2021-04-06 17:12:32 來源：中國青年網(wǎng)
【編者按】
一“芯”攪動全球。國內(nèi)芯片投資熱潮似有冷卻，全球電子企業(yè)又深陷“缺芯”危機(jī)，全球車載半導(dǎo)體三強日本瑞薩電子的一場火災(zāi)，或致全球汽車減產(chǎn)150萬輛以上。
芯片危機(jī)是否會重塑供應(yīng)鏈？中國企業(yè)該如何找準(zhǔn)定位？如何布局投資？澎湃新聞行業(yè)觀察與產(chǎn)業(yè)調(diào)查欄目“痛點”今起推出《“芯”求大戰(zhàn)》專題，通過采訪專家和業(yè)內(nèi)人士，梳理目前全球芯片現(xiàn)狀，拆解投資布局，探求“芯片”供應(yīng)破解之道。
如今，我們的生活時時刻刻離不開芯片。當(dāng)我們手拿遙控器打開電視機(jī)，當(dāng)我們拿著手機(jī)跟外界打電話，當(dāng)我們在電腦上工作時，一切的背后都是芯片在工作。
全球第一塊集成電路誕生于1958年，至今已經(jīng)60多年的歷史，從此拉開了全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的序幕，集成電路、微處理器、電腦、操作系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)等一系列偉大的發(fā)明，徹底改變了我們的生活方式，把人類社會從機(jī)械工業(yè)時代帶入到信息時代。
芯片是整個信息社會的基石和心臟，也是推動整個信息社會向前發(fā)展的發(fā)動機(jī)。
如今，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為全球最重要的產(chǎn)業(yè)之一。根據(jù)WSTS（世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計組織）統(tǒng)計，2020年全球半導(dǎo)體市場銷售額達(dá)到4400億美元，同比增長6.8%。
數(shù)據(jù)顯示，2020年中國集成電路進(jìn)口數(shù)量為5435億個，同比增長22.1%，進(jìn)口總額為24207億元，同比增長14.8%。集成電路出口數(shù)量達(dá)到2598億個，同比增長18.8%，出口總額達(dá)8056億元，同比增長15%。
芯片為何難？
1947年美國人發(fā)明了晶體管，此后德州儀器的工程師杰克·基爾比產(chǎn)生了天才的想法，把所有的元器件都放在同一種材料上制造，并連接成電路，所以集成電路就這樣誕生了。用于承載集成電路的母體是硅片，硅介于導(dǎo)體和絕緣體之間，所以也叫半導(dǎo)體。所以我們經(jīng)常說的芯片、集成電路和半導(dǎo)體都是一個意思。
杰克·基爾比因為這一發(fā)明在2000年被授予了諾貝爾獎，他也被稱為“芯片之父”。
芯片為何難以突破？芯片本身就是技術(shù)門檻很高的行業(yè)。你想一想，一顆手機(jī)SoC芯片只有指甲大小，但上面集成了100多億個晶體管，這是什么樣的工藝難度？
芯片有一個非常長的產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)鏈每個環(huán)節(jié)都必須環(huán)環(huán)相扣，要求極高，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯可能導(dǎo)致最終這枚芯片都是無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
舉一個例子，2015年蘋果公司的iPhone 6s搭載了A9芯片，蘋果其實把A9芯片分別交給了三星和臺積電進(jìn)行代工，三星采用了14納米技術(shù)，臺積電采用了16納米技術(shù)，按理說三星14納米更先進(jìn)，但實際上很多用戶反映采用臺積電A9芯片的iPhone 6s更為省電。
