吴晓波:韩国“流血”造芯片,能给中国哪些启示
中国公司想要在芯片上有所超越 , 可以回顾下隔壁邻居韩国的发展史 。口述 / 吴晓波(微信公众号:吴晓波频道)中国每年进口最多的商品是什么?很多人脱口而出:石油?是也不是 。过去30年 , 中国最大的进口商品确实是原油 。但2018年 , 芯片(集成电路)取代石油 , 成为了中国第一大进口商品 。这一年 , 国家海关总署数据显示 , 中国的芯片进口额达到3120亿美元 。 2019年微降至3055亿美元 , 但仍牢牢占据进口榜第一名 。
2018年进口重点商品量值表数据来源:海关总署划线部分单位:百万美元凡电子产品 , 都离不开芯片 。中国用这些芯片生产了全世界90%的电脑、手机和家电 , 但这一进口数据 , 使得我们“世界第一IT产品制造国”的名头 , 看上去有点虚 。1芯片之于电子产品 , 犹如发动机之于汽车 。芯片 , 以二氧化硅(沙子的主要成份)为原料 , 但从一盘散沙变成这个互联网星球的科技之巅 , 需要走过漫漫的技术长路 , 而中国恰好在这条路上走得有些“芯”酸 。芯片主要分为设计、制作和封装三大环节 。在芯片产业链上 , 有人是三位一体 , 三个都做 , 比如三星、英特尔 。有的只管设计 , 比如高通、AMD、NVIDIA以及咱们的华为海思、紫光展锐 。有的只负责制造 , 这里就有我们熟悉的台积电、中芯国际等 。有的只做封装测试 , 比如日月光、安靠等 。细分到不同的部分 , 能力也有高下之分 。中国目前最强的部分是封测 , 在2016年 , 全球前十封测企业里 , 中国大陆企业已跻身三家 。到了2020年第二季度 , 在紧挨着中国台湾的日月光、美国的安靠、中国台湾的矽品前三甲的就是中国大陆的江苏长电 , 已经靠近世界一流水平 。
但在最突显技术能力的芯片设计和制造环节 , 我们还徘徊在中低端没有出来 。就拿芯片制造部分来说 , 芯片制程是一个重要的制造能力标准 。所谓制程 , 指的是芯片中晶体管线宽的大小 , 制程越小 , 单个芯片上就能容纳越多的电路元件 , 芯片的性能越强、功耗越低 。40nm以上制程 , 可供生产存储芯片;14nm制程实现 , 就能供应中高端AP/SoC、GPU、矿机ASIC、FPGA、汽车半导体等制造;12nm制程实现 , 即可入手一台中端智能手机芯片;7nm制程实现 , 即可拥有即将绝版的华为麒麟980芯片手机 。中国企业中 , 目前只有中芯国际具备14nm制程制造能力 。
2在华为被美国卡脖子后 , 很多人提出了这样的灵魂拷问:为什么中国造不出高端芯片?原因很复杂 , 内外皆有 。先说芯片技术本身 。英特尔创始人戈登·摩尔曾提出“摩尔定律” 。 即每隔24个月(后改为18个月) , 集成电路上可容纳的晶体管数会增加一倍 , 性能会提升一倍 。因此 , 芯片的技术更迭非常迅速 , 每隔一两年就会更新换代 。这是一场吃力不讨好的竞赛 , 我们刚花了几年实现某项工艺的突破 , 之前的领跑者就已经跑到了更前面 , 制程工艺间的差别犹如制造自行车和钟表之间的差距 , 说的残酷点 , 我们刚突破的 , 可能就是别人玩剩下的 。
目前台积电预计将于2022年实现3nm制程的量产 , 而中芯国际将于2021年开始生产7nm制程的芯片 , 前提还得是这期间美国不要继续搞事阻拦 。另外 , 工欲善其事必先利其器 , 在制造芯片的“器”上 , 我们缺胳膊少腿的部分还有很多 。比如制造高端芯片的光刻机 。光刻机的制造技术只掌握在世界上少数几家厂商手中 , 最有名的是荷兰的ASML(阿斯麦) 。 它造价高昂 , 一台约在3千万至5亿美元 。 ASML的EUV光刻机一台报价近10亿 。这部分中国为了进口也没少花钱 , 2019年进口相关产品金额高达790亿元 , 依然杯水车薪 。
2019年进口主要商品量值表(万元人民币)除了技术上的限制 , 中国早年在技术投入方面存在认知误区 。一开始 , 中国生产芯片的水平并不低 。1975年 , 中科院北京109厂(现中科院微电子研究所) , 生产了国内第一块1K DRAM(存储芯片)只比美日晚了四、五年 , 却比中国台湾、韩国早了四、五年 。但此后中国就落下了 。国内政策发生突变 , 政府不再向企业直接拨款 , 企业需要直接向银行贷款 。 这时候 , 企业断了“生活费” , 生产成本也相应收缩 。 少了稳定的资金投入 , 技术很难更新 。其次 , 企业内部发展产生分歧 , 很多企业拥抱市场 , 认为生产和技术应该顺从市场需求 , 不应再唯技术马首是瞻 。导致的结果是 , 中国企业在匹配芯片的算法和软件上下足了功夫 , 而最难攻克也最需要攻克的芯片技术就被放在了最不紧要的位置 。如今人们感叹中国移动互联网的发达 , 回头却发现自己连基本功都没练好 。补课成了当下最重要的命题 。3回顾全球芯片发展史 , 我们或许能以史为鉴 。1958-1959年 , 德州仪器和飞兆(仙童)半导体先后发明集成电路 , 此后美国公司长期统治着半导体市场 。随后 , 日本开始以“举国体制”重点发展半导体产业 , 政府通过资金、政策扶持相关厂商 , 用了20年时间 , 在DRAM等领域实现了技术水平超越 , 日本DRAM的全球市场占有率一度高达80% 。接着 , 美国对日本实施精准打击 , 强迫日本签署《日美半导体协定》 , 施加了一系列限制条款 。 日本半导体产业从此中衰 。正当美日两国打得头破血流时 , 有一个国家渔翁得利 , 占据了芯片市场的一席之地——它就是韩国 。1974年 , 三星创始人李秉喆不顾管理层劝告 , 自掏腰包入股了美国Hankook半导体公司 , 并于1977年将其完全吞下 , 整合业务成立了三星半导体 。在这期间 , 韩国政府出台了扶持半导体产业的六年计划 , 目标是实现半导体本土生产 。 “政府+大财团”的发展模式正式启动运转 。此后历经波折 , 直到1983年 , 三星才建起了半导体厂房 , 从遇到资金问题的美光公司(Micron)手里买来了64K DRAM的技术 , 又从夏普公司手里买来了加工工艺授权 。1984年 , 三星实现了64K DRAM的批量生产 , 但与国际先进水平仍有不小的距离 。 这时 , 三星做了两件事 。首先是挖人 , 挖美日公司的墙角 , 高薪聘请半导体工程师 , 实在挖不到的 , 就聘请他们周末飞来韩国进行指导 。原东芝副社长川西刚 , 曾讲述过这样一段往事:1986年 , 三星极力邀请他访韩 , 飞机抵达首尔后 , 川西受到了极为隆重的接待 , 随后对方提出请求 , 说我们正在建设半导体工厂 , 请您看看 。川西不便推辞 , 就参观了三星的工厂 。 回国后 , 三星转而要求参观东芝的半导体工厂 , 川西顾及礼数 , 无奈之下又同意了 。
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