美国的刀:30年前的日本芯片已经挨过,萧条至今

美国的刀:30年前的日本芯片已经挨过,萧条至今,第1张

9月15号华为麒麟系列高端芯片,包括全新的麒麟9000,在售的麒麟990或都将迎来断供。这意味着接下来即将发布的全新旗舰,Mate40系列手机不仅产能有限,而且将会是麒麟系列芯片的绝版手机。华为手机或将退回联发科时代。

而这样的结果,原因已经人尽皆知,美国的疯狂制裁,遏制华为这类中国半导体企业。就是为了限制中国半导体产业的天花板高度,你可以做得比别人好 但是你不能超过我,归根到底就是钱。

目前中国每年的半导体产品进口额,已超过三千亿美元。贸易逆差超两千亿美元。这样的逆差是什么概念?也就是说我们每年要给半导体全球产业链上的国家,贡献两千多亿美元,两千亿美元的外汇又是什么概念,我们每年的原油进口额不到两千亿美元。随着中国互联网的全面扩大,半导体产品进口已经悄无声息地成为进口商品第一大项目。如果我们在半导体上取得突破,某些人不仅会失去全球最大的客户,还会被自己的客户抢去饭碗,也正是因为这样的逆差,我们更要下定决心发展自己的半导体产业。

目前旧版的EDA软件还能用,各种公版芯片架构也还没被限制授权。华为芯片设计水平依然能处于世界一流水平,麒麟9000芯片制程已经缩小到5纳米级别。能够媲美苹果旗舰芯片。其实,看美国人有多紧张,就能知道今天的华为有多出色。目前被抓住咽喉的是如何把设计变成产品,至于为什么说是目前,不言而喻,EDA设计软件停更 架构限制授权,都会成为美国接下来的限制工具。目前美国砍向华为的大刀是让华为喘不过气来的荷兰阿斯麦尔EUV光刻机。我们不生产芯片,我们只是光刻机制造商。这是一家一年卖222套机器,净利润就有14.67亿欧元的光刻机垄断企业。

阿斯麦尔也是全球唯一一家,能够提供7纳米及以下制程的企业,为什么这么牛X的企业不在法国,不在美国。而是在一个以发达农业著称。全球工作时间最短的荷兰。

1984年阿斯麦尔和飞利浦合资成立阿斯麦尔,后来阿斯麦尔买下了飞利浦的股份,成为阿斯麦尔独资公司。成立之初只有31名员工,那时候的光刻机还是日本和美国企业的天下。

一直到2007年,阿斯麦尔都没办法在尼康面前抬起头,直到台积电的工程师林本坚提出浸润式光刻机。阿斯麦尔翻身的日子来了。日美没有光刻机公司愿意和台积电联合研发浸润式光刻机。阿斯麦尔决定赌一把,和台积电合作,最终成功实现了132纳米的芯片工艺。一把把尼康甩在身后,阿斯麦尔的EUV光刻机迅速走红。台积电、英特尔年年砸钱抢着要,荷兰只是阿斯麦尔的注册地背后是整个欧洲和美国的支持。德国工业的蔡司镜头,Cymer的光源技术,HMI的电子束检测设备等。阿斯麦尔自然也受到美国的监管和扶持,也正是因为荷兰实力较弱,把阿斯麦尔放在荷兰让美国人很放心。

两年前我们好说歹说,为荷兰送去天价的贸易订单,换来阿斯麦尔2019年向中芯国际,交付两台极紫外EUV光刻机,但是这两台光刻机目前来看已经是化为泡影。等到若干年后阿斯麦尔履行合同已经是老旧产品,人类文明发展到如今,一块芯片是目前人类文明最为顶尖的体现,一台顶级光刻机是比航母战斗群还要致命的国之重器。

美国人自然要牢牢抓着光刻机,美国掌握全球半导体产业的话语权这点不奇怪。要分析的是美国为什么会掌握着全球半导体产业的话语权,向来在 科技 领域藐视美国的日本,为什么突然显得无声无息。

早在1946年,世界第一块PN结型晶体管在美国人威廉·肖克利的手中诞生。1960世界第一块硅集成电路在美国仙童半导体公司出现。标志着半导体产业进入“硅”时代。彼时的日本还是一个意气风发的少年,完全看不出是首都被炸得满目疮痍。两个城市挨过原子d的国家,战后的日本人什么都想做 也什么都能做。对于半导体而言,日本人志在必得。

