打破美日垄断！国产芯片技术迎来突破，半导体行业加速自主化

在受到西方国的技术封锁、原材料断供等手段之后，我国的芯片市场遭到了前所未有的打击，在这样的情况下，诸多西方媒体纷纷跳出来说着“中国芯片自主研发是妄想”等言论，但事实真就如他们所说吗？

其实随着 我国 科技 方面的不断进步，一个个 科技 难题被攻破 ，我国在芯片领域的发展可谓是突飞猛进，用ASML总裁的话来说就是： “如果继续对中国进行技术封锁，要不了多久中国就能实现芯片自主化。”

在“中国芯”的研发道路上， 不仅光刻机被荷兰ASML垄断，制造芯片的核心材料也是时常遭受“断供威胁”。

芯片的研发制作必然离不开光刻，而在光刻的过程中， 光刻胶和光刻机都是其中必不可少的一员 ，光刻胶的精密度越大则生产出的芯片就越先进。

简单来说，如果没有好的光刻胶，即便我们有最先进的EUV光刻机也是形同虚设， 光刻胶是除了光刻机之外的第二大技术难题。

高精度光刻胶的生产技术牢牢掌握在日本手中，我国只能够生产出一些低精度的光刻胶， 高精度光刻胶的来源主要是进口 ，而据数据显示， 全球市场上高端光刻胶由90%以上是由日本和美国提供，我们也时常因此被“卡脖子”。

就是在西方强国技术封锁的情况下， 我国将光刻胶自主研发提上了日程 ，并在2019年建立光刻胶的生产基地，耗时两年后终于传来了好消息： 光刻胶已经自主研发成功 ，国产光刻胶迎来曙光，为国内半导体行业的发展带来了新的希望，一举摆脱“卡脖子”的窘境。

除了制造芯片的核心材料光刻胶得到突破以外 ，我国在芯片设备研发上也传来了利好消息 ，在全球各大芯片企业研发刻蚀机无法取得突破的同时， 我国的 中微半导体公司率先研制出了3nm刻蚀机 ，并且已经完成了原型机设计、测试工作，如此高精度的刻蚀机可以说在全球都是不可多得的存在。

有人看到这可能会有些迷茫， 刻蚀机的工作原理是什么？它突破有何意义？光刻机有何不同？

其实， 刻蚀机对于“中国芯”的研发来说，也是有着举足轻重的作用 ，刻蚀机和光刻机虽然仅仅一字之差，但是它们分别是芯片制造中两个关键流程所用到的设备。

总的来说， 光刻机就如同我们的车载导航，而刻蚀机则代表着我们的车辆 ，只要跟着导航走就能够安全到达指定地点。

随着3nm刻蚀机的问世，我国的国产芯片水平更上一层楼，同时 它的出现也让不少国人们看到了“中国芯”问世的希望。

但也有部分人表示， 有着高精度刻蚀机没有高精度光刻机，“中国芯”也难以得到实现 ，但事实真就是如此吗？

一直以来，光刻机都是生产高精度芯片的核心设备，而光刻机生产技术一直牢牢掌控在荷兰ASML公司手中，而ASML又因为与美国的协议无法对我国出口光刻机，导致我国半导体领域发展一直萎靡不振。

但是最近，我国最大的光刻机厂商上海微电子传来了好消息： 其公司自主研发的28纳米光刻机已经问世并且通过认证，预计在年底可以正式交付投入使用。

国产光刻机的问世也让许多人发出质疑， 国产光 科技 的工作效率和质量能和ASML公司的光刻机媲美吗？

值得一提的是， 上微电子所研发出的光刻机进度和ASML的DUV光刻机是一样的 ，而DUV光刻机在英特尔手中被用来制造出了10纳米芯片，台积电更是用DUV光刻机量产出了7纳米芯片。

