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芯片的来世今生：芯片发展极简史

一、芯片简史实际上 ， 芯片就是集成电路 。 芯片二字的中文翻译真是神来之笔 ， 寓意心脏、引擎 。 未来 ， 即使进入云时代 ， 进入量子时代 ， 芯片还是少不了 。芯片起源于二战后美国带来的信息革命 。 1947年 ， 美国发明了晶体管 ， 九年之后 ， 工程师杰克·基尔比和另一位美国物理学家共同发明了集成电路 ， 把众多缩小的晶体管集中布置到一个半导体硅片上 ， 叫大型集成电路 ， 也叫芯片 。硅介于导体和绝缘体之间 ， 所以叫半导体 ， 硅经过提纯成为高性能半导体材料 ， 是芯片的母体 。 以研究生产硅为半导体母体芯片的地方 ， 也叫硅谷 。 所以芯片也叫半导体产业 ， 也叫大型集成电路产业 。发明芯片的基尔比于2000年获诺贝尔物理学奖 。 作为运算处理中枢 ， 芯片奠定了现代工业文明的基础 ， 也揭开了二十世纪信息革命的序幕 。 可能当时人们并没意识到这些 ， 因为芯片还比较初级 ， 直到现在 ， 芯片越做越小 ， 性能越来越强大 。芯片之后 ， 美国又有进一步的相关发明 ， 如电脑、因特网、移动电话、智能手机等等 ， 这些共同构成了信息技术革命 。 所以 ， 这一轮信息技术革命 ， 美国是先驱者 ， 是领导者 ， 如今美国处处主动 ， 处处上游 ， 因为是技术源发地 。 在这条纵向产业链上 ， 处在下游的国家 ， 必然要受制于人 。1958年芯片出现之后的第五年 ， 也就是1963年 ， 日本人从美国引进了集成电路 。 那时日本是二战后恢复时期 ， 美国对日本采取扶持政策 ， 技术援助 。 结果 ， 做精微芯片 ， 日本的工匠精神 ， 青出于蓝 。 由此 ， 日本半导体产业后来居上 ， 而且大规模推向了民用消费领域 。 所以六七十年代 ， 日本是半导体产业的领头羊 。1965年 ， 日韩实现了邦交正常化 ， 日本开始在韩国设厂 ， 韩国把日本从美国引进的技术全盘掌握 ， 某些方面还优于日本 。 美、日、韩三国在六七十年代 ， 像浪潮一样 ， 你追我赶 ， 形成了国际性的芯片产业链 。1965年 ， 中国就意识到发展大型集成电路是非常重要的一件事 ， 但由于闭关锁国瞎折腾 ， 所以直到80年代 ， 芯片产业没有什么发展 ， 几乎就是空白 。改革开放以后 ， 应该说 ， 近40年来 ， 中国对芯片不可谓不重视 。 但国产芯片仍然在全球处在相对落后的状态 ， 尤其是高性能芯片 ， 缺口巨大 ， 全世界四分之三的芯片市场在中国 ， 但百分八十左右还得依赖进口 。 芯片进口额花费外汇超过了石油一倍多 。 石油进口一千四百亿美金 ， 芯片进口三千多亿美金 。在全球芯片产业链上 ， 中国处在中下游 。 上游的高端技术、核心技术 ， 关键零部件 ， 关键专利都不在我们手里 。 全球芯片产业链条上的龙头企业 ， 目前我们没有一个 。 芯片里面最典型的内存芯片 ， 目前美国占全球市场一半 ， 韩国占24%左右 ， 日本占10% ， 欧洲占8% ， 中国占3% 。 市场地位非常边缘化 。目前 ， 中国和第一阵营美日韩芯片相差两到三代 。二、芯片为什么这么难芯片产业有其独特的内部结构和产业特性 。 芯片产业链分为五个子链 ， 或者说芯片产业分为五大行业 。第一 ， 设计 。 数亿的线路如何集成在一起 ， 首先需要设计 。 芯片设计全球最大的公司是英国ARM ， 而设计软件 ， 美国EDA居于垄断地位 。 最近芯片产业最大的新闻是美国英伟达要从英国手里收购ARM ， 届时美国在芯片产业上将更加强势垄断 。第二 ， 制造 ， 包括成品制作和半成品制作 。 半成品是晶圆 ， 高纯度晶圆基本由日本人垄断 ， 硅的冶炼 ， 日本人可以冶炼到百分之九十点九后面十一个九 。 在晶圆的基础上再做芯片 ， 大家知道这个行业台积电最大 ， 中国的中芯国际目前是全球第五 。 当然只是产量全球第五 ， 不是质量第五 。第三 ， 封装测试 。 将芯片压缩到一个板子上 ， 进行合格测试 。 因为芯片的线路和触点太多 ， 所以必须逐个测试 。 封装测试基本属于劳动密集型产业 ， 这个大多数国家可以做 ， 中国人多 ， 所以在这个行业 ， 中国处于领先地位 。第四 ， 设备 。 生产芯片的设备大家都知道 ， 最精密的EUV光刻机是荷兰ASML 。 生产晶圆的设备 ， 在日本 ， 主要是三菱、索尼等企业占优势 。 7纳米工艺光刻机目前只有荷兰ASML能够提供 ， 售价1亿美元以上 ， 有钱还不一定能买到 。 上海微电子已经能够生产制作28纳米芯片的设备 ， 但也难以量产 ， 即使量产 ， 28纳米芯片也市场有限 。第五 ， 辅助材料 。 包括光刻胶、掩膜版、靶材、封装基板等等 ， 这些材料目前国内仍是空白或是瓶胫 。芯片制造是如此之难 ， 却又如此重要 。 它的特点就是在整个国民经济中的基础性、战略性地位 ， 不管是民生、国防、工业、装备、航天等等 ， 芯片出问题 ， 就等于人的心脏出问题 。三、芯片要么自己研发制造 ， 要么守规矩获取芯片是一个全球充分竞争的行业 ， 但进入的门槛高 ， 周期长 ， 资金密集、技术密集、人才密集 。 投资动辄数百亿美元 ， 研发人员成千上万 ， 基本是全球有限寡头间的竞争 ， 是跨越国界的国际市场竞争 。但芯片的竞争 ， 由于其重要的战略价值 ， 不仅是市场竞争 ， 它还是国家竞争 ， 乃至成为国际贸易战的有力武器 ， 成为竞争对手之间限制和制裁的重点产业 。但国家竞争与市场竞争有着不一样的竞争规则 ， 首先要遵守市场规则 ， 其次要遵守国家规则 。


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