摆脱依赖国外芯片用数字说话,体会一下老美“击之于半渡”的意图

    近日,美国商务部宣布,今后7年内,将禁止该国企业向中国电信设备制造商中兴通讯出售任何电子技术或通讯元件。使得中兴被美制裁成为热点话题引发深入讨论,而美国公司将被禁止向中兴通讯销售零部件、商品、软件和技术也触碰到了中国缺芯之痛。其实,国内大量依赖进口集成电路很大一部分原因是中国企业在高端的IC设计上的滞后。同时,由于我国的芯片产业起步较晚,在技术的劣势比较明显,所生产的芯片比较粗糙,质量没法保证。

    中兴通讯副总裁田峰发表了看法:用数字说话,体会一下老美“击之于半渡”的意图不是不给力才被人整,而是发展的太给力才会被人整,是中国军团的发展势头让美国感到缺乏安全感。同时也要考虑我们的起点是一穷二白,科技与工业发展不是打嘴炮,一时兴起就可以指点江山挥斥方裘,网上喷子太多口水成河。我们依然会无怨无悔地把中(国)兴(旺)的自强之路走下去!并配以中国IC设计公司2017年营收表

    以上这些都是SoC芯片企业,确切说是芯片设计企业。在全球,美国高通是出了名的IC设计(集成电路设计)厂商。目前,在国内IT领域,海思半导体和清华紫光确实很厉害。实际上,国内IC设计厂商不止海思半导体、清华紫光展锐两家,还有中兴微电子、华大半导体等。设计能力没问题的,只是制造看看谁能拿到好资源了。之前麒麟950那一波之所以能暂时压过高通,也是因为华为提前预定了台积电16nm制程产能,快速量产。

    据悉,紫光集团旗下的晶圆厂代工工艺已经接近台积电。很多年前,同事有个做航天的同学就给抱怨过美国封锁导致他们设计的芯片无法制造,在细节工艺估计还是赶不上台积电,但今年他说已经解决了,国产晶圆厂良率还可以。

    既然聊到这里,我们不妨看看国内芯片产业链的现状。说到芯片产业链大致可以分为IC设计、IC制造、和封装测试三块。而我们日常所说的产业链上游实际上就是IC设计,这一款是把系统、逻辑与性能的设计要求转化为具体的物理版图;中游的IC制造则是晶圆代工承接上游厂商的IC设计,继而转接到下游产业链,由封装测试企业进行封装测试、组装芯片,并制作成产品。

    如果顺着这条脉络在往上就涉及到更上游,如:芯片制造所需的光刻机依然是美、欧、日的天下。随着,中国开始向高端制造和科技基础工业上发展,这让老美真的慌了。在国家大力支持下,目前对比全球除了美国,中国也是在芯片领域拥有全产业链优势的国家。虽然欧美先进的一代我们无法比,但是正如田峰所说:要考虑我们的起点是一穷二白,科技与工业发展不是打嘴炮。

    在光刻机制造方面

    国内游上海微电子装备有限公司、中国电子科技集团公司第四十五研究所、合肥芯硕半导体有限公司、先腾光电科技有限公司、无锡影速半导体科技有限公司等厂商,虽然同国际领先的ASML差距很大,不过国内企业追赶的脚步从未停下。

    光刻机是制造电脑CPU的母机,处于科技领域的最顶层,目前世界上先进光刻机基本被荷兰的ASML公司垄断,ASML使用的光线已经到了极紫外光(EUV),可以光刻7nm以下的大规模集成电路。目前,中国自己生产的光刻机总体水平落后世界很多,而目前在国内技术上处于领先的上海微电子装备有限公司(SMEE)量产的光刻机也只能够光刻90nm的大规模集成电路。

