“缺芯”之痛与世界半导体江湖

2019年5月，美国商务部将华为列入实体清单，禁止美国企业向华为出口技术和零部件；2020年5月，美国进一步升级对华为贸易禁令，要求凡使用了美国技术或设计的半导体芯片出口华为时，必须得到美国政府的许可证，进一步切断华为通过第三方获取芯片或代工生产的渠道。

此前，高通、英特尔和博通等美国公司都向华为提供芯片，用于华为智能手机和其他电信设备，华为手机使用谷歌的安卓 *** 作系统。华为自研的麒麟高端手机芯片，也依赖台积电代工。随着美国芯片禁令实施，华为手机业务遭遇重创，消费者业务收入大幅下滑，海外市场拓展也受到影响。

美国凭借芯片技术优势对中国企业“卡脖子”，使半导体产业陡然成为中美 科技 竞争的风暴眼。“缺芯”之痛，突显了中国半导体产业的技术短板。它如一记振聋发聩的警钟，惊醒国人看清国际 科技 竞争的残酷现实。

半导体产业是 科技 创新的龙头和先导，在信息 科技 和高端制造中占据核心地位。攻克半导体核心技术难题，解决高端芯片受制于人的现状，成为中国高 科技 发展和产业升级的当务之急。

全球半导体版图

半导体产业很典型地体现了供应链的全球化，各国在半导体产业链上分工协作，相互依赖。美国、韩国、日本、中国、欧洲等国家或地区发挥各自优势，共同组成了紧密协作的全球半导体产业链。

根据美国半导体行业协会发布的最新数据，美国的半导体企业销售额占据全球的47%，排名第二的是韩国，占比为19%，日本和欧盟半导体企业销售额占比均为10%，并列第三。中国台湾和中国大陆半导体企业销售额占比分别为6%和5%。

具体来看，美国牢牢控制半导体产业链的头部，包括最前端EDA/IP、芯片设计和关键设备等。具体而言，在全球产业链总增加值中，美国在EDA/IP上，占据74%份额；在逻辑芯片设计上，占据67%；在存储芯片设计上，占据29%；在半导体制造设备上，占据41%。

日本在芯片设计、半导体制造设备、半导体材料等重要环节掌握核心技术；韩国在存储芯片设计、半导体材料上发挥关键作用；欧洲在芯片设计、半导体制造设备和半导体材料上贡献突出；中国则在晶圆制造上发挥重要作用。

中国大陆在全球晶圆制造（后道封装、测试）增加值占比高达38%；中国台湾在全球半导体材料、晶圆制造（前道制造、后道封装、测试）增加值占比分别达到22%和47%。

以上国家和地区构成了全球半导体产业供应链的主体。

芯片是人类智慧的结晶，芯片制造是全球顶尖的高端制造产业之一，是典型的资本密集和技术密集行业。制造的过程之复杂、技术之尖端、对制造设备的苛刻要求，决定了芯片产业链的复杂性。半导体制造中的大部分设备，包含了数百家不同供应商提供的模块、激光、机电组件、控制芯片、光学、电源等，均需依托高度专业化的复杂供应链。每一个单一制造链条都可能汇集了成千上万的产品，凝聚着数十万人多年研发的积累。

芯片技术也涉及广泛的学科，需要长时期的基础研究和应用技术创新的成果累积。举例来说，一项半导体新技术方法从发布论文，到规模化量产，至少需要10-15年的时间。作为全球最先进的半导体光刻技术基础的极紫外线EUV应用，从早期的概念演示到如今的商业化花费了将近40年的时间，而EUV生产所需要的光刻机设备的10万个零部件来自全球5000多家供应商。

芯片制造的复杂性，创造了一个由无数细分专业方向组成的全球化产业链。在半导体市场中，专业的世界级公司通过几十年有针对性的研发，在自己擅长的领域建立了牢固的市场地位。比如，荷兰ASML垄断着世界光刻机的生产；美国高通、英特尔、韩国三星、中国台湾的台积电等也都形成了各自的技术优势。目前全世界最先进制程的高端芯片几乎都由台积电和三星生产。

