揮灑你的淚
臺積電是世界第一大硅集成電路生產製造商,蘋果、華為、NVIDIA、AMD等國際大廠的芯片基本都是由臺積電代工生產的,按照2018年6月臺積電董事長張忠謀在退休時候的說法,目前大陸和臺積電的技術差距在5-7年,而且這個差距可能還會擴大,臺積電約有4.7萬名員工,其中包含多達3萬名工程師,而這3萬名工程師當中一大半是碩士,也有約2,000名博士學位,由此可以看出,臺積電專注於研發,是非常技術性導向的公司。現如今大陸中芯國際只能量產14nm製程的芯片,臺積電已經能夠量產7nm製程的芯片,2020年可以量產5nm,技術差距說實話不是一般的大。接下來的幾年裡,臺積電憑藉研發上的投入還會繼續突破,目前為止還遠遠沒有達到基數上限。中芯國際能不被拉大差距就已經算是相當不錯了。
芯片的製造從來都不是一朝一夕就可以達成的事情,臺積電和三星這兩家芯片行業領頭羊都是經過幾十年的技術沉澱和不斷的資金投入才有了今天的實力,想要取得進步還得繼續源源不斷地投錢下去。大陸的半導體公司更要腳踏實地的進行技術研發和突破,隨著越來越多中國本土企業和資金的相繼入局,大陸半導體的未來是一片光明的。
安心生活
2018年6月5日臺積電股東會上,創始人、董事長張忠謀宣佈退休,而且不再擔任任何榮譽性職位,實現了臺積電裸退。不過張忠謀在臺灣素有半導體教父之稱,在整個行業是有極大影響力的,日前他在歐洲商會上露面,看好半導體產業發展。他認為大陸半導體產業在未來5-10年會有相當大的進步,不過臺積電依然會保持領先。
在參加歐洲商會上的午餐會時,張忠謀談到了半導體產業的發展,他很樂觀看待未來半導體產業的發展,認為半導體重要性幾乎會等同於麵包、馬鈴薯,成長相當快速。
根據他的預測,未來10年全球GDP增長率會維持在3%左右,但半導體產業增長率會更好,可以達到5%。
至於大陸半導體發展速度以及是否超過臺積電,張忠謀之前也多次回答過這個問題,他的看法依然是未來5-10年大陸半導體產業會有相當大的進步,不過臺積電也會發展,兩者之間的落差並不會縮小,臺積電會領先大陸半導體5-7年。
在半導體領域,5-7年時間其實可以說是兩三代技術差距了,在這個問題上大陸在IC設計、製造及封測上跟國際一流水平確實還有相當大的差距,尤其是在IC製造上,國內公司目前能量產的最先進工藝還是28nm,而臺積電、三星的製程工藝已經達到了7nm,中間隔了20nm、14/16nm、10nm至少三代。
在2018年Q1季度的全球TOP15半導體公司榜單中,無一家中國公司上榜,國內最大的IC設計、晶圓代工公司分別是海思、中芯國際,去年營收分別是362億人民幣、30億美元,與國際一流公司相差確實很大,不過他們的增速也比平均水平高,未來5-10年確如張忠謀所說,國內公司會有相當大的進步。
超能網
在華為禁令事件之後,再來看這個問題,其實挺有趣的。
目前比較一致的共識是,大陸半導體芯片製造工藝落後臺積電10年左右,製造水平落後3代以上。要追上臺積電,這個過程會持續10年到15年左右。
壹
要知道,現代經濟生活早已高度依賴芯片,而半導體制造業可以說是支撐未來5G、AI智能等產業發展的根本和基礎。如果沒有可以符合市場發展需求的半導體制造業,實際上等同於大部分科技產業的關鍵環節被卡住了脖子。
華為在被美國政府制裁後,儘管高通、美光、ARM、谷歌等企業相繼宣佈停止和華為的合作,當著並不是最致命的。真正的關鍵是臺積電,臺積電是否會停止華為代工服務成為了外界關注的焦點,臺灣媒體甚至把臺積電形容為關乎華為的生死,當然是過度誇張,但華為海思芯片業務高度依賴臺積電的先進芯片工藝代工也是不爭的事實,其成熟的7nm芯片製造工藝甚至下一代的5nm芯片製造工藝,直接影響華為的未來發展進程。臺積電在5月23日宣佈內部有嚴格的盡職控管(Due Diligence)流程,經評估使用美國技術沒有達到25%比例,可以繼續華為提供服務,但隨即遭到美國商務部派員對和華為合作的事宜進行調查。
貳
目前,全球半導體行業主要由美國、韓國以及中國臺灣領導。中芯國際的集成電路製造工藝雖已堪稱國內第一,但普遍認為與龍頭臺積電的技術差距10年、三代以上的差距。
目前,中芯國際提供的仍然是28nm為主的芯片製造代工業務,在全球半導體芯片製造業排名第五,預計19年將擁有14nm/12nm芯片的生產能力,約佔全球市場份額的5%。而最近的數據顯示,另一家企業華虹半導體在今年的業績表現良好,目前排名全球第九,但整體技術水平仍然處於28nm水平,預計落後中芯國際1年左右。
