一、热点消息
今年，我国半导体产业已有不少好消息陆续传出。
被提及最多的光刻设备方面，近来有消息称上海微电子即将于
2021年交付首台国产的 28nm 光刻机。
再来看，之前的美国的制裁吧：
5月12日，美国半导体制造商LAM、AMAT等公司发布函件，要求中国的军用产品代工厂不得使用美国半导体来生产军用集成电路，同时启用“无限追溯”；5月15日，美国商务部产业安全局将华为及其在“实体清单”上的关联公司的临时通用许可证延期了90日，要求华为设备使用商者尽快寻找替代商。
二、形势不容乐观，但是28nm够用么？
很多人默默地打开了自己刚刚购买的新电脑
查看配置，处理器选项。
什么！才28nm，老子的锐龙处理器都7nm了，
停停停，先听我说完
或许在许多人看来28nm制程工艺相比7nm还相差甚远，
但实际上是一个分界点，
像是物联网、家电、通信、交通、航空航天等领域，已能满足
那就是满足了市场上的大部分需求。
从2019年全球晶圆代工产能分布，
包括我国每年进口的3000亿美元芯片中也可以看到，
28nm以上制程才是主流。
所以，这意味着
一旦完全掌握28nm芯片制造技术，我们很大程度上就能满足国内发展所需。
现在知道了吧，这比自己玩得爽的手机、电脑可不一样。
三、我们的芯片大多来自哪里？
1、我们拿货真多，却不能自给
根据第三方数据，仅2019年我国的芯片进口额就突破千亿美元，
作为全球最大的芯片进口国。
但是，我国每年的芯片自给率却不足30%。
2、谁掌控了这芯片
为了改善这一局面，不少企业投身芯片行业，但在芯片制造领域却很难有突破，
其中，最最主要的拦路虎，就是大BOSS“光刻机”
而在光刻机领域，荷兰ASML是当之无愧的巨头。
在华为被接连的芯片被动挨打中，他们俩的名号也算了普及到很多人了。
全球范围内能够生产出高端芯片的光刻机，只有荷兰ASML ，
大家记住哈~它是唯一的，
而且还每年限制产能，所以想给谁，想多少钱给，它说的算。
四、我们得自己造呀
1、放心，已经再造了
今天只说他们家。
好在，经过十余年的发展后，我国在光刻机领域也诞生了一位新巨头。
上海微电子装备有限公司，2002年开始生产研发光刻机
在短短18年里，他们创下了3200项专利，
成功打破技术封锁，造出中国最先进的光刻机，
目前，已经实现90nm光刻机的量产。
哎！反正你们看不上，
那不如我再多说一点。
2、那什么水平？
只相当于荷兰ASML15年前的水平！
但是，
ASML光刻机的技术虽然先进，但集结了以美国为首的多国结晶，
例如美国的光学设备、德国的蔡司镜头。
多达5万多零部件，也大多依赖进口。
上海微电子，生产的光刻机设备却是自主研发和创新。
民族热情高涨，来点掌声！
3、怎么解读这28nm
对内：政府的扶持（列入国家863重大 科技 攻关计划，国家重大 科技 专项02的项目之一），
对外：《瓦森纳协定》对华高 科技 出口管制。
与ASML的众星捧月不可同日而语。
公司高层在接受采访时表示：
“2007年，当光刻机的第一束光曝出来时，我们都热泪盈眶。”
“没有人才团队，没有技术积累，没有配套的供应链。
西方国家对这一技术限制很多。”
目前，团队还在超1000个技术与管理人才的共同努力下，全力追赶ASML，
而光刻机制造对资金以及技术积累要求苛刻，请多给一点时间！
虽然即便是28nm技术。
但倘若28nm沉浸式光刻机可顺利交付，
这将把我们的芯片事业推进到一个崭新的高度。
未来可期，未来可待！
1
半导体设备：
进口替代进程加快
美国部分半导体设备制造商发出信函，要求中国国内从事军民融合或为军品供应集成电路的企业，不得用美国清单厂商半导体设备代工生产军用集成电路，同时“无限追溯”机制生效。华泰证券分析师王林认为，该消息在一定程度上折射了目前中国半导体产业链对海外设备企业的依赖度仍然较高。在国际贸易摩擦持续和技术竞争较为激烈的环境下，设备自主可控需求将更加迫切，初步具备进口替代能力的本土半导体设备龙头发展有望进一步加快。
虽然海外新冠疫情的扩散或对全球半导体产业的景气度及设备需求带来一定不确定性，但中国大陆正处于晶圆产能扩张的 历史 机遇期，逆周期投资为本土设备需求提供了较强成长韧性。王林表示，在国内新型基建投资发力背景下，5G、人工智能、云计算等产业有望加快发展，半导体设备作为核心底层硬件支撑产业亦将较为受益。相比于海外半导体设备企业，本土企业有望依托庞大的本土市场机遇逆势崛起，2020年有望成为本土企业产品技术加快突破、收入及订单较快增长的关键之年。
中银证券分析师杨绍辉指出，工艺设备逐渐成为国内公司业绩主要增长点，而精测电子、中科信、芯源微等的工艺设备在2019年前后获得零的突破，凸显半导体设备 国产化进程加快及全面突破趋势。强烈推荐中微公司、北方华创、万业企业、长川 科技 、晶盛机电、精测电子等。
