從產(chǎn)業(yè)鏈看 | 中國芯片的春天

最近看到了這么一個話題“中國科技什么時候可以超越美國？”

科技領(lǐng)域的范圍太大太寬泛了，這里舉些例子，希望可以見微知著。

2018年，制裁事件之后，科技日報發(fā)布了一份“中國被卡脖子的35項關(guān)鍵技術(shù)”。

時隔五年，根據(jù)中國青年網(wǎng)的搜集統(tǒng)計，上述35項被卡脖子的關(guān)鍵技術(shù)中，我們已經(jīng)突破了21項！其他技術(shù)正在攻關(guān)或因其他原因而尚未完全公開。

當(dāng)然，很多技術(shù)突破后并不能立即達(dá)到全球的先進水平。但能夠?qū)崿F(xiàn)從0到1的突破，就已經(jīng)是邁出的一大步了。

說到這里，就不得不說說近年來備受關(guān)注的芯片領(lǐng)域。

芯片大致要分成芯片設(shè)計、芯片制造、芯片封測（封裝和測試）這么三個大環(huán)節(jié)。

如果再說細(xì)一點，還要包括半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體設(shè)備、軟件/IP支撐這幾個上游環(huán)節(jié)。

EDA軟件

EDA是電路設(shè)計所必需的軟件工具。

大家能想到的芯片設(shè)計公司，諸如華為海思、平頭哥、聯(lián)發(fā)科、Intel、高通、英偉達(dá)，沒有任何一家公司能脫離EDA軟件進行芯片設(shè)計。

現(xiàn)在全球被三大EDA巨頭壟斷：Synopsys新思科技、Cadence楷登電子、Mentor明導(dǎo)國際（被收購之后更名Siemens EDA）。國內(nèi)的EDA軟件發(fā)展比較緩慢，目前有華大九天、概倫電子、國微、廣立微、芯華章等EDA企業(yè)嶄露頭角。

IP核

早期的集成電路是全定制的，但是全定制的一般都比較耗時耗錢，比如全定制家居、全定制服裝。所以考慮到cpu的很多模塊有相似的地方，能不能把這些東西模塊化？于是就有了IP核的概念。

我們現(xiàn)在是高度依賴國外公司（ARM、Synopsys、Cadence等）的IP授權(quán)。其實不光是國內(nèi)企業(yè)，放眼全球，絕大多數(shù)SOC 廠商都依賴IP 來設(shè)計和生產(chǎn)一款SOC 芯片。

芯片設(shè)計

芯片行業(yè)的企業(yè)目前有兩類運作模式：

Fabless+Foundry：Fabless就是指純粹的芯片設(shè)計公司，不包含任何制造、封測環(huán)節(jié)，比如英偉達(dá)、高通、海思。Foundry就是晶圓制造廠，不包含任何設(shè)計環(huán)節(jié)，比如臺積電、中芯國際。

IDM：就是集設(shè)計、制造、封裝、測試等多個產(chǎn)業(yè)鏈于一身，比如英特爾、三星和TI（德州儀器）。

總部在美國的設(shè)計公司產(chǎn)值全球占比高達(dá)68%，大陸的占比僅有9%。也就是說在IC設(shè)計領(lǐng)域，依然是美國占主導(dǎo)地位。我們在芯片設(shè)計上不算落后太多，但依然需要追趕。

生產(chǎn)設(shè)備

目前全球半導(dǎo)體設(shè)備的前十還是被美國、日本、荷蘭占據(jù)。

大家都比較熟悉的光刻機，就是典型的被卡脖子的生產(chǎn)設(shè)備。除了光刻機之外，還有氧化爐、刻蝕機、薄膜生長設(shè)備、離子注入設(shè)備等，我們還是以購買國外的設(shè)備為主。

我國目前在半導(dǎo)體設(shè)備環(huán)節(jié)的布局比較廣，基本上所有的設(shè)備我們都研發(fā)了自主可用的產(chǎn)品，但是要想放在12英寸先進生產(chǎn)線上代替境外企業(yè)，還是有不小的差距。