叄
臺積電目前是芯片製造業的龍頭老大,排名全球第一,根據2019年第一季度芯片代工業的排名,臺積電市佔率達到了48.1%,而中芯國際和華虹半導體兩家相加才達到了6%(其中中芯國際4.5%,華虹半導體1.5%)。
除了市場佔有率之外,臺積電的整體技術水平更是大大領先大陸的半導體芯片製造企業:
1.2019年第一季度 7nm工藝市佔率100%;
2.4月3日,臺積電宣佈,率先完成5nm的架構設計,且已經進入試產階段,最快將於2020年前投產;
3.17年10月,臺積電宣佈投資200億美金在南科臺南園區興建3nm工廠,預計2020年竣工,2022年投產。
肆
華為例子告訴我們:沒有半導體制造業,所謂的科技產業未來發展充滿了變數和不穩定。我們不能忽視中美正在進入新科技冷戰的時代背景,任何一個關鍵環節被卡住脖子,就意味著科技發展的天花板。芯片製造業投入大、風險高、技術難關多,這是肯定的,但如果眼光放到了產業安全或者全球產業競爭的格局來看,大陸半導體芯片製造業必須而且必然要追上臺積電,儘管這個過程可能會很漫長。
曹厚捷
追上臺積電基本是不可能的。總是看到有些人說什麼彎道超車彎道超車之類的話,但科技行業有那麼多的彎道嗎?
目前國內最先進的企業是中芯國際,而國際最先進的是臺積電,三星和英特爾。首先聲明一點,我們從來不存在禁售光刻機的問題,那完全是胡說。DUV(深紫外線光刻機)我們早就有了,包括臺積電第一代7nm工藝在內的所有已經量產的65nm以下工藝用的都是這一光刻機。EUV(極紫外線光刻機)不買給咱們純粹是產能不足,臺積電和三星兩家總共訂購了15臺光刻機。兩家公司是ASML的大股東,去年一整年ASML都沒完成這15臺,人家根本沒貨賣給咱們。而今年四月份有貨之後他們立馬就賣給咱們了。
中芯國際前幾天剛剛宣佈14nm取得巨大突破(去年11月就已經說過流片成功),現在距離第一個14nm工藝量產已經過去四五年了,中芯國際還在重大突破,而這一重大突破還是在挖到前臺積電高管的基礎上。換句話說,中芯國際和臺積電的差距一直沒有變化。臺積電15年的時候發佈了16nm,中芯國際預計會在19年年初,這一時間間距和28nm工藝差不多。
臺積電現在已經發展到7nm,這一工藝比14nm先進兩代。除非中芯國際繼續挖角,否則他們很難超過臺積電。
看球人
沒必要追臺積電,應向臺積電學習,但不宜總想超越。臺積電是我國半導體大生態體系中的旗艦,世界半導體制造產業的巨臂,應圍繞TSMC建設涵蓋集成電路芯片設計、半導體材料、半導體制造設備,以及與TSMC優勢互補的半導體制造產業生態,營造和諧的科技生態。
根據國際半導體產業協會(SEMI)預估,2019年全球原始設備供應商(OEM)的半導體制造設備銷售金額將減少18.4%,為527億美元,低於去年645億美元的歷史高點。其中,臺灣地區超越韓國,成為全球最大設備市場,成長幅度21.1%位居全球第一,大陸將連續第二年維持第二名,韓國則因縮減資本支出將落至第三。
SEMI報告指出,2019年晶圓加工設備的銷售預計將下滑19.1%至422億美元。而其他前端設備,包含晶圓廠設備,晶圓製造以及光罩/倍縮光罩設備在內,今年則預計可能下滑4.2%至26億美元.2019年的半導體封裝設備的部分預料將減少22.6%至31億美元,而半導體測試設備今年也預計減少16.4%至47億美元。
到2020年,半導體設備市場可望因記憶體相關支出力道強勁以及中國大陸新增廠房而有所復甦。屆時,日本的設備銷售將暴增46.4%,達到90億美元,而預期明年中國大陸,韓國和臺灣仍將是前三大市場,中國大陸更將首度登上全球冠軍寶座。估計韓國將以117億美元成為第二大市場,臺灣則可望達到115億美元設備銷售量。若2020年整體經濟情勢改善,且貿易緊張局勢得以平息,以上數據皆還有上揚空間。
可見,大陸和臺灣在全球半導體制造產業比翼齊飛,是全球半導體制造基地。優勢互補和諧發展是今後的發展大趨勢。
新人小芯
半導體行業一步領先步步領先,大陸已經落後太多,距離臺積電幾個代次的產品,幾乎已經追不上了。其實,未必要想在半導體領域追上臺積電,可以在其他行業追趕臺灣和美國。
一、大陸半導體和臺積電差了多少?
