互联网技术更迭和智能终端普及,让半导体市场规模变得越来越大。而 半导体技术发展主导权却被少数几个国家掌握, 若是不作出改变, 未来半导体产业或将被部分国家实现垄断。
为避免这一情况发生,我国一直在提升对半导体企业的帮扶力度。
目前,虽然中国半导体产业整体水准落后国际,但在几个细分领域已经成功突围。当然,总体来看,我国半导体产业发展现状并不容乐观。 中国拥有全球最大的半导体市场,但绝大多数芯片都需要进口 。国内集成电路企业,无论是产能还是技术深度,都不如海外公司。
在笔者看来,造成这种情况的 核心原因在于国内缺少半导体人才。
根据《中国集成电路产业白皮书》显示,到2022年,芯片专业人才缺口预计超过20万。 而且,未来我国半导体人才缺口将随着市场增长而扩大。预计到2025年,缺口会达到30万。 人才荒,才是阻碍我国半导体产业发展的最大难题。
不过,国内相关部门和机构已经开始解决这一问题。 2020年10月,南京建成了全国第一座集成电路大学;2021年4月,清华大学成立了全国第一座集成电路学院。 而在今年6月,深圳大学和中芯国际联合打造的集成电路学院正式揭牌。此外,还有复旦、浙大等八所高校都开设了相关专业。可以看出,国内正在积极培养高素质半导体人才。
另外,不少企业都在今年进行扩产,海外企业也通过合作的方式入驻中国。根据国际半导体产业协会给出的数据, 今明两年,全球共会建立29座芯片厂,其中16座都是在中国 。这些芯片工厂将为诸多半导体人才提供工作场所,避免人才外流的事情发生。
虽说半导体产业的追赶并非一朝一夕,但按此趋势发展下去,可以预见我国半导体产业必然可以追上国际水准。事实上,不少 科技 领域大佬,也曾表达了相似的观点。
2020年9月,微软联合创始人比尔盖茨在接受采访时就直言, 不卖芯片给中国,意味着美国将失去一批高薪工作,这种行为只会促使中国加快芯片自给自足速度 。
如今来看,比尔盖茨的预言正在逐步实现。 芯片工厂落户中国,的确让美国半导体人才失去了工作,而中国半导体技术迅速突破,正是芯片加速自给自足的表现。
之前相关部门曾制定目标,到2025年,我国将实现70%芯片自给自足。若是目标达成,那么再过十年,中国很有希望彻底实现芯片自由。
中国半导体产业落后于国际,并不是近几年才发生, 早在上世纪八九十年代,国内半导体企业放弃自主研发,转型为买办企业时,这一结果就已经注定。
但也要知道,我国半导体产业追赶国际领先企业,同样是很早就开始。龙芯科研小组在2000年就成立,尹志尧2002年就回国制造用于生产芯片的刻蚀机, 在技术全面封锁的背景下,很多企业都和中微半导体一样,通过自研由落后变为领先。
由此可见,在国内企业决定走自研道路,追赶海外企业时,打破垄断的结果就已经注定。
目前,我国拥有巨大的市场优势,大批半导体人才即将走出校门。在笔者看来,中国半导体产业未来可期。
文/JING 审核/子扬 校正/知秋
芯片行业是一个产业,而不是某一个企业,这里面所涉及的上下游企业比较多,有半导体材料,芯片设备,芯片设计、芯片制造、芯片产品封测等多个环节。这里面任何一个环节对技术的要求都非常高,而且很复杂,单凭一个企业不可能完成芯片所有程序的制造。
所以具体10年之后,哪些芯片企业有机会成为我国芯片行业的龙头,不应该从某个企业独立去分析,而是要从多个环节中当中的优秀企业去分析。我们就按照芯片制造的上下游从上到下来分析一下哪些企业有这样的潜力。
1、芯片设计代表企业:华为海思和紫光集团。
处理器代表企业:华为海思。