这也就意味着， 我国只要时机成熟，完全可能由现如今的量产28纳米芯片技术跳跃到量产7纳米芯片技术。

除此之外，根据我国目前对于芯片的需求来看，28纳米的芯片已经能够满足大部分市场需求，而上 海微电子研发的这台28纳米光刻机更是让“中国芯”的实现更进一步。

如今看来，在 美国芯片禁令的影响 下，虽说 对于我国半导体事业虽说有一定影响 ，但与此同时 更加快了“中国芯”的发展进程 ，美国这一做法无疑是搬起石头砸自己的脚。

我国先后在 光刻胶、蚀刻机、光刻机 等领域取得突破，所以我国想要突破芯片国产化只是时间问题， 我国的半导体行业也正在飞速发展，等到我国打造出属于自己的芯片产业链，芯片禁令也将成为笑谈！

最后，对于美国在芯片上对我国进行打压的行为，你又有什么不同的看法呢？欢迎你们在评论区与零零柒进行探讨。

回答市场疑虑：在各种不确定性背景下如何继续发展 5G 产业

我们认为 5G 发展应该分国内、国外分别看待。 华为、中兴在 5G技术与商用能力上领先全球，贸易等外部问题很难撼动华为在通信设备上的领先优势。

国内方面 ，工信部宣布近期将发放 5G商用牌照，体现了我国 5G建设进度没有受到明显影响。在牌照之后，运营商即可进行 5G商用，相比此前 2020年商用的目标，甚至会有所提前。网络的提前建设有利于华为，华为目前商用准备较充分，单月出货基站数已达 2万左右。而中兴也有望受益于国内 5G建设。诺基亚、爱立信在国内的 5G 建设中由于准备相对较慢，份额可能较低。

干货研报注： 本篇研报是6月5号发表的，但就在6月6号，我国直接发布了4张5G商用牌照，而不是4G时最初的试运营牌照，这将说明我们直接跳过5G试运营，直接进入大规模商用。这一个超预期的动作，也看出来了我们5G突围的决心。

国外方面 ，部分运营商如欧洲抉择是否采用华为 5G 设备将导致 5G 建设放缓，而日本等国放弃使用华为设备有可能导致华为 5G 份额下滑。 另外， 4G 网络由于海外存量较大，性价比高，替换成本高，因此华为在海外 4G 份额短期将不会明显下滑。

但 5G 网络的第一批建设主要围绕中美日韩，而欧洲等国家的 5G 本身并不紧迫，因此我们认为目前时点，我国 5G 的牌照对华为、中兴存在利好。但应跟踪美对于我国 5G 牌照可能做出的进一步反应。

图表 1: 通信基站结构

但5G 也带来了机遇与挑战，核心是：技术变革带动市场规模提升，半导体自主可控为突围重点

通信基站建设主要风险来自于 客户 与 供应链 两方面。我们认为中国5G 进展快于海外，利好国内产业链。但目前我国在半导体领域（芯片等）仍存在短板， 亟待自主可控。

机遇与挑战1：半导体领域自主可控为突围的主要方向。供应链角度，半导体领域存在短板，自主可控为解决方案。

中国大陆供应商在1）天线环节实力较强，2）在 PA/LNA、滤波器等射频前端拥有一定的市场地位、但仍有较大的进口替代空间。

3）国产替代空间较大的环节主要处于半导体领域，包括 PA、基带芯片、数字芯片、模拟芯片、电源芯片等。5G 相比 4G 的性能提升很大程度上依赖于芯片的设计和选用，我们认为芯片领域的自主可控是我国 5G 基站建设突围的重点。

机遇与挑战2：5G 特性带动 PCB、天线振子、PA、介质滤波器等基站器件需求提升。

5G 高频高速特点带动 PCB/CCL、天线、PA、滤波器的 材料与工艺发生变化 ，多通道/大带宽则主要带动 PCB、天线、PA、开关、滤波器等 用量显著提升。

全球通信设备市场规模随着技术的换代升级呈现波动趋势，而目前全球无线电信网络正在经历从 4G 向 5G 发展的转折点。随着 5G 建设期到来，市场规模出现提升趋势。

