中國晶片行業的現狀如何?

GerrardTorres


前一段時間中興芯片事情,讓中國突然意識到在製造業當中缺少一大塊----高端芯片。

無論是中興、華為還是聯想均離不開美國芯片和軟件,我們看得見CPU、內存、模數轉換芯片、各種各樣的高端芯片均是來自於美國、韓國和日本,比芯片更為重要的是軟件:PC上的操作系統、數據庫軟件、銀行管理軟件、手機上的操作系統也是來自於美國。

的確,如果美國封鎖相關的高科技出口到中國,大部分中國高端製造業、互聯網行業、以及IT都會有很大的問題,芯片就是一個非常大的問題。

如果我們把全球芯片行業進行歸類,再看看中國芯片還有多少差距?

芯片這個行業從上游到下游,大體上可以分為幾個階段:設計、製造、封裝、設備、材料和軟件--六個部分。

設計領導者:高通、英特爾、ARM、AMD和三星;

製造:英特爾、臺積電、三星、格羅方得、中國主要中芯國際

封裝相對簡單一點:英特爾、臺積電、聯電等,中國大陸也一些封裝廠家;

設備:荷蘭的ASML、佳能、還有中國中星微等一些低端的廠家;

材料就相對複雜,材料也分為很多類硅片、靶材、CMP拋光材料、光刻膠、溼電子化學品、電子特種氣體、光罩和其他的材料、總的來說材料的強國是日本、德國以及部分美國; 中國也有一些小公司在做材料部分,例如中芯國際的創史人張汝京先生後來創辦的公司上海新昇半導體公司大硅片。

芯片設計軟件(EDA)公司:主要是美國的Cadence、Synopsys、Mentor Graphics三巨頭; 處於絕對領先地位。

應該說,中國在芯片製造的上下游均有一些公司在參與:設計有華為、比特大陸; 製造有:中芯國際; 封裝就比較多一些,如通富微電、天水華天、南通華達微電子; 設備提供商: 中星微, 上海微電子; 材料有: 中能硅業科技、中環半導體,上海新昇半導體。

中國最為緊缺就是EDA設計軟件公司,在這個領域中國還沒有辦法。

從中我們可以看出來,中國目前在芯片上下游產業佈局方面應該是比較全的,幾乎可以任何芯片,如x86 cpu芯片、ARM芯片、內存芯片; SSD顆粒、手機的屏幕驅動芯片; 總結一句話就是都能做,但是都沒有做到最好,和全球頂級供應商相比有點差二代,有點差三代,還有就是差得更多四代五代都有可能。

啥都能做,啥都沒做好!這個是中國芯片產業的現狀!

全球芯片的地位如下, 美國是全球芯片超強,無論誰都離不開美國、韓國和日本就是全球第二梯隊,部分領域的領導者,可以找到替代,中國和歐洲大約是第三梯隊,全面封鎖中國芯片,中國IT產業估計可以存活,但是活得肯定不好!

從芯片全產業鏈來看,中國最為接近全球領先水平是在芯片設計行業,特別有一些細分的行業芯片設計已經處於絕對領先的水平,如比特大陸的挖礦機芯片,AI芯片的設計、以及ARM的芯片設計,整體落後差不是太多,特別海思的ARM芯片和可以全球領先的高通一較高下,不分伯仲。

中國芯片出路來看,未來的十年,估計最先行成全球領先芯片公司,估計是在芯片設計領域、然後才是芯片製造領域!


IT老鳥


如果半導體芯片產業是一個層層迭迭的百層大樓,那麼中國目前發展的最好的集中在最接近使用者的最低層(應用層)少數幾層樓,越往上著墨則越少。 而這也是目前中國芯片產業鏈所面臨的最大困境,底層的芯片應用雖然涵蓋的消費體量大,但核心技術與專利都掌握在高層的手裡,中國雖然就像孫悟空,在應用層面可以做出千奇百怪的變化,但不論怎麼變,還是逃不出如來佛的手掌心。

簡單描述半導體產業鏈大樓,從最高層開始是IP、IP庫、設計工具、製造、材料,然後才是設計,以及最底層的芯片成品,這個大樓形狀就像個金字塔,越上面的廠商越少,競爭越少,利潤越龐大,而越下層的產品競爭越大,且脫離不了上層的壓制。

