在日益深化的中美科技博弈中,半导体似乎成为了美方最为依仗的天险。 科技发展到今天,半导体已经是最具战略意义的产业、技术和物资。尤其是最近两年,贸易角逐、科技逆全球化、疫情下的互联网生态、汽车家电等传统行业也开始面临缺芯,更是将半导体的地位推到无以复加的高度。 而美国经过一代又一代的研发投入,目前毫无疑义地占据着半导体行业龙头地位,把持着半导体产业链的制高点。美半导体实力 全球半导体厂商综合实力排行前10中,美国占据5家:英特尔当然是世界最大的半导体生产商。美光第四,高通第五,德州仪器第七,英伟达第十。 模拟芯片前10中,德州仪器是20年间无可争议的霸主,ADI常年稳坐第二,前十中还有Maxim、Skyworks、安森美和Microchip。 全球前十五的设计IP厂商排名中,美国几乎占据了大半壁江山。美国的EDA软件工具商Synopsys和Cadence是IP阵营的主要话语者,SST是存储器IP领域的领导者,Achronix是唯一在批量生产中同时具有高性能和高密度独立FPGA和嵌入式FPGA(eFPGA)解决方案的IP供应商。 全球半导体设备供应商前5名中,美占据了3席,分别是排名第一的应用材料,市占率19左右;第四的LamResearch,市占率13左右,以及排名第5的科磊,市占率6左右。 这样数一下,美账面上的实力还是非常强劲的。 从上世纪90年代以来,美奉行成本优先的科学政策,没有回归到重资产的工业布局,美希望的理想状态是:将极度耗费资源的材料和制造业交给全球供应链去完成,只在技术顶端控制这个行业。所以今天的美国也开始遭遇半导体制造带来的危机。 30年前,全世界制造的所有微芯片中,有超过三分之一来自美本土公司。如今,这一数字已降至仅12。目前全球约80的芯片生产集中在亚洲,主要是台湾、韩国,日本则把持着高端材料的制造。如果拉上日本和韩国,美半导体的遏制能力将巨大提升 前不久,自媒体盛传一则自嗨内容:大陆的芯片产能占比13。9超过美国的12。8。这没什么可激动的,冷却下来后可以分析出,这些产能不是来自中国本土芯片企业,大多是国外企业在大陆兴建的生产线而已。 以2019年为例,虽然全年在中国制造了价值195亿美元的芯片,但总部位于大陆的公司仅生产了76亿美元(38。7),60的芯片,是由台积电,SK海力士,三星,英特尔和其他在大陆设有IC晶圆厂的海外公司生产的。 所以,美的算盘拨打意图是:联合日韩,可以加强对我半导体供应链的遏制效果。 日本半导体在材料和设备端具备非常强的优势。信越化学工业和SUMCO占硅晶圆全球份额的近6成。SR等日企的光刻胶份额接近9成。日本的索尼在图像传感器等特定领域维持着一定的优势。东京电子也是实力强劲的半导体设备供应商。 韩国则在存储芯片和半导体代工上占据龙头地位。 美日韩半导体结盟遏制能否成立呢?当然存在很大疑问。不仅中国是日韩半导体的最重要的出口市场,连美国半导体行业收入的约三分之一也来自中国。而且日韩对美半导体霸权戒心也很重。 但我们要做最坏打算。追赶世界先进,我们不仅缺光刻机 芯片之争,我们的处境非常困难,要做最艰苦努力的准备。好在我们不仅有完整庞大的工业体系,还有对世界经济有决定意义的巨大市场。 中国每年的芯片进口额超过3000亿美元,已成为世界领先的半导体市场。2020年,在疫情逆境中,来自中国自己的半导体制造业的收入达到了人民币8,850亿元(约合1,361亿美元),同比增长20,是全球同行的三倍。 但是,我们的半导体行业整体水平,与美国相比差距巨大。