中國目前的晶元能力怎麼樣?


作者:子非魚

我國目前的晶元能力與國際水平差距還是較大,主要是生產技術達不到。我們的設計能力已經能夠比肩世界最先進水平,如華為海思麒麟系列晶元,960與970都是非常先進的。但我們的加工工藝不行,這是晶元成件工藝中最重要的環節。

這種技術目前基本被AMD(美國)、三星(韓國)、台積電(中國台灣)所壟斷。就算是蘋果A系列晶元,雖然也是自住設計,但考慮到生產成本和工藝因素,生產環節交給了代工廠。

當前,世界上晶元加工工藝的水平已經達到了16納米。之前,網上流轉某在美國從事半導體研究多年的中國教授掌了5納米光刻機技術,已經回國,後來該企業公開闢謠。

事實上,我們國家的工藝還比較落後,目前,清華紫光掌握了90nm光刻機製造工藝,40/65nm正在研發中,中科院微電子組織了北大、清華、復旦和中科院微系統所等來共同研發22和16納米技術代,進行技術突破,形成自主知識產權。而台灣省的台積電公司已經掌握了16nm的光刻機技術。

所以,你會發現,每年中國都要花大把的錢,從韓國和中國台灣進口晶元。數據顯示,每年我們要花一萬多億人民幣,去購買晶元。如果你感興趣,可以去查看每年政府發布的統計公報,在進出口一欄中,中國與美國、印度、歐洲等世界上多數國家都貿易多事順差,唯獨和韓國、中國台灣是逆差,這兩個地方每年都在掙我們的錢。


談晶元必須先要了解這是一個核心產業,不單是某種科研能力,所以最重要的衡量指標是規模和效益,不是實驗室里能做到多少納米的製程。而從這個角度而言中國目前的能力還只能說是驚人的薄弱!

這個薄弱是指我們的產業安全。我國是全球晶元的頭號消費大國,市場佔比超過6成! 16年全球晶元(大規模集成電路晶元)產業規模約3600億美金,而我國的晶元進口額將近2300億美金,是當年我們進口額第二的原油的兩倍以上(16年還是原油進口的歷史高峰),聽起來這一萬多億人民幣比起全國房地產業似乎不大,但要命的是晶元是一個上游產業,他的下游就是中國第一大產業電子製造業,而16年工信部數據電子製造業產值超過12萬億,占整個中國工業GDP超過4成! 所以粗暴的說晶元就是中國4成以上工業的命脈,這其中大規模集成電路(主要是邏輯運算和存儲等晶元)主要依靠進口,從上面的數據能看出我們的自給率之低已經事關國安,所以國務院的2025規劃為此設定了一個讓整個行業一片嘩然的目標:2020自給率到四成,2025到7成! 為何嘩然?還是目前能力的薄弱。

從產業角度講,晶元製造已經從原先的IDM模式(如Intel,設計生產封裝一體直接出成品)過渡到fabless模式,也就是設計,生產,封測三個製造流程分開交給不同的公司。這裡要注意,現在最難趕上的不是以前的皇冠晶元設計,而是晶元製造,因為自動化晶元設計軟體(EDA)的快速發展,晶元設計的工作量被大大降低,而高額的晶元指令IP(就是大家常聽的X86, ARM)授權費也降低了晶元設計的利潤,所以儘管我們有了海思展訊這樣嶄露頭角的設計公司,就整個晶元產業能力來講還是沒有質的提升。舉個例子,全行業全球產值前20名的晶元商里,美國有8家,日歐我國台灣各有3家,韓國2家,新加坡1家,中國還沒有上榜單位。

現實很嚴峻,但國家確實把晶元產業當頭號任務來抓了,上面說的設計,製造,封測三個環節目前設計封測兩塊我們已經有了重量級的公司(子行業全球前十),在最困難也是產值最大的製造端,更一口氣規划了26座12寸的晶圓廠,佔全球未來5年規劃產能的4成以上,要知道隨便一個也是上百億的人民幣呀,可就算我們2020能有4成自給,也還只能說是晶元大國,不是強國,因為我們的製造設備甚至原料還是主要依靠進口,而西方各國炮製了瓦森納協議,一直是只允許落後兩代的設備出口中國,關鍵設備的研發還是要自己給力,這都需要時間來趕上。


我國每年要進口一萬多億的晶元,是世界上最大的晶元進口國,我國的電子製造業的高端晶元靠進口,(邏輯晶元,存儲晶元)主要靠進口,晶元設計,製造,封測能力較落後。這事關我國的國家的安全和電子製造業的產業安全,西方國家在晶元先進位造設備不許出口到我國,給我國設定了技術障礙,不過現在我國很重視晶元,國家投入了大量的資金支持技術的研發,生產。在晶元方面,韓國三星公司在存儲晶元走過了一條成功的道路,它先是通過學習日本,請日本專家全職或兼職,逐漸的掌握了技術,再通過戰略的虧損(價格戰)來打敗日本公司,最終達到壟斷市場。這其中有我國可以學習的地方。當然,自主創新是我國晶元縮小差距和做大做強的主要手段,國家在其中投入扶持最重要,是我國晶元做大做強的關健。


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