晶片製造為何如此艱難？

晶片是一個偉大的發明。

可以說是一個奇蹟。

2016年，我國晶片進口額高達2271億美元，連續4年進口額超過2000億美元。

而晶片進口的花費已經連續兩年超過原油，過去十年已經累計耗資高達1.8萬億美元。

晶片被喻為國家的「工業糧食」，普遍應用於計算機、手機、汽車、網絡通信等幾大核心領域，但是國內晶片產業卻長期受制於人。

不要說手機、電腦的晶片掌握在英特爾、三星等科技巨頭手中，連空調、DVD播放機的晶片都要依賴進口。

晶片，作為集成電路的載體，是集成電路經過設計、製造、封裝、測試後的結果。

根據企業在產業鏈所處的上游、中游和下游階段的差異，可大致分為設計企業、IC製造企業、封裝測試企業。

我們熟悉的高通和聯發科屬於知名IC設計廠商，而台積電則屬於製造代工領域。

雖然有龍芯、飛騰等老牌晶片設計單位，也有在商業上比較成功的海思、展訊等廠商。

但是國內晶片產業從規模、技術水平、市場份額等方面都與上述國際領軍企業有較大差距，即便與台資企業聯發科等也有一定的差距，特別是在壁壘較高的高端晶片設計和製造上。

造成這一局面的因素很多：

1、 國內晶片產業起步晚，導致技術的劣勢比較明顯，生產的晶片在品質和性能上難以保證。

晶片生產涉及電晶體、電阻、電容、二極體等多個精密器件的生產、製造和組裝。

雖然我們是製造大國，但確實非製造強國，大量高技術要求的精密元器件少有公司可以完成。

2、 很多國內晶片企業早起給予政府支持，一定程度上脫離市場規律，存在投機取巧心理，過度依賴政府扶持，導致核心能力不強，難以正真走向市場。

3、 晶片產業更新換代速度很快，且產業門檻較高，屬於高投入、高研發，但是回報可能較慢。

因此，一般企業很難有如此資金和資源能力，因此借力國外智慧財產權，縮短產品開發周期，也是可取的選擇。

4、 目前國內的晶片產業仍處於成長期，而產業鏈的整體發展水平和垂直整合直接影響國內晶片產業發展和效率的提升。

企業聯合起來發展戰略聯盟類似的相互信任和合作機制還未形成。

導致不少國內晶片產業長期居於下游，服務於國際巨頭，但是自身份額不高，缺乏議價能力，自然難有可觀盈利。

但是，隨著國內如海思及展訊等一批自主設計廠商的日漸崛起，國家千億集成電路基金等多項政策的鼎力扶持。

國內晶片的崛起依然可期。

畢竟進入到人工智慧時代，晶片依然是繞不去的，需要解決的坎。

總投資300億人民幣的紫光南京半導體產業基地和總投資300億人民幣的子港國際城項目正式開工。

這是紫光集團繼長江存儲項目之後的另一個大「動作」。

據報導，紫光南京半導體產業基地項目由紫光集團投資建設，主要產品為3D-NAND Flash、DRAM存儲晶片，占地面積為1500畝。

其中項目一期投資約100億美元，月產晶片10萬片。

但外媒對這一動作感到疑惑。

因為從他們早前的分析看來，就算是武漢新芯項目，似乎也沒有足夠的技術來支持存儲晶片製造。

紫光這次想通過南京的項目來主導全球存儲產業，似乎並不能一蹴而就，當中還需要有很多的障礙需要跨越。

首當其衝的就是有經驗的存儲晶片工程師的缺乏和美國CFIUS因所謂的安全問題將中國拒之門外。

分析師認為，紫光集團的這個投資速度是非常驚人，但他們也指出，建設一個晶圓廠是一個非常簡單的事情，而需要面臨的則是運營問題，尤其是在製造更複雜的3D NAND Flash上，紫光集團面對的困難也是空前的。

那麼究竟中國建設存儲項目需要面對那些方面的問題呢?我們來一一分析。

工程師短缺

Yunogami表示，中國正在全球掀起一場對有天賦工程師和製造NAND Flash設備的爭端戰。

而同樣的事情也在中國本土發生，不同的省市也在掀起了Fab工廠合作的競爭。

在分析中國存儲製造技術相關方面之前，我們先看一下中國有哪些正在崛起的存儲供應商。

在IC Insights副總裁Brian Matas早期的報告中我們看到，現在中國存儲領域有三個主要的競爭者，分別是：

(1)2016年7月，紫光集團收購了武漢新芯，並建立了一個叫長江存儲的合資公司。

這個12寸晶圓廠將聚焦在3D NAND Flash的生產，至於具體的量產時間，還沒有披露。

(2)合肥SKT項目，預估在2017年底建造一個DRMA FAB;

