不捧不貶 中國半導體行業的真實現狀
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半導體產業是新一代信息技術產業發展的核心,中興、華為事件再次給中國半導體產業敲響警鐘。
近年我國大力發展半導體產業,但「受制於人」的局面仍然困擾著中國的半導體以及整機企業。
在半導體這個領域,中國需要挑戰的是,西方上百年積累起來的工業體系。
那麼,我國半導體產業目前的真實狀況究竟怎樣?中外到底有多大差距?
差距最大的是光刻機
半導體是一個龐大的產業,從大類上講,包括集成電路(IC)、光電子、分離器和傳感器等,其中IC的規模占80%以上。
所謂晶片,就是內含集成電路的矽片,它分為幾十個大類,上千個小類。
製造一塊小小的晶片,涉及50多個學科、數千道工序,包括設計、製造和封裝三大環節。
在這個產業鏈上,國內企業的差距是全方位的。
首先看設計,華為海思和紫光展銳分列國內前兩名。
目前,兩家公司在不少領域已是世界領先水平,但一個巨大的問題是,其架構授權的核心都被外人掌握。
目前,國內僅有中科院的龍芯和總參謀部的申威擁有自主架構,前者用於北斗導航,後者用於神威超級計算機,民用領域基本是空白。
設備和材料是又一大短板。
製造晶片的三大設備光刻機、蝕刻機和薄膜沉積,國內僅中微半導體的介質蝕刻機能跟上行業節奏,其7納米設備已入圍台積電名單。
此外,北方華創在氧化爐和薄膜沉積設備上成績不俗,但基本還處於28納米級別。
其他設備,如離子注入機、拋光機和清洗機,也差不多。
差距最大的是光刻機。
光刻機用於將設計好的電路圖曝光在矽片上,蝕刻機則負責微觀雕刻,刻出溝槽或接觸孔。
目前ASML最先進的EUV光刻機,即將投入三星、台積電的7納米工藝,而國內上海微電子的光刻機,仍停留在90納米量產的水平。
材料方面,日本是全球領先者。
在製造晶片的19種主要材料中,日本有14種位居全球第一,總份額超過60%。
全球近七成的矽晶圓產自日本,那是晶片製造的根基。
反觀中國,矽晶圓幾乎是空白,8英寸國產率不足10%,12英寸依賴進口,打破壟斷的希望還在張汝京創辦的新昇半導體,今年即將量產。
他也是中芯國際的創始人。
除了矽晶圓,國內企業還在濺射靶材、研磨液等材料上有所突破,並實現了國產化。
前者用於製作金屬導線,後者用於晶片研磨拋光。
以上均為單點突破,距離整個行業的崛起還比較遠。
晶片製造,國內最先進的是中芯國際和廈門聯芯,目前能做到28納米量產。
而它們的競爭對手,三星、台積電等巨頭即將在今年量產7納米,相差兩三代。
最後是封測。
這是目前大陸最接近國際水平的領域,長電科技收購新加坡星科金朋後,躋身全球第三。
但全球封測中心在台灣,以日月光為首的台灣企業,擁有50%以上的市場份額。
在這樣一個超長的產業鏈中,全球通力合作必不可少。
以光刻機為例,荷蘭ASML一騎絕塵,但它的成功得益於各國的鼎力合作,鏡頭來自德國蔡司、光源來自美國,這幾乎是西方近百年工業的技術結晶。
但中國在這個產業鏈上處於不利地位,經常面對不友好的產業環境。
這次的中興事件只不過是浮上檯面的鬥爭與封鎖,而台面下的爭鬥幾十年來則是一直沒有消停。
不容樂觀的外部環境
事實上,中國很早就重視了半導體的大戰。
最早可追溯至上世紀60年代。
但在後來的發展中,由於自身路徑,國內產研環境,以及不友好的產業環境等多種原因,逐漸掉隊。
中國半導體一直是在冒著敵人的炮火匍匐地前進。
而今,敵人的炮火更是越來越兇猛,越來越密集。
西方一直有一個針對出口管制的制度安排,最早是1949年成立的巴黎統籌委員會,之後在1996年演變為瓦森納協定。
該協定包含軍用、民用兩份控制清單,目的是限制向相關國家出口敏感產品和技術,中國就屬於被限制的對象。
過去幾十年,國家一直在努力突破這種封鎖。
90年代,先後批覆908/909工程,時任領導人表態:砸鍋賣鐵也要把半導體搞上去。
國務院則用財政赤字撥款。
然而,作為兩項工程的產物,華晶、華虹等企業到國際上採購設備卻遭到抵制,最終發展受限,一直未有大的突破。
2006年以後,國家又搞了01和02專項。
前者劍指核心電子器件、高端通用晶片和基礎軟體,俗稱核高基;後者劍指IC製造和成套工藝。
近年來,兩個專項相繼開花結果,例如中微的蝕刻機已看齊世界水平,中芯國際的工藝已挺進到28納米,但受限於不友好的產業環境,水平還是差強人意。
以光刻機為例,ASML的EUV光刻機即將投入7納米工藝,而國內最先進的量產水平是90納米。
之所以差距驚人,原因之一是買不到高水平的鏡頭和光源,這是光刻機的核心部件,而國內缺乏相關的技術。
坊間一直傳說,瓦森納協定禁止向中國出口高端光刻機。
這種說法後來遭到ASML公司的否認,該公司聲稱,最快將於2019年在中國晶圓廠見到EUV光刻機。
但業內人士透露,在瓦森納協定中,確實是有光刻機限售條款的,只不過每隔幾年,條款就會作相應的調整。
之所以調的原因也是,國產水平在不斷提高,所謂的調整,頂多也就是「敵人」不斷地根據我方的進展調整炮火的輕重與射程。
一個有意思的細節是,國內研究機構在相關技術上取得突破不久,ASML公司就否認了禁售的傳聞。
產業環境並不是唯一的障礙,來自國家層面的干預更加要命。
美國政府曾多次否決中國企業針對美企的收購行為,包括著名的紫光併購美光計劃。
最近更是制裁了中興通訊,斷供其晶片。
2016年,國內某基金收購德國愛思強時,連FBI都跳出來施壓,最終迫使德方放棄了交易。
而據中興員工透露,在中興斷芯事件前,FBI就入駐了公司內部。
國內造不好高端晶片,有外部因素,也有自身原因。
形勢看似悲觀,前景卻很光明。
半導體產業是高科技產業的基礎,更是支撐和保障國家安全的產業基礎,重要性不言而喻,如果現在不抓緊機會追趕,後面的仗將愈加艱難。
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