    从制程上来说与国外先进设备厂商差距那是相当的大,国内晶圆厂商所需的高端光刻机基本完全依赖进口;并且受制于《瓦森纳协定》,ASML不可以向中国出售先进光刻机,即使卖给中国公司稍过时的光刻机也要附带条款:不准用于制造像龙心这类自主研发的CPU芯片。所以在这方面中国长期处于被封锁的状态,也许试验室里有更高制程的光刻机技术,但是在量产、投入生产之前还只是镜花水月。

     

    在刻蚀机制造方面:

    有上海半导体的刻蚀机能加工14nm以上的芯片,和北方微电子的刻蚀机能加工28nm以上的芯片。韩国、台湾、新加坡也都采购过上海半导体的产品;其中,北方微电子的刻蚀机大多被中芯国际用来加工28nm芯片。

    据悉,现在中国最先进的等离子蚀刻机已经制造到了5nm的制程,并且7nm制程的蚀刻机已经在去年走出试验室,开始向台积电等厂商供货,这方面中国已经是世界顶尖水平。

    在芯片设计方面:

    中国不仅有厂商设计的走独立自主路线的龙芯、申威,还有打入ARM阵营的海思、展讯等IC设计公司;另外还有与国内外厂商合资或合作的兆芯和宏芯。

    值得一提的是,因为采用ARM路线的技术门槛较低,主要是购买现成的IP核(ARM),购买GPU核(Imagination、Mali)以及各种接口IP核(Synopsys),通过一定的流程集成(高级组装)SOC,说白了就是高级一点的组装产品。由于根本不涉及最核心的微结构设计,在芯片的性能、功耗、安全性等方面ARM阵营IC设计厂商不具备话语权。

    在芯片代工方面

    国内有中芯国际、华虹等一批芯片代工企业。虽然中芯国际尚未掌握14/16nm芯片的制造能力,并且在全球市场份额也仅为台积电的十分之一,但中芯国际所拥有的28nm芯片制造能力足以应对绝大部分IC设计公司的需求。

    据了解,AMD的很多CPU和英伟达maxwell架构的GPU都是28nm制程,现在手机芯片主流制程也是28nm。部分高通骁龙400系列芯片已由中芯国际代工生产;龙芯3A3000也正在中芯国际流片,计划采用中芯国际的28nm PolySiON制程工艺量产。

    在DRAM生产方面

    国内有武汉新芯和西安华芯等厂家,搭载在龙芯、申威、飞腾上的内存近乎全部来自这两家企业。此外,据紫光国芯旗下西安紫光国芯半导体有限公司网站显示,其DDR4内存模组已经发布。

    在芯片封测方面

    国内封测产业以外资或合资企业为主,但内资企业中也有长电科技、通富微电、华天科技、晶方科技等龙头企业。大多能实现对美封测企业的替换,举例来说,苹果6的SOC就是由长电科技使用后道光刻机封装的。国内IC封测产业不仅基本盘比较大,而且发展势头良好。按目前的发展趋势,在封测领域,5年之后中国和美国的差距会被缩小。

    写在最后

    中国的集成电路产业是全球为数不多的具备全产业链优势,并能实现自我升级,打破美国主导的全球分工秩序的存在。产业链的整体发展水平和垂直整合水平也是影响国内芯片产业发展的关键因素。因此,中国目前主要的任务是缩小IC设计、IC制造和封测相关的代工服务差距,而美国这次对中兴的全面封杀给中国敲响了警钟。诚然,在具备全产业链、门类齐全的光环下,有些东西短期内无法替代,我们不得不面对实力还不够强的这样一个现实,而老美也有“击之于半渡”的意图。特别是这些产业涉及的细节末梢又特别多,部分环节国内企业缺乏足够的行业经验。

    现今,芯片的研发已不仅仅是硬件的设计了,还需要软硬件同时设计;同时技术、市场、需求这三点或许才是最值得国内芯片企业关注的,以用户的需求为根本出发,结合自身产品和技术的特点,集中研发和资金的投入,只有这样才可以摆脱单纯依赖国外芯片产业的现状。

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