1955年,索尼成立仅十年,开始涉足半导体产业,用来制造收音机。日本企业纷纷加入生产,大量爆款收音机涌入美国。十年后的1959年,一年内日本就制造了8600万个晶体管直接超越美国成为世界第一晶体管生产国,真的是初生牛犊不怕虎。日本又在一个行业超越了老大哥三菱、京都电气等也在日本政府的扶持下,在美国技术的基础上 涉足半导体产业,这种上下一心通力合作的单一民族国家,不可谓不可怕。

1973年石油危机爆发。经济衰退,欧美家庭加不起油也买不起电脑,半导体产业衰退。日本人的卡西欧计算器遭遇了滑铁卢。美国人又研发出了更先进的 IC集成电路。日本人就从危机中看到了机会,日本迅速落实DRAM制法革新,日本政府出资320亿日元。民间企业抱团出资400亿日元。差不多有2.36亿美元 这是70年代,日本VLSI 技术研究所由此成立,专攻电子计算机领域。日本最终实现了DRAM的全国产化,DRAM这个东西很常见,也就是现在计算机上的内存条,是一种作为存储功能的半导体元件。而这时候的中国,选择了解决温饱加强国防 科技 为优先的道路。

日本人没炸出核d,却炸出了一个半导体。日本继续投入研发在半导体的道路上迅速超越了美国。SUMCO、京瓷、东京电子等很多现在耳熟能详的日本企业在当年都是日本半导体产业链上的功勋企业,而在最关键的光刻机领域,日本也实现了国产化。尼康光刻机誉满全球。没错,早期的世界光刻机霸主是尼康。

1985年日本半导体市场占有率超过美国。日本企业占有率达53%,美国仅37%,拿得出手的公司只有德州仪器、因特尔、摩托罗拉,此时欧共体占12%。主要由飞利浦的阿斯麦尔贡献,当年谁也没想到这家阿斯麦尔才是最后的赢家。说个题外话,这一年的韩国也有1%的市场份额。总之,全球半导体产业已经由美国转移到日本。而且日本半导体已经强大到难以想象,用形容美国的词来说,就是一超多强。

除了战后美国要扶持日本,更因为日本自己就是一个DRAM大市场。仅 汽车 产业一块 每年就有源源不断的订单,而美国的半导体订单更多的是来自军方,其实看很多产业 美国和日本都是亦敌亦友的存在,不过是兄弟又能怎么样,本来是我吃肉你喝汤,现在把我的肉都吞了。

在PC还没普及的年代,全世界已经知道未来的工业引擎一定会从内燃机转移到半导体芯片上。正好赶上80年代国际局势缓和,日本在远东的政治作用下降,美日之间的贸易问题反而浮出水面。

仅在1985年,日本就给美国送去了497亿美元的贸易逆差。美国人对日本半导体产业的崛起已经不想忍了,美日半导体战争爆发,今天在中兴、华为身上发生的。在上个世纪的日本已经上演过。

第一波被针对的日本企业是三菱和日立,FBI假扮成IBM的员工,把10卷包含商业机密的文件,主动发给日立公司高级工程师林贤治。这位不幸的工程就这么上钩了。

1931年的南满铁路路轨和1937年的卢沟桥。日本人也是同样的手段 现在自己也要挨炮了,日本企业窃取美国技术的新闻迅速传开,日本威胁论也在美国大行其道。

1989年美国人最喜欢做的民意调查显示,68%的美国人认为日本是最大的敌人。第一次美日半导体谈判,美国要求没多的半导体,在日本的市场提升到20%~30%。建立价格监督机制。终止第三国倾销。加上一份《广场协定》和房地产增值,日本陷入经济泡沫。没办法,如果不让美国芯片进入日本市场,老大哥的各种的制裁让你不得安生,就不给你国防扶持。

1986年7月31日日本人签下了条约,但是美国半导体企业还是不争气,老爹都这样铺路了 市场份额还是不及日本企业。日本给美国制造的贸易逆差扩大到了586亿美元,美国人软硬兼施,先是在二战后第一次向日本低头,肯定日本半导体行业主动涨价。

1987年东芝事件被曝光,美国趁着东芝私自给苏联出口大型铣床为由,对东芝好一顿胖揍 目的自然是要打压东芝的半导体生产,1989年再次和日本签订了不平等条约《日美半导体保障协定》。

