“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。

处理芯片是硬件配置设备的关键所属，也是我国高新科技水准里边最经典的意味着。“中芯国际人”的小故事持续运转，紧系着中国半导体产业的运势与运行。

5月5日，上海积塔半导体官方微博公布的文章表明，张汝京博士研究生以积塔半导体监事会主席、积塔学院医生真实身份，应邀在积塔半导体临港厂区讲谈公司文化专题讲座。与此同时，据芯榜信息，张汝京已辞职青岛芯恩。从打开树林到功成身退，张汝京一手带下去的芯恩，将来将如何选择？

在中国半导体材料发展历程中，张汝京的每一次自主创业都为中国半导体产业的进步进行了开拓性的奉献。他创建的中芯国际为大陆第一家半导体器件公司，新升半导体为大陆第一家300mm大单晶硅片公司，芯恩为大陆第一家CIDM方式的公司。

前不久获知，张汝京已辞职青岛芯恩，调任上海积塔半导体监事会主席一职。回放张汝京上一次“放开手”，2017年年末，在新升半导体慢慢走上正轨之时，张汝京挑选离开：“我就很高兴如今中国缺大单晶硅片的问题逐渐拥有实际性的解决方法，那么就交到我国来再次发展壮大。实际上我非常想要做的是IDM。”

2018年，张汝京带上芯恩项目落户口青岛，基本建设、建成投产中饱经曲折。三年后，这一新项目宣布投片取得成功，也为青岛发展趋势半导体产业引入了一针强心剂。现如今，74岁的中国半导体材料鼻祖再度挥手告别自身的自主创业之作，打开一段在半导体芯片行业的辉煌旅途。

据了解，张汝京此次进军的上海积塔半导体是一家特点加工工艺集成电路芯片制造公司，所制造的BCD、IGBT/FRD、SGT/MOSFET、TVS、SiC元器件等处理芯片普遍业务于汽车电子产品、工业控制系统、电池管理、移动智能终端，乃至城市轨道、智能电网等高档应用商店。

积塔半导体是华大半导体集团旗下全资子公司，华大半导体归属于中国电子CEC，是中央政府可以直接监管的国有控股超大型企业集团。将来，积塔半导体将担负打造出网络信息安全“国家队”的历史进程每日任务，张汝京再一次走到了行业发展的窘境上。返回青岛芯恩，张汝京的放开手离开，或代表着其已完成“取得成功工作交接”，发展趋势彻底走上正轨。

2018年，在集成电路进出口额做到3120.58亿美金、中兴事情暴发之时，提高自主可控工作能力、摆脱海外高端芯片垄断性看起来刻不容缓。

张汝京在接收访谈时曾讲到：“中国到了这一环节，特别是在要做仿真模拟和数学模型混和商品，而IDM（融合元器件生产制造）最好。但是，IDM必须较强的设计工作能力。期待根据一共有共享资源方式，邀约全世界会做仿真模拟和数学模型混和处理芯片的设计部门一起加盟协同创立IDM公司，根据订制化开发设计生产制造高端芯片，从而取代海外进口的。”

因此，他放下过去善于的晶圆代工线路，挑选CIDM方式（C指Commune），即一共有共享资源式的IDM，再弥补一项大陆集成电路产业链的空缺。2018年4月，70岁的张汝京在西海岸新城区的中德生态园带领创立了青岛芯恩，这也是他继世大半导体、中芯国际、LED产品研发生产制造行业、上海新升以后的第五次自主创业。

一个月后，芯恩处理芯片新项目签字仪式全面启动，为中国第一个协同式集成电路生产制造(CIDM)新项目。签订期内的公布数据表明，该项目规划2019年底一期整线建成投产，2022年满产。

但芯恩的进步之途可以说一波三折。2019年12月，芯恩6栋裙楼到顶，8英尺厂机器设备逐渐搬进。接着又遭受新冠疫情等冲击性，相继传来股权融资不如意、控股股东移主的信息，总体进展再度被推迟。

