科創板上,一個進擊的中國「芯世界」
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大國角力,晶片是主戰場,這裡的任何風吹草動,都預示著一場潛在的蝴蝶效應,牽一髮而動全身。
這樣的大背景下,6月1日,中國大陸最大的晶片代工製造商中芯國際,從美股回歸;一天後,AI晶片獨角獸寒武紀登陸科創板。
隨著「雙神」歸位,科創板集齊了一套「中國晶片最強陣容」,基本覆蓋了晶片產業鏈上的每個環節。
當我們掃描科創板上的晶片企業,會發現,危機倒逼下的中國晶片,在整體差距之下,也偶爾開始閃現出驚喜。
一些企業正在逆勢崛起,國產替代的陣營逐漸充實。
重設計,輕製造,國產晶片發展失衡
5 月 15 日,時隔一年,美國再度向華為出手,通過各種限制,逼迫台積電向華為斷供。
這是兩年中的第 N 次。
前幾輪制裁,華為依靠「自主智慧財產權」的海思晶片,勉強活了下來。
但這一次,美國直接掐住製造環節的咽喉,命運的天平會倒向誰,真的很難說。
晶片產業鏈大致分為幾個環節:設計、製造、封測和銷售。
縱觀全球,擁有完整能力的廠商只有兩家:英特爾和三星。
除此之外的公司,都只具備其中幾方面的能力,比如,台積電專注代工製造;日月光是封測領域的「王者」;還有一些,只參與「設計 +
銷售」環節,包括我們熟知的華為、蘋果、高通等。
最近幾年,國產晶片浪潮滾滾,的確湧現出了一批「硬核」企業,像是紫光展銳、寒武紀、平頭哥等等,它們面向不同應用場景,一些甚至能匹敵國際先進水平的產品。
但它們大部分都集中在附加值高的設計環節,相比之下,製造,這種「從頭造輪子」、費力不討好的事,很少有國內企業願意下功夫從頭打磨。
目前華為最高端的兩款晶片:5 納米製程的麒麟 1020,和 7 納米製程的 5G 基帶晶片的訂單,都握在台積電手裡。
而後者所用的材料、設備,都進口自歐美。
這就造成了當前的困境——美國只要封鎖住晶片製造相關的材料、設備,就能形成立竿見影的打擊,相比此前,我們面臨更嚴峻「卡脖子」的狀態。
那麼,我們有回擊之力嗎?我們相比國際先進水平之間,到底差在哪兒?
差距:光刻機之痛
當下手機晶片的通用的製程標準為 7nm,同時幾乎可以確認的是,到下一代旗艦發布時,主流手機將邁入 5nm 製程時代。
而現在,這兩種工藝都被台積電和三星壟斷。
目前,中國大陸晶片製造的最先進工藝,掌握在剛剛從美股回歸的中芯國際手中,為 14nm 量產能力,產能為每月 3.5 萬片。
作為對比 ,台積電 7nm 晶片月產能為 11 萬片。
其實,按照計劃,中芯國際原本要在 2019 年試產 7nm 晶片,但萬事俱備,最後卻還是在設備上被卡了脖子。
缺的不是別的,正是被稱為晶片製造業「皇冠上的明珠」的光刻機。
這個領域,荷蘭公司阿斯麥(ASML)壟斷了全球 80% 的市場份額,而作為《瓦爾森協議》成員國,荷蘭的技術能不能賣給中國,全得看美國臉色。
早在 2018 年,也就是 7nm 晶片首次用在 iPhone XS 的那一年,中芯就以 1.5 億美元向 ASML 下了訂單,購買一台 EUV 光刻機。
然而,在多方許可限制之下,這項交易被不斷推遲,直到今年 3 月才到貨。
相應地,中芯國際的 7nm
流片試產也被推遲到了今年年底。
光刻機是晶片製造中最重要的設備,卻也是中國晶片產業的「痛中之痛」,是中國晶片與世界之間最大的鴻溝。
ASML 光刻機早就可以做到 5nm 製程,與此同時,我國光刻機技術才推進至 22nm 節點,相當於歐美 2010 年前的水平。
現在,國內 22nm 光刻機技術由兩家共同掌握:中科院光電所,和上海微電子,但距離商業化還存在著很遠的距離。
希望:進擊的晶片製造業
但國產晶片製造,也並非沒有光明的一面。
首先是解決了矽片的問題。
矽片是集成電路行業最基礎、最核心的材料,相當於蓋房子的「地皮」,矽片尺寸越大,對半導體矽片的生產工藝、設備、材料等的要求越高。
2018 年,滬矽產業實現了 300mm 大矽片的量產,與國際主流水平持平。
後續的製造環節中,所涉及的幾個最關鍵步驟——光刻、等離子刻蝕、化學氣相沉積、拋光、清洗,除了上面提到的光刻機外,其他幾項技術國產化已經走到了衝刺階段。
比如,安集微電子在機械拋光液上打破了國際壟斷。
此外還有刻蝕環節,同為科創板上市公司的中微半導體,早在 2018 年就宣布已掌握 5nm 刻蝕機技術,並通過台積電驗證,進入台積電的 5nm
工藝生產線,成功接軌國際前沿水平。
值得一提的是,作為晶片製造中的重要設備,等離子刻蝕機曾被美國列入「國家安全出口管制」名單長達幾十年之久。
而 2015 年,中微半導體在該技術上打破了國際壟斷,美國認定出口限制不再具有限制作用,才將該設備從名單上刪除。
總體來說,如果真到了被徹底斷供的極端環境下,以我國目前晶片自主能力來看,14nm 恐怕就是極限,與國際先進水平仍有十多年的差距。
在晶片自主化的道理上,我們起步晚,在很長一段時間,沒有足夠的投入,也因為急功近利,走過許多像「漢芯事件」這樣的彎路。
美國於 2018 年打響了「晶片戰爭」的第一槍,但事實上,平靜湖面下的暗流涌動從未停歇,也永遠不會停歇。
而在當下,在這個中國晶片已走到生死存亡、無路可退節點下,除了舉全社會之力打造晶片行業的護城河外,最要緊的,恐怕還是正視自己的實力,不能妄自菲薄,但也沒必要著急把別人地基上蓋起的「房子」蓋上自己的名字。
畢竟,知己知彼,方能找到自己的立足之地。
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