潜力股精选
中微公司（688012）细分领域领军者
北方华创（002371）进一步加码主业
公司主营半导体装备、真空装备、新能源锂电装备及精密元器件业务。现有四大产业制造基地，营销服务体系覆盖全球主要国家和地区。海通证券(港股06837)指出，2018年中国大陆市场设备投资额创 历史 新高，达到128.2亿美元，成为全球第二大的投资区域，预计2020年中国大陆设备投资将增长至170.6亿美元，未来依然是全球设备投资的主要地区，中国集成电路装备产业也将迎来一个“黄金时代”。公司非公开发行募集资金约20亿元将投入“高端集成电路装备研发及产业化项目”和“高精密电子元器件产业化基地扩产项目”的建设，进一步加码在高端集成电路设备领域的布局。
万业企业（600641）进入离子注入行业
公司2019年积极深化战略转型、投入研发，离子注入机取得良好进展。广发证券(港股01776)指出，集成电路领域，2019年凯世通的低能大束流离子注入机迁机成功，顺利进入离子注入晶圆验证阶段，标志着公司具备先进制程的低能大束流离子注入整机工艺验证的能力，未来有望为全球先进制程逻辑、存储、5G射频、摄像头CIS、功率半导体等不同应用领域芯片客户提供离子注入工艺验证服务。展望未来，凯世通在离子注入行业取得了较为良好的进展，未来有望持续迎来客户和订单突破。同时多因素助力国内迎晶圆建厂潮，凯世通有望持续迎来突破受益国产替代浪潮。
长川 科技 （300604）产品线持续扩充
公司是“02”专项芯片测试设备领域相关课题的承担者，看好公司大力研发投入下产品线持续扩充带来的增长前景。可以看到，公司测试机、分选机在核心性能指标上已达到国内领先、接近国外先进水平，且具备较高的性价比优势；不断丰富型号及产品线，尤其是数字测试机、探针台等高端产品的推出显著提升了公司技术竞争力。开源证券指出，公司作为IC测试设备领域的龙头企业，研发投入力度大，新产品型号不断推出、已有产品型号持续功能升级，以及STI优质资产的并表。看好公司大力研发投入下产品线持续扩充带来的增长前景。
2半导体材料：
市场需求逐年提升
半导体材料是半导体产业基石。在集成电路芯片制造过程中，每一个步骤都需要用到相应的材料，材料质量的好坏影响最终集成电路芯片质量的优劣。由于其技术壁垒高，其出口政策的调整甚至能作为维护国家利益的重要手段。
行业人士指出，我国半导体材料占全球市场比例约16%，且以封装材料为主，晶圆制造材料占比低于封装材料。我国半导体材料国产化占比较低，2017年国产半导体销售额约281.7亿元，其中国产封装材料销售额约116.4亿元，国产化率29.3%。我国半导体材料的整体国产化率仍然处于较低水平，在进口替代领域仍具有较大市场空间。此外，随着我国本土先进制程推进以及存储基地扩产，对半导体材料需求将逐年提升，给本土材料厂商带来较大导入机会。
潜力股精选
安集 科技 （688019）抛光液国内唯一生产商
公司是国内抛光液唯一生产商，且抛光液具有全球竞争力。目前公司的抛光液产品已实现向中芯国际(港股00981)、台积电、长江存储等国际一线晶圆厂供货。在光刻胶去除剂领域，公司的产品也已经实现向中芯国际、长江存储、三安光电等知名企业供货。抛光液及光刻胶去除剂都有百亿市场空间，目前公司体量还较小，未来成长空间巨大。深港证券指出，目前长江存储已经开启一期的产能扩张，一期目标产能10万片/月，产能提升明显。长江存储是公司前五大客户，长江存储一期产能扩张，公司有望直接受益。而且长江存储未来还有二期及三期，未来在长江存储的带动下发展空间大。
华特气体（688268）进入集成电路领域
公司对前沿领域特种气体较早进行了研发布局，并成功进入了大规模集成电路、新型显示面板等领域客户的供应链，形成了较强的先发优势。光大证券(港股06178)指出，在集成电路、新型显示面板等特种气体的下游高端应用领域，积累了中芯国际、台积电、华润微电子、华虹宏力、长江存储等众多优质客户。尤其在集成电路领域，成功实现了对国内8寸以上集成电路制造厂商超过80%的客户覆盖率。公司募投项目将重点生产高纯特种气体，填补国内市场的空缺，加速特种气体国产化的进程，打破外资气体公司在中国的市场垄断地位，为公司长期稳定发展奠定坚实的基础。
雅克 科技 （002409）掌握多个核心材料
公司打造半导体材料“平台型”公司，充分受益于半导体产业大转移及国产化。2016年开始采用“并购+投资+整合”发展模式，积极转型进军半导体相关材料及设备行业，先后并购华飞电子、江苏先科和科美特，产品结构不断优化，毛利率提升明显，利润和盈利能力重回上升通道。太平洋证券指出，随着全球半导体产业向中国转移以及国内制造企业的突破，为上游半导体材料国产化提供了条件，并带来显著拉动效应。公司打造半导体材料“平台型”企业，掌握多个半导体产业领域核心材料，受益于半导体产业向国内转移，行业快速发展及国产化替代。
