陳根：華為遭科技封鎖？中國晶片未來在哪裡

文/陳根

當地時間5月15日，美國工業和安全局(BIS)稱，將全面限制華為購買採用美國軟體和技術生產的半導體，包括那些處於美國以外，但被列為美國商務管制清單中的生產設備。

在為華為和海思生產代工前，都需要獲得美國政府的許可證。

美國商務部還宣布將對華為的臨時通用許可授權進行最後90天的延期。

同時，美國商務部表示，正在修改一項出口規則，以阻止那些使用美國軟體和技術的外國半導體製造商在沒有獲得美國許可的情況下將產品賣給華為。

一層石激起千層浪，消息一出可以說是震驚晶片圈。

因為這意味著，從晶片製造、到晶片設計EDA軟體、再到半導設備，美國開始全面阻斷全球半導體供應商向華為供貨。

而事態發酵的背後，我們不經思考：晶片到底具有怎樣的威力，竟令美國全面封鎖華為？自18年美國封鎖中興到現在，當美國對中國科技企業的打壓再達頂峰時，是危還是機？

晶片是如何到達我們生活的每個角落的？

從口袋裡的智慧型手機到為網際網路「供電」的龐大數據中心，從電動踏板車到超音速飛機，從起搏器到天氣預報超級計算機。

這其中的每一個設備內部，無論是廣為人知還是鮮為人知，都依託於一項微小技術，那就是半導體。

尤其在正在到來的萬物互聯時代，晶片成為了一切智能設備的核心。

半導體器件是現代計算的基本組成部分，被稱為電晶體的半導體設備是在計算機內部運行計算的微型電子開關。

美國科學家於1947年建造了第一個矽電晶體，在此之前，計算機理是由真空管完成的，該真空管體積大，速度慢。

直至後來，矽改變了一切。

矽打開了半導體材料的新大門，使一大批半導體元器件變得越來越小，這種變化逐年發生。

半導體元器件變得越來越小的同時，也在變得越來越智能。

而電晶體的小型化，使人們能夠將大型運算設備安裝在微型晶片上。

創新的速度是空前的，晶片遵循摩爾定律的預測以穩定的速度被小型化。

早期電晶體肉眼可見，但是到了現在，一個很小的晶片就可以容納數十億個電晶體。

更重要的是，半導體製造業的這種指數級改進推動了數字革命，也迎來了即將到來的數字孿生地球時代。

科技的發展使半導體越來越小的同時，價格卻越來越便宜，以至於現在幾乎每個人都可以使用它們。

據估計，超過50億人擁有移動電子設備，其中一半以上是智慧型手機。

發展中國家還在努力提高普通民眾的電子設備使用率。

根據專注於技術政策研究的Research ICT Africa進行的調查顯示，非洲 15歲及15歲以上使用網際網路的人數從2007年的15％增加到2017年的28％，而現在已經有十分之二的非洲人擁有智慧型手機。

這也體現了半導體的進步迅速打造了更廉價的網際網路電子設備，而更廉價的電子設備意味著即使是在大多數農村地區生活的民眾，也能開始感受到半導體技術進步的影響。

半導體是電子產品的核心，半導體和被動元件以及模組器件通過集成電路板連接，構成了智慧型手機、PC等電子產品的核心部件，承擔信息的載體和傳輸功能，成為信息化社會的基石。