也就是說，雖然國內(nèi)已經(jīng)有部分廠商的制造水平接近了世界水平，但我們依然依賴于國外設(shè)備供應(yīng)商。

生產(chǎn)原材料

除了大家能想到的硅片之外，還包括掩膜版、光刻膠、電子氣體、拋光材料、濕法化學(xué)品和濺射靶材等。

半導(dǎo)體材料的大部分市場分布在亞洲地區(qū)，目前全球前三的地區(qū)是中國臺灣、韓國和中國大陸。

整體來說，在原材料環(huán)節(jié)我們的增長勢頭很明顯，但依然存在著技術(shù)差距。

芯片制造

在制造方面， 美國（英特爾）、韓國（三星）、中國臺灣（臺積電、臺聯(lián)電等）占據(jù)了全球絕大多數(shù)市場。國內(nèi)主要以華虹半導(dǎo)體和中芯國際為主。

就制造工藝來說，一個方向是沿著摩爾定律發(fā)展，追求先進工藝；另一個方向是滿足多樣化的需求，發(fā)展特色工藝。

先進工藝，各大巨頭已經(jīng)推進到了1.4nm、2nm研究，3nm流片，5nm量產(chǎn)。目前國內(nèi)最先進的工藝是中芯國際的14nm（公開信息），和7nm工藝還有2代左右的差距。

特色工藝，主要應(yīng)用在模擬、攻略、MEMS各種細(xì)分領(lǐng)域。國內(nèi)目前比較缺乏IDM骨干企業(yè)，代工能力也有很大的提升余地。

芯片封測

相對來說，封測領(lǐng)域是情況最樂觀的。封裝測試是我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈里占全球份額最高的環(huán)節(jié)，大概占20%左右，位居全球第2（第一中國臺灣，50%左右）。

長電科技、通富微電、華天科技都是國內(nèi)發(fā)展勢頭強勁的封測企業(yè)，近些年在Sip封裝、Aip封裝、Fan-out工藝等方面加速布局，但是和日月光（中國臺灣）、安靠（美國）、泰瑞達(dá)（美國）、愛德萬（日本）這些國際主流廠商還是有差距。

綜上所述，其實我們芯片領(lǐng)域的各個環(huán)節(jié)都還是相對落后于世界先進水平的。注意，我說的是“世界先進水平”，而不是“美國”，因為即使是美國也不能做到在各個環(huán)節(jié)都領(lǐng)先。

總而言之

再來回歸到問題“什么時候可以超越美國？”，這個問題放在以前，我大概會籠統(tǒng)地認(rèn)為芯片行業(yè)最起碼要十年起步吧。

1、芯片行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈很長且環(huán)環(huán)相扣，單點突破的作用不是很大，重點是在于產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，這也是最大的難點。根據(jù)統(tǒng)計，Mate 60系列中手機部件國產(chǎn)化率高達(dá)90%以上。據(jù)華為供應(yīng)鏈負(fù)責(zé)人表示，華為Mate 60系列將成為國產(chǎn)化率最高的智能手機。在過去的四年中，華為一方面持續(xù)投入資金和人才堅持自研，另一方面協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈上的國產(chǎn)供應(yīng)商實現(xiàn)自主可控。

2、芯片行業(yè)有比較強的品牌效應(yīng)和先發(fā)優(yōu)勢。比如說3G吧，美國高通公司研究出來了，那么他就是“游戲規(guī)則的制定者”了，他能收專利費、能制定全球標(biāo)準(zhǔn)。所以發(fā)展起步晚的國內(nèi)企業(yè)就會處處受阻

3、需要市場資源。國內(nèi)采購商以前會優(yōu)先選擇國外芯片，畢竟技術(shù)成熟價格合理，誰會冒著風(fēng)險去采購國產(chǎn)芯片呢？但是技術(shù)領(lǐng)域需要積累大量的用戶反饋才能優(yōu)化迭代，沒有反饋就代表著更難進步。所以美國的禁令從這個角度看，其實是對國產(chǎn)芯片廠商起了積極推動作用的。

我們以前確實起步晚，但是芯片禁令給了國產(chǎn)企業(yè)市場資源+5G突破的先發(fā)優(yōu)勢+產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同初見成效，這幾個buff疊起來，相信春天一定會提前到來。

夜色難免黑亮，前行必有曙光。