撥開5G發展真相，國產半導體還需努力二十年

電子發燒友報導（文/章鷹）6月1日，兩大新聞值得特別關注。

首先，小米集團董事長兼CEO雷軍表示，去年底基本已清倉4G手機，然後全力轉向5G，今年累計發布5款5G手機，疫情造成5G手機生產跟不上來，中國市場4月份5G手機銷量已經達到1638萬台。

筆者注意到5月中下旬，榮耀和小米都發布了2000元以下的5G機型。

5G手機市場很可能會再次出現替換加速的格局。

近期小米、華為榮耀手機發布一覽表

圖表：電子發燒友根據公開資料整理

其次，中芯國際科創板上市獲得受理，計劃融資金額200億元，保薦機構為海通證券，招股書顯示，本次發行募集資金的40%投入12英寸晶片SN1項目，20%投入作為先進及成熟工藝研發項目儲備資金，40%作為補充流動資金。

5月16日，根據美國商務部在其官方網站發布的新聞，美國商務部的工業和安全局（BIS）把華為公司加入其 Entity List（實體清單），其法律依據是美國《出口管理條例》。

美國商務部針對華為的禁止令發布，國產半導體企業動向備受投資者和民眾關注，中芯國際在年初拿下華為海思14nm代工訂單。

為了應對美國制裁，華為近期也向台積電和中芯國際追加了大量訂單。

據悉，華為向台積電追加7億美元的晶片訂單，此外，華為還向中芯國際下單總額達到8億美元。

一邊是中國5G手機的快速上量，5G基站大規模部署帶動應用端啟動，一邊是美國揮舞大棒，試圖牽制華為海思，阻礙中國5G技術和應用的快速發展。

不管是5G終端生產，還是5G場景應用的落地，晶片製造都是5G產業鏈發展的關鍵一環。

晶片國產化，特別是代工龍頭台積電被美國新禁令管轄，阻止其在120天後向華為供貨，視為最有力殺傷政策。

中國5G終端製造商到底在專利方面是否確立了優勢？在IC設計和晶片代工上，華為海思是否能夠繞開美國的管制，走獨立自主發展的道路？5G通信絕對不僅是通信技術的改變，而是推動工業網際網路升級的抓手，美國試圖在壓制中國科技的進步，中國半導體企業如何應對？電子發燒友記者採訪了北京大學深圳研究院5G移動通信課題組組長，深圳5G產業聯盟專家委員會副主任胡國慶博士。

5G專利占據全球第一，專利含金量有待提高

北京大學深圳研究院5G移動通信課題組組長，深圳5G產業聯盟專家委員會副主任胡國慶博士對電子發燒友表示，中國5G專利量在全球占到36%，但是在專利的含金量上，基礎層專利少，基礎晶片領域的話，很多專利還是掌握在美國、歐洲還有日韓手裡面。

2月份，德國調查公司IPlytics發布《關於根據5G標準聲明的專利的實況調查》報告中，華為在5G專利提交數量3147份，位於全球第一，但是專利的平均價值指數只有0.85，中興在5G專利數量達到2561份，位列全球第三，專利平均價值達到1.35。

三星在5G技術方面的專利平均價值指數達到1.62，與華為和中興相比都要更具優勢。

然而三星的專利價值數並不是整份數據中最高的，比三星的專利技術價值更高的是英特爾，雖然其5G相關專利的數量只有870件，但專利平均價值指數達到2.12，是整份榜單中價值指數最高的。

圖片來自IPltics

三星在擁有5G專利家族數量且至少在歐洲，美國提交的專利家族數量的全球公司中名列前茅。

圖片來自三星官網

三星官方網站顯示，三星擁有至少在美國專利商標局（USPTO），歐洲專利局（EPO）或《專利合作條約》（PCT）提交的2,633個已申報的5G專利家族，以及由美國專利局授予的1,728個5G專利家族。

該研究表明，三星在可強制執行的授權專利數量上居領先地位。

在移動端晶片市場，高通占據著重要位置，擁有1293項5G技術相關專利，其價值指數達到1.16，在這份統計數據中的位置僅比英特爾高一位，排在第七位。

在IC設計和代工，華為海思難以繞開美國管制？

在胡國慶博士看來，中國IC廠商在全球半導體產業鏈中優劣勢明顯：第一、IC設計能力突出，華為海思已經進入全球IC設計十大廠商行列；第二，IC代工能力薄弱，IC製造和封測都是短板。

特別是在IC製造上游的關鍵半導體設備上， ASML阿斯麥在光刻機設備方面形成寡頭壟斷。

應用材料、東京電子和泛林半導體是提供等離子體刻蝕和薄膜沉積等工藝設備的三強。

這些廠商都受到美國管轄，ASML阿斯麥 EUV光刻機根本不對中國廠商出售。

胡國慶博士表示，美國對華為的打壓，根本原因是美國意識到華為一旦打通IC設計、IC代工和IC封測全產業鏈的話，就動搖了美國基層架構建立起來的全球科技體系。

華為的出現，挑戰其基層架構，會動搖美國在全球科技的主導權。

「美國打壓華為的長期影響巨大。

首先，如果美國把華為打壓成功，中國未來再成長出華為海思這樣的企業非常難，半導體企業進微利時代，企業投資1000億進入，可能還沒有把錢投入到銀行理財產品裡面高。

美國打壓華為，對整個晶片行業影響深遠，特別是民營企業，可能以後都很難去觸碰晶片這個產業了。

」 胡國慶博士分析說。

胡國慶博士還特別指出，從全球產業鏈看，美國打壓華為，意圖是將華為從整個技術基礎層隔離出來。

美國商務部制定相關政策，只要涉及到美國技術，都要受到美國管制，倒逼國內的電子信息產業企業開始進行外移，對中國經濟長遠影響非常不利。

在華為海思代工的選項裡面，台積電和中芯國際最為引人矚目。

但在先進位程上，台積電的優勢一騎絕塵，目前只有三星可以挑戰其在工藝製程上的優勢。

再比較台積電和中芯國際2020年第一季度的營收表現，筆者對兩家公司的優勢有了更深刻的了解。

2020年Q1台積電和中芯國際營收對比

電子發燒友根據公開資料整理

台積電2020年第一季度的業績報告顯示，第一季度營收達到103億美元，其中，5G晶片採用的7nm製程營收占比高達35%，10nm占比僅為0.5%，16nm則占到19%，16nm及更先進位程占到了55%。

