我國晶片發展到底怎樣?美國對我國晶片禁運會有多大影響?
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近日來中興公司被美國制裁成為國內各大媒體競相關注的焦點,並引發國人對於中國高科技產業的思考。
那麼美國對中國的晶片禁運會對我們造成多大的影響呢?首先我們來看看國內的晶片產業是如何發展的。
要提到晶片就要了解半導體產業的三個重要環節:IC設計、晶圓製造和封裝測試(這裡大部分用的為2016年的數據,現在技術已更新,不過產業技術差距依然存在)。
一、國內的集成電路設計發展情況
從 IC 設計頂級會議期刊 ISSCC 看,集成電路設計原始創新持續取得突破。
ISSCC(IEEE International Solid-State Circuits Conference)是世界學術界和企業界公認的集成電路設計領域最高級別會議,被譽為 IC 設計領域的世界奧林匹克大會、奧斯卡。
每年來自全球最頂尖的工業界和學術界參會,包括英特爾、高通、英偉達等均參加,每年
40%~50%的 ISSCC 論文來自工業界。
中國從 2005 年起陸續在 ISSCC 上發表論文,至 2017 年累計有 19 篇入選,論文集中在模擬和處理器方面,其中,清華大學 6篇、復旦大學 6 篇、中科院 3 篇、產業界有 4 篇。
持續的研發投入在 IC 設計業結出碩果。
2016 年大陸 IC 設計業產值超過台灣,並且產值同比增速保持在兩位數以上。
由於市場需求在大陸,再加上大陸 IC
代工的崛起,台灣 IC 設計業將逐漸失去競爭力,未來大陸 IC 設計業將在全球嶄露頭角。
這裡可以看出來我們在IC
設計業進步是非常明顯的。
但遠比架構更加有難度的就是生產工藝,因為涉及的實體技術門類實在太多了,要求實在太高了。
當然很多廠家前端後端都精通,比如英特爾、AMD、高通、鎂光、德州儀器、三星、東芝等等。
國內目前設計晶片的有紫光、龍芯、兆芯、長春光機、海思(基於ARM架構)等,另外上述品牌除海思以外都是國家品牌,應用於軍事科研領域不需要太大規模的生產,而海思是依靠台積電代工。
事實上國內的晶片競爭能力差主要是生產技術落後導致成本居高不下沒有市場。
二、國內封測行業的發展
我們先來談封測再來談晶圓製造。
因為封測企業並不像IC設計企業那樣依賴少數高技能的員工,從而一方面企業可以通過併購來獲得技術並推廣到公司的一線操作工中去,另一方面收購後人員整合的壓力相對小,不至於因為某些重要員工的離開而造成併購的公司成為"空殼"。
所以IC封測行業相對其他環節技術差距最小。
是規模最大、最先受益全球半導體產業向大陸轉移的環節。
2017年全球前十大IC封測業中大陸占3位,其中長電科技通過收購星科金朋之後排名第三,僅次於台灣日月光和美國的安靠。
三、國內的晶圓製造的發展情況
中國半導體晶圓代工產能缺口大,技術製程相對國外領先企業落後2~3代。
2016年全球半導體晶圓代工企業28納米及以下節點占收入的40%。
然而國內最先進的代工廠中芯國際僅能實現28納米生產(占營收比例相對較低),14納米技術尚在研發中,仍落後全球領先企業2~3代。
國內半導體晶圓製造產能以12英寸為主。
截止2016年底,中國在運營的12英寸製造產線合計為11條,產能合計為54萬片/月;在運營的8英寸產線為18條,8英寸產能為67.1萬片/月。
據此測算,中國當前半導體製造產能為84萬片/月(以12英寸產能計)。
中國IC自主生產量與消耗量差異極大,自給率仍然處於較低水平。
中國IC市場自給率在2008年僅為8.7%,2014年為12.8%,預計2018年為16.0%,2018年供需缺口將達到1135億美元。