三安光电（600703）半导体产业深度布局
公司非公开募集70亿元用于投入总投资金额约138亿元的半导体研发与产业化项目（一期），主要投资于氮化镓、砷化镓、特种封装业务、以及公共配套板块。预计后续项目达产后预计实现年销售收入82.44亿元，对应净利润19.92亿元，将显著增厚公司业绩。国盛证券指出，公司作为化合物半导体龙头企业，LED主业逐渐触底回暖，且格局优化、强者恒强；公司砷化镓、氮化镓、碳化硅及滤波器等器件积极布局，卡位下一世代半导体制造领域，率先迎来产品突破和放量。公司深度布局化合物半导体，氮化镓、碳化硅、砷化镓同步发力迈入收获期。
3
云计算：
较快增长态势将保持
云计算产业链进入快速成长期，亚马逊、微软、谷歌等全球云计算领头羊持续高速增长，基础设施和下游放量同步。在过去很长时间，中国区阿里腾讯的需求增长一直快于全球龙头。数据反映出整个云计算行业高速成长的水平相当稳定，下游需求在基数放大的同时增速仍能保持，放量发展已经明确。
根据Gartner数据，2018年以IaaS、PaaS和SaaS为代表的云计算市场规模达到1363亿美元，同比增长23.01%，增速相较201年小幅回落，但总体趋于稳定。预计2019年至2021年全球云计算市场的平均增速在21%左右，增速逐年降低，但仍能维持较快增长；到2022年，全球云计算市场规模将达到2700亿美元。
潜力股精选
数据港（603881） BAT数据服务商
公司以批发型数据中心作为切入点，逐渐形成以批发型数据中心服务为主，零售型数据中心服务为辅的经营模式，同时还提供少量的数据中心增值服务。客户方面，公司成立之初，主要依托阿里巴巴，随后发展多家互联网企业、云计算服务商及企业等终端客户，是国内少数同时服务于阿里巴巴、腾讯、百度三大互联网公司的数据中心服务商。截止至2018年底，公司共运营15个数据中心，拥有7个核心市场，共部署1.04万个机柜。中泰证券指出，公司是国内领先的批发型数据中心服务商，5G推动网络连接数与数据流量增长，云计算产业蓬勃发展，数据中心重要性凸显，长期发展空间向好。
奥飞数据（300738）有影响力的IDC服务商
公司目前在广州、深圳、北京、海南设计建设多个自建数据中心。截至2019年底，自建数据中心机柜数约为7200个，比去年同期增长了144.47%。目前依托强大的数据中心，针对不同类型客户的需求，公司为金融企业、互联网企业、 游戏 企业、企业客户提供解决方案。东吴证券指出，公司是华南地区有影响力的IDC服务商，通过内生与外延并举，开展全国布局，以一线城市为中心，以及海南、广西这些有明确需求的城市通过自建或收购的方式建立更多的数据中心，预计到2021 年 , 机 柜 数 将 达 到20000-25000个，将大幅度地增加公司的产业规模。
光环新网（300383）服务规模进一步扩大
公司2020年一季度各项业务继续保持增长，业绩持续增长主要受益于北京多个云计算数据中心逐步投产，进一步扩大了公司数据中心服务规模。疫情期间，随着用户在线活动增多，数据中心上架率有所提升，云计算业务继续保持增长势头。公司在2020年将继续加强数据中心资源储备，积极推进现有项目的建设进度并提升IDC服务能力。银河证券指出，公司拟募集资金总额不超过50亿元推动北京房山、上海嘉定、燕郊和长沙等地项目的建设，旨在加快核心城市及周边数据中心的布局，建设完成后，有望在5G流量大爆发时代大幅提高可用机柜数量。
星网锐捷（002396）多业务行业排名第一
公司成立以来不断融合创新 科技 、专注构建智慧化应用场景。核心业务企业交换机国内仅次于华为、华三；云交换机、云课堂、瘦客户机、云桌面、智能POS等稳居行业第一。海通证券指出，目前全球5G商用快速推进，ICT设备面临新一轮升级换代；全球云计算资本开支回暖，步入至少两年的新一轮上升周期。公司的云交换机位居国内前列、2019年突破运营商高端市场；云桌面锐捷网络和升腾资讯布局多年，迎来加速向上拐点。我们认为未来公司的核心主业将更加突出，并提供持续驱动力；伴随着拆分子公司细则落地，细分业务的价值也有望得到重新评估。
本文源自金融投资报
2020年8月7日，华为余承东公开表示海思麒麟高端芯片已经“绝版”，中国最强的芯片设计公司，就在我们眼皮子底下被锁死了未来。
