在數(shù)字經(jīng)濟的背景下,，芯片已經(jīng)成為當(dāng)下電子設(shè)備應(yīng)用最廣的主要元器件。而隨著5G和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的落地，芯片的使用量更是持續(xù)上漲,。然而因疫情引發(fā)的諸多連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致芯片產(chǎn)能和供應(yīng)受到了極大影響,，下游產(chǎn)業(yè)“缺芯”成為最近一兩年來的常見問題,。
在這樣的情況下，芯片的作用獲得了前所未有的重視,，國內(nèi)的半導(dǎo)體企業(yè)身價也是水漲船高,，即便是瀕臨破產(chǎn)的相關(guān)企業(yè)，也有大把人搶著“接盤”,。
近日,，素有中國“芯片航母”之稱、估值高達3000億的紫光集團出具了最新的重整方案,，并且有望進行高比例清償,。據(jù)了解，紫光集團近2000億規(guī)模的巨額債務(wù)暴雷以后,，美的,、海康威視,、阿里等公司紛紛表示愿意伸出援手,，但最終花落具有國資背景的智路資本和建廣資產(chǎn)。
由此,，芯片這條賽道的高景氣度可見一二,。不過實事求是地說，國內(nèi)自主研發(fā)的芯片,，在就是技術(shù)上與前沿存在一定的差距,，但所幸有一批在前赴后繼的“中國芯”,，正在用自己的行動來改變行業(yè)格局。
小小芯片,，大大夢想
毫不夸張地說,，沒有芯片，人類文明至少要倒退50年,。
從手機,、電腦這些常見的電子產(chǎn)品，到汽車,、飛機這些交通工具,，甚至是航天器、空間站,，凡是現(xiàn)代化設(shè)備,，都能從中找到芯片的存在。
因此,，雖然芯片的尺寸很小,，但卻匯聚了人類的最尖端科技。不論是設(shè)計層面的EDA 工具,、架構(gòu),，還是制造層面的光刻機、制程工藝等,，每個步驟都是數(shù)十年技術(shù)和經(jīng)驗的濃縮,。
從這一點來看，我們能夠發(fā)現(xiàn),，在芯片或者說半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域,，頭部企業(yè)往往都需要數(shù)十年的技術(shù)積累，短時間內(nèi)難以做出突破,，這也是目前國內(nèi)芯片領(lǐng)域不能打破國外技術(shù)封鎖的原因之一,。
近一年來，受5G,、AI,、自動駕駛以及消費電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大幅推動了芯片市場的增長,。根據(jù)二級市場的表現(xiàn)來看,，半導(dǎo)體發(fā)展指數(shù)呈波動上升趨勢，中芯國際,、韋爾股份等頭部上市企業(yè)的股價變動也反映了這一點,，這都意味著我國半導(dǎo)體行業(yè)正處于快速發(fā)展的階段中。
不過由于國內(nèi)芯片技術(shù)還是有一定的局限性,，在設(shè)計領(lǐng)域還沒有形成優(yōu)勢,。以制程工藝為例,，如今臺積電、三星等一線廠商已經(jīng)掌握了5nm,、4nm制程工藝,，國內(nèi)公認的頭部企業(yè)中芯國際還在14nm徘徊。雖然后者已經(jīng)攻克了7nm制程工藝,，但距離臺積電,、三星等還有不短的距離。
樂觀地看,，在芯片的設(shè)計方面,，我們只是在尖端技術(shù)上有所落后，并不是沒有追趕的機會,。但是在芯片的制造領(lǐng)域,，國內(nèi)的水平要比國際最高水平落后一二十年。
據(jù)TrendForce調(diào)研數(shù)據(jù),，在2021年第三季度全球半導(dǎo)體代工市場中,，臺積電市場占有率達53．1％，遠勝過其它企業(yè),，中芯國際雖然總體排名世界第六，但市占率僅有4．3％,。
技術(shù)和制造領(lǐng)域雙雙落后于人,，這讓國內(nèi)下游產(chǎn)業(yè)在面臨疫情沖擊時受到極大影響。不僅供給側(cè)產(chǎn)能受到制約,，在疫情的刺激下芯片的缺口也進一步拉大,。
今年以來，包括小鵬汽車,、蔚來汽車在內(nèi)的多個新能源車品牌,，都面臨交付延期的問題，芯片緊缺便是主要原因之一,；
