打破西方晶元壟斷？這盆冷水必須要潑了

美國總統特朗普在上周日（5月13日）發推文表示他正在與中國溝通，設法讓中國電信設備巨頭中興通訊迅速恢復業務；

白宮首席經濟顧問庫德洛（Larry Kudlow）周二（5月15日）接受美國政治新聞網Politico採訪時表示，美國政府將對中興採取什麼措施目前還遠不確定。

以上兩則消息，似乎讓中興之後的走向有了一絲緩和的餘地。

在舉國扼腕錶示無論多少代價都要研發自己的「中國芯」 時，我們需要稍微潑一點冷水——這個產業，我們落下得太多了。

本周Weekly將從兩方面討論中國晶元產業：

• 晶元的產業鏈解讀以及我國在各個環節的市場份額

• 我國晶元行業目前現狀，難點及發展方向

晶元行業的產業鏈解讀

及我國在各個環節的市場份額

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晶元的產業鏈共有三個核心環節：晶元設計、晶元製造和封裝測試。

 晶元設計

晶元設計公司從IP提供商獲得IP核授權，然後設計完整的晶元。

IP提供商的代表是ARM，ARM將其指令集架構及相關技術打包成IP核有償授權給晶元設計公司。其客戶包括蘋果、高通、博通、海思（華為旗下）等，目前全世界超過95%的智能手機和平板電腦都採用ARM架構，從誕生到現在為止基於ARM技術的晶元有600億顆。

EDA提供晶元設計的軟體工具。目前被Cadence、Synopsys、Mentor Graphics三家公司壟斷。

晶元設計是一個高知識產權的領域，先開發出來產品獲得使用的公司會逐漸形成自己的壁壘然後壟斷整個市場。比如Intel的CPU壟斷了超過80%的PC市場。

註：Fabless指沒有自己生產線的單純晶元設計公司。其下游產業為Foundry，即單純做晶元製造的工廠，代表公司為台積電、GlobalFoundries。

與這兩者對應的經營模式為IDM（Integrated Design and Manufacturer），指的是從設計到生產製造都包攬的模式，主要代表為三星和Intel。

從排名上看，中國有兩家公司進入了前10 ，包括華為的海思和紫光集團。雖然排名靠前，實際上市場份額非常低，可見晶元設計產業是高度寡頭壟斷的。中國整體的晶元設計市場份額大約為10%。

在產業鏈之外，還有一類公司為軟體設計賦能——設計外包服務（design service）。設計外包服務主要為晶元設計公司提供部分流程的代工服務，降低晶元設計的難度，縮短設計周期，提高產品上市速度。

 晶元製造

晶元製造是將設計圖變成實物的過程，藉助光蝕刻與微影成像技術，將設計圖印到微小的晶圓基板上。所需的技術包括晶圓製造、光學顯影、高溫製程、離子植入等等，每一個環節都有很強的技術壁壘。目前市場份額最高的晶元製造商為台灣的台積電，市場份額59%，大陸地區總體份額不到10%。 

 封裝測試

這部分的技術壁壘不高，國內技術基本達到國際標準水平，目前市場佔有率17%，還有很大的增長空間。

我國目前晶元行業現狀及難點

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從產品種類來講，晶元的細分門類特別多，整個產業是全球高度分工化的，具體到每個維度，基本都是寡頭壟斷的局面，全球前三的公司市場份額基本可以達到60%-70%。我國目前只是在幾個小的門類有一些可觀的突破，在更多核心、高端晶元領域，比如DRAM、DSP、FPGA等，國產晶元的佔有率都是完全空白，全部要依賴進口。

中興事件戳中了我們的軟肋，讓大家意識到沒有自主核心技術是多麼地被動。可是目前看來，舉全國之力發展本國晶元技術，有很多難點：

首先，晶元設計技術壁壘高，知識產權保護嚴格。從頭開始研發，每一步都會遇到別人已經註冊過的技術專利，要想完全繞開之前已經成熟的路線開闢一條新路，會非常難，可能要花費數年的時間。

而這個時間內，Intel、三星等頭部企業也不是坐等你趕超的，他們的晶元性能也會按照摩爾定律（當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍）呈現指數級優化。

其次，新開發的產品也面臨市場接納的問題。因為頭部企業的壟斷，下游的製造、封裝、測試、投產都已經按照既定的架構做了匹配。開發新的架構，所有軟體、硬體都要重新適配，所有的設計、開發、製造人員，都要重新學習，成本太高，還不能保證新開發的東西一定好用，因為系統都要經過使用、調試、優化的過程來逐漸成熟。

等投放到市場供用戶使用，他們已經形成的習慣是很難願意去調整的，就像現在大家都知道鍵盤字母QWERT這種排序其實不科學，可是用戶的習慣已經養成，這時候做出一個字母排序不同的鍵盤，無論新鍵盤使用熟練之後會多便捷，也不會獲得市場的認可。

最後，從業門檻高，人才流失嚴重。晶元設計有非常高的從業門檻，對學歷有非常高的要求，從教育的角度看，大學的專業度不夠，在人才培養方面不夠重視；從職業的角度看，晶元研發的從業人員收入水平整體偏低，而且晶元研發的周期長，產出慢，在如今高歌猛進的市場經濟環境下，難以為情懷買單，導致專業人才紛紛轉行。

我國的未來發展方向是怎樣的？

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政府很早就開始重視我國晶元行業的未來，出台了很多政策並成立了專項基金來推動行業的發展。

從長期來看，為了不讓本國的經濟被歐美所牽制，自主研發有知識產權的高端晶元勢在必行。但這是需要政府不斷去推進，在政策、經濟上予以充分支持的。晶元研發不可能像共享單車或者網約車一樣，一年燒錢100億就能佔領市場，必須有充分的耐心，給予研發人員充分的尊重與授權，同時要保證每一筆錢都用在正途。

華為一直走在自研晶元的道路上，每年投入百億美元於研發，遠超國內其他公司。目前其研發的麒麟晶元和快閃記憶體晶元已經應用於華為手機，不過麒麟晶元仍然採用ARM的指令集架構，不能算完全自主研發。

短期來看，重點是要鞏固國內企業在整個產業鏈上的地位。

在晶元設計技術上，已被歐美完全封鎖，想要做出真正能比肩的獨立產品，可能需要十年之久，短期很難有實質性的趕超。但在晶元製造環節，重要的是納米工藝性能，台積電最先進的晶體管密度為7nm，目前主流的是14nm工藝，而大陸的頭部公司中芯國際目前只推出了28nm的工藝，14nm的工藝還在研發中。

良率也是關鍵的指標，一般代工廠良率達到八成已經很難，台積電與聯電的製程良率可以達到九成五以上——這些技術差距，在加大資本投入和研發力度的情況下，可以逐步縮小，佔領更多的市場份額。

除了代工製造，在產業鏈其他角色中，我國也可以逐步發力，包括在矽片、光罩、光刻膠等材料方向，以及在單晶爐、刻蝕機、薄膜沉積設備以及後道檢測設備方向，逐漸加速布局。如果可以佔據較大的市場份額，美國在制裁我們時也就更需要權衡了。