中國半導體產業其實早有自己蓋大樓的想法,而著手重點在於IP、製造,然後設計。在IP發展分為兩個階段,最早其實是想要從無到有自行發展,但後來漢芯、龍芯的成果眾所周知,後來政府也放棄了推動完全自主開發,轉而以策略合作和併購的方式來取得現有IP,比較出名的案例就是ARM和中國合資創立專對國內授權的企業,另外兆芯取得來自威盛的X86核心,而海光則是拿到來自AMD的X86架構。不過中國還是有些廠商成功打造完全自有的IP核心,比如說前幾天被阿里巴巴買下來的中天微,但主要是針對嵌入式應用等場景。

製造方面其實與材料有一定的聯動,這方面包括了像中芯這類的芯片代工事業,以及如上海新陽等製造硅晶圓的廠商。但這方面的發展同樣一波多折,中芯在工藝發展方面屢屢遭遇困難,且工藝世代差距領導廠商三代以上,保守估計需要十年的時間才有機會追上一線大廠,這方面不是單純資本的問題,而是技術難有積累和突破,芯片製造的工藝雕琢很多時候倚賴的是經驗的積累與不斷嘗試錯誤、修正,並不是工序的簡單複製就有辦法達成,甚至不同環境也會影響到工藝的發展,比如說臺積電曾經為了要把竹科的工廠的工序搬到南科,卻遭遇挫折,良率無法有效提升,而後來才發現是因為南科的空氣品質較差所導致。

另外代工廠的工作環境太苦,且需要長時間加班,而中國待遇更高的工作機會太多,比如說APP應用產業、新創媒體事業、高大上的還有BAT企業等,相較於言待遇不僅較好,工時也不會過度壓榨到個人作息。

資本的投入雖可用來改善待遇、購買設備,但真正的技術積累無法用金錢買到,能得到如梁孟松之流的奇人相助則是機緣,如果當初臺積電沒有蔡力行之亂,梁孟松也不會輾轉成為中芯人,過去中芯技術發展不算成功,產能和良率無法有效提升,因此即便是國內廠商的芯片代工訂單,多半流到臺積電、三星等外人手中,使得製造無法自主。而梁孟松能帶給中芯多大的變革,也還有待觀察,但至少方向對了,少走些冤枉路是可以預期的。

硅晶圓過去則是集中在日本以臺灣廠商手中,但在張汝京的帶動之下已經有相當明確的進展。硅晶圓最關鍵的技術在於加工時對材料的純淨以及表面加工處理工序和精度,這方面技術難度相對較低,因此發展雖較製造短,但已經有機會補上中國整個半導體產業供應鏈的一塊傳統缺口。

但是在設計方面,EDA工具的欠缺是中國芯片產業最難以突破的壁壘。目前設計工具供應商有Cadence、Synopsys、Mentor Graphics,除了Mentor Graphics因為被西門子收購而成為德商外,其餘兩家都是美商,且因為設計工具本身就是由龐大設計專利和IP庫所組成,因此進入門檻極高,雖然除了這三大EDA工具廠商以外還有些第三方供應商,但是都難以對三巨頭造成影響。中國若想要發展EDA工具,就必須先補齊專利與IP庫,並且與主流芯片代工廠商有技術交流,而這個任務的難度恐怕比建立金字塔的其他部分難度都要更高。

好了,最後是最底層的設計和成品,眾所周知,芯片設計就是使用EDA工具,在一大堆現成IP庫湊成的藍圖中設計好屬於自己的算法或邏輯核心,接著測試、製造,最後才是芯片成品,即便是中國最強大的AI芯片設計生態,也都避免不了這些流程。

中國早期也經歷過如美國、臺灣半導體產業發展那種打磨掉封裝,仿製芯片佈線的作法,甚至像漢芯,直接打磨掉購買自市場或者是二手回收的現成芯片LOGO,換個貼紙就變成自家產品。仿製的作法方面,早期結構比較簡單的模擬與控制芯片很多都是通過這種方式設計出第一代產品,但通過這種仿造出來的成品效果通常其差無比,因此都只能低價搶市。而打磨LOGO通常都矇混不了太久就會曝光,後來這種作法就幾乎沒有了。