以基站及无线通信设备市场为例，Gartner 预测，从 2018 年起，全球无线设备市场规模将呈现提升趋势。根据 Gartner 的数据显示，2018 年通信设备市场中我国厂商华为、中兴市场份额排名领先，其中 华为排名第一，份额达到 27% 。

从技术方面来看，华为、中兴经过了 4G 时代的专业积累，在 5G 实现了技术反超。专利层面， 华为、中兴在 5G 专利比例方面排名全球第一和第五 。在商业化方面，中国企业也领先全球。19 年 5 月，华为宣布已经出货 5G 基站超过 10 万，中兴通讯 4 月也曾表示 5G 基站累计出货量超过 1 万站。

根据 GSA 统计，截至 4Q18，全球 4G 用户数达到 39.9 亿。全球 4G 在各洲的渗透率不同。而真正早期布局 5G 的国家主要将为韩国、美国、中国、日本、中东和欧洲部分国家等4G 渗透率较高国家。GSA 预测到 2023 年，全球预计有 13 亿 5G 用户。

截至 2019 年 4 月初，全球 4G 运营商 720 家，准备提供 4G 服务的运营商 116 家。5G 方面，88 个国家的 224 家运营商开启了 5G 网络的测试、试验、试商用或商用。其中试商用或商用的运营商达到 39 家，商用的运营商为 15 家。

华为 预计 2025 年全球将有 650 万个 5G 基站 、28 亿用户，覆盖全球 58%的人口。我们基于对产业链的调研和判断，认为 2019 年是 5G 基站出货的元年，而中国将成为未来三年5G 建设的主力。

► 中国： 三大运营商在全国各地的 5G网络建设热情高涨。北京截至 5月下旬建设了4700个 5G基站建设，年底将实现五环内 5G覆盖；上海电信 2019年将建设超过 3000 个 5G基站，到 2021年底建设 1万个 5G基站；广东截至 5月已建 5G基站超 14,200 个，其中广州 5G基站超过 7100个。广东移动在全省 21个地市已开通 5G网络；湖北移动 2019 年将在全省投资 10 亿元人民币，建设 2000 个 5G 基站；山东联通年内宣布在全省 16 地市正式开通 5G 试验网。

► 韩国： 三大运营商 KT、SK、LGU+ 2019年 4月 3日起开启了全国 5G运营，单月用户数突破 26 万。当时 LG U+共架设约 1.18 万个 5G 基站，主要供应商包括 华为 。而KT 和 SK 供应商包括 爱立信和三星 。

► 美国： 5G采用 28GHz、24GHz、37GHz、39GHz和 47GHz进行 5G部署。5月末美国完成了第二次频谱拍卖。目前美国的 5G主要用于家庭无线宽带接入。而近期美国FCC表示将批准国内第三大、第四大无线运营商 Sprint和 T-Mobile的合并。合并后的运营商在中频段将活动 130MHz带宽，可考虑用于 5G部署。美国目前 5G设备的提供商包括 爱立信、诺基亚和三星 。

► 日本： 5G 也在建设中，《朝日新闻》报道称，预计 2020年春天将提供服务。根据朝日新闻，日本三大运营商 NTTDocomoInc.，KDDICorp.， SoftBankGroupCorp.以及新兴运营商乐天移动 RakutenMobileInc.将主要选择 爱立信、诺基亚、三星和本土公司 的 5G设备。

► 欧洲、中东： 部分运营商在进行 5G的试验和试商用过程。如欧洲运营商 Telia将在1-2个欧洲国家开展 5G服务。中东运营商 Etisalat1H19将会在 300个城市推出 5G 服务。

华为的角度， 通信设备产业链属于软硬件联合开发，目标是将板卡组合形成系统，通过测试实现商用。 而在板卡的设计制造中，原材料主要包括各类芯片和 PCB 板，通过代工的方式加工成商用板卡，而在 PCB 设计和芯片的设计过程中，需要使用 EDA 等软件开发环境。

