中國半導體行業如此落後,如何焐熱中國「芯」?
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大概很久之前就想寫這個了,今兒恰好遇到這隻文章(從美國集成電路的發展歷程看「中國芯」的困境,http://tech.sina.com.cn/csj/2018-05-17/doc-iharvfhu3180225.shtml),加上這兩天的一些經歷,所以忍不住寫了一點。
早上上課的時候老師花了一節課講了一下正在籌備的國家晶片檢測研發中心,因為保密原因甚至PPT都不讓我們拍照,當然過程中難免提到這次的貿易戰和中興的事兒,其實當時很想問老師我們到底哪兒有問題才在晶片上落後了這麼多,我們的半導體行業該何去何從?最後還是忍住了,因為這樣問實在太撞壁,當然現在寫出來也是覺得很羞恥……
恩……以前上課的時候老師不止一次地科普過半導體的發展史,這無疑是二十世紀後半葉以來科技史上最耀眼的篇章之一,不過老師可能覺得為人師表的不好意思對人家肖克利的人品做出評價,所以人渣不人渣的就不曉得了,不過當時確實好奇過八叛逆他們出走的原因……當然上文中提到的集成電路的發展史詳盡與否明顯不是重點,要是真敞開來說怕是得專門開個專題好好說道說道……就像一部分人所了解的,國家不是不重視半導體行業的發展,不是沒有在上面投錢,也不是沒有國內的企業在這上面花大力氣,但是起碼到目前為止我們確實沒看到喜人的成果……原因到底在哪兒?我們缺了什麼?
當年去蘇納所實習的時候對那邊10nm工藝的光刻機挺好奇的,但是老師說這一套都是國外的,光刻機要上億元(昨天剛看到中芯國際從荷蘭ASML花了1.2億刀買了一台EUV(極紫外光刻)設備,預計今年一共要買10台,人家這大概就是傳說中的躺著賺錢吧),技術也沒有原創性,而且即使有產品出來也沒法量產。
老師舉了華為的栗子,華為的海思晶片算是國產驕傲了,但是重點是華為只是在實驗室設計了這顆SOC,他根本沒有量產能力,量產只能靠台積電。
作為一隻對華為很不感冒的聽了老師的話覺得矮油那華為這波吹得可以啊,還有點竊喜,當然更多的是悲哀吧。
現在看來老師當時說的話是不太確切,成功設計一隻這樣的晶片有了吹一波的資本了已經(強如蘋果也不是一開始就有自研處理器的),儘管華為用的ARM的公版架構,但是自主研發的基帶和970上面的NPU也不代表人家的實力嗎?可是這就更顯示出了國內晶片設計廠商的悲哀,設計是有了,可是沒法量產啊。
這就像懷胎了,但是產不出來,不是難產,是壓根沒有生育的跡象,就這麼懷著,急不急人,氣不氣人。
想一想哪吒他母親的三年零六個月,不難受嗎?
ASML光刻機
從Intel開始打磨14nm開始最尖端的晶片領域能夠進行大規模量產的廠商就只剩下四家了:Intel、GlobalFoudaries、三星和台積電……當然整個半導體行業的版圖遠不止這麼簡單,但是這四家確實代表了能夠量產高端晶片的一極。
然後我們來看一組數據(歐盟委員會的數據):2016年Intel的研發投入是121億歐(當時的匯率算起來大概是142億刀),全球第五,三星的研發投入是122億歐(約合143億刀),全球第四。
當然不管是三星還是Intel都家大業大的不可能這些錢都在半導體領域,但是這裡有確切的數據顯示(來自IC
Insights的數據)2017年全球半導體行業的研發投入共340億刀,而Intel的在半導體領域的研發投入是130億刀,比排在後面的五個競爭對手高通、博通、三星、東芝和台積電加起來還要多。
位列前十的公司還有聯發科、鎂光、英偉達和海力士。
而AMD、Sony、Analog
Devices和GlobalFoundaries的研發投入都超過10億刀。
這還僅僅只是研發投入,更新工藝增加產線這些花的錢只會多不會少,IC Insights的數據顯示2017年三星對其半導體製造設施總計投資了260億刀,而全球的總投資額大約有900億刀。
每次看到這些數據我只能說,這不是花錢不是投資,這是赤裸裸的燒錢啊。
Intel把絕大部分的研發資金都投入到了半導體領域,但是結果呢,
14nm整整打磨了三代,GlobalFoundaries的14nm更是難產到讓隊友AMD被按在地上瘋狂摩擦,三星和台積電倒是一年年從28nm、20nm、14/16nm、10nm、7nm幾下子跳過來了,傳說明年就可以試產5nm,,當然這裡有各家的標準不一樣的情況,誰都說自己的工藝是最給力的,Intel更是瘋狂暗示他的14nm工藝比友商的領先兩三代(大部分人好像還是信仰Intel的工藝)。
然後我們看到了,去年下半年好容易擠出來10nm工藝的Intel被三星搶走了世界第一大半導體廠商的頭銜,還是IC
