中國“芯痛”最終十問：我們能造原槍彈，卻造不出一枚小芯片？_龍之心/魔龍傳奇

近期，一股缺芯新潮席卷環球，許多行業都面對著無芯可用的環境。好比晶圓廠8英寸和12寸晶圓都處于環球性的重要狀況，芯單方面臨著供需掉衡的局勢。早在2020年12月，年夜眾公司就曾正告稱，由于半導體缺乏，2021年第一季度公司將遭受年夜範圍臨盆停止，屆時將調劑中國、北美和歐洲工場的臨盆。固然部門業內助士已預感到芯片將面對缺乏的狀態，但明顯缺芯潮已遠遠超越了行業預估，增產效應正在環球多個行業之間舒展。再加上美國冷潮和日當地震的影響，讓原本缺芯的狀態落井下石。而近期，美國接魔龍傳奇 試玩連對復興，華為，中芯國際等企業實行封鎖，招致國際的芯片行業也墮入窘境。這些各種徵象，都不得不讓我們存眷到一個年夜題目：環球面對著缺芯的局勢！為什麼造芯是一件云云艱苦的事變？針對缺芯和造芯，我們重要有十個重要題目要重點存眷。Q1：而今缺的是什麼芯片？是汽車芯片照樣手機、電視等消耗電子芯片？A：現在芯片的缺乏已魔龍傳奇 九州舒展到了多個行業，包含手機、平板、游戲機、小我電腦等消耗電子產物，汽車行業利用的傳感器，MCU等。除此以外辦事器挖礦用的顯卡也特別很是緊缺。手機供給鏈人士流露，高通全系列物料的交付限期已延伸至30周以上，個中CSR藍牙音頻芯片的交付周期已達33周以上。高通的客戶包含小米，華為，諾基亞等浩繁國際外公司，可以預感的是，多家終端商的交貨也會遭到影響。而小米團體副總裁，紅米Redmi品牌總司理也在微博透露表現，本年的手機芯片極缺！近日紅米K40采用了高通驍龍888和875處置器，現在在官網及電商平台也是一機難求！據悉，年夜眾，本田，福特，豐田等車企已增產。依據調研機構IHS Markit最新呈報，芯片缺乏估計將招致本年第一季度環球近100萬輛輕型車輛延產。Q2：缺芯重要是哪一個環節的題目？是原資料供給照樣臨盆環節，照樣測試等其他的環節？A：缺芯重要照樣屬于制造環節。現在在高端芯片範疇，環球的重要產能都在台積電和三星。也只要這兩家能制造7nm及5nm的芯片。然則IC計劃公司的訂單已排滿了，魔宮傳奇包含高通，蘋果，英特爾，AMD，英偉達等。在中低端範疇，由于新動力汽車，主動駕駛，IoT等行業的鼓起，對芯片的需求也有所增長。而計劃和封測環節并不是此次缺芯的緣故原由，封測在芯片全部家當鏈絕對簡略，注重只是絕對，也是國際優先進展的偏向，現在國際封測在環球也處于搶先位置。Q3：是什麼緣故原由釀成的缺芯？是疫情照樣芯片的臨盆周期題目、供需不屈衡題目，抑或是政治題目？A：缺芯的緣故原由很復雜，個中疫情的影響最年夜，重要表魔龍傳奇 選 台現在兩方面。一方面是由於客歲疫情的迸發，隔離的必要，許多Foundary和其下游的資料供給商不得一直工，形成交貨周期延伸。另一方面是由於疫情以來，許多公司采取在家辦公，同時門生在家上彀課，這就招致筆記本、平板電腦需求量的明顯提拔。當然缺芯還有其他的緣故原由，2020四序度和2021年是5G手機年夜面積放開的時候，換機潮的光降也讓手機市場異常活潑。在這類配景下，囤芯片同樣成為了一種趨向，這形成供需掉衡，進一步加重了芯片的缺乏。（注：2020年下半年至今國際5G手機市場出貨量）Q4：以後的處理計劃是什麼？臨盆手機芯片的流水線，可否用來臨盆汽車芯片？或是臨盆汽車的芯片來臨盆手機芯片？估計多久能緩解這個題目？A：以後芯片缺乏的題目遭到了環球的存眷。現在想直接經由過程增長產線，擴展制造範圍處理芯片缺乏題目很艱苦。由於芯片制造流程極端復雜，必要光刻機，刻蝕機等浩繁高周密儀器的支撐，同時必要大批的高端人材投入出來，這個中斲喪的資金都以數十億計！在新冠疫情和美國制裁等黑天鵝變亂的配景下，芯片制造商能做的無限。假如自覺擴大產線，訂單填不滿，就能夠會帶來巨額吃虧，在芯片缺乏緩解以后，多餘的產能一樣會見臨諸多題目。基于此，台積電透露表現，可以經由過程優化芯片臨盆流程，以進步服從，進而增長產能。