現在大陸半導體還在28nm技術,但是現在手機芯片已經到了7nm,臺積電也是這個水平,現在臺積電是蘋果處理器的獨家合作伙伴,作為蘋果的合作伙伴,所以你就知道臺積電的技術實際有多強了。
半導體是一個技術累積的過程,技術是無法跨越的,不像經濟或者互聯網,可以借用國外的經驗和模式,這就意味著當想做7nm芯片時候必須要做10nm,想做10nm就必須先做14nm,想做14nm就必須先做20nm,所以現在我們已經落後了臺積電三代技術,整體落後將近10年的時間。
現在臺積電已經在研發5nm芯片了,我們再研發20nm的芯片。
二、我國半導體的巨大潛力
半導體行業在國內目前發展非常快,而且也是整個行業一起發展,特別是如火如荼的手機行業和智能設備,智能音箱,手機,智能家居,掃地機器人等等都非常的蓬勃發展。
2017年我半導體整體銷售收入5355.2億元,集成電路收入為2050億元,發展非常快。
三、我國應該把創新用在新的行業
臺積電是一個芯片代工廠,美國可以用,我國臺灣可以用,我們大陸也可以用,華為的產品就是部分臺積電做的。我們也沒必要把創新用在明顯落後的領域,畢竟華為這樣的公司已經開始全球化,用全球的產業鏈基礎成了世界第三大的手機廠商,全球化背景下未必要自己都做整合資源才能帶來最大的發展。
當然我們可以彎道超車,比如已經在做ai芯片,出頭寒武紀芯片,比如阿里和百度的芯片。
我們需要趕超臺積電的半導體產業嗎?
毛琳Michael
首席投資官評論員門寧:
臺積電無論從規模、利潤、技術實力等多方面,都是世界第一的水平。大陸在芯片製造領域最強的企業是中芯國際,與臺積電的水平大概差了5年,如果要追趕上,至少要10年。
一、製程差距
臺積電已經可以量產7nm製程的芯片了,並開始研發5nm;中芯國際可以量產28nm製程了,預計明年才可以量產14nm。這種差距還是非常巨大的,一線的手機處理器基本都是臺積電代工的,我們自己的海思、展銳等芯片都是讓臺積電代工,中芯國際還做不了。
二、收入差距
臺積電2017年的營收有330億美元,中芯國際只有30億美元,直接差了10倍。這種差距還是十分巨大的。
三、行業地位差距
臺積電是芯片製造領域當之無愧的老大,即使是經常欺負國內手機廠商的高通,也要找臺積電代工生產。芯片製造最重要的設備光刻機被ASML壟斷著,而臺積則是ASML的重要股東之一,ASML最新的設備都要先給臺積電使用。
中芯國際想要追趕上臺積電,10年內絕對是沒有可能了;排大陸第二名的華虹半導體,與臺積電的差距則更大,20年也追不上臺積電。
不得不承認,我們在芯片領域的差距確實太大。
首席投資官
首先從整個市場目前對於半導體行業的重視程度來看,未來幾年之內甚至是10年之內,中國半導體行業肯定是有一個快速發展時期,這個發展時期的速度是非常快的,我們知道從0~80一般速度都比較快,但從80~100這區間進步就比較慢了。
對於中國半導體行業來說,目前就處在這樣的境況之下,要知道目前無論是英特爾還是臺積電,包括三星其實在芯片行業的技術規格已經達到了10納米或者更先進的七納米工藝,而大陸的很多半導體領域還維持在28納米,這兩者之間的差距已經算是天壤之別了。
從28納米到7納米,這區間包括了14納米,12納米以及7納米等等一系列的工藝都無法量產。而最近有新聞報道上海市政府在芯片領域上的講話,表示目前在設計領域上已經突破了7納米的,這就是中微半導體唯一打進臺積電的7七納米工藝設備。
綜合差距我們與臺積電還是有非常明顯的差距,手機電視是在這方面已經是做到了世界級別的頂尖水準,相比來看的話,我們發展的時間還很短,發展的成果也比較少。半導體領域是需要一個持續投資持續研發的行業,所以說這方面還有很長的路要走。
而且半導體這一行業是非常講究經驗以及技術積累的,絕不是所謂的,有捷徑可以走並沒有捷徑,而是需要一步一步的慢慢去探索,如果我們看看三星在半導體領域的發展路徑,就可以看出26年的風風雨雨,26年的持續追趕,26年花光了三星賬上的所有錢,才讓芯片是領域反敗為勝。
所以對我們的半導體行業也有信心,但也不易妄自尊大,要尊重這一核心領域的技術難度!