芯片業(yè)近年的快速進(jìn)展應(yīng)該歸因于智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在電池技術(shù)未能取得大突破的前提下，手機(jī)續(xù)航能力的提升被寄希望于芯片能耗的降低。手機(jī)市場激烈的競爭刺激芯片技術(shù)不斷更新迭代，從16納米、14納米、7納米到如今5納米，最新的工藝都是先用在手機(jī)芯片上。
芯片產(chǎn)業(yè)鏈大致可以分成設(shè)計、制造和封裝測試等三部分，但還有多個非常重要的旁支，比如制造環(huán)節(jié)的制造設(shè)備、材料，芯片設(shè)計端的設(shè)計公司EDA。這里面每一家龍頭公司都是不可替代的，才最終能夠讓全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈運轉(zhuǎn)起來，缺了誰，對整個行業(yè)短期內(nèi)都是巨大的影響。
目前是芯片中技術(shù)難度最大、復(fù)雜度最高的是手機(jī)芯片。
按照手機(jī)芯片的更新頻率，旗艦芯片一年迭代一次，這對企業(yè)研發(fā)和創(chuàng)新能力提出了很高的要求，如果一款芯片最終不給力，會連累手機(jī)的銷售。
同時，芯片行業(yè)又是一個資金密集的行業(yè)。研發(fā)一款旗艦SoC手機(jī)芯片的費用約為數(shù)億美元。之前有消息稱華為麒麟980研發(fā)投入大約為3億美元，那么高通和蘋果的芯片研發(fā)費用應(yīng)該也不會低于華為，畢竟外企的人力成本更高。
芯片制造更是高投入重資產(chǎn)，以臺積電為例，2020年臺積電的資本投入上看至200億美元。如此高的資金投入讓很多企業(yè)投不起而掉下隊來，芯片代工行業(yè)越來越集中，訂單越來越多交到臺積電手中，甚至英特爾都開始把部分訂單交給臺積電，從而造就了臺積電今天的行業(yè)地位。
所以芯片技術(shù)密集和資金密集這兩大特性使得玩家越來越少，最終是贏家通吃。
全球芯片巨頭包括英特爾、AMD、高通、三星、臺積電、華為等，這些大玩家們無論技術(shù)實力還是資金實力都讓業(yè)界其他企業(yè)難以望其項背，而且各家都有所長，缺了他們哪一家，似乎世界就很難運轉(zhuǎn)好。
原本芯片產(chǎn)業(yè)是全球高度分工協(xié)作，“你中有我、我中有你”最為充分的產(chǎn)業(yè)，但美國對華為的打壓使得芯片行業(yè)出現(xiàn)了最大的變數(shù)。
芯片格局分化
芯片先誕生在美國，盡管芯片行業(yè)發(fā)展至今已經(jīng)形成了全球分工合作模式，但美國依然遙遙領(lǐng)先全球。
目前芯片業(yè)依然是美國最重要的產(chǎn)業(yè)，有一大批實力雄厚的大公司在主導(dǎo)整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。美國一共有蘋果、英特爾、英偉達(dá)、IBM、高通、德州儀器、博通七家七億美元級別的頂尖科技公司，這些公司都是芯片細(xì)分領(lǐng)域的龍頭企業(yè)。
前銳迪科創(chuàng)始人、現(xiàn)翱捷科技CEO戴保家早前接受澎湃新聞記者采訪時認(rèn)為，美國之所以領(lǐng)先主要是美國積累早，人才多，研發(fā)的效率也比較高，另外美國大學(xué)和產(chǎn)業(yè)界配合相當(dāng)緊密，為產(chǎn)業(yè)界培養(yǎng)人才和輸出技術(shù)。
”美國很多大學(xué)的技術(shù)很厲害，加上有比較好的變現(xiàn)渠道，利潤分配比較合理；美國大學(xué)與企業(yè)配合相當(dāng)不錯，實力比我們雄厚很多?！贝鞅＜艺J(rèn)為美國大學(xué)是美國芯片維持領(lǐng)先的重要力量。
華為被美國制裁后，華為創(chuàng)始人任正非最近走訪了國內(nèi)多所大學(xué)，目的也是推動華為和大學(xué)的技術(shù)和人才合作。
美國以外的地區(qū)，雖然也有頂尖的芯片公司，但數(shù)量和覆蓋的廣度遠(yuǎn)不如美國。
