台积电向左,国产半导体向右

多年来,大陆一直在半导体领域发力,但国产半导体的发展前景依旧令人堪忧。本文从台积电出发,解读国产半导体产业没能走到世界前列的真相。

  多年来,我国大陆一直在半导体领域发力,但国产半导体的发展前景依旧令人堪忧。本文从台积电出发,解读国产半导体产业没能走到世界前列的真相。

  芯片传奇台积电VS被“卡脖子”的国产半导体企业

  20世纪80-90年代,半导体产业由美国、日本向韩国以及我国转移,韩国借助PC及移动通信发展的东风成为了DRAM的主要生产者。在台湾,台积电则通过在晶圆代工、封装测试领域的垂直分工奠定了半导体代工领域的龙头地位,台积电就此崛起。

  1986年,张忠谋联合荷兰飞利浦、台湾工研院合资创立台积电,当别人都专注在芯片设计与销售时,台积电大胆选择专做晶圆代工。台积电先后拿下了英特尔、高通、英伟达德州仪器等大厂的订单,且随着其芯片制造工艺的不断精进,都让台积电在晶圆代工领域的地位越发稳固。比如,1999年,台积电先于业界推出可商业量产的0.18微米铜制程服务和2003年推出领先业界的0.13微米soc低介质铜导线先进逻辑制程技术。

  但好景不长,2008年的金融海啸让台积电濒临亏损。

  2009年,原于2005年退休的张忠谋不得不出山救台积电。而令人惊讶的是,在严重经济危机下,张忠谋决定加大台积电的支出,每年支出超100亿美金,大力投入在28纳米制程等项目研发中。随后乘着移动互联网及手机浪潮,技术领先的台积电逆势翻盘。

  之后,台积电与其他晶圆代工企业的距离越拉越远,慢慢吞噬越来越多的市场,如今,台积电占领晶圆代工几乎一半的市场份额。


  反观国产半导体的发展,我国大陆真正进入半导体产业在2000前后,大多国产芯片业的巨头都成立于那时,包括2000年的中芯国际、2003年的中兴微电子和2004年的华为海思等,但相对于台积电等企业来说,国产半导体企业起步就已经晚了。

  而更惨淡的是,2006年的汉芯造假事件,和2009年中芯对台积电专利讼诉败诉,这两次打击已足够将国产芯片产业打入谷底。雪上加霜的是,大陆组织的三大国产CPU“方舟、众志、龙芯”又基本上都以失败告终,国产芯片业再度陷入了至暗时刻。

  这些过往也导致了今天国产高端芯片和中高端传感器严重依赖进口的局面,而2018年美国发起的芯片封锁事件,更是明确的提示我们,目前半导体依然是我国国产企业需要大力突围的领域。

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  国产芯片企业为什么出不了“台积电”?

  其实近几十年,国产半导体都在努力追赶国外的脚步,无论是在政策、技术、人才还是资金上,都做了很多以推动半导体产业发展,只是结果相对不尽人意。那么,国产半导体产业的发展过程中存在哪些问题?为什么出不了世界芯片顶级水平的企业?

  首先,最核心的一点是芯片行业技术壁垒实在太高,国产芯片想超越是很难的。半导体的生产步骤超过上千步,并涉及到多个学科,是一门集各学科大成的系统性工程。而国产半导体本身起步就晚,在基础材料、精密设备等科技领域基础相对薄弱,和世界顶尖水平存在较大差距。而台积电在先进制程技术上一直都保持领先。张忠谋十分重视技术,建立台积电时,他会选择荷兰飞利浦的合资,就是出于技术层面的考虑:飞利浦手握技术,早期能为台积电进行技术授权与研发支持,避免知识产权纠纷。台积电专注研发,属于技术性导向的公司。台积电约有4.7万名员工,其中技术工程师就3万多;其投入到技术研发的支出也非常大。如今,台积电在7nm芯片代工领域堪称世界第一,但许多芯片代工厂都还没有研发出自己的7nm芯片代工技术。

  在这几十年里,因为技术发展迟缓或技术水平滞后等原因,国产半导体遇到过很多的麻烦。

  比如技术专利纠纷,台积电两次起诉中芯,都提及中芯侵犯其技术专利权,在制造工艺中采用了台积电的技术。而如果没有这一出,张汝京带领的中芯说不定有机会与台积电并行;再比如资金不够甚至断链问题,过去国产半导体行业的资本开支不足,导致生产设备、材料配套和专业人才培养远远不能满足实际需求。且摩尔定律还在持续,随着芯片的关键尺寸越来越接近纳米级别,每一次工艺迭代所需要的研发成本,资本支出,正变得越来越庞大;还有技术引进、收购困难问题,海外并购是半导体产业实现跳跃式发展的一条捷径,但受制于美国的技术封锁与审查,国产半导体企业在海外并购过程中频频受阻。国际合作的难度增加,并购方式跨越式发展也难以进行。随着中美贸易摩擦的持续,预计未来国产半导体企业将受到更多的限制。

