不吹牛!川普這次失算了,美國晶片對中國影響沒那麼大!
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信息革命時代,我們的生活正在融入越來越多的智能設備,但讓這些智能設備變聰明最為重要的硬體就是晶片。
目前,歐美國家和韓國的晶片技術在全球處於絕對領先地位。
早期,中國半導體行業幾乎沒有可以"拿得出手"的產品,直到近幾年華為一步步在通訊領域站住腳跟,依靠自己的5G技術突破,使得中國芯嶄露頭角。
美國也因此感覺到了中國在晶片的行業的潛在危害,開始對華為等中國科技企業開始毫不公平的制裁。
大家都知道美國的晶片技術確實很強,幾十年來一直處於主導地位。
如果美國不顧一切,全面停止對中國出口晶片,中國科技會遭受致命性的打擊嘛?
用數據分析全球晶片行業和中國的聯繫。
2019年,全球晶片行業市場總額為4121億美元,其中中國晶片市場約425.9億美元,占全球市場10.3%左右。
2019年中國進口晶片總額為3041億美元,占全球市場的73.8%,相當於中國進口了全球四分之三的晶片。
2019年美國本土消耗晶片市場份額785億美元,在中國本土消耗的晶片為1446億美元,是美國的近兩倍,占全球晶片市場的35.1%(沒有消耗的晶片絕大多數以處理後再出口和製造成筆記本、手機和家電等製備出口到全球)。
2019年全球晶片行業銷售額前十的企業是:
1、 Intel 英特爾(美國) 657.93億美元
2、 Samsung三星(韓國)522.13億美元
3、 SK Hynix 海力士(韓國)224.78億美元
4、 Micron 美光(美國)200.56億美元
5、 Broadcom 新博通(美國) 152.93億美元
6、 Qualcomm 高通(美國)135.37億美元
7、 TI德州儀器(美國)132.03億美元
8、 ST 意法半導體(瑞士)90.17億美元
9、 Kioxia/Tochiba東芝半導體(日本)87.97億美元
10、 NXP恩智浦(荷蘭)84.75億美元
2019年中國自主研發晶片在國內高端晶片的市場占有率情況
2019年美國對中國出口的晶片大約1000億美元,約為進口總額的三分之一,多家美國企業在華銷售占公司總銷售30%以上%。
通過數據我們可以看到,中國的晶片市場很大,是全球晶片廠商眼中的香餑餑,而中國需要的晶片尤其是高端晶片還是依賴進口,但是美國晶片公司對中國出口的晶片占比並不是絕對性的,完全可以用其他國家的晶片來替代。
國內晶片行業的現狀
晶片行業的產業鏈分為晶片設計企業、晶片製造企業、晶片封測企業、半導體材料企業和裝備製造企業。
晶片設計企業涵蓋了晶片設計和銷售服務環節;
晶片製造企業主要包括掩膜版製備和晶片製造;
晶片封測企業主要包括新晶片封裝和晶片測試環節;
半導體材料企業主要完成化學製品、單晶製造、矽片製備等晶片材料供應環節;
裝備製造企業主要為晶片生產提供光刻機、刻蝕機、離子注入機、貼片機和鍵合機等製造設備。
2019年,我國晶片設計業銷售2930.2億人民幣,其中超過99%是由中國本地企業貢獻的;
晶片製造業銷售達到2110.4億元人民幣,但是約有50%的市場份額是由外資和台資在華企業貢獻;
晶片封測業銷售2550.7億人民幣,預計約30%是由外資及台資在華企業貢獻。
通過數據來看,我國晶片設計技術基本實現本地化,晶片製造和封測技術則受外界影響較大。
造成這樣結果的原因大致有兩點。
一、晶片是一個集成電路,這個電路的邏輯,怎樣設計,才能發揮出最大的計算效能,最低的功耗?看的就是架構設計能力,而生產一款性能好的晶片的第一步也是最核心的一步就是晶片設計,所以大多數晶片公司不願意在晶片設計上和我們合作,我們只能是靠自己。
目前手機晶片的主流架構是ARM公司的ARM架構。
英特爾公司的x86架構主要用於PC和伺服器。
ARM公司就是賣圖紙的,自己並不生產晶片。
高通、蘋果、三星、華為都是購買的ARM圖紙,再行改造的。
比如蘋果的A系列處理器,早已對ARM大幅改進,夾帶了很多私貨。
華為的麒麟系列,也改造較大,從麒麟970開始還集成了NPU(用於人工智慧算法)。
對手機來講,光有CPU還不夠,還需要GPU、多媒體單元、通訊基帶等等一系列晶片封裝到一起。
這種封裝系統叫做SoC,也是有相當的技術含量的,小米旗下的松果晶片,就是處於SoC級別。
除了CPU之外,最關鍵的就要數基帶晶片了(用於移動通訊的晶片)。