华为海思推出第一款麒麟（Kirin）芯片是在2009年，虽然当时反响一般，但奏响了麒麟腾飞的乐章，随后每一年都有不小的进步：麒麟925带领Mate7打入高端阵营；麒麟955助力华为P9销量过千万……自己研发的芯片，成为华为手机甩开国内友商的最大武器。
然而到了2020年8月7日，麒麟系列的高端芯片却被迫提前退休，余承东表示麒麟系列中最先进的Kirin 990和Kirin 1000系列，在9月15日之后将无法生产，华为Mate40将成为麒麟高端芯片的绝唱。绝版的原因很简单：受到美国禁令影响，台积电将不再为华为代工。
台积电并非没有抗争。全球高制程工艺一线难求，台积电话语权其实很强，而且几周前刚刚超过英特尔成为世界第一大半导体公司。所以面对美国禁令，台积电也曾斡旋过，但只要美国提起一个公司的名字，就能让台积电高管们吓出冷汗。这个公司就是： 福建晋华。
福建晋华成立于2016年，目标是在存储芯片领域实现突破。福建晋华是IDM一体化工艺，即设计、制造、封装都要做，一旦产品落地，对大陆整个半导体工艺的都会有所带动和提升。晋华一期投资款高达370亿元，还和台湾第二大代工厂台联电进行了技术合作。
研发人员日夜奋战，成立一年多后，晋华就打造出了一座12寸的生产线，并准备投产，不料却迎来了 资本主义的铁拳。
2017年12月，美国镁光 科技 即刻以窃取知识产权为由开始狙击晋华，晋华也不甘示弱，双方在中国福州和美国加州互相起诉。就当局势焦灼之时，早就虎视眈眈的特朗普政府在2018年10月29日发起了闪电战： 将福建晋华列入实体名单，严禁美国企业进行合作。
禁令发出后，和晋华合作的美国应用材料公司（Applied Materials）的研发支持人员当天就打包撤离，另外两家美商科磊和泛林也迅速召回了前来合作的工程师。更严重的是，由于设备中含有美国原件，欧洲的阿斯麦、日本东京电子也暂停了对晋华的设备供应。
晋华员工回忆外资撤退场景时，总结说：“这些人根本给我们时间道别。”
福建晋华官网上的生产进度，停留在了2018年试投片日，迟迟没有更新，而产品页则直接显示“页面在建设”中。去年5月10日，英国《金融时报》称，晋华已经开始寻求出租或者出售自己的工厂。仅仅一个回合，担当中国存储突破的种子选手，就被打倒在了起跑线上。
“实体名单”就像是一份死刑通知书，可以瞬间让企业坠入地狱。美国制裁的决心、打击的力度，令同样采用美国核心零部件和核心技术支撑的台积电不寒而栗。同样，本来兴致勃勃要来抢台积电蛋糕的三星没了下文；中芯也含蓄地表示，可能不能为“某些客户”代工。
为什么这些公司不愿意去触碰美国“逆鳞”？半导体领域，美国真的就独霸天下吗？其实并不然。
虽然美国半导体行业产值大约占全世界的47%，体量上处于绝对优势；但韩国、欧洲、日本、中国台湾、中国大陆等其他“豪强”也各有擅长，与美国的差距并不是无法越过的鸿沟。
比如， 韩国 在产值1500亿美金的存储芯片领域，占据压倒性优势，双强（三星、海力士）占据65%市场；
欧洲 在模拟芯片领域有三驾马车（英飞凌、意法半导体、恩智浦），从80年代起就从未跌出全球二十强。
日本 不但有独步天下的图像识别芯片，以信越日立为首的几家公司，更是牢牢扼住了全世界半导体的上游材料。
中国台湾在千亿美元级别的芯片代工领域，更胜美国一筹，台积电和联电占据60%的规模，以日月光为首的封测代工也能抢下50%的市场；
中国大陆依托庞大的下游市场，近年芯片设计领域发展迅速，不但诞生了世界前十的芯片设计巨头华为海思，整体芯片设计规模也位居世界第二。
这些企业从账面实力来看，甚至可以让芯片行业“去美国化”，合力搞出一部没有美国芯片的手机。 但美国515禁令一下，各路豪强却莫敢不从。
一超多强的局面似乎就像“纸老虎”，在美国霸权之下，众半导体商分封而治可能才是目前的“真相”。大家忌惮的，其实是美国手握的两把利剑：芯片设备和设计工具 。 这两把剑又和日本的材料一起，组成了威力极强的美日半导体霸权三张牌： 设备、工具和材料。
那么，美日手中握的这三把剑究竟可怕在何处？是如何能挟制各路 科技 巨头豪强？了解这些答案，才能了解华为们的突围之路。
一、设备：芯片制造的外置大脑
设备商对于一般行业而言，就是个卖铲子的，交钱拿货基本就完事儿了；但 半导体设备商却不同，不仅提供设备卖铲子，还要全程服务卖脑子，可谓是芯片制造商的外置大脑 。
芯片制造成本高昂，只有将良品率控制在90%上下，才不会亏本。但要知道，芯片制造，工序一千起步，这就导致，哪怕每一步合格率都有99%，最终良率都会在0.9*0.9的多次累积下，趋近于0。因此，要想不亏本， 每个步骤的合格率就得控制在99.99%乃至99.999%以上。
要达到这个状况，就对设备的复杂度提出了超高要求。 就目前最先进的EUV光刻机来说，单台设备里超过十万个零件、4万个螺栓，以及3000多条线路。仅仅软管加起来，就有两公里长。这么一台庞大的设备，重量足足有180吨，单次发货需要动用40个货柜、20辆卡车以及3架货机才能运完。