Insights的數據,2017年三星的半導體業務營收為656億刀,超過了Intel的610億刀,在這之前Intel在這個寶座上整整待了25年了,所以一時間似乎Intel的王朝終結了。
當然賺錢多少中間的原因有很多,比如Intel幾乎不承接外包業務,但是隨著摩爾定律的失效,Intel的時代似乎真的過去了。
但是燒錢還在繼續,台積電和三星在新工藝上的互掐還很熱鬧,作為吃瓜群眾只要負責喊666就夠了。
三星半導體在西安的工廠
上面似乎說了些題外話,但對於我們的主題絕不是可有可無的,因為中國也是這場燒錢大戰中的玩家,而且註定要繼續玩下去,還是用一組數據說話。
2017年1月份,紫光集團宣布紫光南京半導體產業基地及新IT投資與研發總部項目,在南京正式簽約,總投資2600億元人民幣,其中約300億刀投向紫光南京半導體產業基地,主要產品為3D-NAND
FLASH、DRAM存儲晶片等,占地面積約1500畝。
項目一期投資約100億刀,月產晶片10萬片。
2016年3月28日,國家存儲器基地項目揭牌落戶武漢新芯,項目總投資達240億刀(約1600億元人民幣)的存儲器基地正式啟動,以生產Flash、DRAM等存儲晶片為主,發展3D NAND技術。
2017年5月,由合肥市政府支持的合肥長鑫公司宣布,預計由合肥長鑫投資72億刀的金額,興建12寸晶圓廠以發展
DRAM 產品,以生產 19nm DRAM 產品為主,預計最大月產將能高達
12.5萬片的規模。
2015年3月晶圓代工廠聯電與廈門市政府、福建省電子信息集團合資成立晶圓廠聯芯集成電路開始動工,並在同年11月宣布,廈門12寸合資晶圓廠聯芯集成電路製造(廈門)開始營運,這是首座兩岸合資12寸晶圓廠,投資金額將達到62億刀。
這些只是近幾年國內半導體行業大規模投資的冰山一角,但是其中燒的錢已經可見一斑。
武漢新芯
本世紀前十年半導體行業在國內似乎確實一直被忽視,但是近年來情況已經有所改觀,大把的錢已經撒下去了。
在中興的事件發生的時候我看到了廣為流傳的局座的微博發言,「晶片這麼重要,為什麼不早早布局自行研發?」這個疑問讓我忿忿不平,早早布局早點重視就行了嗎?但是這個問題我也無法深入說明,只能說國家還沒有很多人想像的那樣有錢,不是想花錢就有錢的,我們的日子還是要精打細算,這樣大一個國家要花錢的地方太多了,刀刃上花的錢是首要的,現在的情況,半導體行業似乎成為了一個該花錢的刀刃。
當然僅僅花錢是遠遠不夠的,我們都知道早期錢確實可以解決很多問題,但是繼續發展下去就得靠核心科技了,我們有這個核心科技嗎?這個問題相信不用我回答吧,所以這真的是一場馬拉松,是一段比三年零六個月還長的孕期,有幾十年技術積累的Intel在燒了無數錢之後也被技術瓶頸所困擾,我們又怎能盼望今天種下果子明天就有收穫呢?
對於半導體行業的關注這一點上我不能說什麼,大方向的問題多說無益,但是核心科技的缺失確實反映出了很多問題,這也是個流傳了很久的話題,我只能說欠下的債確實要慢慢還,不還不行啊。
所以說了半天到最後發現這個不能說那個別人早已說過了,還能說些什麼呢?如何焐熱中國「芯」?終究要有個答案,也是一貫的一二三的那種。
首先是人才,人才的培養以及尖端人才的引進要雙管齊下。
其次當然是對核心科技的重視與投入,我們一直信奉「實踐是檢驗真理的唯一標準」,在這個積貧積弱的環節,大概需要矯枉過正一回,如果沒有能帶理論的出現與發展,那么半導體行業不會有今日的繁榮,沒有基礎學科的發展,生產實踐大概也是缺少大腦的吧。
還有一個老掉牙的話題,其實也是第二點的發展,產學研一體化的發展,這樣才能形成健康的科研生產生態。
當然我們的目光不能只在眼前的晶片上,摩爾定律之後整個半導體行業何去何從是個大問題,我們能搞出世界領先水平的量子通信,那麼也應當在新的半導體技術與下一代計算核心上投注精力,這絕不是好高騖遠,而是未雨綢繆,豈不聞不謀萬世者不足謀一時?
到最後發現能說的真的太少,說來說去只剩下我們需要時間,需要耐心,需要大把的錢和精力,當然更需要決心與勇氣,沒有一腔熱血怎能在起跑遠遠落後的前提下追趕並反超。
但涉及到一個產業的事兒,空有一腔熱血必然誤事,所以冷靜下來慢慢來吧,落後了也不要心急,一步一步腳踏實地地來。
就算花上十年二十年甚至半個世紀一個世紀,中國也要搞出自己的強勁的中國「芯」,不僅僅是實驗室水平的,更是要能大規模量產的,那時看誰還能用晶片來。
兩周前腦子一抽開始看《漢武大帝》,很大一部分原因是那句「寇可往,吾亦可往」,那麼現在我們大概要說鷹醬有的,兔子一定要有,也一定會有。
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