中美芯片供应链各有软肋

“缺芯”，不仅困扰着中国企业。

自去年下半年以来，受新冠疫情及美国贸易禁令干扰，芯片产能及供应不足，全球信息产业和智能制造都遭遇了严重的“芯片荒”。

随着新一轮新冠疫情在东南亚蔓延， 汽车 行业芯片短缺进一步加剧，全球三家最大的 汽车 制造商装配线均出现中断。丰田称 9 月全球减产 40%。美国车企也不能幸免，福特 汽车 旗下一家工厂暂停组装 F-150 皮卡，通用 汽车 北美地区生产线停工时间也被迫延长。

蔓延全球的芯片荒，迫使各国对全球半导体供应链的安全性、可靠性进行重新审视和评估。中美两个大国在半导体供应链上各有优势，也各有软肋。

中国芯片产业起步较晚，但近年来加速追赶。根据中国半导体行业协会统计，2020年中国集成电路产业销售额为8848亿元，同比增长17%，5年增长了超过一倍。其中，设计业销售额为3778.4亿元，同比增长23.3%；制造业销售额为2560.1亿元，同比增长19.1%；封装测试业销售额2509.5亿元，同比增长6.8%。中国2020年出口集成电路2598亿块，出口金额1166亿美元，同比增长14.8%。

中国芯片核心技术与美国有较大差距，主要突破在芯片设计领域，芯片设计水平位列全球第二。在制造的封测环节也不是我们的短板。中国芯片制造的短板主要在三方面：核心原材料不能自己自足、芯片制造工艺与国际领先水平有较大差距、关键制造设备依赖进口。

由于不能独立完成先进制程芯片的生产制造，大量高端芯片依赖进口。2020年中国进口芯片5435亿块，进口金额3500.4亿美元。

美国是世界芯片头号强国，拥有世界领先的半导体公司，但其核心能力是主导芯片产业链的前端，包括设计、制造设备的关键技术等，但上游资源和制造能力也依赖国外。美国在全球半导体制造市场的市占率急速下降，从 1990 年 37% 滑落至目前 12%左右。

波士顿咨询公司和美国半导体行业协会在今年4月联合发布的《在不确定的时代加强全球半导体产业链》的报告显示，若按设备制造/组装所在地统计，2019年中国大陆半导体企业销售额占比高达35%；美国则排名第二，销售额占比为19%。

世界芯片的主要制造产能集中在亚洲， 2020 年中国台湾半导体产能全球占比为 22%，其次是韩国 21%，日本和中国大陆皆为 15%。这意味着美国在芯片的制造和生产环节，也存在很大的脆弱性。这也是伴随东南亚疫情爆发导致芯片产业链产能受限，美国同样遭遇“芯片荒”的原因。

对半导体产业链脆弱性的担忧，推动美国加大对半导体产业的投资和政策扶持。今年5月美国参议院通过一项两党一致同意的芯片投资法案，批准了520亿美元的紧急拨款，用以支持美国半导体芯片的生产和研发，以提升美国国内半导体产业链的韧性和竞争力。今年2月24日，美国总统拜登签署一项行政命令，推动美国加强与日本、韩国及中国台湾等盟国/地区合作，加速建立不依赖中国大陆的半导体供应链。

除了产能问题，美国在全球半导体竞争中的另一个软肋就是对中国市场的依赖。中国是全球最大的半导体需求市场，每年中国半导体的进口额都超过3000亿美元，大多数美国半导体龙头企业至少有25%的销售额来自中国市场。可以说，中国是美国及全球主要半导体供应商的最大金主。如果失去中国这个最富活力、最具成长性的市场，那么依赖高资本投入的美国各主要芯片供应商的研发成本将难以支撑，影响其研发投入及未来竞争力。

