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中国的芯片版图

2019-07-13
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来源:本文转载自“南风窗”(ID:SouthReviews),作者:胡万程,谢谢。


芯片是工业粮食,而中国又是芯片的最大消费国,重要性不言而喻。但国产芯片厂商由于缺乏技术积累,长时间与一流芯片厂家之间存在长达20年的技术鸿沟,使得芯片国产化一直举步维艰。


电子消费产品的更新迭代频繁的特殊性,也使得国产芯片厂商没有试用机会,更没有市场规模。性能比不过,成本也不行,市场认可度寥寥,中国90%以上的芯片需求仰赖进口。



事情在去年的中兴事件之后有了变化,危机意识倒逼国产终端公司重视国产芯片,各地政府也出台了多项政策扶植。


越来越多的资本流入集成电路行业,国产替代正在逐步进行,国产芯片厂商的曝光度也水涨船高。


从汽车、工业控制到企业设备等,各个产业的跨国企业都纷纷在中国建立设计中心,个人计算机和内建系统的中国设计元素在增多。无厂半导体公司亦正在中国崛起,以服务本地消费者。同一时间,本地晶圆厂也呈现缓慢但稳定的成长。


国内集成电路产业究竟发展得如何,又呈现着怎样的地区特征呢?


中国速度


中国集成电路产业发展的速度迅猛,这一点是公认的。


据统计,2018年,全球集成电路市场规模4779.4亿美元,2012年到2018年的复合增长率为7.3%。而与此同时,2018年中国集成电路产业销售额6532亿元,2012年到2018年的复合增长率20.3%。


中国集成电路产业规模复合增长率是全球的近三倍之多。



一直以来,中国国内集成电路工业聚焦于产业链的下游位置,主要优势在于组装和封测芯片。但工业和信息化部电子信息司集成电路处处长任爱光告诉《南风窗》记者,近年来国内集成电路的产业结构持续优化。


他给出一组数据,2018年,中国集成电路设计业销售收入比重为38%,制造业销售收入比重为28%,封测业销售收入比重为34%。


比起六年前35%设计业、23%制造业、42%封测业的比重,如今的产业结构明显更加合理。


显然,中国正在向上游进军改变产业链格局,转向芯片设计和制造环节。



科研人员在紫金山实验室微波暗室内工作。目前,紫金山实验室已经宣布成功研发5G移动通信核心的毫米波芯片


在中国半导体企业50强中,约有15家企业从事芯片设计,知名的有华为海思、中兴微电子、汇顶科技位于深圳;豪威科技、清华紫光展锐、北京智芯微电子、北京矽成半导体位于北京;华大半导体、格科微电子位于上海。


可以看出,得益于人才流动与供应链等客观条件,芯片设计企业多集中于深北上三个城市。


这其中除了豪威科技曾是美企后来被中方私有化后,其他的企业都是本土企业,据清华大学微电子学与纳电子学系主任魏少军介绍,中国集成电路设计业的销售统计中,超过99%是由中国本地企业贡献的。


在芯片设计领域,数华为海思与紫光展锐的实力最为强劲,两者的销售额进入了全球设计业的前十。



海思不必多说,从华为早期安卓智能手机采用的K3V2,再到麒麟系列手机平台,直到今天华为旗舰手机使用的麒麟980,海思崛起快速。除了手机,在电视机、机顶盒和摄像头等领域,海思也是不少厂商选择的主控芯片。



紫光展锐的前身是展讯,目前采用紫光展锐芯片的手机产品大都销往亚非拉等非顶尖手机市场,每年出货量超过15亿颗。在被称作中国5G元年的2019年,紫光展锐已经展示了旗下的5G芯片“虎贲”和“春藤”,看来也作好了相应准备。或许这家在亚非拉称霸的芯片厂商,能就此借着5G的东风再上新台阶。


一个“T”字

在一份报告里,国务院曾提出到2020年中国芯片自给率要达到40%,2025年要达到50%的要求,这意味着2025年中国集成电路产业规模占到全世界35%,也就是超过美国位列世界第一。


国家的产业政策为芯片的大繁荣增加了助燃剂。2014年,中国宣布设立1万亿元人民币的投资基金,以改善国内产业发展,半导体也在“中国制造2025”计划中占据突出地位。


重庆万国半导体科技有限公司芯片封装车间


2018年中兴事件发生后,各个地方政府的集成电路产业扶持政策也纷纷打出。根据中国半导体行业协会公开的资料,记者初步统计,截至2019年4月,全国有15个以上的省市成立了规模不等的地方集成电路产业投资基金,总计规模达到了5000亿元左右。


目前的芯片产业布局主要集中在以北京为核心的京津环渤海地区,以上海、浙江杭州、江苏无锡、苏州为核心的长三角,以深圳为核心的珠三角及以四川成都、陕西西安、湖北武汉、安徽合肥、湖南长沙等中西部地区。


