过公司近期并未在中国扩产，可见公司的战略是继续扩大在北美与欧洲的光通信优势。在遍地都是竞争对手的亚洲，尤其是中国，公司选择谨慎行事。
尾气处理赢麻了，但终会面临困境
环境技术业务有两大类产品，分别是蜂窝陶瓷载体和颗粒过滤器（GPF），主要是应用在汽油车和柴油重卡的尾气后处理领域。
最常见的汽车尾气处理设备就是三元催化器（TWC），相信各位车主都有所耳闻。蜂窝陶瓷作为一种载体，是三元催化器的关键部件，占催化器总成本的比例约为10%。
蜂窝陶瓷载体是公司在1972年发明，当年美国尾气净化条例开始实施，公司就率先通过挤压成型技术制备出高性能蜂窝陶瓷，拥有孔密度大、比表面积大、热膨胀系数低、抗腐蚀性好等优势。
（来源：公司官网）
公司随后将技术转让给日本NGK公司，NGK在取得公司授权之后也开始生产蜂窝陶瓷。先发优势和康宁的技术优势，让他们在蜂窝陶瓷载体市场拥有绝对主导权。
截止到2018年，康宁和NGK两家公司占据了超过85%的市场份额。国内厂商如国瓷材料(300285.SZ)和奥福环保(688021.SH)占比仍然较小。
（来源：奥福环保招股书）
为应对更为严苛的环保标准，汽油车需要使用更高效的TWC，对应蜂窝陶瓷载体也需要进一步升级。在TWC之外，汽油车同时需要加装串联的GPF控制颗粒物排放。
随着欧六排放标准在2018年开始逐步推进，公司在德国的工厂同年已经达成了GPF产量100万件的里程碑。
环境科技业务部门在中国最早于2001年开始在上海建厂。为应对2020年7月开始实施的国六标准的第一阶段，公司2018年在合肥投资设立新工厂用于生产国六GPF产品。
（来源：公司官网）
风云君不禁联想到，单单是这样一个看上去并不起眼的汽车配件领域，就足以体现出后发者要想有所作为的难度指数，可以说是地狱级的。
我国汽车产业到底是选择换道超车，还是在人家上百年构筑的赛道上掰手腕？答案一目了然。
所以，不要留恋过往，坚定迈向新能源吧。
对公司而言，当前虽然环保政策虽然给了尾气处理设备产业链一定的增长空间，但危机感也少不了。
中硼硅医用玻璃在中国市场仍有潜力
生命科学是公司规模最小的业务，产品包括实验室的通用器皿、仪器及相关耗材、特殊表面、细胞培养等。
主要应用领域是药物研发、筛选，细胞培养研究，基因组学应用等先进生物技术。
生命科学也是公司唯一主要通过经销商向客户销售产品的业务。公司的客户类型包括制药公司、生物科技公司、CMO、医院、实验室等机构。
当前国际市场医用玻璃使用的主要材料是中硼硅玻璃，公司与德国肖特和日本NEG三者占全球中硼硅玻璃市场份额约90%。
（来源：卓创资讯，国信证券）
环境技术业务和生命科学在2021年的收入分别为15.9亿美元和12.3亿美元，合计占公司总收入的20%。两个业务的复合增速分别为9.0%和8.0%。
两个业务的营收在2020年同样也受到了疫情的打击，收入有所下滑。
其中生命科学业务受影响程度较低，主要是因为相关产品可以应用于新冠疫苗的包装。在2020年5月开始，公司就与辉瑞（PFE.N）达成供货协议。
（来源：公司官网）
另外，随着国内对注射剂包材性能要求有所提高后，各路厂商纷纷加入中硼硅玻璃项目，但由于中硼硅玻璃成型工艺复杂，国内厂商扩大产能仍需要一定时间。
这为公司这类拥有成熟技术的外资企业提供了一定的市场空间，公司也及时在该领域加大了产能。
2021年11月，公司在安徽蚌埠与中国生物共同投资的药用玻璃工厂也开始量产高质量玻管。