(3)福建晉華項目，準備打造DRAM Fab，預估在2018年第三季度量產;

而據我們得知，在以上三個項目中，合肥的SKT項目已經停止運營了。

這個由爾必達前CEO Yukio Sakamoto建立的公司，曾經嘗試從日本、台灣和韓國招募1000個存儲相關的工程師，以彌補中國在有經驗的存儲開發工程師的不足，Sakamoto更是想從日本尋找180個能夠遷到中國來工作的工程師，但這個提議遭到了合肥當地政府的反對，因為他們不願意滿足Sakamoto提出的，給這些資深工程師多付887，000美元工資。

儘管SKT的承諾超過了半導體行業的正常現象，但這也給了中國半導體人一些新的方向。

一個能夠籠絡工程師去保持他們Fab繼續運行的方法。

在上個月的一次採訪中，有個工程師跟我們說，中國不但需要考慮專利短缺的問題，中國更需要明晰隱藏在專利背後的製造訣竅。

甚至連怎麼安排wafer的的存儲都是需要慎重對待的問題。

例如這些經驗並不能通過獲得，而要通過不懈的學習。

而在設備方面，長江存儲方面表示，他們現在用的半導體設備和三星在西安工廠所使用的是一樣的(三星的西安工廠只製造32層的NAND Flash，64層的NAND Flash是在韓國本土製造)。

Yunogami也認同這種觀點。

但Yunogami進一步指出，雖然長江存儲能買到同樣的設備，但他們缺少有經驗的人去操作這些設備。

總有方法去解決這些問題。

縱觀存儲產業的發展歷史，中國可以向韓國學習，而這也是中國正在做的事情。

我們認為，對於長江存儲來說，首先要做的事就是從三星西安這些公司挖角晶圓廠操作工人。

之後可以從三星和SK海力士挖一些高級的工程師。

再看能夠從美光和東芝獲取一些相關的技術信息。

這是紫光解決問題的方法之一。

根據Yunogami介紹，韓國存儲以前在追趕日本DRAM的時候，用過同樣的方法。

是個世紀90年代，三星花費重金從日本招聘DRAM工程師。

當時那些工程師可以保留白天的工作，而可以在晚上或者周末為三星服務。

通過這些兼職工作，工程師們能獲得高額的報酬。

就是通過這種方式，三星逐漸發展其了其DRAM產業。

而二十多年後的今日，韓國受到了當初日本的對待。

雖然中國並沒有韓國當初那麼瘋狂，但沒有什麼方法可以組織長江存儲招聘來自西安三星的工程師。

相關進展

據之前的報導，長江存儲計劃斥資240億美元打造一個12寸的晶圓廠，第一期工程在2016年底就開啟了，並計劃在2019年完成。

而報導中更是指出，長江存儲的產能高達20萬片每個月，而主要的生產產品則是32層的NAND FLASH。

長江存儲武漢基地的建設布板

Yunogami堅信長江存儲已經取得了不錯的進展。

這主要是通過深度研究Spansion的Mirror-Bit技術實現的(最早是為Nor設計的，但後來三星將其應用到NAND上)。

而長江存儲在去年底完成了第一次和第二次的3D NAND Flash測試。

根據Yunogami所說，第一次測試是在12月中完成的，但當時的結果不盡如人意。

之後的第二次測試的產品則可以執行全規格的運行。

但至於具體的進展如何，我們也實在不得而知。

在中國追逐存儲國產化的國產中，有一件事是我不能了解的。

那就是既然長江存儲正在處於初級發展階段，為什麼紫光集團那麼急切地在另一個地方投資了下一個工廠。

這個決定出乎了很多國外專家乃至中國本土專家的所料。

根據媒體的報導，紫光集團更是計劃在四川程度建一座邏輯工藝的晶圓廠，而這家廠的預估產能是50萬片一個月。

究竟是什麼原因推動紫光集團去瘋狂的建廠?

中國三大存儲基地

美國的資深半導體老兵對中國這個存儲布局的評價是——這令我們很頭疼。

從中國現在資金投入來看，基本上是中央放出來一筆基金，然後各地的地方政府和私人資本開始介入，然後三方通力合作，打造半導體產業鏈。

而在這些合作中，不同城市和省份之間也會競爭，誰都想成為最先成功的一個。

美國的相關分析師認為，長江存儲的武漢項目並沒有預期中的進展那麼好，政府方面有所怨言，因此紫光面臨巨大的經濟壓力。

所以紫光需要從其他城市尋求幫助。