深層分析:台積電技術仍然領先全球,中芯國際落後的原因
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2018年,中國從國外進口晶片總值3120億美元,差不多占了全球半導體晶片市場的2/3;雖然受到中美貿易戰影響,2019年晶片進口額有所下滑,但絕對數依舊高達3055 億美元。
中國在全球占據了這麼高的市場份額,但是在半導體市場上卻幾乎沒有任何的話語權,咎其原因,就是中國在晶片技術上的落後,尤其是在半導體生產製造方面更是嚴重落後。
中國在晶片上被美國卡脖子,美國在去年五月的時候把華為還有華為的子公司列入了實體清單,對華為技術封鎖,這是在2019年美中貿易戰中最為轟動的美國對中國所採取的科技戰。
為什麼我們對晶片的需求這麼大,但是本身的晶片製造技術仍然提不上來呢?以至於到今天,仍然被美國人卡住脖子,內地最大的半導體製造商中芯國際,從2000年創辦至今,已有20個年頭,為什麼到今天技術仍然是落後?
台積電為什麼能長期占據世界第一晶片代工廠的位置?不要說中芯國際,就連韓國的三星,美國的英特爾都比不上。
除了台積電的積極投入之外,最主要的原因是台積電的經營模式,台積電是以代工的方式接受委託生產製造晶片,台積電沒有自己的終端、電子產品,比如說手機,個人電腦。
台積電只是專心的做代工,不會與委託廠商有利益上的衝突。
而像韓國的三星,有自己的手機品牌,也有自己的個人電腦品牌,在這種情況之下,三星的競爭對手不太放心把設計出來的晶片交託給三星來代工,比如說美國的蘋果公司就不太敢把iPhone和iPad晶片交給三星來製造生產,害怕自己的晶片的設計技術和商業機密讓競爭對手知道。
雖然蘋果也曾經把一部分的產能交給了三星代工,不過這一部分的量很少,主要的原因是為了要分散風險,不把所有的雞蛋放在台積電這個籃子裡。
中芯國際也是晶圓廠半導體代工廠商,為什麼就比不過台積電呢?同樣的代工模式,中芯國際老是追著台積電跑,雙方的技術代差多年來都維持著兩三代的代差。
一直到去年的第四季度,中芯國際在14納米方面才成功的量產,這才稍為了拉近了與台積電的差距。
中國內地的晶片製造不行,製成技術落後,是因為荷蘭的ASML公司不賣頂級的光刻機給中國,是因為美國對荷蘭施加壓力,刻意的要阻撓,目的是要打壓中國的半導體工業。
中國在2018年向ASML訂購了一台EUV光刻機,到現在都還沒有交貨。
生產製造晶片一定要有光刻機,沒有光刻機就沒有晶片,沒有高端光刻機就沒有高端晶片。
買,買不到,可不可以繞過美國技術自己造出高端光刻機呢?答案是:不可能。
光刻機可以說是歷經數百年西方國家頂尖工程技術、材料技術和設計水平的「集大成者」:美國工程師數十年來一直在調試,其中一個光源設備部件升級了數百個版本;德國工程師可能一個光學鏡頭就拋光了上百萬次;韓國工程師為製造過程分配了技術,付出了無數日日夜夜的努力。
可以說這是一個匯集了世界上最好的工程師無數努力的產品。
ASML曾說過,"就算公開全部設計製造圖紙,別人也造不出一樣水平的光刻機出來",可見其製造難度!
近十年來,我國已開始有意識地解決這些夾頸技術和產品,但我國自主生產的光刻機精度僅達到90nm,比EUV光刻機至少落後一代(15年)。
我國要生產高精度的EUV光刻機,目前還不現實。
即使我們投入再多錢,我們目前的整體工業技術水平仍然不能滿足光刻機生產製造的要求。
光靠錢是解決不了的,這需要時間,但我們現在最缺乏的就是時間!
還有一點,中芯國際經歷了這麼多的製造工藝,但是製造技術一直都落後,這也是一個重要原因。
生產製造的良率導致市場問題,市場問題又回過頭左右著中芯國際有沒有能力及時地改善良率,兩者之間相互關聯。
我們打一個比方,如果中芯國際的生產良率是45%,而台積電的良率是90%的話,單單是在這一項中芯國際的晶片製造成本就是台積電的兩倍。
就算中芯國際有比較便宜的土地,還有人力,成本還是比台積電高。
由於台積電良率好,有技術代差的優勢,在收回了成本之後,可以立即的投入下一段的技術研究開發,而當台積電投入新一代技術的時候,中芯國際卻還在追趕上一代,所以中芯國際一直無法衝擊高端晶片市場,只能接接台積電不要的中低端訂單,收入僅僅是台積電的零頭。
台積電的成本更低,同時也搶走了大部分的市場份額,而且台積電在新一代的晶圓製造已經開發成功了,並且量產,於是全球的高端晶片設計又把訂單一股腦的都給了台積電的新一代的晶圓廠。
就這樣台積電一直領先中芯國際,跑在中芯國際的前頭,不論是在市場份額,製成技術,還有研發資金的投入,人才的培育等,這麼多年來,台積電一直是遙遙領先,而中芯國際卻總是一直在後面苦苦追趕,淪為一個惡性循環。
總的來說,中芯國際在2000年創設的時候完全沒有所謂科技電子產業上的技術後發優勢,技術落後,生產良率一直都提升不上來,良率無法提高,也就表示了生產成本是居高不下,所以就搶不到市場,沒有足夠的銷售市場就沒有足夠的營收。
中芯國際這麼多年來幾乎都是處於虧損的狀態,不賺錢又虧本,當然就沒有資金能夠投入下一代技術的研究開發,這就變成了一種惡性循環,像個魔咒一般,套在中芯國際的頭上。
相反的,台積電這麼多年來,在全球的市場份額超過一半,所以營業收入好,貨利率也良好,然後台積電再把賺來的錢迅速的投入到下一代技術的研發上,下一代的製成技術研發成功了,又給再度的降低成本來持續獲得客戶的訂單,所以台積電老是搶在競爭對手的前一步,台積電就是處於這樣的一個良性循環。
以目前的趨勢來看,中芯國際想要超越台積電,這是非常困難的,在未來的幾年,只能夠求拉近與台積電的差距,中芯國際若想突破重圍,依然道阻且長。
中國晶片產業發展更多要依靠內部人才的培養,而什麼時候中國的半導體、微電子、集成電路人才們也能拿到網際網路公司那樣的體面薪水,或許才能真正實現我國晶片產業的崛起(大家可以去搜一下內部人士對中芯國際上海工資的吐槽,和網際網路公司相比,簡直慘不忍睹)。
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