在地图上如果把这些区域标红,中国的地图上就像有个斜置的“T”形。“T”的横是沿海的,北起大连,南至珠海;“T”的竖则是沿江的,东起上海,西至成都。


图源:有芯电子


三大产业聚集区各有侧重,拿环渤海区域来说,以北京中关村为中心聚集了相当的科教资源,产业主要侧重于芯片研发。以储存和设计见长,旗下有紫光展锐、紫光国芯、长江储存的紫光集团是国内最大的半导体公司,其前身为1988年成立的清华大学科技开发总公司。


长三角地区注重芯片制造与封测,珠三角地区则侧重芯片设计环节。其中上海又占有绝对优势。


内地晶元代工龙头中芯国际就坐落于上海


经过60多年的发展,上海集成电路产业已形成了集设计、制造、封测、材料、装备及其他配套、服务于一体的完整集成电路产业链。2018年上海集成电路产业销售规模已经达1450亿元,占全国销售的1/5,而内地晶元代工龙头中芯国际就坐落于上海。


江苏无锡市在长三角芯片版图的规划中也十分重要。作为国家级物联网重镇,国产半导体封测龙头长电科技,太极实业都位于无锡。


无锡国家集成电路设计中心主楼


杭州由于近年来高校科教资源的集中,培育出了士兰微电子、杭州国芯、威睿电通等一批优秀的集成电路设计企业。


珠三角地区偏重集成电路设计,坐落于深圳的华为海思和中星微电子是珠三角半导体产业的领头羊。


深圳5月发布了集成电路产业五年推进计划,宣称到 2023 年,目标产业整体销售收入突破2000亿元,而其中,芯片设计业销售收入要突破1600亿元。芯片设计占到了深圳总产业的8成,由此可见此处的产业集聚。


道阻且长

各地的产业发展风风火火,这得益于当地政府的政策鼓励,各行各业的资本流入。但对于眼下资本的疯狂,并不是所有人都表示乐观。


中国半导体行业协会一位不愿透露姓名的资深人士告诉《南风窗》记者,有光伏、新能源的案例在先,他担心光鲜亮丽的数据之下,也存在一些骗政府补助的“冒牌公司”。


“不少投资人也是一头热,在投资前并不了解行业实情,甚至没有带上懂得基础知识的随从人员,这让我对他们的资金感到担忧。”资深人士说道。


资本的过度集中,可能会制造大量的行业泡沫。在不少互联网明星企业香消玉殒的今天,这样的例子,我们并不陌生。



“稳定的环境,良好的生态,对于产业的健康发展是最好的”,埃森哲大中华区工业X.0业务主管江崇龙认为各地政府要吸取新能源汽车发展中的一些失败经验。


如果说担忧过多的资金流入,是一种“甜蜜的烦恼”的话,那么芯片制造的工艺门槛,却是实实在在的一道难关了。


拿封测上游的代工产业来说,如今全球纯代工厂市占率,台积电是58.3%,是绝对的龙头。第二名是格罗方德10.9%。第三名是联电,市占率9.3%。而中国龙头中芯国际,市占率只有5.7%。


作为全球最大的芯片代工厂,台积电的技术是顶级的。它的7nm制造工艺已经开始量产,苹果与海思都是其客户,5nm的工艺的量产也有了计划。某些台媒甚至抛出了“台积电是中美科技战争的胜负手”一说。


而中芯国际在2018年年初才刚刚实现14nm。


一个现实的问题就是,如果买不到美国的芯片,台积电再拒绝协作的话,中国内地现有的半导体制作工艺是没有办法自供给“华米OV”这类整机厂去争夺全球主流智能手机市场的。



为何无法突破工艺壁垒,中芯国际的一位前工程师王柯给出了答案。


王柯说,中国芯片制造过程是依赖设备的,而现在设备几乎都是美国制,生产线全部国产化几乎不可能。


他还指出,先进芯片的制造过程需要大量的微调,但如何最好地使用机器并达到必要水平的“良率”的微调操作是有保密协议的,与台积电有合作的供应商无法提供超过基本信息的情报,国产厂商可以从中借鉴的东西有限。


摩尔定律的消亡也成为客观上限制中国半导体的因素。每次芯片中的元件缩小,制造都会变得更加繁琐和昂贵。 近年来芯片工厂的成本每四年翻一番,存在着几代技术差的中国芯片代工厂,并无走捷径的方法。


由于资金的投入门槛,客观上能够制造高端芯片的厂商也越来越少。除了中芯国际,中国暂时看不到第二家可以赶超台积电的公司。



中国速度是继上个世纪“德意志速度”“汉江速度”“日本速度”后最快的发展速度了,其集中力量办大事的能力也无出其右。


但在半导体行业这类“资金无底洞”的产业里,中国速度能有多快,记者这次采访下来的感受而言,不少行业人士态度谨慎。


在成为下一个芯片强国的路上,中国的前景光明,但道阻且长。



本文来自“南风窗”微信公众号,内容已获独家授权。南风窗,中国政经第一刊。为了公共利益,与有责任感的你同行。冷静地思考,热情地生活。如需转载请联系“南风窗”(ID:SouthReviews)。


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