但是日本的半导体产业真的是小强完全打不死。美国人准备开始搞第三次《日美半导体保障协定》,这一回美国人开始玩起了套路,开始扶持韩国来和日本竞争,这时候全球通讯技术刚好进入1G时代。三星和现在的韩国车一样,凭借性价比出击市场,而日本企业还在走品质路线,所以吃了不少亏。美国帮助三星拿下东芝的半导体生产线 从日本企业挖人。美国对日本进口的半导体产品征税100%,对韩国半导体产品只征收象征性的0.74%,做到这一步 第三次《日美半导体保障协定》没有签署。因为美国的预期已经达到了。

韩国人也真不是吃素的,鹬蚌相争渔翁得利。三星迅速崛起,形成了全球半导体产业以美日韩三国鼎立的局面。

时间到了1995年,死扛了十余年的日本半导体企业终于喘不过气。NEC(第一)、东芝(第二)、日立制作所(第三)、富士通(第八)、三菱电机(第九)这个排名是1995年全球半导体产业企业排名。日本企业交出的成绩单,也是最后的光辉时刻。到了九十年代末期,日本半导体市场不仅被美国超越,还被韩国超越。全球半导体产业从日本转移到韩国,韩国还超越了美国,仅仅靠三星一家公司,而三星为什么能活到现在。

作为韩国最大的财阀,三星的股本有多少是美资,心知肚明,20世纪的最后一年,日本还能喘息的几家半导体企业联合成立Elpida,也就是尔必达。这个尔必达注定是个南明政权。美国人没有手下留情,继续出击,2012年尔必达宣布破产。

日本企业全面退出DRAM的全球竞争,尼康光刻机也在2007年败下阵来,日本半导体行业进入萧条期。回顾日本半导体产业成长的近半个世纪时间,政府牵头避免企业间重复研发,敏锐的嗅觉,超高的良品率,都是日本半导体辉煌的原因。失败的原因也很明显,除了来自老大哥的压力 日本也有自己的内因。

90年代末期,日本半导体公司就没有预期到PC时代的全面普及。在电脑芯片领域完全败下阵来,更别说在现在的智能手机时代分一杯羹了。不过瘦死的骆驼比马大,现在的日本半导体产业,还能老老实实为全球提供硅片、溅射靶材、光刻胶等半导体材料。每年依然赚的满满当当,而美国重新回到半导体产业的头把交椅,整个行业一直拿捏得死死的。

日本半导体产业当年挨打的 历史 ,和今天的华为如出一辙,还有中兴的前车之鉴,证明了一只狼,就算是已经吃饱的狼,不可能喂饱。不断割肉只会削弱自己的实力。在半导体产业上的落后,我们承认,但是我们不认输。由中芯国际已经能生产14纳米级别芯片,理论上可以在未来几年内完成对7纳米芯片的冲刺,而且能自主制造90纳米光刻机,底子还是有的。而摆在华为,中芯国际眼前的掣肘就是这个东西我知道长什么样子,但是我要怎么做出这个样子的东西,一台光刻机难倒了14亿中国人。除了光刻机,还要拿下EDA软件,更高自主性的架构才能设计出更高性能芯片。

这是一条非常长的路,可能是一场长达十余年的没有硝烟的战争。我们也没把鸡蛋放在一个篮子里,随着摩尔定律的逼近。如果阿斯麦尔这几年不能交付2纳米的EUV光刻机,全球半导体产业即将迎来天花板,不然芯片就要从纳米级跳进原子级别,想用 *** 刀原子来建造一座指甲盖大小的超级城市,这就不是地球上的光刻机能完成的了。

其实硅基半导体并不是信息产业唯一的支柱,如果说半导体技术是打开了20世纪的大门,那么叩响21世纪大门的 则是量子信息技术,在集成电路逐渐触及天花板的情况下,量子通信有望实现降维打击。传统的集成电路只能现实0或者1,需要进行大量运算,需要海量电路,属于二进制信息单元,即经典比特,而量子芯片能通过亚原子粒子编码数据,以量子比特进行运算,最大的优势就是能进行叠加态运算。

经典比特需要一次一次运算,需要更密集的集成电路。而量子比特可以用量子状态进行表示能同时进行一百次的运算或者存储,而且量子芯片能摆脱硅基的限制,能改变欧美光刻机垄断的局面。

