「芯」酸,一家國產晶片龍頭18年追趕路:中國芯崛起為何這麼難
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美國商務部對中興通訊的一紙「禁令」,使得中興面臨前所未有的危機。
不過,這絕不是中興一家企業要面對的困局,這是一場全民芯戰。
本文將以國產晶片製造巨頭中芯國際(00981,HK)的發展為研究樣本,嘗試還原國產晶片為何崛起艱難。
中芯國際成立於2000年,號稱是大陸技術最全面、配套最完善、規模最大的集成電路製造企業,成立以來就專注做半導體晶片。
在港股中,中芯國際是少數可以代表中國技術的「重器」企業之一。
然而,記者研究發現,中芯國際在自主晶片的道路上摸索前行18年,還是未能進入一線陣營。
原因包括:與競爭對手台灣積體電路製造股份有限公司(以下簡稱台積電)等巨頭相比,研發進展較慢;中芯國際的製程開發落後。
此外,本地化的人才儲備也成為中芯發展的阻礙。
有業內人士向記者坦言,目前來看,中國晶片產業還需長期艱苦奮鬥。
18年艱難造芯路
人們談中興危機,實際是在談背後的一組刺眼數據。
據中國半導體協會統計,中國集成電路有記載以來一直以進口為導向,2017年中國集成電路貿易逆差再創新高,達1932億美元,增速高達16.4%,進口額約占全球68.8%,中國IC產業對外依存度強烈。
那麼,「中國芯」到底怎麼了?
在世界積體電路製造領域,台灣地區最為強大,因此此文所稱國產晶片是特指大陸的晶片產業。
國產晶片的代表公司之一是中芯國際。
公開資料顯示,中芯國際成立於2000年,是中國大陸第一家從事專業晶片製造服務的集成電路製造公司。
2000年,台商張汝京一手創辦中芯國際,在上海張江打下第一家工廠的第一根樁,中芯國際就這樣奠定了立足大陸的定位。
2004年中芯在美國紐交所和香港聯交所同時掛牌上市。
2008年,中芯國際引入大唐電信作為戰略投資者,第一大股東變為國資。
2012年,中央明確批示,要求把集成電路產業作為戰略性產業抓住不放。
2013年,國務院和工信部先後發布《「十二五」國家戰略性新興產業發展規劃》、《集成電路產業「十二五」發展規劃》。
2014年9月,國家集成電路產業投資基金(以下簡稱大基金)正式成立。
大基金也開始對接中芯國際,將中芯視為國產晶片的先鋒進行扶持。
截至2017年6月末,大基金已經成為中芯的第二大股東,持股比例為15.91%。
由此,在外界看來,中芯國際就是「中國芯」的代表。
中芯國際也自稱是大陸技術最全面、配套最完善、規模最大的集成電路製造企業。
回顧中芯國際的發展歷程,從成立到2010年,中芯國際的表現都不是特別亮眼。
同花順數據顯示,2001年至2010年,除2004年和2010年外,其他年份中芯國際的凈利潤都是虧損的,而且是巨虧。
在此期間,中芯國際給外界另一個最大的印象就是,跟台積電不斷有專利侵權糾紛。
2004年,台積電以違反專利權和營業機密為由,向美國國際貿易委員會提出對中芯國際的調查申請,並向加州聯邦地方法院提起多項專利權侵害的訴訟。
台積電指稱,中芯國際通過各種不當方式取得台積電商業秘密及侵犯專利,比如已延攬超過100名台積電員工,且要求部分人員為其提供台積電商業秘密。
這已經嚴重侵害台積電的營業秘密。
這個訴訟曾在2005年有過短暫的和解,代價是中芯國際支付1.75億美元的和解費。
不過2006年,台積電再次向美國加州法院起訴並指控中芯國際違反了2005年的協議,雙方展開訴訟戰。
2004年前後,台積電正在上海興建半導體工廠,大力開展布局大陸的晶片市場,這系列訴訟難免有清除競爭對手的意味。
但是2009年11月美國法院的判決也給了中芯國際「一巴掌」。
美國法院最終判決台積電起訴中芯國際「竊取商業機密案」獲得勝訴。
中芯國際為此付出了慘重代價,支付了2億美元的賠償金才獲得和解。
敗訴後的中芯國際也遭遇重大業績危機,2009年公司創成立以來最大年度虧損,凈虧損達到9.6億美元。
實際上從時間上看,中芯國際在大陸晶片產業的布局是比台積電還要早的。
不過,中芯國際在技術積累上明顯處於弱勢地位。
2007年中芯與IBM簽訂45納米「互補性氧化金屬半導體」技術許可協議,中芯國際此後可以使用IBM技術來提供12英寸晶片的代工服務。
也就是說,中芯國際12英寸晶片技術更多來源於IBM。
吭哧吭哧幹了18年,中芯國際在晶片上始終無法有很大的突破和建樹。
在晶片業務上與國際一流廠商相比差距仍然很大。