在經歷長久的發展之後,中國的芯片產業類型相當豐富,從電源器件、信號轉換傳輸、感測、邏輯、存儲等,都有不少廠商在耕耘,而部分如指紋識別、面板主控芯片、手機處理器等,在市場上都有相當出色的佔有率表現,而近兩年AI議題的火熱,更是推動各種專有型、通用型AI 計算芯片如雨後春筍般不斷冒出頭來。

這些AI芯片可分為兩種,一種是類似Google的TPU,是專注於數學計算強化的芯片,主要是大量的乘加器multiplier–accumulator (MAC),乘加器的結構大家都大同小異,配合少數數據交換與總線IP就能設計出芯片成品,這類產品的重點在於算法的效率表現上。

中國在算力核心、主控以及傳感元件方面的相關設計、製造一直都相當活躍,問題在於,過去中國半導體產業的佈局一般都沒有太長遠的規劃,而且講求速效,很難有跨度較長的計劃,加上行業太過容易一窩蜂。比如說數年前手機、平板芯片企業的盛況亦不遜於現在 AI 生態的蓬勃發展,但能留存下來的廠商僅是少數中的少數。

而且,大家都爭著發展最能爭奪眼光的熱點產品,反而一些非常基本的產品,如 ADC/DAC、LNA 及 SerDes 等外圍器件都沒有太多著墨,而即便是在 5G,大廠也是爭著做最被注目的專利以及主控部分,PA 這種外圍器件也都是想著能用外來的就用外來的,一來關鍵材料與技術專利較難突破,二來利潤較薄,而且做得好也很難吸引到投資人的眼光,以致於供應鏈對於此類料件的自研興趣缺乏。而這也就造成產業中的關鍵供應環節被海外供應商把持,在面臨類似中興的被制裁時,只能恐慌無助,沒有辦法應對。


DeepTech深科技


自從美國對中興通訊實施新的制裁措施以後,芯片這一陌生的字眼成為中國媒體最熱門的詞彙,人們都在探討芯片究竟怎麼了,成為某些大國遏制中國崛起的一個工具。
2013年以來,中國每年需要進口超過2000億美元的芯片,而且連續多年位居單品進口第一位,2017年更達到歷史新高:2601億美元。芯片進口已經超過石油成為最大進口項目,因此國家也十分重視。中國核心集成電路國產芯片佔有率多項為0,貿易逆差高達1657億美元
2014年6月,國家斥資1200億元人民幣成立集成電路發展基金,支持中國集成電路的發展。2015年,國務院發佈《中國製造2025》:2020年中國芯片自給率要達到40%,2025年要達到50%。也就是超過美國位列世界第一。
不僅國家重視,一些企業也十分重視芯片的國產化,典型的就是華為,華為發佈了自主設計的10納米人工智能芯片麒麟970,小米手機搭載高通10納米驍龍835處理器、iPhoneX搭載10納米A11芯片上市。
但是我們不可否認,中國芯片與世界其他國家相比依然有不小的差距,賽迪研究院數據統計,在2017年世界前20半導體企業中,美國企業佔了13家,在中國市場銷售額合計是667億美元。其中,高通、博通、美光有一半以上的市場銷售額是在中國實現的。中國芯片主要集中在中低端,像24納米級。
實際上目前高端芯片主要被美國日本韓國臺灣等少數超級大企業壟斷,尤其是韓國三星和高通博通更是行業的翹楚。
芯片領域最關鍵的高性能CPU和GPU(圖形處理器)領域,媒體引述=專家的話中國要趕上美國估計需要5~10年,而且要投入上萬億美元的研發費用。
中國發展高端芯片一個關鍵障礙就是光刻機,荷蘭ASML公司是業內 的翹楚,不僅價格昂貴,高達億美元,更為難堪的是不是有錢就能買到,出口受到嚴格技術管制。

杜坤維


中國雖有著全球最大的半導體市場,但國內的芯片設計的主流產品處於中低端,與國外差距巨大。據Gartner發佈的數據,2017年全球半導體營收規模前十的企業中,排名第一的是韓國三星,市場佔有率為16.4%,而美國多達5家,分別為英特爾、美光、高通、德州儀器、西部數據公司,為名副其實的芯片霸主,中國沒有一家上榜。