中国在量子信息技术上已经走在了世界前列,世界首颗量子卫星“墨子号”世界第一条量子通信保密干线、京沪干线都由出自中国科学家之手,芯动不如行动,只要肯做 肯投入、肯合作、沉得住气,距离国产芯片摆脱掣肘的一天 并不会太远。

人事变动始终牵动着半导体产界人士的心。

2019 年是不平凡的一年,众多半导体巨头进行了高管调整,或宣布调整信息。下面一起回顾 2019 年半导体产业都经历了哪些重大人事变动。

SK 海力士

2018 年 12 月,SK 海力士公布营运长李锡熙晋升 CEO,原 CEO 朴星昱则转任 SK 集团 Supex 追求协议会 ICT 委员长,负责开拓 SK 集团未来技术与新成长动力。

现年 56 岁的李锡熙产学界经历完整,取得首尔大学无机材料硕士后,1990 年加入 SK 海力士前身现代电子成为研究员,此后又到美国求学,取得史丹佛大学材料博士学位,2000 年进入英特尔(Intel)就职。

任职英特尔 10 年时间,多次获颁最高荣誉的英特尔成就奖,2010 年在韩国科学技术院(KAIST)担任教授,2013 年重回 SK 海力士负责 DRAM 开发,2017 年晋升营运长成为半导体事业负责人。

英特尔

2019 年 1 月 31 日,英特尔宣布任命临时首席执行官罗伯特 - 斯旺(Robert Swan)为正式 CEO。这是英特尔 51 年来第七次任命首席执行官。

自 2018 年 6 月,首席执行官布莱恩 - 科再奇(Brian Krzanich)因违反公司政策与一名员工存在不正当关系而被解职,罗伯特 - 斯旺担任临时首席执行官至今已有 7 个月,他自 2016 年起担任首席财务官,并获选为公司董事会成员。

现任财务副总裁托德 - 安德伍德(Todd Underwood)将接任临时 CFO 一职,公司将寻找一名永久性 CFO。

Swan 拥有布法罗大学工商管理学士学位和宾厄姆顿大学工商管理硕士学位。他是 eBay 的董事会成员。1985 年在通用电气公司开始了他的职业生涯,持有各种高级财务他在那里工作了 15 年。在其职业生涯早期,斯旺担任电子数据系统公司和 TRW 公司的首席财务官,以及担任 Webvan Group Inc。 首席运营官兼首席执行官的首席财务官。2006 年加入 eBay Inc。 担任首席财务官,负责 eBay 财务职能的各个方面,包括管理,财务规划和分析,税务,财务,审计,兼并和收购,和投资者关系。2015 年加入 General Atlantic 担任运营合作伙伴,与公司的全球投资公司密切合作,共同实现增长目标。2016 年 10 月起担任英特尔公司的执行副总裁兼首席财务官(CFO)。他负责监督英特尔的全球金融组织,包括财务,会计和报告,税务,财务,内部审计和投资者关系,信息技术;和公司的企业战略办公室。2018 年 6 月 21 日被任命为英特尔公司的临时首席执行官。

利扬芯片

2019 年 2 月,张亦锋加入广东利扬芯片测试股份有限公司任公司首席执行官。

张亦锋,在西安电子 科技 大学通信工程学院应用电子技术专业获学士学位,复旦大学管理学院工商管理专业(MBA)毕业,研究生学历。2000 年 7 月至 2013 年 12 月,,任职于上海华虹 NEC 电子有限公司,先后在计划部、Foundry 事业部、业务发展部等部门担任资深主管工程师、主任、科长等职。2014 年 1 月至 2015 年 8 月任职于上海华虹宏力半导体制造有限公司,担任产品销售科科长。2015 年 8 月至 2015 年 12 月任职于武汉力源信息股份有限公司,担任 IC 事业部总监。2016 年 1 月至 2019 年 1 月,任职于珠海博雅 科技 有限公司,担任首席商务官、副总裁,兼任全资子公司四川泓芯 科技 有限公司总经理。

华虹集团

华虹半导体

2019 年 3 月 28 日,华虹集团对旗下制造平台进行了人事调整,宣布上海华力集成总经理唐均君接替王煜担任上市公司华虹半导体总裁一职(5 月 1 日正式接任),希望发挥唐总在 12 英寸生产线的经验,以便更好的让华虹无锡基地的 12 英寸产线快速产生效益。