以2016年為例,中芯國際錄得收入29億美元,其中內地和香港地區的銷售收入占比為50%,即14.5億美元。
這個體量與中國每年2000億美元的晶片進口額相比,連毛毛雨都算不上。
技術研發始終沒能趕上
根據IC Insights統計,2016年全球排名前十的晶片代工廠商,前三名分別是台積電、美國格羅方德和台灣聯華電子,前兩名占據了全球70%的市場份額。
中芯國際雖然排名第四,但市占率只有6%。
2010年,台積電已經提出28納米技術並達到量產,成功奪得了iPhone 6的訂單。
但是,中芯國際直到2013年第四季度才完成28納米的製程開發,中芯首個包含28納米HKMG和PolySiON的多項晶圓流片服務在2013年底才推出。
時間差距導致的結果是,2015年,台積電28納米已經折舊完畢開始打價格戰擠垮其他對手。
而中芯國際28納米的PolySiON製程工藝目前才逐漸成熟,更高端的HKMG製程還難言成熟。
2017年中芯28納米收入尚且占到公司晶圓收入的8%。
但是競爭對手台積電2015年就實現了14/16納米晶片商業化量產,當下已經實現10納米量產,7納米的晶片也已經在2017年4月開始試產。
2016年,台積電營業收入的54%來自於40納米及以下製程技術,格羅方德的比例為48%,聯華電子為18%,中芯國際僅有2%。
截至2017年第二季度末,台積電28納米以下的中高端製程晶片已經占總收入的54%,40納米以下占67%。
而中芯國際2017年收入貢獻度最高的還是來自於90納米及以下的製程技術,占比達到50.7%。
2017年中芯14納米技術的研發也才到關鍵的突破期,尚未完成開發。
由此可見,當中芯國際還在28納米掙扎時,台積電的技術已經至少遙遙領先三代。
技術、研發差距的背後往往是資金投入的差距。
半導體是高度依賴投資的產業。
以2016年為例,在積體電路方面的資本支出方面,三星是113億美元,台積電是102.5億美元,英特爾是96.25億美元,基本都在百億美元量級。
而2016年中芯國際的資本支出是26.26億美元。
在研發費用層面,台積電2016年研發費用達22億美元,而中芯2016年共投入研發費用3.18億美元。
兩者差距十分明顯。
不過,外界也有說法認為,中國的「缺芯」之苦一個重要的原因在於,用於生產晶片的光刻機一直被西方已開發國家掐住。
受西方《瓦森納協議》的限制,中國大陸廠商只能買到光刻機巨頭ASML的中低端產品,出價再高,也無法購得ASML的高端設備。
這直接導致台積電、三星等在製程上大幅領先中芯國際。
市場冷落人才弱勢
晶片市場是個「強者恆強」的市場。
技術上的差距,導致在同等級別製程的晶片產品上,中芯國際即使價格更低,也依然「門可羅雀」。
而另一邊,因為有足夠的市場銷售支撐產品的疊代,台積電和三星即使大手筆投入研發,產品毛利率依然非常高。
台積電2016年年報顯示,其凈資產收益率為25%,凈利潤率為33%。
而中芯國際僅10%。
此外,中芯國際和台積電在技術上的差距,不得不提的還包括中芯國際在人才上的弱勢。
人才儲備不足,終究還是因為中國大陸在集成電路產業上起步晚。
這兩年中芯國際在加大引進新鮮技術「血液」。
2017年10月,擁有台積電、三星從業背景的「技術狂人」梁孟松加入中芯國際,擔任聯合執行長;周梅生也被任命為公司技術研發執行副總裁,周梅生最早在台積電時就是在梁孟鬆手下。
中芯國際的晶片難以崛起,也與中國本土缺少高端半導體人才有關。
記者了解到,中芯目前的技術團隊中,本土化人才並不多,仍然嚴重依賴外部人才。
由於來自大陸、台灣和海外三方面的員工共存,中芯還需要解決內部融合問題,這個融合矛盾在大唐電信入股後被激發,員工內訌在一段時間內不斷出現。
總的來說,國內對半導體的人才培養和儲備都還跟不上。
2003年國家教育部新設本科專業集成電路設計與集成系統專業。
截至2017年,全國只有41所高校設置了「集成電路設計與集成系統」專業。
2015年中國集成電路從業人數為39.4萬,其中技術人員只有14.1萬,中高端人才供需矛盾突出。
有業內人士採訪時坦言,中芯國際目前是處於技術攻堅期。
晶片產業其實目前還是國際化產業,大陸發展起步較晚,想要追趕,難度較高。
「這個產業還需要長期艱苦奮鬥,因為半導體製造是一個重資產、高風險且投資回報周期長的產業。
」
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