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投资1万亿,自给率达到70%,中国的半导体独立能实现吗?
发布时间:2020-06-14 19:56 来源:互联网

随着美国政府宣布对华为的制裁升级,引发人们对台积电是否还能为华为代工高端旗舰芯片的关注,国内民众对中国半导体产业的兴趣比以往任何时候都要高。

半导体产业是中国的大国之痛。2019年5月,中国半导体协会(CSIA)发布报告称,2018年中国集成电路(IC)进口额达到3120亿美元,已经连续多年高于原油进口额。从 2011 年至今集成电路贸易逆差总额超过 1.2 万亿美元。

自从两年前投资1万亿人民币以来,中国政府一直在推动半导体独立,工信部的目标是到2025年半导体自给率达到70%。

4月29日,全球市场研究公司CB Insight公布了2020中国半导体设计公司,报导了中国最新的半导体行业和中国著名的半导体公司,或许我们可以从中一窥端倪。

通常来说,半导体公司的分类,可以被分成设计半导体的无晶圆公司Fabless,知名的有高通、苹果和华为;生产由Fabless设计的半导体的制造公司,代表公司是台积电和中芯国际;以及专门从事检验和组装的测试和封装公司,如台湾的日月光、大陆长电科技等。如果业务涉及到整个处理过程,则被称为综合性半导体公司。其中,无晶圆厂设计和负责制造的公司是半导体价值链的核心。

据中国半导体协会统计,2019年中国半导体设计行业销售额首次突破3000亿元,在中国半导体行业的销售额中所占份额最大(40.5%),连续三年保持最高。

CB Insights和Deeptech公布了中国半导体设计公司的首份榜单,分为10个详细类别,65家半导体设计公司,包括华为的海思及阿里巴巴的平头哥。

该清单基于市场潜力、技术稀缺性、外部评价和与其他公司的合作。DeepTech 和 CB Insights 据此将 65 家公司划分为 10 种不同类型的公司(移动、通信、存储、云等)。基于此,下图显示了中国半导体设计公司的主要玩家,我们选择几个较大的大公司来总结其优势。

之所以选择海思作为移动芯片的代表,是因为它是中国半导体设计的先驱。华为旗下的海思半导体是一家著名的半导体设计公司,也是中国最大的电子半导体和电信半导体设计公司。特别是,它为华为的高端智能手机设计了著名的麒麟芯片组。

根据全球市场研究公司IC Insiders不久前的一份报告,海思在今年第一季度首次跻身全球半导体市场前十名。第一季度销售额26亿美元,较上年同期增长54%,其中超过90%的销售额来自华为。

海思目前是中国企业里面最有希望登顶世界第一的,其目标应该是瞄准三星,英特尔,高通世界三强,挑战他们的地位。虽然差距目前还比较大,但是从长远来看,以华为不做则已,做就要做到世界前三的个性,问题不大。

已先后出手收购了展讯通讯和锐迪科微电子,公司还拥有长江存储器技术公司(YMTC)等主要半导体子公司。

寒武纪是一家以 AI 芯片组而闻名的独角兽公司,也是一家估值超过300亿的初创企业。它是世界上为数不多的拥有7nm(纳米)工艺芯片组设计经验的AI芯片组设计公司之一。

作为阿里巴巴旗下的半导体公司,平头哥基于阿里巴巴的高科技研究机构达摩院而成立。2019年9月,平头哥在杭州阿里云栖大会上宣布了用于云计算的AI芯片含光800。在此之前,平头哥还发布过玄铁910。

相比较上游芯片设计领域,半导体制造领域目前是大家关注的焦点,简单可以划分为晶圆制造和集成电路制造两大块。

其中晶圆制造大致经历普通硅沙(石英砂)—纯化—分子拉晶—晶柱(圆柱形晶体)—晶圆(把晶柱切割成圆形薄片)几个步骤。集成电路制造工艺是由多种单项工艺组合而成的,简单来说有四个主要步骤:薄膜制备工艺;光刻工艺和掺杂工艺。

目前,中芯国际作为国内最大集成电路晶圆制造企业,积极进行产业布局,提供0.35um到14nm晶圆代工与技术服务。凭借先进工艺和产能实力,目前中芯国际已成为世界排名第五的集成电路代工企业。

而在存储半导体领域,中国正接近世界先进水平。内存和闪存领域,韩国拥有绝对的优势,韩国三星和海力士都绝对的霸主。有两家中国公司在扛起反击的大旗,一个是合肥长鑫(主力是兆易创新),一个是长江存储。

目前全球存储芯片主要有三类产品,根据销售额大小依次为:DRAM、NAND Flash以及Nor Flash,其中Nor Flash尽管排名第三,但与前两者相比,市场规模仍然较小,仅为30亿美元,而前两者大致在400亿美元级别和300亿美元级别。

