在数字经济的背景下,芯片已经成为当下电子设备应用最广的主要元器件。而随着5G和物联网等技术的落地,芯片的使用量更是持续上涨。然而因疫情引发的诸多连锁反应,导致芯片产能和供应受到了极大影响,下游产业“缺芯”成为最近一两年来的常见问题。
在这样的情况下,芯片的作用获得了前所未有的重视,国内的半导体企业身价也是水涨船高,即便是濒临破产的相关企业,也有大把人抢着“接盘”。
近日,素有中国“芯片航母”之称、估值高达3000亿的紫光集团出具了最新的重整方案,并且有望进行高比例清偿。据了解,紫光集团近2000亿规模的巨额债务暴雷以后,美的、海康威视、阿里等公司纷纷表示愿意伸出援手,但最终花落具有国资背景的智路资本和建广资产。
由此,芯片这条赛道的高景气度可见一二。不过实事求是地说,国内自主研发的芯片,在就是技术上与前沿存在一定的差距,但所幸有一批在前赴后继的“中国芯”,正在用自己的行动来改变行业格局。
小小芯片,大大梦想
毫不夸张地说,没有芯片,人类文明至少要倒退50年。
从手机、电脑这些常见的电子产品,到汽车、飞机这些交通工具,甚至是航天器、空间站,凡是现代化设备,都能从中找到芯片的存在。
因此,虽然芯片的尺寸很小,但却汇聚了人类的最尖端科技。不论是设计层面的EDA 工具、架构,还是制造层面的光刻机、制程工艺等,每个步骤都是数十年技术和经验的浓缩。
从这一点来看,我们能够发现,在芯片或者说半导体集成电路领域,头部企业往往都需要数十年的技术积累,短时间内难以做出突破,这也是目前国内芯片领域不能打破国外技术封锁的原因之一。
近一年来,受5G、AI、自动驾驶以及消费电子产业的发展,大幅推动了芯片市场的增长。根据二级市场的表现来看,半导体发展指数呈波动上升趋势,中芯国际、韦尔股份等头部上市企业的股价变动也反映了这一点,这都意味着我国半导体行业正处于快速发展的阶段中。
不过由于国内芯片技术还是有一定的局限性,在设计领域还没有形成优势。以制程工艺为例,如今台积电、三星等一线厂商已经掌握了5nm、4nm制程工艺,国内公认的头部企业中芯国际还在14nm徘徊。虽然后者已经攻克了7nm制程工艺,但距离台积电、三星等还有不短的距离。
乐观地看,在芯片的设计方面,我们只是在尖端技术上有所落后,并不是没有追赶的机会。但是在芯片的制造领域,国内的水平要比国际最高水平落后一二十年。
据TrendForce调研数据,在2021年第三季度全球半导体代工市场中,台积电市场占有率达53.1%,远胜过其它企业,中芯国际虽然总体排名世界第六,但市占率仅有4.3%。
技术和制造领域双双落后于人,这让国内下游产业在面临疫情冲击时受到极大影响。不仅供给侧产能受到制约,在疫情的刺激下芯片的缺口也进一步拉大。
今年以来,包括小鹏汽车、蔚来汽车在内的多个新能源车品牌,都面临交付延期的问题,芯片紧缺便是主要原因之一;
除此之外,因为众所周知的原因,华为麒麟芯片制造无法展开,手机芯片被高通和联发科联手把持,近期高通推出骁龙 898 旗舰芯片后,摩托罗拉和小米为了争抢首发打的“头破血流”。
芯片短缺阻碍了下游多个产业的发展,由此也催生了更多的玩家入局芯片制造。其中不仅有寒武纪这样试图借助AI技术寻求突破的新玩家,就连OPPO这样的下游企业,也开始跨界“造芯”。
但喧嚣之下,为什么高精尖的“中国芯”还没有出现?
“中国人做不出芯片”?
这个问题也是行业久久未散的阴霾,甚至有人认为“中国人做不出芯片”。但实际上,“中国芯”未能及时出现,是由复杂的历史因素和目前的现实因素所叠加而产生的。
在过去,为了打破西方国家对我国计算机技术封锁,校企合作成为当时的时代潮流,其中以北大方正、清华紫光和具有中科院背景的联想三家为主。
随着国外电脑品牌大举侵入中国市场,大部分自主品牌无力抗衡。而且很多品牌本着“造不如买”的浅薄认知,放弃了对芯片等核心技术的研发,转型成为了“组装厂”,例如联想。
清华紫光虽然选择了发展芯片,但走上了歧路。据不完全统计,紫光集团在近十几年来的并购数量超过60起,几乎涉足芯片制造的每个角落。遗憾的是,紫光集团并未成为中国的“三星”,反而被庞大的债务拖垮。
不过在这期间,仍有一些有识之士提出,核心技术不能受制于人,通过购买无法买到最前沿的技术。因此在2001年,“方舟一号”问世,但由于没有配套的操作系统和软件,这颗芯片未能发挥出应有的作用。
随后“汉芯事件”又令行业蒙尘,即使是举国体制在研发投入上,也不得不小心谨慎起来。这些因素导致中国错失了芯片技术的追赶时机。
而就目前来看,虽然入局者众多,但自主生产出一颗高精尖的芯片难度依然十分大。除了历史原因延续到当下以外,生产设备也制约了“中国芯”的出现。
芯片制造中,最为关键的是硅圆晶和光刻机,其中国内硅圆晶材料方面目前已经追赶上国际领先梯队,但光刻机却着实难住了国内芯片制造企业,因为现在最先进的13.5nm波长的EUV光刻机不允许卖给中国。