高通就在這裡大發專利財,它壟斷了10萬+的專利—提前布局CDMA核心及外圍的所有專利,養了一大幫專職律師來打專利戰,並把專利寫入2G標準,最狠的是,把CDMA算法嵌入晶片,用它的晶片就會踩到它的專利!3G、4G因為需要技術兼容,仍無法繞過高通的專利牆——這是典型的躺著賺錢。
好在,5G網絡,華為作了大量布局,基本已經追上甚至某些方面已經超越高通了。
二、晶片的製造和封測過程中要考慮的環節很多,涉及的技術也十分複雜。
晶片設計完成之後要完成晶片的生產大致還要經歷以下過程:
1、 製作晶片的原料—晶圓
2、 晶圓塗膜以提高其抗氧化、耐高溫的能力
3、通過光刻機在晶圓進行光刻圖形操作,然後用蝕刻機在光刻完的晶圓上進行蝕刻。
如果把在矽晶體上的施工比成木匠活的話,光刻機的作用相當於木匠在木料上用墨斗劃線,刻蝕機的作用相當於木匠在木料上用鋸子、鑿子、斧子、刨子等施工。
4、用離子注入機在晶圓中植入離子完成攙雜,生成相應的P、N類半導體。
具體工藝是是從矽片上暴露的區域開始,放入化學離子混合液中。
這一工藝將改變攙雜區的導電方式,使每個電晶體可以通、斷、或攜帶數據。
簡單的晶片可以只用一層,但複雜的晶片通常有很多層,這時候將這一流程不斷的重複,不同層可通過開啟窗口聯接起來。
更為複雜的晶片需要多個二氧化矽層,這時候通過重複光刻以及上面流程來實現,形成一個立體的結構。
5、晶圓測試
經過上面的幾道工藝之後,晶圓上就形成了一個個格狀的晶粒。
通過針測的方式對每個晶粒進行電氣特性檢測。
6、封裝
將製造完成晶圓固定,綁定引腳,按照需求去製作成各種不同的封裝形式,這裡主要是由用戶的應用習慣、應用環境、市場形式等外圍因素來決定的。
7、 測試、包裝
經過上述工藝流程以後,晶片製作就已經全部完成了,這一步驟是將晶片進行測試、剔除不良品,以及包裝。
在這些製造環節中,光刻機的問題一直以來都是我國半導體行業的"心病",目前荷蘭Asml公司是光刻機的絕對霸主,目前已經實現了7nm的工藝,單個設備售價高達1億美元,還是全球排隊購買,該企業掌握著全球87.4%以上的訂單,其他兩家廠商分別是日本的尼康和佳能,二者合起來占比不到2成。
而我國公開的最先進光刻機的精度僅為90nm,與西方國家最新的7nm光刻機相比,這顯然是遠遠不夠的。
在全球晶片代工市場上,台積電目前具有絕對優勢—市占率達到了50%左右,全球5G晶片大概90%都是台積電代工生產。
包括華為在內的大陸企業,占台積電營收20%左右;北美市場則為台積電貢獻了60%左右的營收。
如果美國全面限制中國晶片行業將會產生什麼影響?
1、美國的晶片技術之所以全球領先,主要原因大致有兩個。
一是美國晶片行業發展很早,晶片人才儲備和晶片涉及領域比較完善;二是美國憑藉先進的晶片技術,賺取了很多的利潤,以至於可以投入更多的資金在晶片技術的研發上,如此良性循環才使得美國在晶片行業一直處於領先地位。
如果美國全面限制中國晶片行業,會使美國那些中國市場銷售占比很大的晶片公司面臨倒閉,美國晶片收入大減,研發投入下降,被其它國家超越的風險將大大增加。
2、從2013開始,中國國產晶片在全球市場占比從4.3%增長到10.3%,翻了兩倍多,而國產晶片在本地市場占比也從14.9%增至29.5,幾乎是翻了一番。
如果美國全面簡直中國晶片行業,會推動中國加速本土晶片公司的發展。
以中芯國際(全程中芯國際集成電路製造有限公司)為例,是世界領先的集成電路晶片代工企業之一,也是中國內地規模最大、技術最先進的集成電路晶片製造企業。
2019年中芯國際的年收入為31.16億美元,研發投入6.874億美元,占銷售收入比例約22%,合計錄得凈利潤2.35億美元。
近日,外媒有消息稱華為公司面對美國政府愈加露骨的限制措施,開始將晶片生產逐漸從台積電轉單中芯國際。
國內訂單增多將為中芯國際帶來更多的收入,從而可以投入更多的資金進行研發,加快縮小中國與海外晶片技術的差距。
相信未來一段時間內中美之間的貿易衝突和科技衝突很難妥善解決,美國一定會想方設法的限制中國的發展,但川普又是個利益至上的領導人,所以對於傷害美國經濟的事他肯定不會幹。
而中國有著幾千年的歷史經驗,歷史長河中,逆勢而上的例子比比皆是,相信對於晶片問題未來也可以處理的很好,我們不需要在整個晶片領域都做到領先,實際上也沒有那個國家可以做到,只需要在某些領域做的最好,手裡也握有一些可以相互制約的技術就夠了。
最後總結來說的話就是"無所畏懼,未來可期"。
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