近期,，央視財經(jīng)頻道的《對話》節(jié)目透露一個讓整個中國半導(dǎo)體人都為之汗顏的消息：中國每年在小小的芯片上所花費(fèi)的錢遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過很多大宗商品,，僅2016年1月至10月份期間，中國進(jìn)口芯片一共花費(fèi)了1.2萬億人民幣,，是原油進(jìn)口的兩倍之多。進(jìn)口芯片數(shù)額如此之大,，足以看出中國對芯片的需求與自給率之間存在著極大不平衡,。那么，泱泱大國,，為何就敗在這么一塊小小的芯片上面呢,？
中國第一塊集成電路誕生
1965年，中國第一塊半導(dǎo)體集成電路誕生于上海,，隨后,，陸續(xù)建立了幾個集成電路科研及生產(chǎn)基地。一大批半導(dǎo)體先行者如黃昆,、吳錫九,、黃敞、林蘭英,、王守武,、成眾志、王陽元,、許居衍等為中國培養(yǎng)了數(shù)以萬計的半導(dǎo)體人才,。
從上世紀(jì)70年代起,，中國政府就一再努力嘗試打造本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),。不過，直到上世紀(jì)90年代后期,，中國政府在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投入的資金還不到10億美元,。
到了2014年，中國政府終于公布將在半導(dǎo)體行業(yè)投入1500億美元資金,，目的是到2030年前,，中國半導(dǎo)體技術(shù)上趕上世界領(lǐng)先企業(yè)，在各類芯片的設(shè)計,、制造及封裝上達(dá)到先進(jìn)水平,，并且，10年內(nèi)能生產(chǎn)中國產(chǎn)業(yè)所消耗芯片的70%,。以下為大陸IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大致歷程：
近年,，受益于人口成本及相關(guān)政策紅利，中國本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)確實(shí)取得了不錯的成績,。不過,，繞不開的專利、技術(shù)門檻,，一直是中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的絆腳石,。
國內(nèi)芯片發(fā)展現(xiàn)狀
2015年,，中國本土及外資制造商共消耗了價值1450億美元的各類微芯片，但國內(nèi)芯片業(yè)的產(chǎn)值僅為這一數(shù)字的十分之一,。而對于某些高價值半導(dǎo)體（計算機(jī)核心部件處理器芯片以及堅固耐用的嵌入式車用芯片）,，中國消費(fèi)的幾乎全是進(jìn)口產(chǎn)品。
數(shù)據(jù)顯示,，2015年國內(nèi)不少關(guān)鍵IC內(nèi)需市場自給率仍處于較低水平,，部分甚至還未實(shí)現(xiàn)零的突破。
其中,，主流半導(dǎo)體芯片自給率為：CPU：1%,，DRAM：0%，MCU：15%,，銀行IC卡：3%,，IGBT：5%。
國內(nèi)CPU主要供應(yīng)商：龍芯（血統(tǒng)比較純正的國產(chǎn)CPU廠商）,、上海高性能集成電路設(shè)計中心（申威系列CPU）,、天津飛騰（飛騰系列CPU）、上海兆芯,、天津海光（獲得AMD x86授權(quán)）,、華為海思（麒麟系列CPU）、展訊通信,、全志科技,、瑞芯微、北京君正（MIPS32,、64架構(gòu)授權(quán)）,、宏芯（獲IBM Power架構(gòu)授權(quán)）、北大眾志（獲x86授權(quán)）,、深圳中微電（自主指令集）,、蘇州國芯（PowerPC架構(gòu)授權(quán)）等。
國外競爭對手：英特爾,、AMD,、ARM、高通,、Marvell等,。
國內(nèi)主要DRAM供應(yīng)商：華芯半導(dǎo)體、合肥長鑫,、福建晉華,、長江存儲等。
國外競爭對手：三星,、SK海力士,、爾必達(dá)（已被收購）,、美光、英特爾等,。
國內(nèi)主要MCU供應(yīng)商：中穎電子,、東軟載波、珠海炬力,、靈動微電子,、中微半導(dǎo)體、華潤微電子,、華大半導(dǎo)體,、凌陽科技、希格瑪微電子,、兆易創(chuàng)新等,。
國外競爭對手：意法半導(dǎo)體、瑞薩電子,、Microchip,、德州儀器等。
國內(nèi)主要銀行IC卡供應(yīng)商：同方國芯,、華大電子,、大唐微電子、華虹,、復(fù)旦微電子等,。
國外競爭對手：恩智浦（已被高通收購，占據(jù)國內(nèi)90%以上份額）,、英飛凌,、三星