这从另一方面说，恰是中国的优势，中国庞大的市场需求和发展空间，足以支撑芯片产业链的高强度资本投入与技术研发，并推动技术和产品迭代。

“中国芯”提速

随着中国推进《中国制造2025》，芯片制造一直是中国 科技 发展的优先事项。如今，美国在芯片供应和制造上进行霸凌式断供，使中国构建自主可控、安全高效的半导体产业链的目标更加紧迫。

客观上，半导体产业链需要各国协作，这从成本和技术进步角度，对各国都是互利共赢。但美国的断供行为改变了传统的商业与贸易逻辑。在大国竞争的背景下，对具有战略意义的半导体和芯片产业链，安全、可靠成为主导的逻辑。

中国要成为制造强国，实现在全球产业链、价值链的跃升，摆脱关键技术受制于人的困境，芯片制造这道坎儿就必须跨过。

随着越来越多的中国高 科技 企业被列入美国实体清单，迫使半导体产业链中的许多中国企业不得不“抱团取暖”，携手合作，努力寻求供应链的“本土化”。“中国芯”突围，成为中国 科技 界、产业界不得不面对的一场“新的长征”。中国半导体产业进入攻坚期，也由此迎来发展的重大战略机遇期。

在国家“十四五”规划和2035远景目标纲要中，把 科技 自立自强作为创新驱动的战略优先目标，致力打造“自主可控、安全高效”的产业链、供应链；国家将集中资金和优势 科技 力量，打好关键核心技术攻坚战，在卡脖子领域实现更多“由零到一”的突破。国家明确提出到2025年实现芯片自给率70%的目标。

2020年8月，国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，瞄准国产芯片受制于人的短板，在投融资、人才和市场落地等方面进一步加大政策支持，助力打通和拓展企业融资渠道，加快促进集成电路全产业链联动，做大做强人才培养体系等。

全国多地制定半导体产业发展规划和扶持政策，积极打造半导体产业链。长三角地区是我国半导体产业重点聚集区，深圳市则是珠三角地区集成电路产业的龙头，京津冀及中西部地区的半导体产业也正在加快布局。

作为中国创新基地，上海市政府6月21日发布《战略性新兴产业和先导产业发展“十四五”规划》，其中集成电路产业列为第一位的发展项目，提出产业规模年均增速达到20%左右，力争在制造领域有两家企业营收进入世界前列，并在芯片设计、制造设备和材料领域培育一批上市企业。

上海市的规划中，对芯片制造也制定出具体目标和实施路径：加快研制具有国际一流水平的刻蚀机、清洗机、离子注入机、量测设备等高端产品；开展核心装备关键零部件研发；提升12英寸硅片、先进光刻胶研发和产业化能力。到2025年，基本建成具有全球影响力的集成电路产业创新高地，先进制造工艺进一步提升，芯片设计能力国际领先，核心装备和关键材料国产化水平进一步提高，基本形成自主可控的产业体系。

上海联合中科院和产业龙头企业，投资5000亿元，打造世界级芯片产业基地：东方芯港。目前东方芯港项目已引进40余家行业标杆企业，初步形成了覆盖芯片设计、特色工艺制造、新型存储、第三代半导体、封装测试以及装备、材料等环节的集成电路全产业链生态体系。

在国家政策指引和强劲市场的驱动下，国家、企业、科研机构、大学、 社会 资金等集体发力，中国芯片行业正展现出空前的发展动能和势头。

在外部倒逼和内部技术提升的共同作用下，中国芯片产业第一次迎来资金、技术、人才、设备、材料、工艺、设计、软件等各发展要素和环节的整体爆发。国产芯片也在加速试错、改造、提升，正在经历从“不可用”到“基本可用”、再到“好用”的转变。