歐洲在芯片設(shè)備領(lǐng)域的光刻機(jī)公司ASML可謂鼎鼎大名，占據(jù)了80%的光刻機(jī)市場。當(dāng)然，歐洲的模擬芯片三大家恩智浦（荷蘭飛利浦分拆）、英飛凌（德國西門子分拆）、意法半導(dǎo)體（法國湯姆遜分拆）也占據(jù)了很高的市場份額。
日本擁有眾多材料和上游元器件公司。日本模擬芯片瑞薩電子；設(shè)備領(lǐng)域有佳能、東京電子；材料領(lǐng)域：信越化學(xué)（硅晶圓材料）、JSR（光刻膠）、JX（靶材）、日立化成、旭化成、住友化學(xué)等數(shù)十家公司，占據(jù)了50%的全球半導(dǎo)體材料市場。
韓國擁有三星、SK海力士兩大存儲大廠，占據(jù)了80%的存儲芯片市場。
中國臺灣的代工和封測都有優(yōu)勢。臺積電是全球最大的集成電路代工廠；日月光則是全球最大的封測廠。聯(lián)發(fā)科是全球第二大獨立手機(jī)芯片公司。
中國大陸這兩年布局范圍很廣但實力不強，芯片設(shè)計領(lǐng)域華為的海思應(yīng)該是全球第一陣營，最新芯片采用5納米工藝，與全球同步。代工廠中芯國際最新的工藝是14納米，與臺積電相比落后2代。手機(jī)芯片領(lǐng)域的紫光展銳則是全球第三大獨立手機(jī)芯片公司。
“卡脖子”卡在哪里
隨著美國對中興通訊、華為以及眾多中國高科技公司的打壓，有些技術(shù)和產(chǎn)品未獲得美國許可是無法給中國企業(yè)提供，而中國短期內(nèi)還沒有辦法找到非美替代品，這就是出現(xiàn)了所謂的“卡脖子”技術(shù)。
有觀點說中國芯片先天不足，這個也有一定道理。中國作為追趕者，上世紀(jì)80年代后才開始發(fā)展芯片，起步比人家要晚很多年，那時海外技術(shù)已經(jīng)很成熟，很多技術(shù)就直接拿過來用了，所謂站在巨人的肩膀上，覺得沒有必要再起爐灶自己做一套。
另外，半導(dǎo)體全球分工合作，當(dāng)時的潮流也是找到比較優(yōu)勢，中國把自己擅長的事情先做好。
中國的消費電子芯片做的還是相當(dāng)不錯的，誕生了華為、展訊等兩家手機(jī)SoC芯片公司，還有一大批芯片設(shè)計公司。此外，中國的封測在全球也占據(jù)很高的市場份額。
但如今的狀況下，美國有些技術(shù)和產(chǎn)品不再對中國企業(yè)提供，這導(dǎo)致了“卡脖子”現(xiàn)象。
“卡脖子”主要指的是高端芯片，比如手機(jī)SoC芯片，芯片一些高端零部件必須用到美國產(chǎn)品或技術(shù)。一些低端的芯片比如家電芯片、空調(diào)芯片則沒有卡脖子問題。另外一些國防安全使用芯片，對體積、運算速度等要求不高，不需要用最新的芯片制程，也不會被卡脖子。
以華為為例，在美國打壓下，華為的消費者業(yè)務(wù)部受到的壓力最大，麒麟芯片暫時已經(jīng)無法繼續(xù)生產(chǎn)。原因是為華為麒麟芯片代工的臺積電產(chǎn)線有來自美國的技術(shù)，必須獲得美方的授權(quán)才能為華為生產(chǎn)芯片。
戴保家也認(rèn)為中國之前的比較優(yōu)勢策略并沒有什么問題，縱觀全球很難全部芯片都自己做的，還是需要分工，“你做有意義的就你做，從經(jīng)濟(jì)上來說美國做效率更高就應(yīng)該美國做，跟國家安全有關(guān)的例外，全部自己做不是最好的方式。他們要替代中國的產(chǎn)品也痛苦的。中國從基站到手機(jī)都做很不錯的。比如如果華為不出貨，全球運營商受到很大影響。 ”
但誰又能預(yù)料到產(chǎn)業(yè)界基于“你中有我，我中有你”的互相離不開的相對平衡被政治因素打破了。
僅臺積電無法為華為制造芯片這一限制，使得華為的高端芯片就被卡了脖子。當(dāng)然，中國自家的中芯國際較臺積電制程要落后一些，但已經(jīng)可以量產(chǎn)14納米的芯片了，14納米技術(shù)可以用在基站、高性能計算等絕大部分芯片上，解決了卡脖子問題。
不僅僅是制造這一端，芯片設(shè)計工具EDA也都是美國公司，如果沒有這種工具，是設(shè)計不出芯片的。中國也有設(shè)計工具公司，但還無法完全替代美國EDA，尤其一些高端芯片設(shè)計依然需要美國的EDA工具。
編輯：海洋