而更为重要的是，即使设备买回来，也远不是像电视冰箱一样，放好、插电就能开动这么简单。一般来说，一台高精度光刻机的调试组装，需要一年时间。而零件的组装、参数的设置、模块的调试，甚至螺丝的松紧、外部气温都会影响生产效果。哪怕一里外的一辆地铁经过，都能导致多数设备集体失灵。
这也是所有精密仪器的“通病”。比如，十年前，北京大学12个高精度实验室里价值4亿元的仪器突然失灵，而原因居然是位于地下13.5米深的北京4号线经过了北大东门产生了1Hz~10Hz的震动，为此北大高精度实验室不得不集体搬家。
因此， 半导体制造设备每开动一段时间，就必须联系专门原厂服务人员上门调校。 荷兰光刻机巨头ASML阿斯麦曾有一个客户，要更换光器件；由于当时阿斯麦的工程师无法出国，便邀请客户优秀员工到公司学习，用了近2个月，才仅仅掌握了单个零部件更换的技能。
因此，阿斯麦、应用材料等半导体巨头，不只是把设备卖掉就结束了，更是在中国建立了2000人左右的庞大支持团队。其中应用材料的第二大收入就是服务，营收占比超过25%，而且稳定增长，旱涝保收。
而设备厂的可怕之处正在于， 不但通过“一代设备，一代工艺，一代产品”决定了制造厂的工艺制程，更是通过售后服务将制造厂牢牢的拿捏在手中 。 随着工艺越来越越高精尖，设备商的话语权也正在进一步提升。
设备商的强势，可以从利润上明确的反映出来。过去5年，芯片制造厂的头部效应越来越明显，但上游设备商的净利润率反而大幅提升：泛林利润率从12%提升到22%，应用材料从14%上升到18%。代工厂想要客大欺店，那是根本不存在。
也正因如此，在长达六十年的时间里，美国一直都在以各种手段，来保证自己在设备领域的绝对主导地位。
根据2019年全球顶级半导体设备厂商排名，全球前五大半导体设备商占据了全球58%行业营收。 其中，美国独占三席；其余两席，一席是日本的东京电子，另一席荷兰的阿斯麦，恰巧，这两家又都是美国一手扶持起来的。
具体来说，应用材料（AMAT）和泛林（LAM）、科磊（KLA），是根正苗红的美国企业。
其中，泛林在刻蚀机的市场占有率高达50%以上。应用材料则不仅在刻蚀机领域与泛林平分秋色，在离子注入、化学抛光等等细分设备环节也都占据半壁江山，甚至高达70%。科磊则在半导体前道检测设备领域占据了50%以上的市场，并在镀膜测量设备的市占率达到了98%。
而光刻机巨头阿斯麦，看似是一家荷兰企业，其实有一颗美国心。 早在2000年前后，光刻机市场还停留在DUV（深紫外）光刻阶段，日本尼康才是真正的霸主，但到了EUV（极紫外）阶段，尼康却在美国的一手主导下被淘汰出局。
原因很简单，EUV技术难度登峰造极： 从传统DUV跨越到EUV，意味着光源从193nm剧烈缩短到13.5nm。这需要将20KW的激光，以每秒5万次的频率来轰击20微米的锡滴，将液态锡汽化成为等离子体。这相当于在飓风里以每秒五万次的频率，让乒乓球打中一只苍蝇两次。
当年，全球最先进的EUV研发机构是英特尔与美国能源部带头组建的EUV LLC联盟， 这里有摩托罗拉、AMD、IBM，以及能源部下属三大国家实验室，可谓是集美国科研精华于一身。 可以说，只有进入EUVLLC联盟，才能获得一张EUV的门票。
美国彼时正将日本半导体视为大敌，自然拒绝了日本尼康的入会请求，而阿斯麦则保证55%零部件会从美国供应商处采购，并接受定期审查。这才入了美国的局，从后起之秀变成了“帝花之秀”。
美国不仅对阿斯麦开了门，还送了礼：允许阿斯麦先后收购了美国掩罩技术龙头Silicon Valley Group、美国光刻检测与解决方案玩家Brion、美国紫外光源龙头Cymer等公司。 阿斯麦技术心、研发身，都打上了星条旗烙印。那还不是任凭美国使唤。
而早年的东京电子，只是美国半导体始祖仙童半导体（Fairchild）的设备代理商，后来又与美国Thermco公司合资生产半导体设备，直到1988年才变成日本独资，但东京电子身上也已经流着美国公司的血。
因此，在2019年六月，面对第一轮美国禁令，东京电子就表示：“那些被禁止与应用材料和泛林做生意的中国客户，我们也不会跟他们有业务往来”，义正词严表明了和美系设备商共进退。
至此，美国靠着多年的“时间积累”和超高精密度“工艺技术”，在设备领域形成了牢牢的主动权。而时间和技术，都不是后进者可以一蹴而就的。
二、EDA(设计软件）：生态网络效应下的“幌金绳”
如果说设备是针对芯片生产的一把封喉剑，那么 EDA无疑是芯片设计环节的“幌金绳”，虽不致命但可以令“孙悟空”束手束脚、无处施展。