我國有很多芯片製造的佔有率為零,比如計算機系統中的MPU、存儲設備中的DRAM等,由於國內的芯片需求量巨大,不得不依靠外部進口,進口額高居不下,已經超過了石油和大宗商品,成為我國第一大進口商品。據海關總署數據顯示,2013年以來,集成電路年進口額便維持在2000億美元以上,2017年達到2601億美元。進出口貿易逆差也在不斷擴大,2017年達到了近年來最高值1932億美元,進口額高、貿易逆差大成為芯片產業難以撕掉的標籤。

當前國產芯片產業的發展正成為中國製造的重中之重。中國作為全球最大製造國,對存儲芯片、CPU、芯片製造等產業有各種不同的需求,可以先從芯片產業的低端發展,獲得穩步後再向前發展,就如同手機行業一樣,先從山寨機千元機發展起,到逐步實現高端品牌機的轉型。目前芯片行業已經上升到國家戰略高度,國家已明確提出到2020年,國產芯片自給率要達到50%。發展芯片產業需要堅持自主創新,在技術方面可以通過收購來獲得一些基礎技術,其他技術方面還是需要通過科技研發而獲得核心技術。


天方燕談


現狀就是很不怎麼樣。

我們的芯片事業受到了全社會的關注是因為什麼?正是因為中興事件。沒了美國芯片的中興現在休克了,我們突然發現自己的芯片幾乎是一片空白。

2017年,我國進口的芯片總價值達到了2601.4億美元。佔到了全世界的68.8%。而整個市場的銷售額才4100億美元出頭。

這是去年前十大半導體廠商(不包括代工廠)。顯而易見,大部分都是美日韓廠商。我國似乎只有華為的海思能排進榜單的前二十,而且即便是前二十也是搖搖欲墜的。這就是我們目前的處境,幾乎什麼都不能製造,什麼都有賴於進口。

當然,我們現在已經緩過神來了,國家已經開始投資,大力發展芯片產業。但這種發展並不是一朝一夕就能完成的。三星花了整整三十年才成為存儲器領域的霸主,這還是在得到美國和日本援助的情況下。目前我們的一切都是從零開始的,時間可能會更長。樂觀的心態只會讓我們妄尊自大,我們應該平靜的去趕超他們。


看球人


芯片行業當然是面臨最大的困難。但同時也要看到,這是中國科學技術行業的機遇。可以想見,當中國的高科技企業不再受制於人時,中國會空前強大。而且,這次貿易衝突也會給其他類型的企業提個醒,儘快研發、掌握本土的核心技術,永遠擺脫受制於人的窘境。


思考讓上帝發笑


中國芯片行業發展不快,與國際先進水平差距很大。原因在材料丶工藝、技術、檢測手段、開發工具都比較落後。或者說多半都是買來的,不是自主研發的。近二三十來已經有所發展與進步。但仍遠遠落後於其他行業的發展。幹這行業的人很辛苦,短期難得見效。因為難度大,科技含量高,成功率低。企業經濟效益短期無法實現。不如搞其他行業見效快。而且需要投入的資金量又大。投資者、科技人員、技術工人都寧肯轉向賺錢快又不那麼辛苦的行業發展。所以幾十年來芯片仍然依靠進口。現在國家富強了,民企老闆有錢了。芯片仍然被美國佬卡脖子,實在令人痛心。希望國家在芯片這方面加大投入,希望民營企業家們也加大這方面的投入。同時要有前期投入大少賺錢甚至不賺錢的思想準備。在前期三年五載要保證科技人員、技術工人的優厚待遇,不能因為見效漫產品合格率低而虧待他們。時間和經驗的沉積是必須的 ,要有十年磨一劊的精神方能成功。中國人一定能成功!


瀛山勁松羅玉林


CPU、GPU、FPGA、DSP、基帶芯片、射頻芯片、高端交換器路由芯片、高速接口芯片、數模轉換芯片、電源管理芯片、光模塊等等都是我們差得遠的!中國芯片能力差距太大,不要被新聞鶯歌燕舞的忽悠!踏踏實實做事吧!


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