而5G晶片主流採用的就是台積電的7nm和5nm製程工藝。

以華為麒麟990，高通驍龍865、蘋果還沒有發布的A14為例，他們都選擇了台積電代工。

圖表：電子發燒友根據資料整理

中芯國際宣布，截至2020年3月31日的三個月的合併經營業績。

其中，第1季度的收入為9.049億美元，比上一季度增長8.94億美元，第一季度的毛利潤為2.336億美元，比上一季度的1.494億美元環比增長17.1％。

在具體工藝上，中芯國際的先進工藝占比正在提升，28nm產能貢獻了6.5%的營收，去年同期只有3%，14nm工藝貢獻了1.3%的營收，去年同期為0，上季度為1.0%。

不過，出貨仍以0.15/0.18微米、55/65納米和40/45納米為主。

胡國慶博士指出，中芯國際可以量產14nm工藝製程，主要是代工低端應用處理器，不是IC代工領域最先進的技術。

距離台積電的先進位程還有兩代的距離。

他分析表示，中芯國際超越台積電是一個長期的過程，台積電多年專注IC代工領域，行業利潤已經降低，台積電一家幾乎供應全球。

「中芯國際推出14nm工藝，台積電已經在7nm工藝持續盈利，待到中芯國際推出7nm，台積電的5nm已經上市了，後進者的競爭力弱，留給後者的生存空間也非常小。

10年之內，中芯國際不太可能超越台積電。

」

還有一個重要的障礙，中國IC代工企業無法獲得最先進的光刻機。

2018年，中國就已經向荷蘭ASML公司採購了光刻機，花費1.2億美元且等待兩年，至今都還沒有收到貨，其中光刻機的電源設備使用的是美國的，而光刻機上面的鏡頭是採用德國的，光刻機的軸承部分是採用瑞士的。

ASML公司的主要的大客戶有三星公司、英特爾公司以及台積電公司等，這些公司除了跟ASML公司是合作夥伴以外，它們也是ASML的股東。

美國壓制中國高科技發展，中國半導體企業如何應對？

「繞開美國，聯合歐洲和日韓，中國晶片企業需求持續發展可行嗎？」胡國慶博士表示，「這個願望是好的，以光刻機為例，美國公司掌握的都是基礎層技術，美國和日韓有協議，他們是一致行動人。

如果美國封殺華為和國內其他企業，歐盟和日韓企業不敢和他們合作，中國企業類似被孤立一樣。

」針對電子發燒友記者提出的問題，胡國慶博士指出這種解題思路是行不通的。

胡國慶博士認為，中國半導體企業應該反思一下，樹立自身要從晶片底層架構上去構建能力，不要急功近利，中國晶片技術趕上美國，不是一年到兩年的事情，是10到20年的事情，需要兩代人的努力。

中國需要打破體制限制，對晶片發展有長遠規劃。

精細加工研究所所長湯之上隆認為，中芯國際缺乏像台積電那樣的微細加工技術，在微細加工技術落後於台積電五年，且生產能力不足，即使中芯國際為擴大產能融資200億，以這種投資水平也難以一次全部推進微細加工技術。

華為轉而向聯發科和紫光展銳採購晶片也是正常商業措施，以保證終端產品順利上市。

我們看到，在半導體行業的專利儲備上，中國企業沒有很大勝算。

晶片代工行業，第一名台積電是利潤最豐厚的，第二名三星是微利。

中國晶片代工企業不管是專業儲備，或是上游半導體設備供應商都與先進企業有很大差距，中國企業要立志向長遠的方向做更多的事情。

胡國慶博士建議，有中央政府協調，做一個20年的晶片追趕計劃，比較現實。

針對國產晶片發展遭遇的阻力，胡國慶博士分析有兩點值得關註：第一、光刻機、半導體設備設備不賣給中國公司，晶片發展受限；第二、半導體企業毛利率太低，很多民營企業不敢貿然進入，這需要政府加大對半導體晶片的投入。

這兩大問題解決，半導體晶片發展未來可期。

美國對華為的打擊，短期來對5G網絡部署沒有特別大影響，未來必須技術自主，走出自己的科技路線。

5G 通信是未來全球信息化產業的基礎，哪個國家先完成5G產業升級，誰就可以對其他國家進行降維打擊。

美國希望對中國進行釜底抽薪，限制中國5G發展，防止中國比美國率先完成產業升級，限制中國在未來經濟的影響力。

但是中國5G新基建已經快馬加鞭，2020年國內新增55萬5G基站，5G基站對基帶晶片、射頻晶片、存儲晶片都有很大的需求。

胡國慶博士認為，中國半導體企業完全有能力在國內5G市場快速啟動中搶得先機，5G網絡部署過程中，大量數據中心興起，國內企業可以用高技術含量的晶片產品去和國際一流企業同台競技。

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