EDA这根“幌金绳”分三段： 首先，它是芯片设计师的“PS软件+素材库”， 可以让芯片设计从几十年前图纸上画线的体力活，变成了软件里“素材排列组合+敲敲代码”的脑力活。而且，现在仅指甲盖大小芯片，也有几十亿个晶体管，这种工程量，离开了EDA简直是天方夜谭。
20年前的英特尔奔腾处理器的线路图一角，目前晶体管密度已经上升超过1000倍
其次，EDA的奥秘，在于其丰富的IP库。 即将经常使用的功能，标准化为可以直接调用的模块，而无需设计公司再重新设计。如果说芯片设计是厨师做菜的话，软件就是厨具，IP就是料包。
而事实上，EDA巨头公司，往往是得益于其IP的独占。比如Cadence（楷登电子）拥有大量模拟电路IP，而其也是模拟及混合信号电路设计的王者；而Synopsys（新思 科技 ）的IP库更偏向DC综合、PT时序分析，因而新思在数字芯片领域独占鳌头。
而在全球前三的IP企业中，EDA公司就占了两个，合计市场份额高达24.1%。在Synopsys的历年营收中，IP授权是仅次于EDA授权的第二业务。
EDA还有一项重要的功能是仿真 ，即帮设计好的芯片查漏补缺。毕竟一次流片（试产）的成本就高达数百万美金，顶得上一个小设计公司大半年的利润。业内广为流传一句话： 设计不仿真，流片两行泪。
加州大学教授有一个统计测算，2011年一片SoC的设计费用大概为4000万美元，而 如果没有EDA，设计费用则会飙升至77亿美元，增加了近200倍。
因此，EDA被誉为半导体里的最高杠杆，虽然全球产值不过一百多亿美元，但却可以影响全球五千多亿集成电路市场、几万亿电子产业的发展。
EDA如此高效好用，那我国自主化状况如何呢？很可惜，比 *** 作系统还尴尬 。
我国最大的EDA厂商华大九天在全球的份额差不多是1%，而美国三大厂商Synopsys（新思 科技 ）、Cadence（楷登电子）以及Mentor Graphics（明导 科技 ，2016年被西门子收购）则占据了80%以上的市场。
这也就导致了虽然我国芯片设计位居世界第二，但美国一声令下，芯片设计就会面临“工具危机”，巧妇难为无米之炊。不过，既然软件已经交过钱了， 用旧版本难道不行吗？
很可惜，并不能。
因为这背后有一张EDA商、IP商、代工厂们互相嵌合的生态网。EDA是不断更新的。新的版本对应更新的IP库和PDK文件。而PDK即工艺设计包，则又包含了芯片工艺中的电流、电压、材料、流程等参数，是代工厂生产时的必备数据。 新EDA、新IP、新工艺，互相促进、互为一体。
因此，用旧版的软件就会处处“脱节”：做设计时无法获得最新的设计IP库，找代工厂时又无法和工艺需要最新的EDA、PDK进行匹配。长此以往，技术越来越落后，合作伙伴也越来越少。不过既然EDA不过是0101的代码，从破解小组里找几个高手不就好了吗？
很遗憾，也几乎不可能。
每个EDA软件出厂时都会内嵌一个Flexlm加密软件， 把EDA和安装的设备进行一一锁定 ，包括主机号、设备硬盘、网卡、使用日期等信息。而Flexlm的密钥长度达239位，暴力破解的难度非常大。如果用英特尔高性能的CPU来破解的话，需要4000左右的核年（core-year），也就是说 用40核的CPU，需要100年 。
当然，也可以采用分布式的方式，继续增加CPU数量减少时间。然而，即使破解成功了，来到了全新的IP库门前时，也会被EDA厂商通过“修改时间、文件大小、确认IP来源”等方式，再次进行验证，然后被拒绝。油然而生一股挖了百年地下隧道、却撞到石头上的酸爽。
破解并不有效，也不敞亮，还和我国知识产权保护的态度相违背。因此，依然还是要靠华大九天等公司自研崛起。那么， 这条出路有多宽呢？ 其实单纯写出一套软件，难度并不大。关键还是要有海量丰富的IP、PDK，以及产业上下游的支持配合。单点突破未必有效，需要军团全面突围，而这并非一朝一夕之功。
三、材料：工匠精神最后的堡垒
2019年，日韩闹了矛盾，双方都很刚，但日本断供了韩国几款半导体材料后，没多久韩国三星掌门人李在镕就飞往日本恳请松口了，后来他更是跑到比利时、中国台湾，试图绕道购买或者收点存货过日。
按理说，韩国也是半导体强国，三星在设计、制造领域更是主要玩家，但面对区区几亿美金的材料，却被闹得狼狈不堪。
材料真的有这么难吗？讲真，半导体原始材料是非常丰富的，比如硅片用的就是满地球的沙子。但要实现半导体的“材料自由”，却并不容易，必须打通任督二脉： “纯度”、“配方” 。
纯度是一个无止境之路。我国已经实现自产的光伏硅片，一般纯度是6-8个9，即99.999999%，但半导体的硅片纯度却是11个9，而且还在不断提高。小数点后多3到5位，就意味着杂质含量相差了1000到10万倍。