因此國內自2014年《集成電路發展綱要》發布以來,各地陸續新建大量晶圓代工廠,以滿足國內市場需求。
全球將於2017-2020年間投產62座半導體晶圓廠,其中26座設於中國大陸,占全球總數的42%。
在巨大的晶片供需缺口、國家政策/地方政府的持續引導、產業資本的積極投入背景下,國內半導體晶圓製造廠建設將直接帶動國內半導體材料、設備的發展。
這裡簡單說下晶片和晶圓,以及晶圓技術製程和尺寸的關係。
晶片(chip)、或稱微電路(microcircuit)、微晶片(microchip)在電子學中是一種把電路(主要包括半導體設備,也包括被動組件等)小型化的方式,並通常製造在半導體晶圓表面上。
而晶圓技術製程和尺寸這是兩種描述晶圓規格及工藝水平的數據。
幾寸指的晶圓大小(直徑),幾納米指的電晶體之間的距離。
可以想像,晶圓直徑越大,且電晶體之間的距離越小,那麼單片晶圓上集成的晶粒(晶片)數也越多,也就是集成度越高。
所以尺寸越做越大,間距(納米)越做越小,技術也越來越複雜。
而晶片製造商要想成功地製造出晶片來,必須用到光刻機加工晶圓。
對晶片製造商來說,光刻機就是核心的生產設備。
而光刻機這樣關鍵設備嚴重依賴進口並且還被封鎖(據說全球光刻巨頭ASML(阿斯麥)2019年可以向中國供貨高端光刻機,不過到底能不能拿到政治影響很大),所以晶片生產線,我們比台灣和韓國拿到的要晚兩年左右,於是在12個月換代一次的半導體行業(摩爾定律),我們造的晶片天然就質次價高,所以很難直接進入主流市場競爭。
正是由於這點我國新建的晶片生產線只能造二線、三線產品,而國外可以用幾年前建造的老生產線生產同類產品,其建設成本早已被分攤出去,於是產品成本就比我們有優勢。
所以通過上述分析大家心裡也有數了,美國禁運晶片對於我們確實有影響,但是晶片不是不能製造,而是造出來沒市場競爭力。
無非就是比美國落後三、四年,但是湊合還是能用的。
不過對於用晶片來製造商品的企業可以說是滅頂之災,畢竟製造的產品沒有競爭力是賣不出去的。
另外其實最近幾年的半導體產業的戰略規劃也是有很大問題,國內幾千億的銀子撒出去了,建立了上百條的生產線。
但是晶片技術不是組裝手機,在這個行業內靠大規模建立生產線降低成本從而擠走競爭對手是不現實的,因為這個行業不是勞動密集型產業,靠的是技術進步來降低成本,而這些核心技術是收購不來的。
事實上中國也確實收購了,剛買了幾家無關痛癢的消費類晶片公司,還沒開買關鍵的通信、存儲、處理器、傳感器、射頻、高端模擬等,美帝警覺了,關門不讓賣了!而政府的投資我們也可以看出來大部分是國有企業,但是這些國有企業的競爭能力和效率確實不敢恭維,而唯一獨善其身的就是華為的海思,這也給我們帶來了新思路。
事實上華為的出色表現並不是國家的政策,而是商業策略和市場力量的結果,其實海思的性能和高通是有差距的,但是通過合理的商業策略是可以彌補技術差距的,而通過台積電的代工似乎也避免了一些技術和政治壁壘,這種曲線救國是通過市場經濟調節來達到的。
相比於國企的固步自封和官僚化的僵硬,私企在活力、商業契約精神以及對技術的理解似乎更勝一籌(當年中興和華為都開始做晶片,中興覺得晶片投資性價比不高,結果咔嚓一刀砍掉了)。
但是現在國內隨著阿里、騰訊、百度等大型私企的做大,從政府到投資者似乎一直在很艱難的適應。
當然政府也有理由警覺這種在某一領域做大的托拉斯化的企業,但是適當減少行政干預和擴大錘實各種減少企業成本的政策,似乎更有利於行業的發展和競爭。
所以這次中美貿易博弈其實也是中國反思和解決自己內部經濟結構矛盾的機會,當然指令經濟和市場經濟這孿生姐妹圍繞著唯物辯證法還需不斷的交融與適應。
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