2021年8月，芯恩于青岛举行动员会。大会上官方宣布8英尺厂投片取得成功，投片商品为电力电子器件，合格率达90%以上，光罩厂也于同期完成了商品交货。而8英尺生产线仅仅第一步，芯恩将来挥剑现阶段最现代化的12英尺圆晶的芯片制造。

2021年9月起，芯恩与国银租用相继签定2份融资租赁合同，总共股权融资29亿人民币；11月，国银租用又发布消息，其与芯恩集成电路再签融资租赁业务协议书，以先购买设备再回租的方法向芯恩股权融资27亿人民币。8英尺厂投片取得成功、积放融资租赁合同签定，芯恩以真实的行为展示出对新项目成功推动的自信心与信心。

半导体产业特点相悖，除资产、技术装备外，优秀人才及时也是公司完成经营规模扩张、尖端技术、配套设施齐备的主要支撑点之一。

张汝京曾在2021年胡润财富榜全世界500强品牌发布会上那样表明：现阶段的半导体业较大的问题是优秀人才匮乏。他大力号召同行要加速人才的培养服务体系和梯队建设，要眼光长久。

据了解，芯恩现阶段待岗的1400多名职工，在其中300位以上为领域专业工作人员，全体人员平均年龄为33岁。精英团队关键职工在国际期刊、杂志期刊上论文发表超出300篇，发布半导体材料有关专利权2000多项，包含好几个半导体材料基本专利权。截止到2021年12月，芯恩已提交308项申请专利，在其中275件得到审理号。“我还在青岛做的事便是‘抛砖’，期待可以打动越来越多的‘玉’参加到中国的半导体产业之中来。”

为了更好地增加人才培养和贮备，张汝京邀约了许多领域人员，2018年和青岛大学携手并肩共创了青岛大学微纳技术学院，与此同时出任了终生声誉医生。芯恩不但与学校创建产学研合作方式，芯恩的技术专家也会经常性校园内进行培训讲座，共享全新半导体产业动态性。

高薪职位“挖”高端人才，也变成青岛新经济企业招兵买马的一个普遍存在。2022年4月，芯恩一次性公布了百余个招聘职位，涉及到技术研发、信息科技、检测中心等好几个岗位，薪酬范围在10k-30k不一。

除此之外，芯恩生产制造的IC商品主要是面对汽车电子产品、智能家居系统与IDT工业电子等主要用途，与青岛的行业优点行业相切合。一直以来，青岛将新一代信息技术产业放置发展趋势的第一位。

青岛党代会明确提出了构建现代化产业链优先大城市总体目标，在其中，集成电路、新式表明、虚拟现实技术、人工智能技术、生物技术等十大新型产业，将打造出一批五百亿级和万亿级产业群，基本建设我国战略新型产业产业基地。

2022年3月底，青岛市颁布了适用集成电路发展趋势的十条对策：给与设计方案公司本年度最大500万余元补助；给与新项目最大500万余元适用；给与公司最大500万的一次性奖赏；给与全职的引入的顶级优秀人才（精英团队）500万余元安置费；给与各家创业投资风险投资组织每一年总计奖赏额度最大500万余元……一条条全是“真金白银”。

张汝京引入的自主创业遗传基因、青岛终端产品用户要求切合、地市级方面国家扶持政策等，均为芯恩发展方向引入了决心和支撑点。

青岛芯恩半导体不是国企，企业类型为有限责任公司，于2018年在青岛市注册成立，是一家协同式集成电路制造商，业务涵盖芯片研发、设计、制造到应用等领域，主要生产8英寸芯片、12英寸芯片、光掩膜版等集成电路产品，可应用于汽车电子、智能家居、智能制造及通讯等行业。企业的经营范围有：集成电路制造；集成电路设计；知识产权服务；半导体分立器制造；批发、零售电子元件、电子产品；通信设备、干线放大器、工业自动控制系统的技术开发；技术进出口、货物进出口；电子产品检测、设计服务；企业管理咨询服务、以自有资金投资；建设工程、土木工程技术咨询服务；经营其他无需行政审批即可经营的一般经营项目。

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