目前国产替代空间较大的产业环节

►芯片环节： 基站通信系统的性能和稳定性的要求导致了其芯片选用十分苛刻。

►EDA等开发环境环节： 我们认为华为将主要通过现有已购软件实现生产。

►测试环境环节： 类似于 EDA 等开发环境，测试仪器仪表主要由海外厂商提供，但其中部分厂商如罗德史瓦茨等公司为非美国企业。

中国厂商如何应对

►短期依靠存货。 华为的芯片设计公司海思已经十分成熟，EDA、测试环境等规模已经可以支持现有研发。而芯片短板短期难以解决，需要通过存货的方式短期应对。但经历了 2018年中兴事件，华为在存货的准备上更加从容，原材料规模从 2017年末的 190 亿元提升至 2018 年末的 354亿元。以 FPGA为例，华为通过渠道不断积累FPGA 存货，导致 4FQ19，FPGA 提供商 Xilinx 通信板块收入达到 历史 最高水平。

►长期依靠国产化。 芯片的设计需要不断的投入和试错。而国内产业链也已经涌现出了一批可以在相关产业链提供备选方案的公司，通过不断打磨，国产化存在较大可能性。

4G 份额难以撼动

基站本身在中国移动等运营商的采购体系中被认为是非充分竞争领域，一个重要原因是现网基站需要不断维护、升级，难以更换现网基站供应商。华为在 4G基站领域排名前二， 服务运营商客户覆盖全球。目前情况难以判断持续性，现有 4G客户如更换供应商需要投入大量资本开支。对于华为的现有客户而言，客观上替换华为的基站存在一定难度。

另一方面，华为的产品在业内以高性价比闻名，在现有全球运营商增长乏力的背景下， 运营商客户主观上也不愿意放弃华为设备。一个典型的例子是沃达丰。沃达丰在其全球网络中选择了华为基站和核心网设备。但在贸易不确定性背景下，沃达丰不得不放弃华为的核心网设备，但保留其基站设备供应商资格。

对比 4 家主要无线厂商运营商板块各地区的业务结构，这里华为、中兴和诺基亚运营商业务不仅限于基站，光网络设备、IP 网络设备等产品也在其中。如果仅对比基站业务， 由于爱立信主要产品为基站产品，因此海外厂商占比应该略高。

中国区域 ：市场规模为全球 31%。华为 2018 年占比 65%，市场稳定。

► 5G进度： 中国将于 2020年开启 5G建设，按照运营商最新的反馈 2020年正式开启5G商用的目标没有变化。而工信部表示，近期预计中国的 5G商用牌照将落地。随着年内 5G牌照的发放，我国网络建设将进入新阶段。中国移动 2019年即将在 40 个城市建设 5G网络。因此我国的 5G牌照发放没有受到华为事件的影响。

► 份额： 华为和中兴通讯作为本土供应商，2018年获得运营商市场份额超过 80%。而2018年中兴通讯二季度曾被美国发出 DenialOrder。然而爱立信、诺基亚的份额没有明显的提升。我国运营商和华为、中兴在研发等方面保持了紧密的合作，在 5G 领域的份额有望进一步提升。我国的 5G牌照近期发放，对技术领先厂商如华为、中兴进一步有利，因此牌照发放后如果建设速度加快，国内厂商的份额可能进一步提升。

亚太（不包括中国）区域： 市场规模为全球的 17%，华为 2018 年占比 45%，市场存在竞争。

► 5G进度： 不同国家 5G进度不一，领先者如日韩正在进行 5G建设，大部分国家正在进行 4G网络的建设和推广。5G建设需要等待时间。部分国家在 5G建设中可能考虑在华为事件落地后再进行 5G建设。此次事件无形中对 5G建设造成了影响。

► 份额： 可能由于贸易不确定性的影响，日本软银近期没有选择华为、中兴合作 5G 网络。因此日本没有同中国厂商合作。而韩国只有 LGU+选择了部分华为设备，其他运营商 SK、KT均没有和国内厂商合作，但韩国厂商并没有排斥华为的设备。两国基站的主要供应商为爱立信、诺基亚和三星。其他国家中，爱立信、诺基亚在澳大利亚、新加坡、越南等国份额较高；而华为、中兴通讯在柬埔寨、泰国、缅甸、孟加拉国等国份额较高。目前这些国家中没有明显受到华为事件的影响。目前这些国家还没有 5G 需求，4G 的选型部分原因在于华为和中兴设备的性能优异和价格适中。而长期发展中，这些国家的 5G 网络也预计将采用华为和中兴的设备。