國內(nèi)主要IGBT供應(yīng)商：南車時代電氣、比亞迪,、士蘭微、吉林華微,、中環(huán)股份,、中航微電子、威海新佳,、西安愛帕克,、江蘇宏微等。
國外競爭對手：英飛凌,、三菱,、東芝、仙童（已被收購）,、富士,、ABB等,。
除此之外，手機(jī)芯片自給率為：PMU（電源管理單元）：25%,，MAP（應(yīng)用處理器）：30%,，顯示芯片驅(qū)動：7%，CMOS（圖像傳感器）：45%,，射頻轉(zhuǎn)換器：3%,，觸屏控制器：60%，功率分離：5%,，指紋識別：10%,，MEMS：7%，NAND：0%,。
以下從設(shè)計,、制造到封測對國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)進(jìn)行梳理：
手機(jī)芯片：海思、展訊崛起
目前,，中國芯片進(jìn)口已成功超越石油,，位列第一。進(jìn)口芯片主要是手機(jī)芯片,、計算機(jī)電腦芯片,、航天航空芯片等。在功能機(jī)時代,，國內(nèi)手機(jī)市場充斥著雜牌山寨貨,，由于芯片比較低端，那時的手機(jī)芯片幾乎是聯(lián)發(fā)科一家獨(dú)大,。
到了智能手機(jī)時代,，幾乎就成了高通的天下。雖然蘋果A系列芯片性能非常好,，但只供應(yīng)自家,，并不對外出售。三星除了給自家供應(yīng)之外,，還賣給別家,。不過，三星目前也逐漸向蘋果看齊,。所以,，想要高端芯片只有找高通，而找高能的代價就是必須繳納高昂的專利費(fèi)用,。
目前,，國內(nèi)性能最強(qiáng)，最有知名度的就是海思的麒麟系列芯片,，其最新發(fā)布的960性能幾乎可以與高通旗艦821相媲美了,。在最新的安卓旗艦SoC大戰(zhàn)中,，海思的麒麟960成功秒掉了高通驍龍821、三星Exynos 8890等,。以下為高通驍龍821,、三星Exynos 8890、聯(lián)發(fā)科Helio X25及麒麟960的參數(shù)對比：
除了海思之外,，展訊也是國產(chǎn)手機(jī)芯片的佼佼者,，在被紫光收購并與RDA整合之后，曾于2015年一起拿下了全球手機(jī)基帶芯片市場25.4%的份額,，并且首次成功超越了聯(lián)發(fā)科（聯(lián)發(fā)科的市場份額為24.7%）,。
為減少對國外廠商的依賴，小米也成功研發(fā)了自家處理器——小米松果芯片,。小米松果芯片整體表現(xiàn)屬于中端水平,，頻率達(dá)到2.2GHz，為八核A53架構(gòu),，GPU為Mali-T860 MP4,，安兔兔跑分為63581。從得分上來看,，和驍龍625基本屬于一個梯隊水平,。
國內(nèi)芯片代工：中芯國際一家獨(dú)大
中芯國際是大陸最大、全球前四的晶圓代工廠,。其他三家分別是臺積電,、GF（格羅方德）、聯(lián)電,。其中,，臺積電獨(dú)占全球晶圓代工市場59%的份額，格羅方德,、聯(lián)華電子和中芯國際三家合并市場份額占26％,。
中芯國際去年銷售額增至29.2億美元，比2015年大增31%,，市占率提升1個百分點(diǎn)至6%,，與聯(lián)電的營收差距進(jìn)一步縮窄。
受中國反壟斷調(diào)查的壓力,，高通在2015年選擇與中芯國際合作，幫助后者提升工藝制程,，同時將部分芯片訂單交給后者,。在高通的幫助下，中芯國際的28nm工藝迅速在2015年量產(chǎn),，更在去年成功將工藝改進(jìn)到28nm HKMG,，與聯(lián)電處于同一水平,。
中芯國際在先進(jìn)的28nm HKMG開始投入生產(chǎn)后，大陸的芯片設(shè)計企業(yè)就無需再前往臺灣,，而這一市場自2014年中國推出的集成電路產(chǎn)業(yè)基金成立以來芯片設(shè)計企業(yè)開始日益興盛,，憑借著這種地利優(yōu)勢它的營收于是取得了迅速的增長。
去年10月,，中芯國際連續(xù)宣布新廠投資計劃,，在上海和深圳分別新建一條12英寸生產(chǎn)線，天津的8英寸生產(chǎn)線產(chǎn)能預(yù)計將從4.5萬片/月擴(kuò)大至15萬片/月,，成為全球單體最大的8英寸生產(chǎn)線,，未來中芯國際將聯(lián)合創(chuàng)新，帶動中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展穩(wěn)步前進(jìn),。
除了中芯國際以外,，武漢新芯及廈門聯(lián)芯（聯(lián)電與當(dāng)?shù)卣腺Y成立）、華力微,、德科瑪?shù)犬a(chǎn)能也相當(dāng)耀眼,。華力微于2016年11月總投資387億元的二期12英寸集成電路芯片生產(chǎn)線項目已在上海開工，項目建成后將助推其母公司上海華虹的制造規(guī)模進(jìn)入全球前五名,。