中国终将重构全球半导体格局

中国芯片制造重大技术突破接踵而至：

中微半导体公司成功研制了5纳米等离子蚀刻机。经过三年的发展，中微公司5纳米蚀刻机的制造技术更加成熟。该设备已交付台积电投入使用。

上海微电子已经成功研发出我国首款28纳米光刻机设备，预计将在2021年交付使用，实现了光刻机技术从无到有的突破。

中芯国际成功推出N+1芯片工艺技术，依托该工艺，中芯国际芯片制程不断向新的高度突破，同时成熟的28纳米制程扩大产能。

7月29日，南大光电承担的国家 科技 重大专项“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”之光刻胶项目通过了专家组验收。

8月2日青岛芯恩公司宣布8寸晶圆投片成功，良率达90%以上，12寸晶圆厂也将于8月15日开始投片。

2017年，合肥晶合集成电路12寸晶圆制造基地建成投产，至2021年合肥集成电路企业数量已发展到近280家。

中国半导体行业集中蓄势发力，在关键技术和设备等瓶颈领域，从无到有，由易入难，积小成而大成，关键技术和工艺水平正在取得整体跃迁。

小成靠朋友，大成靠对手。某种意义上，我们应该感谢美国的遏制与封锁，逼迫我们在芯片和半导体行业加速摆脱对外部的依赖。

回望新中国 科技 发展史，凡是西方封锁和控制的领域，也是中国技术发展最快的领域：远的如两d一星、核潜艇，近的如北斗导航系统以及登月、空间站、火星探测等航天工程。在外部压力的逼迫下，中国 科技 与研发潜能将前所未有地爆发。

实际上，中国的整体 科技 实力与美国的差距正在迅速缩小。在一些尖端领域，比如高温超导、纳米材料、超级计算机、航天技术、量子通讯、5G技术、人工智能、古生物考古、生命科学等领域已经居于世界前沿水平。

英国世界大学新闻网站8月29日刊发分析文章，梳理了中国 科技 水平的颠覆性变化：

在创新领域，中国在全球研发支出排名第二，全球创新指数在中等收入国家中排名第一，正在从创新落伍者转变为创新领导者。

人才方面，拥有庞大的高端理工人才库，中国已是知识资本的重要创造者，美中 科技 关系从高度不对称转变为在能力和实力上更加对等。

技术转让方面，中国从单纯的学习者和技术接收者，转变为技术转让的来源和跨境技术标准的塑造者。

人才回流，中国正在扭转人才流失问题，积极从世界各地招募科学和工程人才。

这些变化表明，中国 科技 整体实力已经从追赶转变为能够与国际前沿竞争，由全球 科技 中的边缘角色转变为具有重要影响力的国家之一。

中国的基础研究水平也在突飞猛进。据《日经新闻》8月10日报道，在统计2017年至2019年间全球被引用次数排名前10%的论文时，中国首次超过美国，位居榜首位置。报道还着重指出中国在人工智能领域相关论文总数占据20.7%，美国为19.8%，显示中国在人工智能领域的研究成果正在超越美国。

另有日本学者在研究2021QS世界大学排名后，发现世界排名前20的理工类大学中，中国有7所上榜，清华大学居于第一位，而美国有5所。如果进一步细分到“机械工程”、“电气与电子工程”，中国大学在排名前20中的数量更是全面碾压美国。

芯片技术反映了一个国家整体 科技 水平和综合研发实力，中国的基础研究、应用研究、人才实力具备了突破芯片核心技术的基础和能力。

正如世界光刻机龙头企业——荷兰ASML总裁温尼克今年4月接受采访时所说：美国不能无限打压中国，对中国实施出口管制，将逼迫中国寻求 科技 自主，现在不把光刻机卖给中国，估计3年后中国就会自己掌握这个技术。“一旦中国被逼急了，不出15年他们就会什么都能自己做。”