為了緩解國際汽車芯片的缺乏近況，2月26日，我國工信部牽頭相干單元編制了《汽車半導體供需對接辦冊》，收錄了59家半導體企業的568款產物。籠罩盤算芯片、操縱芯片、功率芯片、通訊芯片等10年夜類，53個小類產物，占汽車半導體66個小類的80%。《手冊》還收錄了26家汽車及零部件企業的1000條產物需求信息。如許在供給側和需求側之間，由當局搭建起橋梁，可以收縮供給鏈，緩解芯片的缺乏題目。手機處置器一樣平常都用的是14nm以下的先輩制程，而汽車所用到的芯片年夜多是14nm以上的成熟工藝。芯片在計劃之初就要肯定工藝制程，好比我們計劃一款5nm的手機芯片，計劃完成后，把GDSII文件交付給28nm的汽車芯片產線，會招致許多電氣和工藝參數不婚配，招致沒法臨盆。在現在手機芯片和汽車芯片都處于缺乏的狀況下，必要分離進步其產能，從一方為別的一方調用產能并不是一個很好的戰略。依據業內剖析師供應的數據，現在環球芯片的需求比產能高約10％~30％，要彌補這個缺口，制造商必要3~4個月提拔產能。測試芯片封裝到體系利用，能夠必要近半年的周期，產物再到消耗者手中，能夠必要一年時候，悲觀估量的話，缺芯的狀態能夠延續到2022年第一季度。Q5：本輪的芯片危急，更多是裸露了中國芯片家當存在的短板，照樣更多展現了中國芯片家當存在的機遇？中國芯片家當在這一輪危急下，應當重點做什麼?著重臨盆汽車芯片，照樣手機芯片？A：本輪芯片危急，既裸露了我國芯片家當的短板，我們也從中看到了偉大的機遇。從商業角度來看，在曩昔我國的癥結芯片歷久依靠出口，中國芯片多年出口總額跨越了石油。2019年中國芯片出口總額約3000億美元，而石油出口總額約2400億美元。操作體系、高端光刻機仍被國外公司壟斷，90%以上傳感器來自國外。以手機SoC芯片為例，手機終端商假如應用高通手機芯片，除了要付出芯片購置費用外，還需向高通交納專利應用費。即便手機終端商不應用高通芯片，仍必要向高通按期報備手機出貨環境，并交納專利費。高額的出口費用，也形成了每年2000多億的商業逆差。（起源：海關總署）從進展角度來看，國際局面風云變更，半導體供給鏈軟弱，任何一環出題目都邑嚴重影響到全部家當鏈。無論是汽車芯片照樣手機芯片都存在隨時斷供的風險。以是芯片的國產替換化勢在必行。從國度的層面來看，現在已出台了一系列政策，好比把集成電路設為一級學科，賦予半導體企業稅額的減免，建樹集成電路規範化委員會等。然則僅僅這些還不敷，集成電路是一個後期投資高，報答周期長的行業，許多公司在最後幾年很難紅利，即便流片勝利，假如銷量欠安依舊會見臨吃虧的為難局勢。以是小我以為國度可以增強政策上的鼓勵，從而為行業注入新的活氣。與此同時，要加年夜監管力度，設立準入門檻。最近幾年來，芯片爛尾的徵象頻發，在中 美半導體家當博弈的癥結節點，如許的舉動可以說形成了極為惡劣的影響！半導體作為技巧密集型的家當，也盼望國度能建樹一套完備的學問產權維護機制，在半導體家當鏈的軟弱環節，積極勉勵立異，營建優越的家當情況。好比，EDA作為芯片計劃的支持點，我國起步的較早。1993年，我國集成電路計劃中央宣布了首套EDA對象 “熊貓體系” ，然則由於各類緣故原由，進展遲緩，時至昔日，也只是在芯片計劃的某些點具有不錯的對象和優化本領，貧乏周全支撐家當進展的對象。現在，國際的EDA市場年夜部門都被三年夜EDA廠商Cadence，Synopsys和Mentor瓜分，國際的芯片計劃嚴重依靠于國外的EDA。（注：2020年環球EDA市場占有率）EDA企業可以先從某點動手，好比芯禾科技，在后端方面程度凸起，國度可以多引誘國際的中小企業應用，然后再奪取境外高端客戶，以客戶需求驅動進展，完成產物的疾速迭代，進而構成良性的生態輪迴。與此同時，要增強國際方面的協作。美國對中國芯片的一系列制裁，也直接的襲擊了歐洲的半導體公司。