  其次,国产半导体相关政策与保护上发生了一定的失误。

  比如没有很好地保护本土半导本企业,没有解决市场端问题。2000年,国务院18号文件表示加大对集成电路的扶持力度,于是,2002年,“龙芯一号”研制成功,2004年,基于UniCore架构的网络电话机芯片成功流片。但它们的市场化推广都不理想,因为对于企业来说,政策只解决了供给端,没有解决市场端。尤其是2009年给行业带来提振的“核高基”项目的思路更是“纯产业化”,在没有划定特定市场给芯片企业的情况下,鼓励众志、龙芯等公司在民用桌面市场试水。

  龙芯中科总裁胡伟武认为:政府应该在黑暗森林里围个篱笆墙,构建一个小森林,把国外芯片挡一挡;然后把真正自主可控的放进小森林,小森林里玩市场竞争的丛林法则;再让踏着尸骨的胜出者打破藩篱,和黑暗森林里的国外产品竞争。

  这一点,日本与韩国正是我们的反面例子,日本与韩国半导体产业的崛起都离不开美国的技术扶持和贸易保护。

  最后,国产半导体急功近利的浮躁心态也是阻碍前进的原因之一,因为芯片是一个需要持久投入的长期战线。中国芯,急不得!

  近几十年,我国大陆经济高速腾飞之下,也产生了各种副作用,社会风气浮躁就是其中一种。相比于十年磨一剑研发半导体技术,包装、买国外的淘汰技术、抢风口融资更容易受大部分企业的青睐,因为这样更快。可是芯片是异常复杂的系统,技术门槛非常高,需要一步步反复摸索、踏实磨砺,才能做起来。无论是芯片设计,芯片制造,还是配套的设备生产以及原材料供应,无一不是人类工业现代化几百年的经验和技术的高度结晶。

  所以,浮躁是做不起半导体的。我们必须要有十年磨一剑的定力在芯片、操作系统、发动机、精密仪器等核心领域攻艰克难,没有十年努力我国可能走不到全球半导体行业的前列。

  另外,市场机遇、人才等因素也对国产半导体的发展有着重大的影响。因此,半导体产业的崛起是一个需要天时、地利、人和等多方有利条件结合,才能产生的结果。

  国产半导体走上逆转之路

  此前,台积电向左,成为世界晶圆代工霸主;而国产半导体则向右,前行之路充满坎坷。但回顾整个半导体产业发展历史,可以发现半导体产业一直在迁移,对于技术密集且高速发展的半导体产业来说,没有谁是永恒的王者,未来国产半导体还是有机会实现追赶与超越的。

  今年,美国以“怀疑华为威胁到美国的电信安全”为由,连续推出的针对我国大陆高科技行业、公司的限制政策,宣布禁止华为的产品进入美国,也禁止美国的企业给华为提供技术支持。迫于压力,多家世界科技巨头也无奈响应禁令,谷歌、微软、高通、ARM等相继表态,终止向华为供货以及对华为的技术支持。华为手机系统、芯片、PC系统遭到了全面狙击。

  针对此,华为推出了自研麒麟A1芯片,且据悉,目前华为手机芯片自用率已高达70%,高通已可有可无。任正非更是发话:华为已经能“不用一块美国芯片”生产出100%中国制造的产品。

  此次华为反击美国,除了大快人心,还意味着国产半导体真正意义上走上了逆转之路。如今,国内政策扶持、持续高额投资、工程师红利、全产业链发展、国内需求快速增长等一系列有利因素已就位,未来国产半导体产业将有望加速发展,逐渐赶上世界先进水平。

  政策上,近年来集成电路扶持政策密集颁布,融资、税收、补贴等政策环境不断优化。国家还成立了集成电路产业投资基金,持续对半导体企业进行高额投资。人才上,我国实施“千人计划”,多次引进半导体专家。产业链上,国产半导体上中下游配合加强,重点产品不断突破,供给能力系统提升,全产业链初具规模。

  而更重要的一点是,新机遇来了!5G、人工智能、物联网及汽车电子等将会开拓广阔市场需求,带来更多商机,成为新一轮半导体增长的关键。我国在5G领域的发展则是走在了世界的前沿,华为、紫光都已开发出的5G芯片,人工智能芯片布局也较早,与国际巨头差距较小。以华为为代表的通信巨头,以百度、阿里为代表的互联网巨头,以寒武纪、地平线、深鉴科技为代表的初创公司,以比特大陆为代表的比特币矿机公司都已进军人工智能芯片。

  结语:

  往者不可谏,来者犹可追。

  整体来看,目前国产半导体行业发展阶段相当于70年代末的日本与80年代末的韩国、日本,未来5-10年,5G、人工智能、汽车电子、物联网等创新应用有望驱动全球半导体行业复苏,这将是国产半导体行业快速成长的最好时机。若未来国产半导体能沉下心来研发技术,及时抓住未来创新应用需求爆发的机会,开发出优秀的芯片满足国内巨大的需求,或将实现弯道超车,切入全球产业价值链的顶端。

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