除此之外,，因為眾所周知的原因，華為麒麟芯片制造無法展開,，手機芯片被高通和聯(lián)發(fā)科聯(lián)手把持,，近期高通推出驍龍 898 旗艦芯片后，摩托羅拉和小米為了爭搶首發(fā)打的“頭破血流”,。
芯片短缺阻礙了下游多個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,，由此也催生了更多的玩家入局芯片制造。其中不僅有寒武紀這樣試圖借助AI技術(shù)尋求突破的新玩家,，就連OPPO這樣的下游企業(yè),，也開始跨界“造芯”,。
但喧囂之下，為什么高精尖的“中國芯”還沒有出現(xiàn),？
“中國人做不出芯片”,？
這個問題也是行業(yè)久久未散的陰霾，甚至有人認為“中國人做不出芯片”,。但實際上,，“中國芯”未能及時出現(xiàn)，是由復(fù)雜的歷史因素和目前的現(xiàn)實因素所疊加而產(chǎn)生的,。
在過去,，為了打破西方國家對我國計算機技術(shù)封鎖，校企合作成為當(dāng)時的時代潮流,，其中以北大方正,、清華紫光和具有中科院背景的聯(lián)想三家為主。
隨著國外電腦品牌大舉侵入中國市場,，大部分自主品牌無力抗衡,。而且很多品牌本著“造不如買”的淺薄認知，放棄了對芯片等核心技術(shù)的研發(fā),，轉(zhuǎn)型成為了“組裝廠”,，例如聯(lián)想。
清華紫光雖然選擇了發(fā)展芯片,，但走上了歧路,。據(jù)不完全統(tǒng)計，紫光集團在近十幾年來的并購數(shù)量超過60起,，幾乎涉足芯片制造的每個角落,。遺憾的是，紫光集團并未成為中國的“三星”,，反而被龐大的債務(wù)拖垮,。
不過在這期間，仍有一些有識之士提出,，核心技術(shù)不能受制于人,，通過購買無法買到最前沿的技術(shù)。因此在2001年,，“方舟一號”問世,，但由于沒有配套的操作系統(tǒng)和軟件，這顆芯片未能發(fā)揮出應(yīng)有的作用,。
隨后“漢芯事件”又令行業(yè)蒙塵,，即使是舉國體制在研發(fā)投入上，也不得不小心謹慎起來,。這些因素導(dǎo)致中國錯失了芯片技術(shù)的追趕時機,。
而就目前來看,，雖然入局者眾多，但自主生產(chǎn)出一顆高精尖的芯片難度依然十分大,。除了歷史原因延續(xù)到當(dāng)下以外,，生產(chǎn)設(shè)備也制約了“中國芯”的出現(xiàn)。
芯片制造中,，最為關(guān)鍵的是硅圓晶和光刻機,，其中國內(nèi)硅圓晶材料方面目前已經(jīng)追趕上國際領(lǐng)先梯隊，但光刻機卻著實難住了國內(nèi)芯片制造企業(yè),，因為現(xiàn)在最先進的13．5nm波長的EUV光刻機不允許賣給中國,。
人類之所以能研制出越來越小的芯片，主要都源于不斷精進的紫外線波長,。買不到先進的光刻機,，顯然就造不出先進的芯片。
也就是說,，想要解決高端芯片生產(chǎn)問題,，要先解決芯片生產(chǎn)工具的生產(chǎn)問題，自研成了唯一的希望,。根據(jù)現(xiàn)有消息,，中科院等國內(nèi)頂尖的科研機構(gòu)已經(jīng)入局，這也是國內(nèi)半導(dǎo)體的重要布局之一,。
除此之外,，研發(fā)費用投入較少，也是我國芯片制造企業(yè)落后于國外的原因之一,。
最近幾年,，我國半導(dǎo)體企業(yè)追趕勢頭很快,，在研發(fā)方面也不吝投入,，例如上游EDA企業(yè)新思科技，每年研發(fā)投入占總營收的30％以上,。而據(jù)權(quán)威半導(dǎo)體市場研究公司IC Insights報告來看,，2020年半導(dǎo)體研發(fā)支出占全球半導(dǎo)體總營收的比例僅有14．2％。
然而占比雖然遠超平均水平,，但由于國內(nèi)企業(yè)體量不夠大,，所投入的總研發(fā)費用便不夠多。2020年,，臺積電研發(fā)費用約為251億元,，聯(lián)發(fā)科研發(fā)費用約為110億元，而中芯國際全年研發(fā)費用僅為10．8億元,。