造芯之痛

作為電子產品技術的制高點，晶片資源的搶奪一直備受關注。

然而，手機晶片的設計製造向來被國外企業壟斷，中國手機晶片廠商由於技術儲備不足，使得其在國際市場上不僅缺乏話語權，且始終在跟跑。

實際上，中國的晶片市場規模很巨大，早在 2015 年時便超過 1 萬億元，占全球市場的比重甚至超過 50%。

只是，這一看似體量龐大的國產晶片產業，並沒有撼動全球產業格局。

中國晶片企業仍然處於小、散、弱的局面，能前列全球產業市場的寥寥無幾。

近年來，我國晶片產業規模不斷擴大，但仍面臨一些重要的核心問題。

目前，我國晶片主要依賴進口，核心自主化近乎零。

根據海關總署歷年數據，近年集成電路年進口額都超過2000億美元，進出口貿易逆差也在2017年達到了最高值1932.6億美元。

雖然我國集成電路產品自給率不斷攀升，但我國半導體自給率提高速度十分緩慢。

2016年自給率達到10.4%，測算2017年晶片自給率將達到11.2%。

國內技術水平及本土化服務仍有較大上升空間。

為此，《中國製造2025》戰略規劃特別提出，2025 年集成電路產業要實現自給率 70%。

不難看出，國產晶片產業亟需破除這一尷尬處境，而國產晶片市場的需求供給依然由國際巨頭把控。

那麼，造芯難嗎？

晶片的誕生分三步驟，分別是設計、製作、封裝，難度依次減弱。

目前全球晶片設計基本集中在美國，製作集中在台灣和韓國，中國大陸大部分承擔的是封裝工作。

以中興為例，中興的晶片 90% 從美國進口，少數自主研發的則是中低端晶片。

可以說，在晶片的電路設計這個領域，中國的競爭力遠不如美國和韓國。

設計難，製作也不簡單。

首先，需要提取純矽，就是把二氧化矽（其實就是沙子）還原成矽單質，把矽打成矽錠切片，這樣就得到了矽片。

有了矽片後，就要在上面塗一層膠，名為「光刻膠」。

這是一種感光膠狀物，當用紫外線加透鏡去照射某一個部位，膠面會發生變化。

之後利用化學原理進行腐蝕，光照過的部分就會被腐蝕掉，留下凹槽。

此時，往凹槽里添加硼、磷等介質，就出現了一個半導體或者電容。

以此類推，再塗一層膠，再照、再腐蝕、再摻入，不斷重複，像搭房子一樣搭出了一個複雜的集成電路，也就搭出了晶片的核心部分。

但光刻技術的實際操作要來得更複雜，還會涉及波長等問題。

光刻最主要的器械就是光刻機，目前全球能夠掌握光刻機技術的國家只有寥寥幾個。

由於國內光刻機技術的局限性，我國的光刻機一直依賴荷蘭ASML公司。

更過分的是中國大陸地區受到出口限制，我國光刻機陷入「千金難求」的困境。

此前中芯國際斥巨資8.4億人民幣向ASML公司訂購了一台極紫外光刻機，這台天價光刻機拖了兩年之久還未交付。

面對遙遙無期的交付期，我國不得不著急加快光刻機技術研究的腳步。

好在我國光刻機技術的研究終於傳來好消息，今年兩台面世的光刻機邁出了打破壟斷的第一步。

雖然在一些高精度的元件上還無法用國產的元件替代，但目前至少來說我們也迎來了曙光，上海微電子廠目前已經能夠利用紫外線光源實現22nm解析度的光刻機了，這至少讓我們看到了我國光刻機產業迎來了曙光。

危中有機

危機危機，危中有機。

自美國宣布了對華為的全面封鎖以後，5月16日下午，華為中國區官微發文稱：「除了勝利，我們已經無路可走。

」

值得一提的是，雖然美國進一步加大對華為的制裁，對華為短期所帶來的波動肯定是會有的，但中長期來看，到底是否能構成真正的打壓是個未知數，畢竟美國晶片企業的最大市場在中國。

其實從真正的商用角度來看，14納米已經夠用，尤其是對於手機以外的大部分產品而言。

而當前的7納米、5納米更多的是一些特殊領域，以及手機商用催生出來的市場需求。

目前華為核心的基站業務已經在去年基本實現了去美國化，且相關核心零部件存貨充足。

這句話有一定的合理性，因為基站和手機不一樣，晶片大一點，功耗大一點，體積大一點，但總的來說還是能使用的。

而隨著5G建設加快，預計今年繼續高速增長；短期高端手機業務會受到不利影響，主要體現在高端晶片的代工上。

此前，華為設計的晶片主要由台積電和中芯國際等代工廠進行生產製造，台積電代工是高性能保障，中芯國際緊追其後。

台積電擁有最先進的製程，蘋果、高通的SOC晶片主要都由台積電代工，華為的手機SOC晶片能與蘋果、高通一爭高下，離不開台積電先進位程的支持。

如果台積電未來不給華為代工，華為晶片只能依賴國內中芯國際等廠商，將在製程上有所落後，但也能基本滿足。

但這次的制裁如果加大力度制約中芯給華為代工，那確實會給華為在短期帶來一些影響，但這種情況我相信美國除了政府之外，市場的力量也會推動政府做出一些改變。

儘管目前台積電和中芯國際都需要用到半導體設備，而國內目前尚無法建設一條完全由國產設備組成的生產線，所以很難避開美國設備而生產出晶片。

但隨著資金投入和技術突破，國內半導體設備廠商在細分領域正在逐步打破國外壟斷，國產化率提升加速進行。

設備龍頭上海微電子、中微公司、北方華創印證了半導體設備國產化率提升的邏輯。

而美國全面封鎖華為的背後卻給華為供應鏈國產替代帶來了機遇，從國內半導體製造（中芯國際）到半導體設備（上海微電子、北方華創、中微公司、精測電子、至純科技、盛美半導體等）都將面臨十年難遇的利好與扶持。

或許，在危機中把握時機，在時機中收穫契機，利用契機創造奇蹟，就是華為風雨同舟三十年以來的智慧所在。