为何芯片那么难制造?

为何芯片那么难制造?,第1张

首先,芯片设计是最难的,要在指甲大小的空间里,放上亿个半导体元件,每个元件都是纳米量级。

其次,芯片制造也很难,因为尺寸太小,需要通过紫外线加工,俗称光刻。目前世界上能做光刻机的厂商屈指可数,一台光刻机也是数亿美元。然后资金问题,芯片业同时也是资本密集型产业,技术、资金缺一不可。

芯片产业有其独特的内部结构和产业特性。芯片产业链分为五个子链,或者说芯片产业分为五大行业。

第一,设计。数亿的线路如何集成在一起,首先需要设计。芯片设计全球最大的公司是英国ARM,而设计软件,美国EDA居于垄断地位。最近芯片产业最大的新闻是美国英伟达要从英国手里收购ARM,届时美国在芯片产业上将更加强势垄断。华为的海思,设计能力可以达到7纳米。我曾经问华为的副总董明,中国为什么不收购?回答:美欧此类公司,中国永远都不会有收购机会。

第二,制造,包括成品制作和半成品制作。半成品是晶圆,高纯度晶圆基本由日本人垄断,硅的冶炼,日本人可以冶炼到百分之九十点九后面十一个九,然后做成的晶圆是最好的。在晶圆的基础上再做芯片,大家知道这个行业台积电最大,中国的中芯国际目前是全球第五。当然只是产量全球第五,芯片等级较低,利润率也不高,因为许多专利技术不在自己手里,还受到美国严厉监管。

第三,封装测试。将芯片压缩到一个板子上,进行合格测试。因为芯片的线路和触点太多,一个地方有万分之零点几的差错,最终结果也是相当大的差错,所以必须逐个测试。封装测试基本属于劳动密集型,在这个行业,中国与国际差距不大,甚至处于领先地位。

第四,设备。生产芯片的设备大家都知道,最精密的EUV光刻机是荷兰ASML,其他主要是美国。生产晶圆的设备,在日本,主要是三菱、索尼等企业占优势。7纳米工艺光刻机目前只有荷兰ASML能够提供,售价1亿美元以上,有钱还不一定能买到。上海微电子已经能够生产制作28纳米芯片的设备。

第五,辅助材料。包括光刻胶、掩膜版、靶材、封装基板等等,这些材料目前国内仍是瓶颈。

芯片制造是如此之难,却又如此重要。它的特点就是在整个国民经济中的基础性、战略性地位,不管是民生、国防、工业、装备、航天等等,芯片出问题,就等于人的心脏出问题。

芯片又是一个全球充分竞争的行业,但进入的门槛高,周期长,资金密集、技术密集、人才密集。投资动辄数百亿美元,研发人员成千上万,基本是全球有限寡头间的竞争,是跨越国界的国际市场竞争。

但芯片的竞争,由于其重要的战略价值,不仅是市场竞争,它还是国家竞争,乃至成为国际贸易战的有力武器,成为竞争对手之间限制和制裁的重点产业。国家竞争与市场竞争有着不一样的竞争规则。

三、中美竞争背景下的芯片

中美贸易战以来,芯片成为热词,成为焦点。9月15日,迫于美国技术垄断压力,台积电正式停止为华为麒麟芯片代工。华为花了六百万人民币从台湾包机拉回了最后一批芯片,据说是全体华为高管们集资的钱,台积电也算照顾同胞,把能给的货都给了华为。但华为储存的芯片也只够支撑2021年半年的手机出货量。

最近美国商务部放话,中芯国际要上美国的实体名单。中芯国际在中国刚刚上市,募了500多亿人民币。如果说中芯国际在上游的设备和技术上出问题,高性能芯片生产将再生变数,前景不妙。

在芯片领域,中国基本上没法反制美方制裁,供求和技术极端非对称,英特尔、高通、苹果、微软,我们都是强依赖,而其对中国则是弱依赖。就和现在的抖音微信一样,美国要遏制,我们也是没法反制,因为谷歌早已离开中国,脸书压根就没到过中国。

美国国家安全战略和美国对华战略,都将中国作为头号竞争对手,全面遏制中国已是国策。芯片,非对称精准打击,对美机会成本最低,对我伤害最大。以关税为标的的贸易战,上升为以芯片为武器的科技战、产业战,华为成为牺牲品。接班人被羁押,芯片断供, *** 作程序年底到期,美国商务部对华300多家实体清单,华为独占60余家。当然,美国对华为恐惧也是有原因的,信息技术革命,主要是由美国的通信企业发起。华为是有通信产业基因的公司,不光是有移动终端,还有领先世界的5G技术。如同当年美苏之间的太空竞争,争夺太空主动权,即将到来的数字时代、智能时代,如何能争夺到主导权?芯片成为关键产业的关键环节。

美国并不是简单的反全球化,美国要在全球化中“去中化”。美国鹰派鼓动与中国全面脱钩虽是痴人说梦,但科技脱钩已经开始实施。怎么办?第一个想到的办法就是抢人,数倍的工资挖人。台积电的保安对来自中国大陆的猎头严防死守,据说最后把保安都挖来了。

任正非7月底在东南沿海一些高校去发现人才,因为华为需要增加三万名工程师充实研发队伍。现在最缺的就是人才,芯片之战,成为人才之战。高端制造业的一个特性就是与科学和教育连在一起,其竞争也是国家间教育和科学力量的角逐。中国教育系统至今一个诺奖都没有,也就是说, 缺少从0到1的颠覆式创新。华为的5G是哪儿来的?是土耳其的一位科学家的假设,最后被华为发现并变成了产品。先进技术先由科学家假设、实验室发明,最后由企业家和科学家共同将其产业化。中国工业化快速追赶西方,中间势必缺失了很多东西,少了很多环节。由于基础研究差,导致了底层的硬件、软件都要依赖别人,这是根本差距。

应该说,我们还在追赶当中。只是国际环境变化,我们才提出内循环为主体,这是无奈之举和底线思维。提出发展新格局,并不意味者问题已经解决,而是为了应对复杂严峻的国际环境,做出必要的思想准备和工作准备。内循环为主体,内外循环互促,说起来容易,做起来难!


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