这个差距有多大呢？ 假设，光伏硅片里包含的杂质，相当于一桶沙子洒在了 *** 场上；那么半导体硅片的要求则是在两个足球场大的面积里，只能容下一粒沙子。
那么， 为什么必须将杂质含量降到这么低呢？ 因为原子的大小只有1/10纳米，哪怕仅有几个原子大小的杂质出现在硅片上，也会彻底堵塞一条电路通道，导致芯片局部失灵。如果杂质含量更高的话，甚至会和硅原子混在一起，直接改变硅片的原子排列结构，让硅片的导电效率完全改变。
经过刻蚀后的硅表面和锡颗粒，如同明月在金字塔后升起
要达到如此纯度，需要科学和工艺的完美结合。
一方面，需要大量基础科学仪器来辅助。比如在材料生产过程中，设备自身就会有金属原子渗透影响纯度，因此需要不断改良。而要确认纯度，也是高难度。就像特种气体，就需要专门的仪器来检测10亿分之一（PPB级）的杂质含量水平。实现这个难度，就不仅需要半导体企业，还需要奥林巴斯等光学企业出马助力。
另一方面，从实验室到工厂车间也需要工艺积累。材料制造，不仅对生产设备要求高，就连工厂里的地垫、拖把，也都是高级别特供。而且，生产车间温度、湿度的不同，也会影响材料纯度，就不得不反复尝试后得出标准。
而高纯度只是第一步，复合材料（比如光刻胶）的配置更是难以跨越的鸿沟。如果说 “纯度”是个艺术科学的话，那么“配方”就是玄学科学 。
其实，无论提纯、还是配置，基本的理论原理、工艺技术都不是难事儿。但如何选材、配比，从而实现极致的效果，却需要高度依赖经验法则，即业内常说的 “know-how” 。
同样的材料，不同的配比就会有不同的效果；就像我们用红黄蓝三色去搭配，不同的配比就能得到不同的颜色。而即使用同样的配方、采用同样的工艺， 在不同的湿度、温度甚至光照下，也会有不同，甚至相差很远的效果。
这些影响材料效果的参数，无法通过精密计算获得，只能是实验室、车间里一次次调配、实验、观察、记录、改良。有时候，为了得到10%的效果改良，可能需要花费几年。然而，这提升的10%，虽然抢占的只是几百亿规模的市场，但却影响着万亿半导体行业。
因此， 无论是提纯，还是配方，其实需要的都是超长的耐心待机、极致专注。 这不禁令人会想到日本的寿司之神，一辈子只做寿司，而一个学徒仅拧毛巾就要练五年。虽然在生活中，这种执着看起来有些迂腐可笑，但事实上，材料领域做得最好的，正是日本企业。
据SEMI推测，2019年日本企业在全球半导体材料市场，所占份额达到66%。19种主要材料中，日本有14种市占率超过50%。而在占据产值2/3的四大最核心的材料：硅片、光刻胶、电子特气和掩膜胶等领域，日本有三项都占据了70%的份额。最新一代EUV光刻胶领域，日本的3家企业申请了行业80%以上的专利。
日本在材料产能上占据优势后，又用服务将客户捆绑得死死的 。
许多半导体材料都有极强的腐蚀性和毒性，曾有一位特种气体的供应商描述，一旦气体泄漏，只需一瓶，就可以把整个厦门市人口消灭。因此，芯片制造商只能把材料的运输、保存、检测等环节，都交给材料的“娘家”材料商。
而另一方面，材料虽小、威力却大。半导体制造中几万美金的材料不达标，就能让耗资数十亿美金生产线的产品大半报废，因此制造商们只会选择经过认证的、长期合作的供应商。新进玩家，几乎没有上桌的机会。
而对于材料公司而言，下游用得越多，得到的反馈就越多，就有更多的案例支持、更多的验证机会来提升工艺、改善配比，从而进一步拉大和追赶者的差距。对于后进者而言，商业处境用一句话来形容就是：一步赶不上、步步都白忙。
日本能取得这个成就，其实离不开日本“经营之圣”稻盛和夫在上世纪80年代给日本规划的方向：欧美先进国家不愿再转让技术的条件下，日本人除了将自己固有的“改良改善特质”发扬光大之外，别无出路；各类企业都要在各自的专业领域内做彻底，把技术做到极致，在本专业内不亚于世界上任何国家的任何企业。
这种匠人精神，令日本在规模不大的材料领域，顶住美国、成为领主。
四、何处突围
我们在做产业研究的时候，有个强烈的感受， 中国似乎在美国的打压中，陷入一个被无限向上追溯的绝境：
发现芯片被卡脖子后，我们在芯片设计领域有了崛起的华为海思，但随后就发现：还需要代工领域突破；当中芯国际攻坚芯片代工制造时，却又发现：需要设备环节突破；当中微公司、北方华创在逆袭设备、有所收获时，却又发现：设备核心零部件又仰人鼻息；当零部件也有所进展时，又发现：芯片材料还是被卡脖子。
而当我们继续一步步向前溯源、“图穷匕见”时，才发现一切都回到了任正非此前无数次强调的 基础科学 。
回顾来看，如果没有1703年建立的现代二进制，那么两百年后的机器语言就无从谈起；如果没有1874年布劳恩发现物理上的整流效应，那么就没有大半个世纪后晶体管的发明和应用；而等离子物理、气体化学，更是刻蚀机等关键设备的必备基础。
