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[原创] “芯片航母”重整旗鼓,中国“缺芯”难题能否柳暗花明?

这个是认证
松果财经 楼主
2021-12-15 20:27 122542 3
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在数字经济的背景下,芯片已经成为当下电子设备应用最广的主要元器件。而随着5G和物联网等技术的落地,芯片的使用量更是持续上涨。然而因疫情引发的诸多连锁反应,导致芯片产能和供应受到了极大影响,下游产业“缺芯”成为最近一两年来的常见问题。

在这样的情况下,芯片的作用获得了前所未有的重视,国内的半导体企业身价也是水涨船高,即便是濒临破产的相关企业,也有大把人抢着“接盘”。

近日,素有中国“芯片航母”之称、估值高达3000亿的紫光集团出具了最新的重整方案,并且有望进行高比例清偿。据了解,紫光集团近2000亿规模的巨额债务暴雷以后,美的、海康威视、阿里等公司纷纷表示愿意伸出援手,但最终花落具有国资背景的智路资本和建广资产。

由此,芯片这条赛道的高景气度可见一二。不过实事求是地说,国内自主研发的芯片,在就是技术上与前沿存在一定的差距,但所幸有一批在前赴后继的“中国芯”,正在用自己的行动来改变行业格局。

小小芯片,大大梦想

毫不夸张地说,没有芯片,人类文明至少要倒退50年。

从手机、电脑这些常见的电子产品,到汽车、飞机这些交通工具,甚至是航天器、空间站,凡是现代化设备,都能从中找到芯片的存在。

因此,虽然芯片的尺寸很小,但却汇聚了人类的最尖端科技。不论是设计层面的EDA 工具、架构,还是制造层面的光刻机、制程工艺等,每个步骤都是数十年技术和经验的浓缩。

从这一点来看,我们能够发现,在芯片或者说半导体集成电路领域,头部企业往往都需要数十年的技术积累,短时间内难以做出突破,这也是目前国内芯片领域不能打破国外技术封锁的原因之一。

近一年来,受5G、AI、自动驾驶以及消费电子产业的发展,大幅推动了芯片市场的增长。根据二级市场的表现来看,半导体发展指数呈波动上升趋势,中芯国际、韦尔股份等头部上市企业的股价变动也反映了这一点,这都意味着我国半导体行业正处于快速发展的阶段中。

不过由于国内芯片技术还是有一定的局限性,在设计领域还没有形成优势。以制程工艺为例,如今台积电、三星等一线厂商已经掌握了5nm、4nm制程工艺,国内公认的头部企业中芯国际还在14nm徘徊。虽然后者已经攻克了7nm制程工艺,但距离台积电、三星等还有不短的距离。

乐观地看,在芯片的设计方面,我们只是在尖端技术上有所落后,并不是没有追赶的机会。但是在芯片的制造领域,国内的水平要比国际最高水平落后一二十年。

据TrendForce调研数据,在2021年第三季度全球半导体代工市场中,台积电市场占有率达53.1%,远胜过其它企业,中芯国际虽然总体排名世界第六,但市占率仅有4.3%。

技术和制造领域双双落后于人,这让国内下游产业在面临疫情冲击时受到极大影响。不仅供给侧产能受到制约,在疫情的刺激下芯片的缺口也进一步拉大。

今年以来,包括小鹏汽车、蔚来汽车在内的多个新能源车品牌,都面临交付延期的问题,芯片紧缺便是主要原因之一;

除此之外,因为众所周知的原因,华为麒麟芯片制造无法展开,手机芯片被高通和联发科联手把持,近期高通推出骁龙 898 旗舰芯片后,摩托罗拉和小米为了争抢首发打的“头破血流”。

芯片短缺阻碍了下游多个产业的发展,由此也催生了更多的玩家入局芯片制造。其中不仅有寒武纪这样试图借助AI技术寻求突破的新玩家,就连OPPO这样的下游企业,也开始跨界“造芯”。

但喧嚣之下,为什么高精尖的“中国芯”还没有出现?

“中国人做不出芯片”?

这个问题也是行业久久未散的阴霾,甚至有人认为“中国人做不出芯片”。但实际上,“中国芯”未能及时出现,是由复杂的历史因素和目前的现实因素所叠加而产生的。

在过去,为了打破西方国家对我国计算机技术封锁,校企合作成为当时的时代潮流,其中以北大方正、清华紫光和具有中科院背景的联想三家为主。

随着国外电脑品牌大举侵入中国市场,大部分自主品牌无力抗衡。而且很多品牌本着“造不如买”的浅薄认知,放弃了对芯片等核心技术的研发,转型成为了“组装厂”,例如联想。

清华紫光虽然选择了发展芯片,但走上了歧路。据不完全统计,紫光集团在近十几年来的并购数量超过60起,几乎涉足芯片制造的每个角落。遗憾的是,紫光集团并未成为中国的“三星”,反而被庞大的债务拖垮。

不过在这期间,仍有一些有识之士提出,核心技术不能受制于人,通过购买无法买到最前沿的技术。因此在2001年,“方舟一号”问世,但由于没有配套的操作系统和软件,这颗芯片未能发挥出应有的作用。

