長期以來我們大部分芯片卻依靠進口,華為事件、中興事件也許只是中美科技對抗中的“冰山一角”,為此,必須要將“造不如買”的舊理念拋進垃圾桶,并且培養(yǎng)我國自主研發(fā)、生產(chǎn)芯片的能力,為此,我國也掀起了一股“造芯潮”!
比如中科院宣布集全院力量解決高端光刻機的問題,華為全面扎根半導體,武漢建芯片工廠,任正非三天訪問四所高校,清華大學建立芯片學院等等,這些企業(yè)、學術機構所釋放出來的信號,無疑透漏著國產(chǎn)芯片已經(jīng)開始提速,打破西方技術壟斷,只是時間的問題。
張忠謀:大陸舉國之力也造不出高端芯片
對于中國芯片技術的開發(fā),臺積電創(chuàng)始人張忠謀表示,大陸舉全國之力也造不出高端芯片;而荷蘭光刻機巨頭ASML則說,就是給中國圖紙,中國都造不出光刻機。這樣的觀點一出,立即引起了中國網(wǎng)友們的熱議。無論張忠謀先生的看法是否絕對,國人都會感到很扎心。
對于中國芯片技術的開發(fā),也許業(yè)內(nèi)人士和普通民眾的看法大相徑庭。張忠謀先生和荷蘭光刻機巨頭表達出這樣的觀點,有兩方面的原因:首先是中國缺少在芯片半導體,以及光刻機方面的人才培養(yǎng),沒有足夠的人才就無法沖擊高端;另一方面是制造光刻機的高端零件被國外企業(yè)壟斷,想買都買不到,更別提制造了。由于美國掌握著世界頂級芯片技術的眾多專利,中國想要繞開研究出替代芯片技術難度很大。所以,很多人都不看好中國。
臺積電創(chuàng)始人 張忠謀
臺積電是世界最領先的芯片和半導體制造的廠商,而張忠謀就是該公司的創(chuàng)始人。目前全球能制造最先進的5mn芯片廠商只有二家,臺積電就是其中之一。張忠謀說“中國就算舉國之力也難造出頂級芯片”,就目前來看確實是事實,只不過扎心的話由臺積電老總說出來,國人有眾多不甘心。
中國芯片產(chǎn)業(yè)爛尾潮
事實上,近年來,因資金鏈斷裂瀕臨或?qū)е聽尾的半導體項目并不罕見。
在四川成都高新區(qū),由美國芯片代工企業(yè)格羅方德和成都市政府計劃投資90.53億美元、2017年合作組建的格芯(成都)集成電路制造有限公司已經(jīng)停業(yè)。該公司曾稱要建立全中國規(guī)模最大的12寸晶圓廠。
在陜西西咸新區(qū),原計劃投資近400億元,號稱要建設國內(nèi)首個柔性半導體服務制造基地的陜西坤同半導體,在成立一年多后,于去年年初被曝出拖欠員工薪水。
去年6月,半導體界的“明星公司”南京德科瑪因資金不足進入破產(chǎn)清算及資產(chǎn)移交程序。德科瑪?shù)陌咐齻涫荜P注,其創(chuàng)辦人李睿為更因先后在淮安、南京、寧波三地參與創(chuàng)辦半導體公司,被稱為“投機分子”。
以及中國芯片史上最大的騙局——武漢弘芯。
事件回顧:
去年1月20日,一臺全新尚未啟用、被武漢市東西湖區(qū)政府稱為“國內(nèi)唯一能生產(chǎn)7納米芯片”的ASML高端光刻機被以5.8億元抵押給了武漢農(nóng)商銀行東西湖支行,抵押方為武漢弘芯半導體制造有限公司。這家成立于2017年11月的公司,因其號稱擁有14納米及7納米先進生產(chǎn)工藝、先后兩期計劃投資總額達1280億元而備受關注。2018年和2019年,弘芯連續(xù)入選湖北省重大項目,在武漢市發(fā)改委發(fā)布的2020年市級重大項目計劃中位列第一位。2019年,弘芯還邀請臺積電前首席運營官蔣尚義出山,任公司首席執(zhí)行官。
也是同年7月30日,引進弘芯的武漢市東西湖區(qū)政府在官網(wǎng)發(fā)布的《上半年東西湖區(qū)投資建設領域經(jīng)濟運行分析》中指出,弘芯項目存在較大資金缺口,隨時面臨資金鏈斷裂導致項目停滯的風險。目前,湖北省重大項目中已將武漢弘芯移除。
長滿荒草的武漢弘芯半導體工地
里面種種具體細節(jié)就不再贅述,總之,大家不難看出,中國大多數(shù)所謂的半導體公司都基本沒啥實力,口號喊得比誰都響,實際上都不能扛起大梁。
復旦大學微電子研究教授謝志峰在訪談中提到:“中國擁有大約一千七百家集成電路設計公司,但實際上只有大約十家公司具有一定的業(yè)務規(guī)模,這根本不足以支撐起我國的芯片制造行業(yè)。”
半導體行業(yè)是一個重資產(chǎn)行業(yè),前期投入大、資本回報周期長,就這兩個行業(yè)特點就足夠勸退一大批優(yōu)秀人才了,如果沒有大量的基礎人才儲備,而又同時運行幾個大型的芯片制造項目的話,想要趕超一線就是癡人說夢。
既然如此,那中國半導體行業(yè)的方向到底在哪里呢?