從近來的消息“歐洲17國結合進展半導體”來看，歐洲也在追求半導體破局。而中歐協作，是一個共贏的局勢。對歐盟來說，中國擁有環球最年夜的半導體市場，這麼年夜的一塊蛋糕黑白常具有吸收力的。而對中國來說，現在的半導體技巧與國際的先輩程度還存在較年夜差距，短時候內沒法完整靠本身完成自力自立。而與歐盟協作，不手遊遊魔龍傳奇只可以填補我們技巧的短板，也會年夜年夜增進我國半導體技巧的進展。Q6：國際的芯片鉅子，在這一輪危急中應當做什麼？A：對芯片計劃公司和終端需求公司來說，要合理地放置產物的臨盆節拍，調劑備貨周期，增長供給商選擇，優化供給鏈布局，從而進步公司的抗風險本領。對制造公司來說，優化制造流程，盡快進步產能為燃眉之急。從公司之間來看，在這場環球缺芯的危急中，國際的鉅子應當堅持開放協作，能力更快的緩解現在的局勢。Q7：美國冷潮和日當地震對此次缺芯危急的影響有多年夜？重要影響的是什麼芯片？A：美國德州是半導體年夜州，擁有15家晶圓代工場（FAB），有名的德州儀器總部就座落于此。除了德州儀器，此次受影響的半導體企業包含三星，恩智浦，英飛凌，Skorpios，X-FAB，Qorv，和著名的摹擬芯片代工場TowerJazz等。據悉，現在封閉的工場重要是位于奧斯汀3D魔龍傳奇的5家FAB廠，分離為三星12英寸廠（建于1996年）、恩智浦橡樹山8英寸廠（1991年投產）、恩智浦奧斯汀技巧與制造中央8英寸廠（1995年投產）、英飛凌8英寸廠（1995年投入應用）和Skorpios 12英寸工場（1989年投入應用）。三星位于奧斯汀的12寸晶圓廠，是三星較老的制造廠之一。其重要工藝節點為14nm、28nm等，重要臨盆DRAM、NAND等存儲芯片和體系芯片，同時也為美國芯片商供應代工辦事，約占三星邏輯芯片總產能的28%。依據其工藝技巧可知，該工場現在并未制造先輩工藝的芯片，好比7nm及5nm的芯片。而三星10nm及以下的先輩芯片仍重要在韓國外鄉臨盆，亦不會遭到德州斷電危急影響。近來，三星赴美建廠的音訊傳的沸沸揚揚，新晶圓廠的規劃被稱為Project Silicon Silver（PSS）, 估計新晶圓廠將計劃用于先輩的3nm工藝節點。該新工場本來規劃在本年第二季度破土開工，最早估計在2023年第三季度投入運營。不知這一規劃是不是會因斷電變亂有所耽擱。恩智浦在奧斯汀的兩家工場重要臨盆各類傳感器，微處置器（MPU），微操縱器（MCU）等。這些芯片重要利用于汽車行業。依據半導體行業不雅察的數據，MCU在傳統的燃油汽車的半導體器件中占比為23%，可見MCU在汽車中的緊張性。英飛凌座落于奧斯汀的工場是收買賽普拉斯的晶圓廠，其重要臨盆13nm的存儲芯片（NOR Flash），其也重要利用在汽車和工業市場內存芯片，占公司客歲總營收的5%。固然營收不高，然則基于現在芯片缺乏的近況，無疑進一步加重汽車芯片缺貨趨向。而日本西南地域地動，也形成日本汽車芯片龍頭瑞薩電子公佈茨城工場停息臨盆，信越化工、三井化學等為芯片制造商供給質料的化工企業在福島地域的工場也停息臨盆。Q8：怎樣對待3月3日中芯國際與ASML簽署12億美元的協定購置光刻機？此次能購置到極紫外光刻機（EUV）嗎？A：現在這份協定并未透漏詳細是什麼型號的光刻機，但年夜機率是DUV光刻機。EUV光刻機所必要的極紫外光源是由美國Cymer供應的，現在還受美國的出口管束，以是不會出售給中國。即便是DUV光刻機，也分許多個型號，估計此次的采購會包括NXT 1980Di，NXT2050i等高端型號，可以用于制造14nm或制程更先輩的芯片。此次和ASML協定的簽署，解釋國際的DUV光刻機并未成熟，必要從國外引進。但可以預知的是，國際DUV光刻機在某種水平上也獲得了肯定的停頓，不然也不會答應ASML向中國出口DUV光刻機。此次協定的簽署，對國際的的芯片制造來說是有益的。中芯國際可以持續研發14nm及以下的工藝，同時為中端芯片帶來更多的產能，緩解現在芯片缺乏的壓力。