別盲目自信!「中國芯」任重道遠,人才是關鍵!

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提到「中國芯」,必須要提到在2018年8月31日德國柏林開幕的IFA展上發布的新一代人工智慧手機晶片——麒麟980。

不得不說,這次華為發布的「麒麟980」代表了中國新一代的晶片技術發展,更是引起了全世界的科技媒體的關注!

中國發布的晶片性能,還是第一次在世界上有這樣的影響力。

先給華為點個讚!



為什麼「麒麟980」這麼強?必須要說說上圖的這六個第一!

榮獲第一領先工藝晶片:TSMC 7nm;集成69億電晶體;性能提升20%能效提升40%(麒麟970為55億),相比麒麟970,功耗下降58%。

榮獲第一集成雙核NPU晶片:首款雙核NPU,AI算力是上一代產品的4倍,支持更加豐富的AI應用場景;每分鐘圖像識別4500張,識別速度相比上一代提升120%。

榮獲第一採用G76 GPU晶片:業內首商用Mali-G76 GPU,性能提升46%,能效提升178%。

榮獲第一基於Cortex-A76晶片:首次實現基於ARM Cortex-A76的開發商用,單核性能提升75%,能效提升58%,全新設計Knin CPU子系統。

創新設計Flex-Schesuling多核智能調度機制,2+2+4三擋架構。

榮獲第一LTE Cat.21基帶晶片:下載速度達1.4Gbps(全球最高)。

榮獲第一LPDDR4X內存晶片:突破內存極限,帶寬飆升13%,頻率突破2133MHz。

發布會後,"麒麟980狂虐驍龍845"、「華為吊打蘋果高通」、「華為把美國踩在腳下」等等溢美之詞刷爆了整個網絡。

撇開世界第一,關於麒麟980,這些背後的細節你更應該了解。



媒體披露麒麟980處理器的工程板



左:海力士 LPDDR4X RAM 右:東芝UFS2.1快閃記憶體

從2015年開始進行7nm工藝研究,到2018年宣布實現SoC大規模量產,華為麒麟980晶片整個研發歷時36個月。

對於整個晶片行業來說,7nm工藝意味著一個非常關鍵的節點。

根據摩爾定律,當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。

然而,從晶片工藝上看,7nm相當於70個原子直徑,已經逼近了矽基半導體工藝的物理極限。

再往下走,將意味著難以預估的巨額成本投入。

華為fellow艾偉在上海舉行的麒麟980晶片媒體溝通會上透露,「作為全球首款商用7nm SoC,(麒麟980)研發成本肯定遠超過3億美元。

要知道,能夠承受如此高昂成本投入的晶片企業並不多見。

巨額的成本投入使得行業的玩家數量正在急劇減少。

據相關媒體報導稱,整個晶片行業正放緩10nm以下製程工藝發展。

高通和聯發科都已推遲了其7nm晶片解決方案的上市時間,從此前計劃的2018年推遲至2019年。

你真的認為我們可以把「美國踩在腳下」了嗎?

別的不說,關鍵還是要看核心技術、核心設備!

從矽晶圓供給廠商格局看: 日廠把控, 寡頭格局穩定。

日本廠商占據矽晶圓50%以上市場份額。

前五大廠商占據全球90%以上份額。

其中,日本信越化學占比27%、日本SUMCO占比26%,兩家日本廠商份額合計53%,超過一半,台灣環球晶圓於2016年12月晶圓產業低谷期間收購美國SunEdison半導體,由第六晉升第三名,占比17%,德國Siltronic占比13%,韓國SK Siltron(原LG Siltron,2017年被SK集團收購)占比 9%,與前四大廠商不同,SK Siltron僅供應韓國客戶。



IC設計方面,巨頭把控競爭壁壘較高,2018年以來AI晶片成為新成長動力。

高通、博通、聯發科、蘋果等廠商實力最強,我國華為海思崛起。

目前國內外IC設計廠商正積極布局AI晶片產業。

英偉達是AI晶片市場領導者,AMD與特斯拉正聯合研發用於自動駕駛的AI晶片。

對於國內廠商,華為海思已經推出麒麟980 AI晶片;比特大陸發布的全球首款張量加速計算晶片BM1680已成功運用於比特幣礦機;寒武紀的1A處理器、地平線的征程和旭日處理器也已嶄露頭角。

海思、展銳等移動處理晶片、基帶晶片廠商依靠近些年中國智慧型手機市場爆發迅速崛起,躋身世界IC設計十強。



代工製造方面,廠商Capex快速增長,三星、台積電等巨頭領銜。

從資本支出來看,目前全球先進位程晶片市場競爭激烈,全球排名前三的晶片製造商三星、英特爾、台積電的Capex均達到百億美元級別, 2017年分別為440/120/108億美元。

從工藝製程來看,台積電走在行業前列,目前已大規模生產10nm製程晶片,7nm製程將於今年量產;中國大陸最為領先的代工廠商中芯國際,目前具備28nm製程量產能力,而台積電早於2011年已具備28nm量產能力,相比之下大陸廠商仍有較大差距。