四大本土封測廠：長電科技,、通富微電、華天科技,、晶方科技
目前,，全球半導(dǎo)體封測廠主要由臺灣廠商主導(dǎo)，大陸廠商則靠著一系列并購成功崛起,。2014年,，長電科技一舉拿下當(dāng)時排名第四的新加坡封測大廠星科金朋，而通富微電則于2015年宣布收購AMD蘇州和AMD檳城兩家封測工廠各85%股份,。紫光也盯上全球最大內(nèi)存封測廠力成科技及臺灣排名第四的南茂科技,，不過入股計劃最終流產(chǎn)。
目前,，大陸本土規(guī)模最大封測廠是長電科技,、通富微電、華天科技,、晶方科技,。
長電科技并購星科金朋：2014年，長電科技“蛇吞象”收購比自己體量大得多的新加坡封測大廠星科金朋,。由于當(dāng)時的星科金朋處于虧損狀態(tài),，收購?fù)瓿珊螅L電科技很長一段時間都沒有緩過神來。不過,，近日長電科技發(fā)布了2016年整體業(yè)績預(yù)測,，預(yù)計2016年將實(shí)現(xiàn)超過1億元的凈利潤，增幅將達(dá)到90%-120%,，收購星科金朋初見成效,。
通富微電收購AMD封測資產(chǎn)：2015年，在國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金的支持下,，通富微電以3.7億美元的價格收購了AMD蘇州和檳城封測廠各85%的股權(quán),。AMD蘇州和檳城封測廠主要承接AMD自產(chǎn)CPU、APU,、GPU以及Gaming Console Chip芯片產(chǎn)品的封裝與測試,，產(chǎn)品，主要應(yīng)用于臺式機(jī),、筆記本,、服務(wù)器、高端游戲主機(jī)以及云計算中心等高端領(lǐng)域,。2015年,，通富微電實(shí)現(xiàn)營收23.22億元，收購AMD相關(guān)業(yè)務(wù)后,，2016年整體營收或?qū)⑼黄瓢賰|規(guī)模,。
華天科技三大王牌：華天科技是大陸封測龍頭企業(yè)之一，先后收購美國FCI,、邁克光電等公司100%股權(quán)及51%股權(quán),，目前在昆山、西安和天水三廠全面布局,。其中,，昆山廠主攻高端技術(shù)，主營晶圓級高端封裝,，訂單量最大的是CIS封裝,。目前，昆山廠已具備8寸和12寸產(chǎn)能,。西安廠,，主攻中端封裝，以基本封裝產(chǎn)品為主,，定位于指紋識別,、RF、PA和MEMS,。天水廠,，定位低端封裝,。2015年,，天水廠營收達(dá)20.8億元,，是華天科技營收主要來源。
晶方科技收購瑞智達(dá)：晶方科技是中國大陸首家,、全球第二大為影像傳感芯片提供WLCSP量產(chǎn)服務(wù)的封測廠商,，擁有多樣化的包括硅通孔晶圓級芯片尺寸封裝在內(nèi)的多項WLCSP技術(shù)。目前,，晶方科技憑借生物身份識別產(chǎn)品的晶圓級芯片封裝已經(jīng)切入國際一線客戶,。2014年，晶方科技收購全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體后道封測及電子制造服務(wù)商瑞智達(dá)科技,。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈全景圖
由價格低廉的沙子到性能卓越的芯片,，集成電路的制作流程可分為設(shè)計、制造,、封測（封裝和測試）三個環(huán)節(jié),。
半導(dǎo)體行業(yè)處于整個電子產(chǎn)業(yè)鏈的最上游，也是電子行業(yè)中受經(jīng)濟(jì)波動影響最大的行業(yè),。以下為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈流程：
半導(dǎo)體行業(yè)的產(chǎn)值增速與全球GDP的增長速度高度相關(guān),，整體周期性較為顯著。隨著新興技術(shù)的不斷發(fā)展,，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)模式變革以及下游應(yīng)用多樣化,，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的周期性也發(fā)生了改變。
經(jīng)過提純得到的多晶硅經(jīng)過高溫熔融,，通過拉晶工藝制成純度高達(dá)99.9999999%以上的高純單晶硅晶柱,。切割晶柱并通過拋光、研磨等工藝,，得到薄而光滑的晶圓,，后進(jìn)行檢測。按照設(shè)計好的電路,，對晶圓進(jìn)行顯影,、摻雜、蝕刻等復(fù)雜的加工處理,，分小格,，將集成電路“印”在晶圓上。
經(jīng)過晶圓測試后,，從晶圓上切割出質(zhì)量合格的晶塊,，后進(jìn)行封裝。封裝測試通過后,，得到可以使用的集成電路芯片,。