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芯片是如何产生的?我们的芯片产业链真实差距有多大?

查看:598 / 更新:2022-04-10 02:28

IC设计,前面有提到,高通、英伟达、海思它们就是干这个的。因为有海思撑大梁,所以这一项中国芯片业和世界先进水平差距并不算太大。

2018年,海思营收为 75.7亿美元,而全球排第一的博通营收 217.5 亿美元,是海思的 2.87 倍。

芯片是如何产生的?我们的芯片产业链真实差距有多大?

目前,除了我们熟悉的麒麟系列手机芯片外,海思的产品还有服务器芯片(鲲鹏系列)、基站芯片、基带芯片、AI 芯片等等。这次海思能拿出充足的「备胎」,确保华为大部分产品的战略安全,其深厚的技术底蕴可见一斑。

唯一的问题是,IC设计中必须用到的 EDA 软件,基本被美国垄断。世界上三大 EDA 软件 Cadence、Mentor 和 Synopsys,全都是美国的,尽管海思也有自研,可技术上仍存在不小的差距。

芯片制作领域,典型代表台积电,三星、英特尔也有自己的制造厂。

目前大陆第一大制造商中芯国际2018年营收 33.6亿美元,世界第一大制造商台积电,2018年销售额创纪录为 1.03万亿新台币,约合 323亿美元,差距为 10倍。

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但更大的差距,还在制程工艺上。台积电作为 ASML最大股东,能第一时间拿到 ASML最新的光刻机,目前已经开始试生产 5纳米芯片;而中芯国际的 14纳米工艺才正准备量产,二者之间存在两代半左右的技术差距。

此外,芯片制作是芯片制造环节中,最烧钱的一项,而且随着制程工艺进步,所需投资成倍增长。从70年代的几千万美元,到几亿美元,十几亿美元,几十亿美元,上百亿美元......

去年三星、台积电投资的 7 纳米工厂,投资都超过了两百亿美元。它们是靠政府的全力支持,同时利用旧工厂的高利润,才撑得起新厂房的投入。

相比之下,中芯国际在利润上远不如它们,所以未来在追求先进制程工艺上,会显得极为吃力,希望不要像牙膏厂一样,变成 14 纳米++++~

封装测试,它的技术要求,相比设计和制造会低一些,所以我们和世界先进水平的差距也相对较小。

中国第一大封装厂长电科技2018年营收 238.56亿元;世界第一大封装厂日月光2018年营收 1519.2亿新台币,约合人民币 334.4亿元,差距为 1.4倍。

芯片是如何产生的?我们的芯片产业链真实差距有多大?

设备制造,就是供应生产芯片需要的设备,如光刻机、蚀刻机等等。

这是中国芯片产业最大的弱项,一个光刻机便被卡的死死的,更别提各种高纯原料、清洗用研磨液、掩膜版等;甚至,我们连一些特殊原料的包装桶都需要进口。

总的来说,目前大陆的芯片产业,还是处于极为薄弱的状态。 不过,只要海思能够在「备胎」有效的时间里,设计出足够优秀的芯片,台积电那边不出幺蛾子,满足华为产品使用还是做得到的。 引用一句网友的话:当你不够强大的时候,敌人的制裁,立刻会让你原形毕露;但当你足够强大的时候,敌人的制裁只会成为你的勋章。

而对于大陆的芯片产业来说,一切并非没有希望。

一方面,很多优秀的中国企业,已经在从各个细节入手,提升我们的综合竞争力。

如中微半导体,其创始人尹志尧,曾位居美国应用材料总公司(世界最大半导体生产设备供应商)副总裁,被称为硅谷最成功的华人之一。

2004年,尹志尧放弃一切,回国创业,仅用三年时间,便为中国填补了等离子体刻蚀机的空白。目前,中微半导体已研发出了 7 纳米刻蚀机台,与世界最先进的水平同步,并成为大陆地区唯一一家有资格向台积电供应设备的厂商。

芯片是如何产生的?我们的芯片产业链真实差距有多大?

另一方面,目前摩尔定律在纳米阶段已逐渐失效。

以目前的工艺技术,到了 3 纳米以下的时候,电子在半导体内的流动,就不是按照我们所理解的理论来走了,而是会遇到神秘的量子效应,当前的工艺技术就会面临天花板。

所以在几年之内,各领先企业都会停滞在 3 纳米制程附近,正是中国赶上来的好机会。

今天的中国,拥有全世界最好的硬件产业基础,也拥有全世界最多的工程师、设计师,而且他们在共同文化背景下,可以很快协作起来。这形成了中国企业打造全球领先产品的能力。

所以,在芯片上,中国能否实现弯道超车,就让时间给我们答案。