封測方面,未來高端製造+封測融合趨勢初顯,大陸廠商與台廠技術差距縮小。

封裝測試技術目前已發展四代,在最高端技術上製造與封測已實現融合,其中台積電已建立起CoWoS及InFO兩大高階封裝生態系統,並計劃通過從龍潭延伸至中科將InFO產能擴增一倍。

封測龍頭日月光則掌握頂尖封裝與微電子製造技術,率先量產TSV/2.5D/3D相關產品,並於2018年3月與日廠TDK合資成立日月暘電子擴大SiP布局。

由於封裝技術門檻相對較低,目前大陸廠商正快速追趕,與全球領先廠商的技術差距正逐步縮小,大陸廠商已基本掌握SiP、WLCSP、FOWLP等先進技術,應用方面FC、SiP等封裝技術已實現量產。



綜上所述,目前IC設計、製造、封測的頂級廠商主要位於美國、台灣,國產廠商不乏亮點,但要實現「中國芯」之路,還是任重道遠!

說完核心技術,我們再來說說核心設備。

晶片良品率取決於晶圓廠整體水平,但加工精度完全取決於核心設備。



光刻機,荷蘭阿斯麥公司(ASML)橫掃天下!無論是台積電、三星,還是英特爾,誰先買到阿斯麥的光刻機,誰就能率先具備7nm工藝。

沒辦法,就是這麼強大!

日本的尼康和佳能也做光刻機,但技術遠不如阿斯麥,只能在低端市場搶份額。

阿斯麥是唯一的高端光刻機生產商,每台售價至少1億美金,2017年只生產了12台,2018年預計能產24台,這些都已經被台積電、三星、英特爾搶完了,2019年預計能產40台,其中一台是給中芯國際。

有人說:「咱不能多出點錢嗎?」

這還真不是錢的事兒!根據《瓦森納協定》,敏感技術不能賣,中國、朝鮮、伊朗、利比亞均是被限制國家。

重要性僅次於光刻機的刻蝕機,我國的狀況要好很多,16nm刻蝕機已經量產運行,7-10nm刻蝕機也已在路上。

在晶圓上注入硼磷等元素要用到「離子注入機」,2017年8月終於有了第一台國產商用機,水平先不提了。

離子注入機70%的市場份額是美國應用材料公司的。

塗感光材料得用「塗膠顯影機」,日本東京電子公司拿走了90%的市場份額。

即便是光刻膠這些輔助材料,也幾乎被日本信越、美國陶氏等壟斷。



論半導體設備,還是那句話,任重道遠!

追趕國際巨頭還需要多久?

從表面看,是技術實力的差距。

核心因素,是人才儲備的匱乏!

地平線晶片負責人表示,做晶片等硬體太苦,收益不高,不少優秀學生畢業後選擇去從事金融和網際網路,「即使是清華大學微電子所畢業的學生都會轉金融或從事網際網路。

國內最近十幾年,掙錢的機會太多了,做晶片很辛苦,來錢卻沒那麼容易。

賽迪研究院集成電路產業研究中心總經理韓曉敏表示,中國網際網路的快速發展在一定程度上對晶片等硬體行業有擠出效應。

在上世紀八九十年代,半導體專業是台灣最優秀的人就讀的專業,而目前大陸最好的學生都在經管學院和計算機學院。

「大電子類其實還算好,還是排名靠前的專業,相對來講,對這個行業提供不了有市場競爭力的崗位,面臨的就是人員的整體素質不夠,甚至就是人員短缺的問題。

另一方面,對於晶片企業來說,大學的優等生並不等於真正的優秀人才。

一位集成電路投資人對記者表示,企業需要的優秀人才是能夠直接上手的,而剛畢業的學生需要大量的培訓,兩者相差甚遠。

韓曉敏稱,在我國從事半導體行業,如果在外企,基本上無法從事核心產品,只能做外圍的一些產品,而本土企業技術水平太低,研發水平處於中下水平。

因此,這一行在國內對於高中低人才都不具有吸引力。

不過,情況也在慢慢改善。

2014年6月,國務院頒布了《國家集成電路產業發展推進綱要》;同年9月,國家集成電路產業投資基金(亦稱「大基金」)正式設立,首期募資1387.2億元。

2017年初,在上海舉辦的一次產業峰會上,國家集成電路產業投資基金有限公司總經理丁文武介紹稱,截至2016年底,國家大基金成立兩年多來,共決策投資43個項目,累計項目承諾投資額818億元,實際出資超過560億元。

已實施項目覆蓋了集成電路設計、製造、封裝測試、裝備、材料、生態建設等各環節。

集成電路的話題也越炒越熱。

從這兩年行業的發展也好,還是資金支持力度也好,半導體行業整體景氣度上來了,選擇該領域就業的人也多了。


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