其他区域： 市场规模为全球的 52%，华为 2018 年占比 39%，市场存在激烈竞争。

► 5G进度： 美国是 5G建设的先锋；欧洲的 5G建设类似于部分亚洲国家，存在因为贸易不确定性而短暂观望的情况，因此将对部分国家的 5G进度造成影响。部分国家如英国、德国、荷兰等欧洲国家仍然没有最后决定。近期英国运营商 EE采用华为5G设备进行了无线直播，获得良好效果。

► 份额： 华为在欧洲、中东和非洲市场 2018年营收 2045亿元人民币；美洲市场营收479 亿人民币。以上营收包含消费者业务和政企业务。华为事件有可能导致其中部分运营商在 5G 建设选择非华为的设备。 但由于华为在现网中的应用，部分国家难以瞬间转换。

注：标*公司为中金覆盖，采用中金预测数据；其余使用市场一致预期收盘价信息更新于北京时间 2019年 6月 4 日

半导体：5G 推动射频前端及基带芯片发展

半导体是基站的核心部件，是基站价值量占比最大的组成部分 。5G 宏基站主要以 AAU+ DU+CU 的模式呈现，其中 AAU 是原本的射频部分 RRU 叠加有源天线所组成，同时基带部分 BBU 分立成 CU 中央单元以及 DU 分布处理单元。

其中 AAU 主要半导体芯片隶属于模拟大类，如射频芯片（滤波器、功率放大器、射频开关等），而DU/CU主要以数字芯片为核心（如基带处理芯片等，具体形态为ASIC或FPGA）。DU/CU/AAU都配以电源管理芯片以保证供电持续稳定。基站内光纤传输，光电接口芯片同样必不可少。

随着 5G 基站的建设强度提升，基站用半导体市场也将迎来高速成长期。而根据 STMicro 的预测，2021 年单个基站内，射频相关/数字相关半导体价值占总半导体元素比重均达到32%，而高性能模拟及光电/功率及传感器价值占比分别为 26%/10%。

基站相关半导体国产化进展现状： 目前国内厂商在基站相关半导体器件实现了部分“自主可控”。

数字部分来看，1）国内主要的通信设备商华为、中兴在基站领域有多年经验， 已经均拥有 ASIC 自行设计能力，可以通过台积电等合作伙伴代工生产，

2）对于基带处理/接口用的 FPGA 芯片，目前主要依靠海外厂商供应，但设备商华为也在先前进行了大量的存货积累。我国 紫光同创、安路信息、高云半导体 分别都有商用产品推出，但产品性能及出货规模与 Xilinx、Altera、Lattice 等头部厂商仍存在巨大差距；虽然部分国内厂商有布局功率放大器业务，如苏州能讯（未上市）、三安光电（600703.SH），但基站供应商采购核心器件领域中国与海外仍然存在较大差距；

滤波器方面，风华高科（000636.SZ）、武汉凡谷（002194.SZ）生产的陶瓷介质滤波器已可以用于 5G 基站；

数模转换/电源管理芯片方面，随着技术实力的不断提高，圣邦股份（300661.SZ）在未来有望进一步切入基站侧市场。

光器件方面，目前低速（100G 以下）芯片已经实现国产替代，主要厂商涉及光迅 科技 （002281.SZ），昂纳光通信（0877.HK）等，但高速芯片仍然空缺。

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据了解，14纳米及14纳米以上制程的半导体芯片可满足70%的市场需求。我国在2021年实现并初步完成了28纳米芯片的自主化生产。没过多久，业界便传来14纳米芯片将在2022年年底实现量产的消息。