温尼克的忧虑，正在一步步变成现实。全球半导体产业正进入重大变革期，中国在芯片制造领域的发愤图强，正在改写世界半导体产业的竞争格局。

中国的市场优势加上国家政策优势、资金优势以及基础研究的深入，打破美国在芯片制造领域的技术垄断和封锁，这一天不会太遥远。

半导体芯片作为新一代信息技术的核心，它不仅是现代数字经济时代的基石，而且是能更快抓住新一轮产业和 科技 革命机遇的重要构件。 无论是日常生活的需要，还是国家 科技 水平的发展，都离不开指甲盖大小的芯片。 而半导体行业的发展高低，一定程度决定了国与国之间的竞争结果。

正是因为半导体芯片的重要性，美国一直在想方设法地遏制我国半导体芯片行业的发展。例如华为被无故制裁事件，例如光刻机被针对限制购买事件。 面对美国在芯片方面的“卡脖子”，我国一直深入科研，加大投入，追赶抢先。 眼看着我国半导体芯片的国产替代事业蒸蒸日上，美国方面又坐不住了，开始出来“作妖”。

据路透社消息，美国总统拜登于当地时间8月9日签署《芯片与科学法案》，用于补贴美国的半导体产业。值得注意的是，该法案明确要求 获得补贴的半导体企业，要在未来10年内禁止在大陆投资和新建或者扩建先进制程的半导体工厂。 这是美国针对我国特意制定的禁令，毫不夸张地说，该法案对我国半导体芯片行业的发展是充满了恶意。

不仅如此，早在今年3月份，美国就 以“牵制大陆半导体崛起”为目的，向韩国、日本和中国台湾地区提议出加入“芯片四方联盟”的半导体同盟构想 。不过让人意外的是，韩国方面这次并不想再为虎作祟。

韩国方面8月7号表示，韩国将 把“不刺激中国”作为协商原则与美国讨论半导体合作的必要性。 美国对此很不满意，已经要求韩国方面在8月31号之前答复是否加入该同盟。

值得一提的是，对于美国在半导体行业的无理修改规则，韩国并不是第一个不妥协的人，上一个明确拒绝美国的是ASML公司。

作为光刻机领域的佼佼者，ASML公司有着垄断行业的地位。受于华为事件的影响，美国对该公司有明令限制，就是最先进的EUV光刻机是不能卖给我们的。因为公司核心技术来自于美国，ASML也不得不从。但低端一点的DUV光刻机是可以自由正常出货。

据了解，仅仅是2022年的第一季度，我们就购买了20多台DUV光刻机， 中国市场成为了ASML公司在海外的最大客户。 这美国当然看不下去了，就想进一步让ASML公司限制DUV光刻机出货给我们。这相当于切断了ASML公司的赚钱财路，这一次 ASML对美国的无理要求也是直接表示了反对的态度。

无论是韩国方面，还是ASML公司，敢公然违背美国的意思，无不是看上了国内最大的市场，这也是我们半导体芯片行业最大的底气。 毕竟没了市场，产品再好也没有销路。

目前美国的半导体市场，就已经出现了堆压货物的情况。因为美国多次修改了芯片规则，美国芯片不能正常出货给大陆，导致了像 英特尔、高通这样的大厂商出现了严重的库存积压。 甚至一些厂商已经在折价处理，并呼吁我们能够帮助他们消耗一部分库存。

而在国内市场，除了7纳米以上的高端芯片仍需要购买，其它工艺的芯片早已经可以实现国产替代。面对国内这庞大的市场，国产替代因为成本低的优势，往往供不应求。

根据市场研究机构发布的《2022年第一季度全球十大晶圆厂营收排名及市场份额》显示， 中国三家芯片代工企业的营收增速最快。

这主要原因就在于国内市场需求十分大，而且国产替代的成本比较低，因此实现了较快营收增速。目前国内能量产的成熟工艺制程， 晶合集成的最先进工艺是65nm，上海华虹最先进也就28nm，而中芯国际能做到14nm。