根据美国SIA的数据,近30年在芯片全球产业链中的占比,美国大概占50上下,而我们现在大概只有5。 半导体投资人陈大同曾分析:中国的半导体还有多少年才能追上世界水平?我两年前给出的答案是,封装基本上已经追上世界水平,设计还需要5年10年,存储器需要10年15年,设备材料需要1020年,门槛高的相对会慢。 而半导体整体产业中,芯片设备材料以及生产制造环节,是我们产业链发展的重中之重,它也是我们新基建的重要支撑。国产化28nm产线的突破和夯实发展,可助力我们冲破壁垒,缓解世界缺芯问题 尽管国内龙头中芯国际的已经实现14nm的大规模量产,但是由于客户、设备、材料的不确定性,中芯国际最近披露的月财报显示,1428nm工艺在2020年第四季度收入占比下降至5,低于三季度的14。6。 至于网络甚嚣尘上传闻所谓中芯国际突破到7nm的励志报道,其实n2也并非严格意义上的台积电第一代7nm水平,而且以DUV工艺抵近7nm已属极限,曝光工序的增加,意味着成本的上升和良率的下降,英特尔十年如一日14nm原地踏步的前车之鉴历历在目。 先进制程是我们追求的,但是不是我们急需的呢? 其实保证28nm甚至是55nm的产能更具现实意义!因为: 1、包括我国众多企业在内面对的全球缺芯荒,扩张半导体产能已是迫在眉睫。很多人认为我们最缺的是各种先进工艺,比如14nm、7nm甚至5nm等,然而实际情况出乎众人之意外。有业内人士透露,先进制程的产能其实都还有余量,比如中芯国际的14nm产线。反而28nm至55nm工艺生产计划今年全部排满了。 2、28nm处于晶圆先进制程和成熟工艺结合点,是整个产业毋庸置疑的成本性能控制最好的工艺。28nm在功耗设计、频率控制、性能稳定等方面具有明显优势。根据《2019集成电路行业研究报告》,28nm及以下工艺的先进工艺占据了48的市场份额,而成熟工艺则占据了52的市场份额。 3、功率元件、电源管理IC、影像感测器、指纹辨识晶片和显示驱动IC等都需要成熟制程的支持。28nm制程芯片可运用之处包括,AIoT、新能源汽车、5G网络设备、一些智能家居等。这些行业在近两年会饱尝缺芯之苦。 4、28nm所需要的DUV技术,即深紫外线光刻技术,ASML已经对我们放开出口,而且我国自己的DUV光刻机也临近破局点。 5、我国在半导体设备和材料的国产替代上,很多方向已经开始突破28nm,比如中微的刻蚀产品在业内开始领先,工艺节点已经达到5nm,甚至进入台积电的产线验证。 在中国本土芯片产能的解围纾困之战中,中芯国际身为排头兵,12个月之内,在北京、深圳两地,投入百亿美金,两度大幅扩增28nm及12英寸晶圆产能。28nm能解决相当大芯片产能需求,相关材料和设备的国际采购限制较小,而且国产替代最有可能在短时间形成突破。 台湾联电和美国格芯则干脆放弃先进制程的追赶,专心28nm的打磨和产能扩充,帮助企业重回代工行业的顶端地位。 写在最后 国际化分工协作,全球共赢发展经济的好日子一去不复返了。价值5000亿美元的半导体供应链是世界上最复杂的供应链,理论上讲,没有哪个国家可以单独发展芯片产业链。但中国长城的建立从来不是进攻,只是为了抵御。尽管仍然落后,我们必须要应对这个强加给我们的艰难挑战。 28nm产线的国产化,完全可以作为目前最切实可行的目标。28nm产线会刺激到我们半导体链条各个环节的发展,一旦有了工业格局里最珍贵的流动性,相信以我们的进取心和世界最好的产业环境,我们不仅可以走出外界施加的困境,也会为世界的缺芯现象带来决定性的治愈因素。