我是柏柏说 科技 ，资深半导体 科技 爱好者。本期为大家带来的是：国产半导体将在2022年年底实现14纳米芯片的自主化量产。

老规矩，开门见山。2021年6月23日，环球网消息。中国电子信息产业发展研究院，电子信息研究所所长 温晓君 在接受采访时表示：“ 我国将在2022年底完成14纳米制程的攻坚，完成14纳米制程芯片的量产 ”。

在这里穿插一点：或许是意识到自己无法阻拦我国芯片制程的发展，ASML近期提高了自家中端光刻机的售价。讽刺的是，ASML刚对自家的中低端光刻机降价，紧接着又对自家的中端光刻机提价，其意图不言而喻。

值得一提的是：结合我国近些年来对半导体行业的大力扶持，国产半导体厂商在芯片代工、集成电路领域中的突破。早先业界人士预测， 28纳米将是国产芯片代工行业的制程新起点，28纳米与14纳米制程预计在2021年、2022年实现。

事实上，我国的确在2021年实现了28纳米制程的突破，如今业界有关于14纳米制程的预测，也得到了温晓君的确定。种种迹象表明，国产14纳米芯片真的要来了。我国破冰14纳米制程，将给国产半导体行业带来哪些改观呢？

首先我们要弄明白目前半导体市场的趋势。虽说比起7纳米、5纳米制程，14纳米制程比较落后。但在硅基半导体市场中， 14纳米、28纳米制程依旧是主流。 目前 14纳米及14纳米以上制程的半导体芯片，占据整个半导体市场的70%。 毕竟智能 汽车 、智能家居等中低端半导体制程芯片占据了大部分的芯片市场。

即便不谈14纳米制程的半导体芯片，单是我国在今年掌握的28纳米制程芯片便占据了近半的芯片市场，28纳米制程也被业界称为“黄金线”制程。

据了解，目前大多数的中低端5G芯片，其采用的工艺大多都是14纳米、12纳米。补充一点，12纳米与14纳米之间的差距并不大，类似于台积电的5纳米与4纳米之间的区别，只是在工艺上，晶体管排序上做出了优化。即12纳米是14纳米制程的改进版，其设备并未做出太大改变。

也就是说，华为的5G麒麟中低端处理器芯片，有望在明年实现量产。尽管不能解决华为在高端制程领域中的“芯”疾，至少可以在一定程度上缓解华为在中低端消费者领域中的压力。不只是华为代表的智能手机领域，在PC端市场中，以龙芯、飞腾为代表的PC端市场，也会因此受益。

例如龙芯采用自研指令集架构“loong Arch”制成的龙芯3A5000处理器芯片，14纳米制程足够满足国内大多数PC端厂商的需求。而且不同于手机处理器这种高精密芯片，PC端芯片对于制程的要求要缓和一些。也就是说,，由14纳米、12纳米代工制成的PC端芯片，可以满足大多数的日常工作需要。

温晓君介绍，目前我们在14纳米制程上已经攻克了大多数的难题，刻蚀机、薄膜沉积等关键技术设备都实现了从无到有的突破，并已投入供应链使用。此外，有关封装集成技术方面的突破，我国实现了全面量产。光刻胶、抛光剂等上百种材料也进入了批量销售。以上成果可以助力我国摆脱国外技术限制，实现国产集成电路的全产业链覆盖。

我国成功攻坚14纳米项目，有助于我们更好地对抗国外半导体行业的打压。虽说我们与国外先进半导体制程之间的距离比较大，但路是一步一步走的。目前我们的主要任务是确保自己在半导体领域中不会被主流技术落下。因为在确保市场营收的基础上进军高端技术行业，显然是更好地选择。

祝愿国产半导体行业愈发强大，在半导体领域中所向披靡。对于我国破冰14纳米制程项目，大伙有什么想说的呢？对于我国半导体行业的发展，你有什么好的建议和意见吗？欢迎在下方留言评论。我是柏柏说 科技 ，资深半导体 科技 爱好者。关注我，带你了解更多资讯，学习更多知识。

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