“中國芯”路在何方?
要我說,業(yè)內(nèi)天天都在說要彎道超車的“新能源汽車”正是中國芯要走的路。
相比于傳統(tǒng)燃油車而言,新能源車所需要的半導體器件數(shù)量是成倍增長的。一般來說,一臺傳統(tǒng)燃油車所需要的半導體數(shù)量大概在70-100個左右,而新能源車則需要300-500個,并且隨著電動化以及智能化水平的不斷提高,新能源車需要的半導體器件數(shù)量會越來越多,根據(jù)大眾預測,未來每臺電動車將至少使用10000個半導體器件。
這里可以做一個簡單的預測,根據(jù)《新能源車發(fā)展規(guī)劃2021-2025》,到2025年,新能源的銷量要達到每年500萬輛,并且新增銷量車型中至少需要配備L2級別輔助駕駛功能。
那么我們可以大膽假設,到2025年,新增銷量的新能源車每輛至少需要500個半導體器件,這么一算,一年在新能源車上消耗的半導體器件至少為25億個,并且,這個數(shù)字會隨著時間推移越來越大。假如每輛車真的需要10000個器件,每年銷量1000萬輛的話,那將會是每年1000億個半導體器件的消耗量,這還只是在中國市場。
目前,在很多核心車規(guī)級芯片領域,我國仍舊無法做到自主可控,這與十四五規(guī)劃提出的“打造安全可控的產(chǎn)業(yè)鏈”相違背,是我們國家汽車產(chǎn)業(yè)鏈接下來2-3年亟需解決的問題。
解決這個問題需要兩條腿一起走路,一條腿是把芯片、傳感器的設計水平追上來,比如IGBT、MCU、毫米波雷達芯片、激光雷達芯片這類比較特殊的芯片,另一條腿則是瘋狂擴大產(chǎn)能。
最應該把握的機會——成熟制程
其實半導體領域的專家們看的非常清楚,隨著芯片制程逐漸逼近硅材料的物理極限,單純只靠各種工藝向前推進的成本太高了。
臺積電、三星、英特爾在追求極限的道路上愈發(fā)顯得力不從心,畢竟真正用到先進制程的芯片手指頭都能數(shù)過來,盡管這些芯片的需求的確在增長,但是增長的幅度顯然蓋不住研發(fā)先進制程所需要的成本。
怎么辦呢?是時候?qū)⒆⒁饬D(zhuǎn)移到更先進的封裝技術上了。在利用更先進的封裝技術挖掘成熟制程潛力的技術上攻克先進制程工藝,這正是中芯國際未來幾年的戰(zhàn)略規(guī)劃。
但問題也隨之而來,成熟制程不賺錢怎么辦?
四個字,薄利多銷。重點在于“多”,這需要極大的產(chǎn)能支持,于是就引出了中國芯片最重要的一個機會——擴產(chǎn)能。
大家可能覺得擴產(chǎn)是一件很容易的事兒,相反,擴產(chǎn)在某種意義上來講比研發(fā)新技術更難,他難就難在需要巨量的資金,大量的土地、優(yōu)質(zhì)的配套設施和高效的決策團隊。
現(xiàn)在能做成熟制程的代工廠是非常多的,但是能擴起來產(chǎn)能的廠子幾乎是沒有的。比如臺積電,缺水缺電、配套極差、土地也比較緊張,臺灣省這個用愛發(fā)電是真的撐不住EUV這個大力出奇跡的電耗子。再比如三星,三星沒什么動力搞成熟制程,畢竟存儲顆粒已經(jīng)賺飛了。而英特爾則是產(chǎn)品線太多,卡在14nm太久,如果回頭搞28nm很可能會被罵死。還有格羅方德、臺聯(lián)電什么的大家都有這樣那樣的毛病,要不將就缺錢要不就缺配套,反正難受的一匹。
但中芯國際就不一樣了,中芯國際雖然技術上落后一些,但背后的資金、配套、決策效率啥的都是最頂級的。換句話說,從目前的狀況來看,全世界只有中芯國際一家能燒得起錢,瘋狂擴產(chǎn)能。
小結
目前來看,國產(chǎn)高端芯片對于我國來講的確很遙遠,美國“鎖死”了14nm以下先進芯片,挖掘成熟制程潛力是最靠譜的出路。
也許再有個1-2年,我們就能看到全世界50%的芯片產(chǎn)能都跑到中國來了呢?