盈利能力和理念双退步，“杀鸡取卵式”股东回报有代价
公司的盈利能力近年来呈逐渐下滑趋势，在2020年达到最低谷，随着2021年经济复苏而有所反弹。
毛利率与营业利润率的走势保持的较为一致，净利润的走势却比较跳脱，主要是所得税费用变化较为剧烈。
2017年以前，美国企业的境外收入在汇回美国之前，相关所得税都可以被递延。
直到特朗普在2017年的税改，减税和就业法案（TCJA）使公司在当年一次性缴纳了以往被递延的全部所得税。
另外，公司进行的国际税收筹划以及公司的大量产品均可享受税收优惠，也是所得税费用率不稳定主要原因。
在单独列示的各业务经营净利润中，公司排除了若干与税收有关的调整，以及其他非经常性和非经营性项目。
所以业务净利率与公司的整体净利率出入较大，因为该指标主要是为了辅助公司运营决策。
公司五大业务中，显示技术的净利率最高，即使产品单价逐年下滑带动利润率下滑，叠加在2020年遭遇疫情打击，业务净利率也仍维持在23%以上，可见公司在此方面拥有足够强的定价权。
其次就是特殊材料，业务净利率也可以维持在20%左右。
同样是支柱业务的光通信，其净利率仅在10~15%之间，在所有业务中盈利能力最差，也能反映出改业务面临的竞争压力是众多业务中最激烈的。
公司的期间费用主要是一般及行政费用和研发费用。
一般及行政费用率在几年间呈逐渐下降趋势，在2021年降低至13%。主要是因为公司持续多年的重组及产能协调计划起到作用。
根据公司年报披露，重组计划中影响最大的部分是裁员计划，尤其是在2020年二季度开始的大规模裁员，产生了近2亿美元的遣散费。
公司的研发费用率下滑较为迅速，2021年的研发费用绝对值甚至低于2020年。
公司在2019年推出了增长战略框架，将公司的主要精力放在现有业务的扩张上，并将大部分研发能力投入公司现有的三种核心技术与工程制造平台。
结合公司在研发上收缩，以及持续多年的裁员计划，风云君认为公司是想在毛利率逐渐下滑的时候降低期间费用率，以获得更好的财务表现。
为此原因收缩研发费用的行为，风云君不好评价，毕竟公司还是维持了其核心领域的研发。不过牺牲其他领域的研发，仍是对其理念的一种挑战。
公司拥有较强的造血能力，但公司这类先进制造企业每年都有大量资本支出，使公司可支配的自由现金流并没有那么丰厚。
2016~2021年的6年间，累计自由现金流为48.5亿美元。
但同期股息支付所使用的现金为43.8亿美元，另外公司还使用了107.3亿美元用于股份回购。
尤其是2016~2018年间，公司回购股份所花现金就有89亿，远远超过公司当年能回报股东的能力。
公司回报股东的这些资金来源主要是通过借债，不过公司之前的整体负债较少，净有息负债率虽然快速上升，但在最高时也仅有18%，对应净有息负债为53亿美元，总体偿债风险可控。
即使是在受疫情打击的2020年，利息覆盖倍数仍有1.8倍。情况在2021年好转之后，利息覆盖倍数回升到了7倍。
公司的发展始于建筑玻璃，在成本没有优势的情况下，毅然而然转向特殊玻璃，早早地就通过研发崭露头角。
公司在所选定的每一个行业里都有巨大的先发优势，而且这些行业至今都仍有较高的技术壁垒，外来者进入难度较高。
从近两年看来，公司的发展战略颇有收缩和束缚研发的感觉。康宁未来是成为一个守成的公司，还是成为下一段先进材料历史的书写者？
风云君觉得，前景并不乐观。
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