芯片行業(yè)是資本密集型產(chǎn)業(yè),，只有不斷增加科研領(lǐng)域的投資,，技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展才會更快。但最近兩年,，國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金累計帶動了8000億的資金投資半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈,，高精尖“中國芯”也許正在路上。不過從客觀來看,，國內(nèi)芯片半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)要怎么走呢,？
中國自主芯片追趕契機在哪？
平心而論,，想要完全實現(xiàn)國產(chǎn)芯片的完全自主化,，還需要一定的時間和資金投入。雖然已經(jīng)有應(yīng)用于航天器的龍芯系列,、華為海思系列等高端化芯片,，但它們距離商業(yè)化落地還需要較長的時間，無法滿足國內(nèi)龐大的消費需求,。
公開資料顯示,，中國是世界上最大的芯片消費市場，為了應(yīng)對日益龐大且多種多樣的使用需求,，僅2020年我國就從海外進口了價值3500億美元的芯片,，占到了當(dāng)年國內(nèi)消耗芯片總量的70％以上。
從這個現(xiàn)象中我們可以看到,，非前沿制程工藝的芯片領(lǐng)域,，或許可以成為國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)追趕的契機。
自7nm工藝以來,，先進的工藝提升對于民用化智能設(shè)備的性能影響也越來越有限,。而且萬物互聯(lián)涉及到的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，所需的主流芯片依然還是聚焦在28nm,、14nm這些成熟的工藝,，至少在新能源汽車領(lǐng)域，采用低線程工藝的芯片也不能完全對產(chǎn)品性能有較大助益,。
在這樣的情況下,，國產(chǎn)芯片企業(yè)更應(yīng)該去抓住這樣的機會，通過體量優(yōu)勢,，從低端逐漸向高端延伸,，為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的彎道超車提供可能。
其次,，運用AI等更多的先進技術(shù),，芯片企業(yè)可以通過為下游廠商滿足更多的需求，從而實現(xiàn)突圍，例如號稱“AI芯片第一股”的寒武紀,，便為行業(yè)展現(xiàn)出了另一種可能,。
除此之外，芯片的封裝領(lǐng)域正成為行業(yè)的新機遇,。
作為芯片生產(chǎn)的“最后一公里”,，芯片封裝對于產(chǎn)品的可用性和穩(wěn)定性有著決定性因素，而且這方面可做文章的地方還很多,。在2021年世界半導(dǎo)體大會上,，中國科學(xué)院院士毛軍便提出，可以運用異構(gòu)集成電路,，幫助國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)走向尖端,。
所謂異構(gòu)集成電路，就是同一個3D系統(tǒng)級封裝中,，將不同工藝制造的硅和非硅器件集成到一個更高級別的系統(tǒng),，使次一級的技術(shù)也能發(fā)揮出更高的性能。
據(jù)《松果財經(jīng)》了解,，通過異構(gòu)集成,，國內(nèi)有公司用40nm的工藝的芯片性能，已經(jīng)可以和與16nm芯片相媲美,。通過比較成熟的工藝做出比較先進的系統(tǒng),，或許在一定程度上，能夠代表未來的技術(shù)延伸和發(fā)展方向,。
這個觀點并非孤例,，英特爾此前也曾表示，異構(gòu)集成電路是封裝技術(shù)的未來趨勢,。
不過客觀來說,，當(dāng)前中國芯片封裝仍以傳統(tǒng)技術(shù)為主，與國際領(lǐng)先水平也有一定的差距,。雖然長電,、通富、華天和晶方等企業(yè)已經(jīng)開始通過研發(fā)和并購來積累技術(shù),，但國內(nèi)先進封裝營收僅占總營收的25％,，遠低于全球41％的平均水平,，還需要繼續(xù)加大投入,。
結(jié)語：
半導(dǎo)體決定了制造業(yè)的未來，但當(dāng)前市場挑戰(zhàn)與機遇并存,，從中芯國際,、華為海思、士蘭微等其中，我們能夠看到中國人在產(chǎn)業(yè)獨立自主方面的努力,，也看到了中國芯片產(chǎn)業(yè)在高動態(tài)市場變化中的韌性,，期待那顆高精尖的“中國芯”早日出現(xiàn)。