互聯網的放大鏡
作為半導體制造行業的龍頭老大哥,臺積電對於技術的研發是執著的,目前僅就新竹在製程這一塊的研發人員就有7000人之多,而大陸最先進的中芯國際在製程TD部門的人員也不過2.3千人,坊間傳聞,臺積電甚至可以利用DUV的機器進行10nm的芯片製作,可見其製程之先進:
芯片製程的研發是一個費時費力費錢的活,因為摩爾定律的存在,各廠家不得不快馬加鞭的研製新的製程,無形中彷彿有人在後面揮鞭催促著大家前進,所以留給各個製造商的時間並不多,在這樣一場馬拉松式長跑中,不斷的有製造廠出局,先進,聯芯,格芯,一步落後,步步落後,傳聞格芯在7nm製程研發投入超過80億美元,但並沒取得理想效果,最終不得不放棄這燒錢的投入
格芯成都Fab11
不過近幾年得益於政府支持,不論是中央政府還是地方政府都加大了對芯片的投入,所以至少目前來說,在燒錢這一塊上,中國並不虛任何製造商,這也導致了國內目前新建的製造廠遍地開花,不過很多花朵還未盛開即已調零,前有格芯,後有晉華,同時因為貿易戰的原因,後面肯定還會繼續“爆雷”。不論怎樣,因為政府的重視以及投入支持,最近幾年以及後續幾年,大陸半導體在製造這一塊肯定是突飛猛進,一日千里。
其實追不追的上僅僅是一個方面,追上之後又怎樣,才是最關鍵的,之所以臺積電,英特爾等製造商能一直緊跟摩爾定律,有一個重要原因是他們具有足夠多的先進製程訂單需求,目前對於先進芯片製程的需求訂單並不多,主要還是在英特爾CPU,AMD,英偉達等等大廠,國內對於先進製程需求的就華為一家而已,當然後續應該後出現更多的訂單,所以即使大陸在半導體制程短時間趕上了臺積電,能否獲得大廠訂單又是一個需要考量的環節。
科技讀物
∴這涉及到優化工藝過程的研發,我在想世界萬事萬事萬物都有在方法論優選法則上的聯繫,這正是華羅庚當年推出優選法的目的。文革後期我有幸參與很多項目的優化工藝的研發,圖片上的數學模型是從大量參與華羅庚優選法則後,提練出的優化設計工藝過程。是一個萬能的方法論優化過程設計,看起來簡單,用起來方便,因用它來設計工藝過程優化既是運籌學,也是優選法問題,靠這個後來定名於《單一自由度統計設計的基礎算法》是可以解決集成半導體芯片光刻模子升級問題中諸多實際問題的。放在這裡,給希望進一步瞭解的人幫忙解決研究實踐中的一切問題。包括需要用統計設計和方差分析比較試驗涉及用量,配方的問題。一切需要試驗來確定總過程中各子過程誰先誰後的運疇學問題
上圖即試驗設計的具體安排,當年華羅庚問眾多優選法設都可以用此模型解決。如華羅庚用一個查找電路圖問題發生的具體位置,的最優(快,省)操作,依此法即在二個三分點測試。此為理論發展的基本思路,對具體研究無直接聯繫