我国芯片行业的差距在哪里？
本文刊载于《三联生活周刊》2020年第38期 ， 原文标题《我国芯片行业的差距在哪里？》 ，过去一年多以来 ， 从中兴、华为到中芯国际 ， 中国的顶尖企业屡屡因为芯片被卡脖子 ， 中国芯片行业的不足也充分暴露出来 。 和全球领先水平相比 ， 我国芯片行业的差距到底在哪里？主笔/谢九
上世纪80年代 ， 中国芯片业奉行“造不如买 ， 买不如租”的发展思路 ， 使得国产芯片业全面落后于国际水平 。 到了90年代 ， 中国开始逐渐认识到自主发展芯片产业的重要性 ， 有关方面提出砸锅卖铁也要把半导体搞上去 ， 一个标志性的事件是 ， 1996年推出的“909工程” ， 这是中国电子工业有史以来投资规模最大的工程 。 由此开始 ， 芯片行业在国内的重视程度不断提升 。过去几十年 ， 中国的芯片业和国际水平虽然仍有很大差距 ， 但是差距开始逐渐缩小 。 以产业链来看 ， 芯片行业通常被划分为设计、制造和封测三个主要环节 ， 相对而言 ， 中国在封测环节的实力最强 ， 设计次之 ， 制造环节的实力最弱 。芯片封测的全球市场份额主要集中在中国台湾地区、中国大陆和美国 ， 龙头企业是台湾的日月光 ， 全球市场份额大概占20% ， 中国大陆的长电科技排名全球第三 ， 另外还有通富微电和天水华天这两家公司也能跻身前十 ， 三家大陆公司的全球市场份额合计大概占20% 。 可以说 ， 在芯片封测市场 ， 大陆企业已经是全球的主要玩家 。从芯片设计环节来看 ， 中国的整体实力还有一定差距 ， 不过 ， 最近几年中国的芯片设计进步很快 ， 涌现出了一些很有实力的公司 ， 比如华为海思 ， 其自主设计的麒麟芯片在细分市场已能做到全球领先 ， 今年上半年 ， 华为海思的销售额跻身全球芯片设计的十强之列 。不过可惜的是 ， 由于华为自己不从事芯片制造 ， 所以华为海思的芯片只能交给台积电等芯片制造公司 ， 所以 ， 当美国发出禁令 ， 只要使用了美国设备或软件的芯片代工企业 ， 想要向华为提供芯片 ， 都必须经过美国商务部批准 ， 这就使得华为陷入巨大困境 。 从今年9月15日后 ， 台积电等全球芯片代工企业将停止向华为提供芯片 。 尽管华为海思在芯片设计上实现了突破 ， 但在芯片制造环节的缺失 ， 最终还是被美国卡住了脖子 。 面对华为芯片被断供的困境 ， 华为消费者业务CEO余承东最近做出反思 ， “中国企业在全球化过程中只做了设计 ， 这也是教训” 。所以 ， 中国芯片业最大的短板就此充分暴露出来 ， 那就是制造环节 。 最近 ， 美国方面有消息称 ， 中国大陆最先进的芯片制造企业中芯国际 ， 也有可能进入美国的制裁名单 ， 这将给原本就落后的中国大陆芯片制造业带来更大打击 。 面对可能到来的美国制裁 ， 中芯国际在第一时间做出了回应——任何关于“中芯国际涉军”的报道均为不实新闻 ， 我们对此感到震惊和不解 。 中芯国际愿以诚恳、开放、透明的态度 ， 与美国各相关政府部门沟通交流 ， 以化解可能的歧见和误解 。从芯片制造业的全球格局来看 ， 台积电是当之无愧的龙头 ， 市场占有率超过50% ， 中芯国际的全球市场占有率大概5%左右 ， 全球排名第五 。 从技术能力来看 ， 中芯国际代表了中国大陆芯片制造业的最高水平 ， 在去年实现了14纳米制程的量产 。 这和台积电相比大概有3～5年的差距 ， 台积电在2015年实现量产14纳米 ， 2020年量产5纳米 。 综合来看 ， 中芯国际在国际芯片制造业属于第二阵营 ， 但也是中国芯片制造业最有希望跻身一流的企业 。目前国产芯片制造业除了自身的技术差距之外 ， 最现实的短板还在于对国外关键设备和原材料的严重依赖 。 芯片制造的基本流程是以晶圆为原材料 ， 通过光刻和刻蚀等手段 ， 将客户要求的电路布图集成于晶圆上 。 从芯片的生产过程来看 ， 加工所需的原材料以及光刻机、刻蚀机等关键设备 ， 基本上都被国外垄断 。 美国如果对中芯国际实施制裁 ， 最直接的影响就是 ， 中芯国际的设备和原材料采购将大受影响 。从设备供应来看 ， 中芯国际的设备大部分来自境外 ， 排名前三的设备供应商是美国应用材料公司、荷兰阿斯麦（ASML）公司和美国泛林半导体公司 。 早在2018年 ， 中芯国际曾以1.2亿美元的价格向ASML订购了一台最先进的光刻机 ， 这是中芯国际从14纳米向7纳米突破的关键设备 ， 但时至今日 ， 这台机器迟迟没有交付 。 如果中芯国际被美国正式制裁 ， 这台被无数国人翘首以盼的光刻机 ， 可能将永远没有来到中国的机会 。 目前国产光刻机的最高水平是90纳米 ， 和世界领先水平至少有十几年的差距 。中国的芯片制造业不仅是设备依靠国外 ， 核心原材料也难以自给 。 比如硅片 ， 它是半导体芯片制造最重要的基础原材料 ， 在晶圆制造材料成本中占比近30% 。 目前国际市场的高端硅片中 ， 日本、德国、韩国和中国台湾地区的五大厂家 ， 占据了90%以上的市场份额 。中芯国际是目前为止中国大陆最有可能跻身世界一流的芯片制造企业 ， 如果无法得到境外的先进设备和原材料 ， 中芯国际不仅将失去追赶的机会 ， 甚至维持现有的地位可能都有困难 。 一个更极端的案例是福建晋华 。 2018年 ， 福建晋华被美国列入出口管制实体清单 ， 无法正常采购美国设备 ， 投资50多亿美元的厂房只能被迫停摆 。因为制造水平落后 ， 我国每年要进口大量芯片 ， 去年我国的芯片进口产值超过3000亿美元 ， 是我国最大的进口商品 ， 而我国对石油的进口规模也不过2000亿美元 ， 我国芯片制造业对于国际市场的依赖可见一斑 。 按照有关方面的规划 ， 到2025年 ， 我国的芯片自给率要达到70% ， 而目前的国产自给率只有30%左右 ， 想要实现预定目标 ， 可谓任重道远 。如果美国的制裁继续升级 ， 对于正在奋力追赶的中国芯片业将带来极大的困难 ， 短期之内甚至可能和世界领先水平的差距越来越大 。 不过 ， 从更长远的眼光来看 ， 这也可以促使中国的芯片行业彻底抛弃幻想 ， 充分意识到芯片自给的重要性 。 如果能拥有充沛的资金、高端的人才、合理的产业政策再加上时间的慢慢积累 ， 中国芯片业未必没有起飞的机会 。
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