2018年4月,习近平主席参观武汉长江存储科技公司的工厂时,要求全力实现半导体独立。他补充说,政府将投资1万亿元人民币来支持该项工作。

今年4月,武汉长江存储在其网站上宣布,它已成功研发并测试了世界上最先进的128层3D Nand Flash芯片。业内专家表示,中国与领先的美国及韩国之间的技术差距已经缩小到一至两年左右。

此外,合肥长鑫2019年宣布其17纳米工艺的DRAM已经量产,一些观察家认为,三星和合肥长鑫之间的技术差距已经缩小到不到两年。

在半导体最后的封装测试领域,由于其相对技术和资金门槛较低,属于产业链中的劳动密集型。由于我国发展集成电路封测业具有成本和市场地缘优势,封测业相对发展较早。随着长电科技收购星科金朋,南通富士通收购AMD封装工厂等一系列整合,以及长电科技、通富微电、天水华天与晶圆代工线的战略联盟,使得国内封测业无论是产业规模还是最新的封装技术都已初具国际竞争力。

中国国务院在2015年发布的《中国制造2025》的报告里面说,2025年自给率要达到50%,这其实是一个非常高的目标,因为这意味着2025中国集成电路产业规模占到全世界35%,也就是超过美国位列世界第一。当然这个是指总体产值,就产业结构而言,仍然是美国在高端,中国在中低端和部分高端。

而工信部的规划更激进,2025年要达到70%芯片自主化,也就是中国集成电路产业规模要占到全球49%, 这意味着什么呢,2025年中国集成电路产业从产值来说将是世界最高的国家,不仅能够供给全中国的需要,而且还要抢占相当一部分的世界市场。

据市场研究公司IC Insights 5月23日的数据,2019年中国半导体自给率达到15.7%,比2014年提高0.6个百分点。到2024年,中国半导体自给率预计将仅为20.7%。

而波士顿咨询预计,到2025年,中国将用本地设计的半导体来满足其国内25%至40%的需求,这是目前水平的两倍以上,但仍低于其自身70%的目标。

半导体产业是一个人才密集型产业,能否获得有经验的人才决定着技术优势。CB Insingt表示,包括半导体设计在内的中国半导体产业仍然落后于美国,未来5至10年,这一差距仍将存在。不过,很明显的可以看到,差距正在逐渐缩小。

台湾的台积电(TSMC)是全球最大的半导体制造公司。该公司最近受到美国对华为的制裁影响。华为将部分芯片的订单转向了大陆的铸造公司中芯国际,国家大基金二期与上海集成电路基金二期已同意分别向中芯国际附属公司中芯南方注资15亿美元和7.5亿美元。而作为内地最先进、规模最大、配套服务最完善的芯片制造企业,中芯国际已在此前获得国家大基金一期的重点支持,承诺投资约215亿元。

因此,自5月份美国升级对华为的制裁以来,包括中芯国际在内的中国半导体公司的股价一直在上涨。

但中国的半导体自力更生梦似乎还有较长的路要走。即使设计(无晶圆厂)和生产(铸造)公司被中国国内的公司所取代,业界也相信,如果没有美国的半导体设备,就很难做到完全自力更生。

然而,中国正试图用一切手段和方法来缩小差距,比如政府全力支持和加大人才引进和培养等。一些重量级人物相继加盟大陆半导体产业,如紫光集团全球执行副总裁高启全,被称为台湾DRAM教父;中芯国际联席CEO梁梦松,前台积电和三星干将。

为了实现这些目标,中国政府于2014年9月成立了中国集成电路产业投资基金(CICIIF),简称“大基金”。成立这个大基金是为了半导体行业投资和并购。中国政府设想在未来10年斥资逾1500亿美元,加速集成电路设计和制造领域的发展。

半导体行业总体来说,美国超级强势,以Intel、高通、德州仪器、镁光等为代表;韩国在存储领域优势大,以三星和海力士为代表;中国正全方位强势追赶。其它基本在走下坡路。

日本有三家一流半导体公司:瑞萨电子,索尼的CMOS图像芯片和东芝半导体。这其中索尼的CMOS图像处理芯片是近年来日本公司几乎仅有的实现大逆转的产业。东芝在寻求出售,等东芝出售成功,那么日本也只剩2家半导体公司。

台湾半导体产业也在衰退,半导体的设计,制造,封测三大部分,设计和封测大陆均已经超越台湾,台湾在IC产业唯一有优势的就是制造。

在目前的这个地球上,还从来没有一个大型产业领域,中国人不是重要的主导参与者的。当然我们必须要付出时间的代价,这个时间不是三五年,能够十年达到70%自给率,我们就已经非常了不起。

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