Q9:有人說中國能造的出來原槍彈、天問一號、嫦娥，卻造不出來芯片，這些器械和芯片有可比性嗎？A：中國不是造不出來芯片，而是不具有先輩工藝制程如7nm，5nm的芯片制造本領。而在高端芯片制造下面，依靠ASML的光刻機。現在先輩工藝制程的芯片重要用于消耗電子產物，如手機，平板，電腦等。而在我國的軍用，國防和航空航天等範疇，應用的芯片都是成熟工藝，好比90nm，65nm等，這些芯片的特色是要抗攪擾性強，并且不太在意芯片的面積。以是并不請求開始進的工藝。可以說這些芯片完整是自給自足的。與其說芯片與原槍彈哪一個更難造，不如說光刻機與原槍彈哪一個更難造。ASML光刻機采用了多個國度的頂尖技巧與高精尖硬件，光源技巧是美國的、光學裝備是日本的、軸承是瑞典的、閥件是法國的、機械工藝和蔡司鏡頭是德國的、制造技巧則是來自台積電和三星。以是現往常最好的光刻機實在并不是一個國度的技巧，而是全部東方開始進的工業系統，托舉起了往常的ASML。以是其難，難在要光刻機所必要全部零部件都到達國際一流的水準，難在家當鏈中。原槍彈難在原資料缺乏，必要國度的基本工業支撐和浩繁高條理的科技人材介入，還有一個就是政治身分。固然原槍彈也難，但兩者對于一個國度的意義是完整分歧的。一個是弄出來就能存活上去，一個是只要最良好的能存活上去。氫彈是軍用品，沒有貿易競爭，也不必要斟酌消耗者是不是中意。而光刻機是商品，終極看的照樣經濟收益。以是說，光刻機和氫彈的難度偏向，和計謀意義不在一個偏向上，也沒法簡略的往比擬。Q10:我國能研收回成熟的光刻機嗎？要多久？A：究竟上，我國已有本身的光刻機了。現在開始進的光刻機是上海微電子設備（SMEE）的90nm制程光刻機。據傳，本年將交付可以制造工藝為28nm芯片的光刻機，不外，現在并未有任何相干的音訊。（圖片起源：年夜眾消息網）現在我國家當的窘境在于高端光刻機，包含DUV和EUV等。但并不料味著我們沒無機會。光刻機的道理實在并不難，追逐比立異輕易得多。大概第一台EUV光科技的研發必要大批的金錢和科研資本投入，然則假如曉得了道理，或有道理圖后，再仿照出來一台光刻機要輕易許多。并且，時候在中國這邊。半導體技巧已接近成熟。新技巧的進展放緩，中國就無機會奮起直追。只需加速科研經費和人材的投入，穩扎穩打，信賴將來十年我們可以到達天下先輩程度。此次的缺芯潮明顯是處于各方都始料未及的一個狀況，而芯片缺乏釀成的后續影響也賡續凸顯。據伯恩斯坦（Bernstein Research）研討機構透露表現，由于 2021 年環球范圍內的汽車芯片缺乏，估計將形成 200 至 450 萬輛汽車產量的削減，這相稱于近十年以來環球汽車年產量的近 5%。我國作為擁有最年夜汽車市場的國度，天然也收到了嚴重的沖擊。在將來，車企怎樣構建零件采購系統，芯片行業怎樣自立可控成了我們必需要面臨的題目，而在消耗電子產物方面，將來一年也將面對跌價的隱患。然則，我們作為消耗者也不用過于驚恐，究竟缺芯只是一種臨時的環境。面臨芯片洽商的題目，國度層面也賦予了高度器重。兩會時代，政協委員周玉梅透露表現，我們國度跟天下擁有先輩技巧的國度比擬仍舊存在差距，這註解我們必要加年夜加速投入力度，器重技巧研發和芯片改革進級。集成電路是從業職員的長征路，科技任務者不停在與時候競走，我們的芯片從無到有，從有到成，賡續進步。集成電路家當對一個國度來說相當緊張，關乎而今也影響將來，盼望能有更多的眼光存眷集成電路家當，更多良好人材投身于集成電路家當，也盼望更多學子可以或許報考集成電路專業，為國度造就更多的技巧人材。曩昔十年，我們在半導體範疇已獲得了長足的提高，將來十年，中國芯片也存在著偉大的進展空間。芯片已滲出到了人們生存的每一個部門，新技巧如5G，人工智能，VR，邊沿盤算的湧現也必將帶來偉大的市場，而國產替換化，也將催生一大量新的半導體企業。只需我們穩扎穩打，耐勞攻堅，就肯定會迎來屬于我們本身的“芯”期間！