中国芯片产业需要更多协同攻关
2020-09-04
14:00:56
来源: 半导体行业观察
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光明日报
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芯片技术是我国现阶段需要突破的关键核心技术。美国今年对华为的打压达到了极限，为了封杀华为的芯片，把华为在全球的38家子公司，还有150多家关联公司列入了实体清单。此前，美国除了宣布要断供华为，美国芯片公司英特尔也一度宣布因法律原因服务器芯片将断供浪潮集团，浪潮占我国服务器37.6%的市场份额；这会影响到国内众多互联网企业的云服务。
目前，以我国芯片的设计、生产和制造能力，华为和浪潮如果真的被美国公司断供芯片，到底会不会倒下？中国芯片产业和国际先进水平差距到底有多大？如何自强开辟新天地？这是每一个中国人都关心的问题。
事实是华为的芯片设计很先进，台积电7纳米的生产线2018年4月量产，华为的麒麟980就是首批客户。但芯片生产制造领域，华为却无能为力。
那么，中国芯片产业的现状到底如何：根据中国海关的数据，2019年中国进口芯片3040亿美元，是进口商品的第一大品类，也就是说，国家出口赚的外汇，主要用来购买芯片了。
芯片是一个巨大的产业，不是一两家企业能完成的，即便是华为那样优秀的企业也不行：因为按照产业链划分，芯片产业有设备、材料、集成电路设计、晶圆代工和封装测试五大领域。
根据美国半导体行业协会的数据，2019年全球芯片产业营收4123亿美元，美国公司高达47%，而中国大陆芯片公司只占了5%。更需要认清的现实是：我国这5%的市场份额，还处于芯片产业链的低端，从芯片产业的基础软件、底层架构、光刻胶及配套试剂等芯片材料，再到高端显示芯片、大容量内存芯片、基础操作系统、集成电路专用装备和高精度加工设备，中国依赖进口。
尤其是芯片设备领域，几乎所有的晶圆代工厂都会用到美国公司的设备，2019年全球前5名芯片设备生产商占全球销售额的78%，3家来自美国；应用材料公司，美国已连续多年位列第一，而北方华创、中微半导体、上海微电子等中国优秀的芯片公司只是在刻蚀设备、清洗设备、光刻机等部分细分领域实现突破，设备领域的国产化率还不到20%。
芯片材料也是一大瓶颈，我国的高端光刻胶几乎依赖进口，全球5大硅晶圆的供应商占据了高达92.8%的产能，美国、日本、韩国的公司具有垄断地位。
我国芯片产业近年来可圈可点的在芯片设计领域，但设计领域的电子设计自动化软件EDA，被称为芯片之母，是芯片设计最核心的技术，也是中国最为薄弱的环节。国际三巨头美国Synopsys、Cadence和德国西门子的Mentor Graphic占据中国95%的EDA软件市场，中国10余家EDA公司仅占中国市场份额的5%。
在芯片制造领域，因为美国公司放弃了制造，80%的产能在亚洲，但2019年台积电市场占有率高达52%，韩国三星占了18%左右，中国最优秀的芯片制造公司中芯国际和华虹半导体只占了4.4%和1.5%。
从工艺水平看，中芯国际还有差距：台积电7纳米芯片已经生产10亿颗，今年开始量产5纳米产品，在7纳米和10纳米领域，中芯国际的对手还有英特尔和三星电子。
中国的很多芯片企业集中在产业链的下游：技术门槛低的封测领域，长电科技、通富微电、华天科技占28%，主要以传统封装产品为主，在高密度集成电路封装技术上与国际领先厂商还有较大差距。
由上述分析可以看出，中国芯片产业整体上与世界先进水平有较大差距，在软件、设备、材料、设计、制造等领域很多关键核心技术还有待攻克。
借鉴美国芯片产业反超日本的经验，国家需要加大对芯片产业自主创新的支持，协调产业链企业协同攻关：1987年由美国政府牵头，集合14家美国最大的电子公司成立了芯片研发联盟Sematech。
除了协同攻关，我国芯片产业还需要加大研发投入。据统计，2019年美国半导体产业的研发支出占销售额比重为16.4%，欧洲是15.4%，中国半导体产业的研发支出占销售额比重仅为8.3%。
现在华为等中国企业加大了自主研发的投入，国家有千亿级别的芯片产业大基金，出台了十年免征所得税的政策，还可以引导有能力的产业链企业组建中国芯片产业的研发联盟，高校和科研院所的芯片人才要全力支持研发联盟，可以提前布局人工智能芯片、光子芯片、量子芯片等未来芯片，看有没有弯道超车的机会。
只要各方合力，加强研发，相信中国的芯片产业最终会跟中国自主发展的航天、高铁、核电产业一样，一步步走到世界先进水平。
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