而更先进工艺的芯片，国内最近也取得可观的成果。就在8月7日，芯原股份披露了其有可能成为全球第一批面向客户推出Chiplet商用产品的企业。让人欣慰的是，基于该技术的5nm系统级芯片，目前已经成功流片。这足以证明成功攻破5nm的难关也只是时间问题。

不过，最先进工艺的芯片，主要应用在日常生活中的智能手机、平板电脑等消费电子产品，目前在这方面的需求并不是很大。国内市场在 汽车 芯片上的需求更大，毕竟一台 汽车 包含了上千个精密芯片，而在这方面 我们国内的芯片厂商的成熟工艺完全有能力自给自足。

现在美国只能卡我们在先进工艺上的芯片，但这种伤敌一千自损八百的“卡脖子”方案，只会让美国更快失去它盟友对它的信心。例如韩国的犹豫不决和ASML公司的明确拒绝，以后这样的反对声音只会越来越多。

中西方在半导体行业的竞争已经趋于白热化，美国在这方面的权威日渐下降，而我们的市场让我们赢得更多的合作机会。彼 消此涨，我们的半导体行业得到了空前的快速发展。

正是我们在成熟工艺方面的高速发展让美国害怕了，让它把仅有的先进工艺芯片这一张牌握得越来越紧。 频繁出台针对我国半导体行业发展的相关文件，更加证明了 美国在半导体行业的黔驴技穷 。

虽然美帝打压我国半导体是吃了秤砣，铁了心肠的，但国内半导体芯片的发展已经势不可挡，坐拥着全球最大的市场，我们有底气有信心弯道超车。总的来说，未来可期。

让我们拭目以待。

与其他高端制造业一样，中国集成电路产业被海外封锁、垄断已久。

多年来，中国在半导体芯片上的进口额一直居高不下，近几年半导体芯片更是超越原油，成为中国进口额第一的产品。

据海关公开的数据可知，2020年上半年，中国进口的芯片总数达到2422.7亿块，相比2019年同期增长25.5%；进口芯片总额达到1.0842万亿元，同比增幅为16%。

针对中国集成电路产业落后太多的现状，国务院制定了“《2025》计划”。根据计划要求，在2025年，国产芯片自给率要达到70%以上。

要知道，在2019年，国产芯片自给率不过30%左右。

这意味着，在短短六年时间里，国产芯片自给率需要翻一倍以上，如此艰巨的任务，对中国半导体产业中的企业以及国家科研团队提出了更高的要求。

而就在这个关键时刻，国家政府采取一系列措施的同时，华为海思也行动起来。

1月28日多方媒体消息，由华为海思牵头，联合紫光展锐、大唐半导体、华大半导体、小米等在内的中国90家半导体企业，向工信部申请筹建集成电路标准化技术委员会。

据工信部网站公布的消息可知，华为海思此举，是为了统筹推进集成电路标准化工作。

90家中国企业筹建联盟的决定，令业内振奋不已。要知道，在半导体领域，一直是欧美日韩等海外国家制定标准，遵循海外的标准，我国必定会受到钳制。

因此，中国企业团结一致，制定出属于中国半导体产业的标准，一方面可以加速推进国产芯片的自主研发进度以及自给率提升速度，另一方面也能够让中国掌握住在半导体领域的主动权。

在这个联盟中，有华为海思、紫光展锐等芯片巨头，也有中国移动、中国联通等运营商，还有腾讯这样的互联网巨头。

相关行业的龙头企业团结在一起，远远要比之前各自为营的情况更适合冲破海外对中国的封锁。而这，也展现出了我国善于“集中力量办大事”的体制优势。

笔者相信，如果委员会组建成功并且发展稳定的话，国产芯片无疑会加速崛起。

基于相对薄弱的技术基础，或许这需要较长一段时间，但中国半导体产业的崛起毋庸置疑，中华民族伟大复兴的前进步伐同样势不可挡。

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