而在美国大学中，有7所位列全球物理学科排名前十，有6所位列全球数学学科排名前十，有5所位列全球材料学科排名前十。 基础科学强大的统治力，成为美国半导体公司汲取力量的源泉。
在强势的基础学科背后，却又是1957年就已经埋下伏笔的美国基础学科支持体系—— 对大学基础学科进行财政支持；通过超级 科技 项目带领应用落地。
当年美苏争霸，苏联的全球第一颗人造卫星升空刺激了美国执政者，这也成为美国 科技 发展的重要转折点：
一方面，为了保持“美国领先”，政府开始直接对研究机构发钱。美国国家科学基金会（NSF）给大学的基础研究经费从1955年的700万美金，飙升到1968年的2亿美金。在2018年，NSF用于基础研究的经费，更是高达42亿美金。这长达50年的基础研究经费里， 美国联邦政府出了一半 。
尤其值得一提的是，NSF每年为数以千计的基础学科研究生提供奖学金，这其中诞生了 42位 诺贝尔奖得主。
另一方面， 美国启动了超级工程来落地研发成果。 1958年，NASA成立，挑战人类 科技 极限的阿波罗登月和航天飞机工程也就此启动。
在研究需要250万个零件的航天飞机过程中（作为对比，光刻机零件大约是10万个，一辆 汽车 只有1万多个零件），大量尖端技术找到用武之地；而这些当时“冷门”的尖端技术，又在条件成熟时，相继转化为杀手级民用品（比如从航天飞机零件中诞生的人造心脏、红外照相机）。
航天飞机的技术外溢，并不是孤例。 医院核磁共振设备中采用的超导磁铁，也正是在美国粒子加速“Tevatron”的研发中应用诞生。美国的超级 科技 工程，成为基础学科成果的试验田、练兵场和民用转化泉。
事实上，通过基础研究掌握源头 科技 ，随后一步步外溢建立产业霸权，这条路径并不只是美国的专利，也应该是各个产业强国的选择，更是面对美国打压时一条真正可行的道路。王侯将相，宁有种乎。 避免无穷尽的“国产替代向上突破”的陷阱，实现和“基础研究向下溢出”的大会师。
事实上，我们面临的困难、打压，日本也经历过。
上世纪八十年代后期，美国对日本半导体产业发起突袭：政治封杀、商业打压、关税压迫无所不用其极，尤其是培养了“新小弟”韩国来挤压日本半导体产业。没几年，日本就从全球第一半导体强国宝座上跌落了。日本半导体引以为傲的三大楷模，松下、东芝、富士通的半导体部门先后被出售。
面对美国的压制，日本选择 进军高精尖材料，用时间换空间、用匠心换信心。
1989年，韩国发力补贴存储芯片，而日本通产省制定了投资160亿日元的“硅类高分子材料研究开发基本计划”，重点补贴信越化学为首的有机硅企业。
1995年，韩国发动第二轮存储价格战前夕，而日本东京应化（TOK）则实现了 KrF光刻胶商业化，打破了美国IBM长达10余年的垄断，并在随后第五年，其产品工艺成为行业标准，全球领先。
2005年，三星坐上存储芯片老大的位置，而日本凸版印刷株式会社以710亿日元收购了美国杜邦公司的光掩膜业务，成为光罩龙头。
在韩国全力扩张产能，和其他半导体下游厂搏杀的日子里，日本一步步走到了材料霸主的宝座前。从看似掌握着无解优势的美国人手里，硬生生抢下了一把霸权剑。
但日本的成功仅仅是因为换了一个上游战场吗？显然不是。在过去30年，三大自然科学领域， 日本共计收获了16个诺贝尔奖，其中有6个都属于是化学领域 ，而这些才是日本崛起的坚实地基。
我国的基础研究怎么样呢？2018年，我国基础研究费用，在全年总研发支出中仅占5%，而这还是10年来占比最高的一年。而同期美国基础研究占比则是17%，日本是12%。 在国内各个学校论坛上，劝师弟师妹们从基础学科转向金融计算机等应用学科的帖子，层出不穷。
所以有人笑称，陆家嘴学集成电路的，比张江还多。
今年7月份，更是爆出了中科院某所90多人集体离职的迷思。诚然，每个人都有择业的自由，但需要警示的，是大家做出选择的理由。基础学科研究的长周期、弱转化、低收入，令研究员们在日益上涨的房价、动则数百亿利润造假套现面前，相形见绌。
任正非曾经感叹道：国家发展工业，过去的方针是砸钱，但钱砸下去不起作用。我们国家修桥、修路、修房子……已经习惯了只要砸钱就行。但是芯片砸钱不行，得砸数学家、物理学家、化学家……
64年前，苏联率先发射的一颗卫星让美国惊醒。美国人一边加码“短期对抗”，一边酝酿“长期创新”，从而开启了多个领域的突破、领先；而今，一张张禁令也让我们惊醒，我国不少产业只是表面上的大，急需要的是骨子里的强。
这些危机之痛，总是令人后悔不已。过去几十年，落后就要挨打的现实一次次提醒着我们， 要实现基础技术能力的创新和突破，才能赢取下一个时代。
欢迎分享，转载请注明来源：内存溢出
微信扫一扫
支付宝扫一扫
评论列表（0条）