从产业链看 | 中国芯片的春天

最近看到了这么一个话题“中国科技什么时候可以超越美国？”

科技领域的范围太大太宽泛了，这里举些例子，希望可以见微知著。

2018年，制裁事件之后，科技日报发布了一份“中国被卡脖子的35项关键技术”。

时隔五年，根据中国青年网的搜集统计，上述35项被卡脖子的关键技术中，我们已经突破了21项！其他技术正在攻关或因其他原因而尚未完全公开。

当然，很多技术突破后并不能立即达到全球的先进水平。但能够实现从0到1的突破，就已经是迈出的一大步了。

说到这里，就不得不说说近年来备受关注的芯片领域。

芯片大致要分成芯片设计、芯片制造、芯片封测（封装和测试）这么三个大环节。

如果再说细一点，还要包括半导体材料、半导体设备、软件/IP支撑这几个上游环节。

EDA软件

EDA是电路设计所必需的软件工具。

大家能想到的芯片设计公司，诸如华为海思、平头哥、联发科、Intel、高通、英伟达，没有任何一家公司能脱离EDA软件进行芯片设计。

现在全球被三大EDA巨头垄断：Synopsys新思科技、Cadence楷登电子、Mentor明导国际（被收购之后更名Siemens EDA）。国内的EDA软件发展比较缓慢，目前有华大九天、概伦电子、国微、广立微、芯华章等EDA企业崭露头角。

IP核

早期的集成电路是全定制的，但是全定制的一般都比较耗时耗钱，比如全定制家居、全定制服装。所以考虑到cpu的很多模块有相似的地方，能不能把这些东西模块化？于是就有了IP核的概念。

我们现在是高度依赖国外公司（ARM、Synopsys、Cadence等）的IP授权。其实不光是国内企业，放眼全球，绝大多数SOC 厂商都依赖IP 来设计和生产一款SOC 芯片。

芯片设计

芯片行业的企业目前有两类运作模式：

Fabless+Foundry：Fabless就是指纯粹的芯片设计公司，不包含任何制造、封测环节，比如英伟达、高通、海思。Foundry就是晶圆制造厂，不包含任何设计环节，比如台积电、中芯国际。

IDM：就是集设计、制造、封装、测试等多个产业链于一身，比如英特尔、三星和TI（德州仪器）。

总部在美国的设计公司产值全球占比高达68%，大陆的占比仅有9%。也就是说在IC设计领域，依然是美国占主导地位。我们在芯片设计上不算落后太多，但依然需要追赶。

生产设备

目前全球半导体设备的前十还是被美国、日本、荷兰占据。

大家都比较熟悉的光刻机，就是典型的被卡脖子的生产设备。除了光刻机之外，还有氧化炉、刻蚀机、薄膜生长设备、离子注入设备等，我们还是以购买国外的设备为主。

我国目前在半导体设备环节的布局比较广，基本上所有的设备我们都研发了自主可用的产品，但是要想放在12英寸先进生产线上代替境外企业，还是有不小的差距。

也就是说，虽然国内已经有部分厂商的制造水平接近了世界水平，但我们依然依赖于国外设备供应商。

生产原材料

除了大家能想到的硅片之外，还包括掩膜版、光刻胶、电子气体、抛光材料、湿法化学品和溅射靶材等。

半导体材料的大部分市场分布在亚洲地区，目前全球前三的地区是中国台湾、韩国和中国大陆。

整体来说，在原材料环节我们的增长势头很明显，但依然存在着技术差距。

芯片制造

在制造方面， 美国（英特尔）、韩国（三星）、中国台湾（台积电、台联电等）占据了全球绝大多数市场。国内主要以华虹半导体和中芯国际为主。

就制造工艺来说，一个方向是沿着摩尔定律发展，追求先进工艺；另一个方向是满足多样化的需求，发展特色工艺。

先进工艺，各大巨头已经推进到了1.4nm、2nm研究，3nm流片，5nm量产。目前国内最先进的工艺是中芯国际的14nm（公开信息），和7nm工艺还有2代左右的差距。

特色工艺，主要应用在模拟、攻略、MEMS各种细分领域。国内目前比较缺乏IDM骨干企业，代工能力也有很大的提升余地。

芯片封测

相对来说，封测领域是情况最乐观的。封装测试是我国集成电路产业链里占全球份额最高的环节，大概占20%左右，位居全球第2（第一中国台湾，50%左右）。

长电科技、通富微电、华天科技都是国内发展势头强劲的封测企业，近些年在Sip封装、Aip封装、Fan-out工艺等方面加速布局，但是和日月光（中国台湾）、安靠（美国）、泰瑞达（美国）、爱德万（日本）这些国际主流厂商还是有差距。

综上所述，其实我们芯片领域的各个环节都还是相对落后于世界先进水平的。注意，我说的是“世界先进水平”，而不是“美国”，因为即使是美国也不能做到在各个环节都领先。

总而言之

再来回归到问题“什么时候可以超越美国？”，这个问题放在以前，我大概会笼统地认为芯片行业最起码要十年起步吧。

1、芯片行业的产业链很长且环环相扣，单点突破的作用不是很大，重点是在于产业链协同，这也是最大的难点。根据统计，Mate 60系列中手机部件国产化率高达90%以上。据华为供应链负责人表示，华为Mate 60系列将成为国产化率最高的智能手机。在过去的四年中，华为一方面持续投入资金和人才坚持自研，另一方面协同产业链上的国产供应商实现自主可控。

2、芯片行业有比较强的品牌效应和先发优势。比如说3G吧，美国高通公司研究出来了，那么他就是“游戏规则的制定者”了，他能收专利费、能制定全球标准。所以发展起步晚的国内企业就会处处受阻。

3、需要市场资源。国内采购商以前会优先选择国外芯片，毕竟技术成熟价格合理，谁会冒着风险去采购国产芯片呢？但是技术领域需要积累大量的用户反馈才能优化迭代，没有反馈就代表着更难进步。所以美国的禁令从这个角度看，其实是对国产芯片厂商起了积极推动作用的。

我们以前确实起步晚，但是芯片禁令给了国产企业市场资源+5G突破的先发优势+产业链协同初见成效，这几个buff叠起来，相信春天一定会提前到来。

夜色难免黑亮，前行必有曙光。