随后“汉芯事件”又令行业蒙尘,即使是举国体制在研发投入上,也不得不小心谨慎起来。这些因素导致中国错失了芯片技术的追赶时机。

而就目前来看,虽然入局者众多,但自主生产出一颗高精尖的芯片难度依然十分大。除了历史原因延续到当下以外,生产设备也制约了“中国芯”的出现。

芯片制造中,最为关键的是硅圆晶和光刻机,其中国内硅圆晶材料方面目前已经追赶上国际领先梯队,但光刻机却着实难住了国内芯片制造企业,因为现在最先进的13.5nm波长的EUV光刻机不允许卖给中国。

人类之所以能研制出越来越小的芯片,主要都源于不断精进的紫外线波长。买不到先进的光刻机,显然就造不出先进的芯片。

也就是说,想要解决高端芯片生产问题,要先解决芯片生产工具的生产问题,自研成了唯一的希望。根据现有消息,中科院等国内顶尖的科研机构已经入局,这也是国内半导体的重要布局之一。

除此之外,研发费用投入较少,也是我国芯片制造企业落后于国外的原因之一。

最近几年,我国半导体企业追赶势头很快,在研发方面也不吝投入,例如上游EDA企业新思科技,每年研发投入占总营收的30%以上。而据权威半导体市场研究公司IC Insights报告来看,2020年半导体研发支出占全球半导体总营收的比例仅有14.2%。

然而占比虽然远超平均水平,但由于国内企业体量不够大,所投入的总研发费用便不够多。2020年,台积电研发费用约为251亿元,联发科研发费用约为110亿元,而中芯国际全年研发费用仅为10.8亿元。

芯片行业是资本密集型产业,只有不断增加科研领域的投资,技术领域的发展才会更快。但最近两年,国家集成电路产业投资基金累计带动了8000亿的资金投资半导体产业链,高精尖“中国芯”也许正在路上。不过从客观来看,国内芯片半导体产业要怎么走呢?

中国自主芯片追赶契机在哪?

平心而论,想要完全实现国产芯片的完全自主化,还需要一定的时间和资金投入。虽然已经有应用于航天器的龙芯系列、华为海思系列等高端化芯片,但它们距离商业化落地还需要较长的时间,无法满足国内庞大的消费需求。

公开资料显示,中国是世界上最大的芯片消费市场,为了应对日益庞大且多种多样的使用需求,仅2020年我国就从海外进口了价值3500亿美元的芯片,占到了当年国内消耗芯片总量的70%以上。

从这个现象中我们可以看到,前沿制程工艺的芯片领域,或许可以成为国内半导体产业追赶的契机。

7nm工艺以来,先进的工艺提升对于民用化智能设备的性能影响也越来越有限。而且万物互联涉及到的相关产业,所需的主流芯片依然还是聚焦在28nm、14nm这些成熟的工艺,至少在新能源汽车领域,采用低线程工艺的芯片也不能完全对产品性能有较大助益。

在这样的情况下,国产芯片企业更应该去抓住这样的机会,通过体量优势,从低端逐渐向高端延伸,为中国半导体产业的弯道超车提供可能。

其次,运用AI等更多的先进技术,芯片企业可以通过为下游厂商满足更多的需求,从而实现突围,例如号称“AI芯片第一股”的寒武纪,便为行业展现出了另一种可能。

除此之外,芯片的封装领域正成为行业的新机遇。

作为芯片生产的“最后一公里”,芯片封装对于产品的可用性和稳定性有着决定性因素,而且这方面可做文章的地方还很多。在2021年世界半导体大会上,中国科学院院士毛军便提出,可以运用异构集成电路,帮助国内芯片产业走向尖端。

所谓异构集成电路,就是同一个3D系统级封装中,将不同工艺制造的硅和非硅器件集成到一个更高级别的系统,使次一级的技术也能发挥出更高的性能。

据《松果财经》了解,通过异构集成,国内有公司用40nm的工艺的芯片性能,已经可以和与16nm芯片相媲美。通过比较成熟的工艺做出比较先进的系统,或许在一定程度上,能够代表未来的技术延伸和发展方向。

这个观点并非孤例,英特尔此前也曾表示,异构集成电路是封装技术的未来趋势。

不过客观来说,当前中国芯片封装仍以传统技术为主,与国际领先水平也有一定的差距。虽然长电、通富、华天和晶方等企业已经开始通过研发和并购来积累技术,但国内先进封装营收仅占总营收的25%,远低于全球41%的平均水平,还需要继续加大投入。

结语:

半导体决定了制造业的未来,但当前市场挑战与机遇并存,从中芯国际、华为海思、士兰微等其中,我们能够看到中国人在产业独立自主方面的努力,也看到了中国芯片产业在高动态市场变化中的韧性,期待那颗高精尖的“中国芯”早日出现。

文|松果财经(songguocaijing1)

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猫友1314514
1楼
2021-12-16 11:15
芯片的硅本来不值钱。但加工成芯片就值钱了。应了中国一句话点石成金。这里面是物理化学和数学的结晶。想领先路很长。加油吧研究国产芯片行业。
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猫友1883900
2楼
2021-12-17 08:22
还不是自己闹得,以前靠在欧美身上,自己不搞,完全不重视。
我一个同学就是干这行的,这两年才说,“我这个小众行业终于有人重视了”,可见.....
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猫友1883900
3楼
2021-12-21 10:27

引用猫友1883900发表的:

还不是自己闹得,以前靠在欧美身上,自己不搞,完全不重视。 我一个同学就是干这行的,这两年才说,“我这个小众行业终于有人重视了”,可见.....

一个给点阳光就灿烂的民族,天下独一份
所以我们才是世界上唯一延续到现代的古代文明
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