中国芯片设计跟世界其他国家仍然有较大的差距,目前唯一能拿得出手的就是华为海思,华为海思在一些关键芯片设计上已经处于世界先进水平。比如手机cpu,华为海思的麒麟系列已经达到了世界前5的水平,其中麒麟 980 处理器与苹果的 A12 处理器均采用了台积电的 7nm 工艺,是目前世界上少数采用 7nm 工艺的厂商之一。此外华为在ISP芯片、人工智能芯片等方面也具有一定的优势。
存储器代表企业:紫光集团。
紫光集团是清华大学旗下的高科技企业,是国内的存储芯片设计龙头,目前紫光集团是中国最大的综合性集成电路企业,全球第三大手机芯片企业;在企业级IT服务细分领域排名中国第一、世界第二;
2、半导体材料:浙江金瑞泓和南京国盛电子。
浙江金瑞泓,它是国内半导体硅材料行业的龙头,目前是我国大陆唯一具有硅单晶锭、硅研磨片、硅抛光片、硅仆延片、芯片制造的完整产业链的半导体企业。
南京国盛电子,这是中国电子科技集团第五十五研究所下属单位,主要从事高性能半导体硅外延片的研发、设计、制造和加工,多年来市场占有率一直稳居第一,是国内领先的硅外延材料供应商。
3、芯片制造设备:上海微电子和中微电子。
芯片制造是一个复杂的过程,而且需要很多高精尖的设备,目我国制作芯片的高端设备基本上都依赖于进口,不过目前我国也有一些企业技术已经取得一些突破,来10年将会有很大的进步空间,我们来列举两个典型的例子。
光刻机设备生产商代表:上海微电子
上海微电子是在国家科技部和上海市政府共同推动下,由国内多家企业集团和投资公司共同投资组建的高科技企业,目前是我国光刻机的领先企业,能够生产90纳米工艺的光刻机。
除了上海微电子之外,未来我国还有可能诞生一家更加厉害的光刻机企业,因为目前中科院光电所已经研究出了光刻深度达到22nm级的技术,在经过曝光技术升级后可以应用制造10nm级芯片,关键是使用这一技术的光刻设备成本仅为国外同类设备的1/3,如果基于这个技术的光刻设备能够实现量产,那无疑会打破目前ASML在高端光刻机垄断的局面,不过目前这一技术什么时候能够用在芯片以及智能芯片制造上,仍然是一个未知数。
蚀刻机设备代表企业:中微半导体。
说到光刻机大家都熟悉,但说到蚀刻机可能很多朋友并不熟悉,但光刻机和蚀刻机都是生产芯片非常重要的设备,刻蚀机不同于光刻机。光刻机是激光将掩膜版上的电路临时复制到硅晶圆片上,而刻蚀机是按光刻机在硅片上刻好的电路结构在硅片上进行微观雕刻。
目前我国在芯片制造设备上呈现两个极端,光刻机跟国际先进水平有很大的差距,但蚀刻机却已经达到世界先进水平,而蚀刻机的主要代表企业是中微电子。目前中微半导体能够提供7纳米蚀刻机,这个水平目前也是处于世界先进水平,中微半导体也是台积电5大蚀刻机供应商之一。更关键的是中微半导体自主研发的5纳米等离子体蚀刻机已通过台积电验证,而且性能表现优异,这也是目前全球集成电路芯片上的最小线宽,预计2020年它将用于台积电世界上第一条5纳米工艺生产线。
4、晶圆代工(芯片制造):中芯国际和华虹集团。
最近几年中国在芯片制造方面的进步是非常明显的,目前中芯国际、华虹集团在中低端芯片制造市场具有一定竞争力的,其中中芯国际在高端芯片制造上也具有一定的能力。
目前,中芯国际最为先进并已投入量产的工艺是28nm工艺,2019年中芯国际有望投产14nm工艺生产线,而且未来随着中芯国际从荷兰进口7纳米的光刻机,也有可能上线7纳米工艺生产线。
5、封装测试代表企业:长电科技
