在數(shù)字經(jīng)濟的背景下,，芯片已經(jīng)成為當下電子設備應用最廣的主要元器件,。而隨著5G和物聯(lián)網(wǎng)等技術的落地，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,，導致芯片產(chǎn)能和供應受到了極大影響，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)的半導體企業(yè)身價也是水漲船高,，即便是瀕臨破產(chǎn)的相關企業(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)模的巨額債務暴雷以后,，美的、?？低?、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)，在芯片或者說半導體集成電路領域,，頭部企業(yè)往往都需要數(shù)十年的技術積累,，短時間內(nèi)難以做出突破，這也是目前國內(nèi)芯片領域不能打破國外技術封鎖的原因之一,。
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)芯片技術還是有一定的局限性,，在設計領域還沒有形成優(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,，在芯片的設計方面,，我們只是在尖端技術上有所落后，并不是沒有追趕的機會,。但是在芯片的制造領域,，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％。
技術和制造領域雙雙落后于人,，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封鎖,，校企合作成為當時的時代潮流，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”，反而被龐大的債務拖垮,。
不過在這期間,，仍有一些有識之士提出,，核心技術不能受制于人，通過購買無法買到最前沿的技術,。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,。這些因素導致中國錯失了芯片技術的追趕時機。
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)到當下以外,，生產(chǎn)設備也制約了“中國芯”的出現(xiàn),。
芯片制造中，最為關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)威半導體市場研究公司IC Insights報告來看，2020年半導體研發(fā)支出占全球半導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域的投資,，技術領域的發(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域,，或許可以成為國內(nèi)半導體產(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，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年世界半導體大會上,，中國科學院院士毛軍便提出,，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的未來趨勢,。
不過客觀來說,，當前中國芯片封裝仍以傳統(tǒng)技術為主，與國際領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，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：
半導體決定了制造業(yè)的未來,，但當前市場挑戰(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),。