上海华力

华虹集团对旗下制造平台进行了人事调整,宣布上海华力微总裁雷海波兼任上海华力集成总裁,作为中国大陆培养的本土 12 英寸产线领头人,雷总现在要负责两个 12 英寸产线的运营。华力微在 2018 年实现首次年度盈利。

上海新升

2019 年 5 月 5 日,邱慈云出任上海新升 CEO。

邱慈云生于 1956 年,获得加州伯克利分校电气工程博士学位和哥伦比亚大学高级管理人员工商管理硕士学位。他早年曾在德国慕尼黑固体技术研究所 At&t 贝尔实验室和台积电工作。2001 年曾追随张汝京创办中芯国际;2005 年加入华虹 NEC 担任运营副总裁;2007 年加入马来西亚 Silterra 担任 COO;2009 年回到华虹 NEC 担任总裁兼 CEO;2011 年 8 月起,担任中芯国际 CEO,至 2017 年 5 月因个人原因请辞。

瑞萨电子

2019 年 6 月 26 日,瑞萨电子官方发布公告,现任 CEO 吴文精( Bunsei Kure)将于 2019 年 6 月 30 日辞去其代表董事、总裁兼 CEO,柴田英利(Hidetoshi Shibata)将成为为其代表董事,总裁兼 CEO,任命自 2019 年 7 月 1 日起生效。

吴文精下台的原因是瑞萨经营业绩欠佳。

芯思想研究院认为,瑞萨是日本半导体产业界的一朵奇葩,越整合则越虚弱。

武汉弘芯

2019 年 7 月 17 日,蒋尚义正式出任武汉弘芯总经理。

蒋尚义,1968 年在国立台湾大学获电子工程学学士学位,1970 年在普林斯顿大学获电子工程学硕士学位,1974 年在斯坦福大学获电子工程学博士学位。毕业后,蒋博士曾在德州仪器和惠普公司工作。1997 年回到台湾,任职台积电研发副总裁,是台积电掌管单一部门时间最久的人。2013 年任台积电共同首席执行副总和共同运营官。

在台积电期间,蒋尚义将研发团队从 120 人扩编至 2013 年的 7000 多人,年度研发经费更从 25 亿台币激增至 2013 年的 480 亿台币;曾参与研发 CMOS、NMOS、Bipolar、DMOS、SOS、SOI、GaAs 激光、LED、电子束光刻、矽基太阳能电池等项目;带领台积电自主研发,一路从 0.25 微米、0.18 微米、0.15 微米、0.13 微米、90 纳米、65 纳米走到 40 纳米世代,还参与了 28 纳米 HKMG 高介电金属闸极、16 纳米 FinFET 等关键节点的研发,使台积电的行业地位从技术跟随者发展为技术引领者。

华微电子

2019 年 7 月 9 日,首席执行官(CEO)聂嘉宏先生辞呈。

经公司董事长提名,董事会提名委员会审核,公司董事会同意聘任于胜东先生为首席执行官,任期自董事会通过之日起至本届董事会届满为止。

凯世通

2019 年 8 月,陈克禄接替陈烔(JIONG CHEN)担任凯世通总经理。

陈克禄,原上海浦东 科技 投资有限公司投资总监。

2015 年,上海浦东 科技 投资有限公司(以下简称“浦科投资”)入主万业企业,并于 2018 年成为其控股股东(持股 28.16%),积极推动其战略转型。

万业企业将转型目标瞄准了集成电路装备及材料产业。2017 年,经董事会和股东大会审议通过,万业企业以 10 亿元自有资金认购上海半导体装备材料产业投资基金首期 20%份额,迈出了转型的第一步。

2018 年 7 月,万业企业启动收购上海凯世通半导体股份有限公司(以下简称“凯世通”)100%股权相关事宜,最终以 3.98 亿元的价格、以现金收购的方式,成功完成对凯世通 100%股权的收购。收购凯世通后,万业企业正式切入集成电路核心装备产业之一的离子注入机领域。

长电 科技

2019 年 9 月 9 日,长电 科技 发布公告称:董事会收到 LEE CHOON HEUNG(李春兴)先生请求辞去首席执行长(CEO)及第七届董事会董事职务的书面辞职书,经研究讨论公司董事会同意李春兴先生辞去首席执行长职务的请求。根据《公司章程》,李春兴先生辞去公司董事职务在书面辞职书送达董事会时已生效,其不再担任公司董事。辞去上述职务后,李春兴先生将继续担任公司首席技术长(CTO)职务,并继续致力于公司的发展。