芯片并不是制造出来马上就能使用,还需要经过封装测试才能成为最终的成品。目前我国的芯片封装测试技术水平和世界一流水平已经不存在代差,体量已经进入世界前三位,且发展速度显著高于其他竞争对手。在芯片封测这个环节上,目前最具有代表性的企业是长电科技,长电科技成立于1972年,目前长电科技已成为全球知名的集成电路封装测试企业。
以上是目前芯片行业当中我国最具有代表性的企业,也是未来10年之内我国在芯片行业里最具潜力的企业。但是芯片行业的发展不是固定不变的,未来随着技术的不断进步,很有可能会出现一些更加先进的企业出来。不管怎么样,我们希望我国的芯片发展越来越好,能够诞生越来越多的优秀芯片企业,这样才能突破一些国家的封锁,真正做到独立自主。
由于半导体市场的进出口规则发生了变化,我们的国内芯片公司或多或少受到了一定的压力,尤其是该规则华为的主要目标,并且陷入了不乐观的局面,幸运的是,我们的国家及时意识到了芯片产业的重要性,增加的支持以及华为自己的努力并没有造成太大损失,根据最新消息,华为公布了2021年第一季度的业绩报告,尽管总收入下降了近16%,但净利润却实现了27%的增长,这足以证明华为仍然可以保持稳定发展,作为国内半导体行业的领导者,华为不仅是一家公司,而且还代表着恒心和品质,受华为的启发,国内芯片公司目前正在向前发展,即使外部环境不利,它们也不会停止前进。
统计数据显示,仅在2020年,中国就会有成千上万的新半导体公司,尽管它们大多数是中小企业,但它们也可以贡献自己的力量,此外,国内对半导体行业的支持达到了前所未有的水平,它不仅开辟了绿色通道,使芯片公司获得了更多机会,而且还计划投入大量资金来促进国产芯片的进一步发展,,这些都反映了中国芯片业务的激烈程度,毫不夸张地说它得到了全国的支持,拥有如此庞大的后备力量,在该国往往会有许多突破的好消息,主要的半导体公司已经取得了一些明显的进步,例如,中国最大的芯片代工厂中芯国际今年初与ASML签署了合作协议,并获得了大量DUV光刻机供应,其工艺技术和生产能力将达到新的水平,其他国内企业也是如此。
无论是半导体设备或材料,还是国外已经采用卡脖子的其他技术,该国都可以慢慢克服它们,然后实现芯片自给自足,因此,一些国外媒体表示,在未来的十年中,中国可能会成为一个全球性的芯片工厂,而中国芯片的名称也将在世界范围内广为流传!在未来的十年中,它可能会成为一个全球性的芯片工厂,许多人可能对此表示怀疑,因为从目前的情况来看,国产芯片在全面崛起之前还有很长的路要走,此外,仅芯片制造还没有在中国完全掌握其工艺技术,中芯国际最先进的制造工艺仅为7nm,甚至还没有完成批量生产,另一方面,世界上最大的芯片铸造厂台积电,7nm已经是其落后的过程,其5nm芯片已于去年下半年实现了批量生产,今年正准备试制4nm和3nm芯片。
从这个角度来看,国内芯片制造确实还不够先进,需要更多的努力才能赶上台积电,但幸运的是,中芯国际发展非常迅速,只要设备和材料到位,它将在几年内超过台积电,这是中国许多人深信不疑的事实,在其他方面,国内芯片设计不亚于国外,华为是世界上最大的设计巨头,其麒麟系列处理器长期以来一直与国外同类产品相提并论,在包装测试方面,国内企业也达到了先进水平,例如,华天科技和通富微电等国内公司是该领域的领导者,因此,中国对芯片的三个方面都有全面的布局,只要这些国内公司能够共同努力前进,必将在未来取得骄人的成就,而且,一位著名的美国企业家比尔盖茨曾经说过,美国对芯片的封锁不会带来任何好的结果,而只会促进中国芯片的崛起!可以看出,国外媒体是对的,在不到十年的时间里,国产芯片必将使全世界看到它。
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