根据长电 科技 董事长周子学先生提名,经董事会提名委员会审核,一致同意聘任郑力先生为公司首席执行长,同时提名郑力先生为公司第七届董事会非独立董事,任期自本次董事会聘任通过之日起至本届董事会任期届满。

郑力,男,1967 年 8 月出生,天津大学工业管理工程专业工学士,东京大学金融经济管理硕士。郑力在美国、日本、欧洲和中国国内的集成电路产业拥有超过 26 年的工作经验。曾任曾任恩智浦全球高级副总裁兼大中华区总裁;中芯国际全球市场高级副总裁,瑞萨电子大中华区 CEO,NEC 电子(后与日立公司和三菱公司的半导体部门合并为瑞萨电子)大中华区总裁,华虹国际有限公司副总裁,上海虹日国际电子有限公司总经理,日本东棉美国公司(现丰田通商美国公司)加州圣荷西分公司总经理,日本东棉公司总部(现日本丰田通商公司)电子信息系统本部担任产品开发经理、集成电路项目管理经理等职务。

安靠

2019 年 6 月,安靠中国区总裁周晓阳正式离职,10 月由曹持论接任。

周晓阳,西安人,1984 年本科毕业于西安交通大学半导体专业,1984 年至 1987 年在骊山微电子研究所师从黄敞老师,获得硕士学位;1987 年至 1993 年在西安 771 所工作,时任组合车间副主任;1993 年至 1997 年任职国家半导体上海公司工作;1997 年至 2007 年任职英特尔;2007 年至 2011 年任职星科金朋;2011 年至 2014 年在楼氏电子工作,曾任楼氏电子苏州和北京公司总经理;2014 年加入安靠,任中国区总裁及安靠封装测试(上海)有限公司总经理。

安靠中国区在周晓阳的带领下,创下了辉煌的业绩,公司已经成为中国大陆及安靠全球技术最先进、产能最大、发货量最大的 NAND 封测厂,为很多中国集成电路设计公司保驾护航。

在周晓阳带领下,2014-2018 年间,安靠上海年平均贡献税收约为 1 亿元人民币,并获得浦东“纳税突出贡献奖”;进出口额约 224 亿美元,连年获得浦东“贸易贡献奖”;此外,安靠上海名列中国十大封测企业、荣获市外资进出口百强、市外资吸收就业人数百强、市外资双优企业等奖项。

曹持论,2001 年 5 月加入安靠公司,曾担任安靠中国区副总裁及厂长职务。

芯聚能半导体

2019 年 11 月正式加入创业公司芯聚能半导体,接替王颖颖担任法人和总经理。

周晓阳,西安人,1984 年本科毕业于西安交通大学半导体专业,1984 年至 1987 年在骊山微电子研究所师从黄敞老师,获得硕士学位;1987 年至 1993 年在西安 771 所工作,时任组合车间副主任;1993 年至 1997 年任职国家半导体上海公司工作;1997 年至 2007 年任职英特尔;2007 年至 2011 年任职星科金朋;2011 年至 2014 年在楼氏电子工作,曾任楼氏电子苏州和北京公司总经理;2014 年加入安靠,任中国区总裁及安靠封装测试(上海)有限公司总经理。2019 年 6 月离开安靠。

北方华创

10 月 31 日,北方华创发布公告称,董事会于 2019 年 10 月 31 日收到公司副总经理张国铭先生提交的书面辞职报告,张国铭先生由于个人原因申请辞去公司副总经理职务,辞职后不在公司担任任何职务。

张国铭先生曾任北方华创 科技 集团股份有限公司高级副总裁、首席战略官,并兼任北京北方华创微电子装备有限公司董事、副总裁,北京七星华创流量计有限公司董事长,北京七星华创集成电路装备有限公司执行董事。曾任北京建中机器厂总工程师、副厂长,北京七星华创电子股份有限公司微电子设备分公司总经理,北京七星华创电子股份有限公司副总经理。

张国铭先生担任国家 02 科技 重大专项总体专家组专家、 科技 部“十三五”重点专项先进制造专家组专家、国家集成电路产业投资基金股份有限公司投资审核委员会委员、北京电子制造装备行业协会秘书长、国际 SEMI 协会全球董事会董事、SEMI 中国半导体设备及材料委员会主席等多种职务。

据悉,张国铭已经加盟华海清科。

来源: 与非网

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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。


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