中國芯數十年發展,一路坎坷,從(cong) 最初的“造”(自研)不如買(mai) ,到後來買(mai) 產(chan) 品、買(mai) 技術受限,現在又被迫回到自研的出發點,正應了一句話:在商業(ye) 世界,賺快錢往往意味著賺不到錢;在科技研發領域,走捷徑抄近路常常是回頭重走。
自2017年以來,芯片的國產(chan) 替代願望從(cong) 未如此強烈。近日,央視財經援引國務院發布的相關(guan) 數據顯示,中國芯片自給率要在2025年達到70%,而2019年我國芯片自給率僅(jin) 為(wei) 30%左右。
6年40%的自給率提升空間,按2019年我國芯片進口額為(wei) 3040億(yi) 美元的保守計算,每年的市場蛋糕高達1200多億(yi) 美元。如此巨大的市場誘惑下,造芯浪潮自2017年奔湧而起,晶圓廠在全國遍地開花,幾乎各省皆有芯片項目上馬。國際半導體(ti) 設備與(yu) 材料產(chan) 業(ye) 協會(hui) (SEMI)發布的報告顯示,2017年至2020年間投產(chan) 的半導體(ti) 晶圓廠約有62座,其中26座設於(yu) 中國,占全球總數的42%。
然而,這26座晶圓廠,目前已知有成都格芯、南京德科碼、德淮半導體(ti) 和武漢弘芯4座晶圓廠,未到開花結果時即宣告停擺,給全省造芯熱潑下四盆冷水,預示著這股熱潮背後有著不可忽視的弊端。
1、不被看好的“舉(ju) 國之力”
全省造芯這種模式,有一個(ge) 接地氣的說法:舉(ju) 國之力。這方麵,我國有原子彈的成功先例。原子彈屬於(yu) 軍(jun) 用產(chan) 品,軍(jun) 用產(chan) 品隻要滿足“能用”即算合格,但芯片屬於(yu) 民用產(chan) 品,在摩爾定律跳躍的鞭子下,唯有衝(chong) 到行業(ye) 前列才有肉吃,僅(jin) 僅(jin) “能用”的話,湯都喝不到。
貴為(wei) 全球第五的芯片製造廠中芯國際,2019年毛利率是全球第一的台積電的45.23%,淨利潤率卻隻有台積電的17.41%,淨利潤額方麵則更為(wei) 懸殊,僅(jin) 有台積電的1.56%,相當於(yu) 台積電每賺100元,中芯國際隻能賺1元5毛6分錢,“吃肉的”與(yu) “喝湯的”差距就是這麽(me) 大。
正因為(wei) 如此,舉(ju) 國之力並不被芯片業(ye) 內(nei) 看好。
台積電創始人張忠謀在接受媒體(ti) 采訪時就曾表示,大陸因為(wei) 人才和經驗方麵的劣勢,在晶圓代工上沒有優(you) 勢,無法超越台積電,應該將發力點放到芯片設計上。
即使國內(nei) 的芯片業(ye) 內(nei) 人士同樣不看好舉(ju) 國之力,尤其是它的翻版“全民造芯”。
8月26日,中國半導體(ti) 行業(ye) 協會(hui) 副理事長、原清華大學微電子所所長魏少軍(jun) 在接受21世紀經濟報道采訪時表示,在全球化產(chan) 業(ye) 鏈中,不要嚐試什麽(me) 都自己做,不能一講芯片受製於(yu) 人就全民一窩蜂地大搞芯片,更不能整天想著如何在光刻機、EDA等環節上推進國產(chan) 替代,未來半導體(ti) 行業(ye) 的全球化布局和開放合作仍然是時代的主流,對此必須有清醒的認識。
而南京德科碼半導體(ti) 、成都格芯、德淮半導體(ti) 和武漢弘芯的先後停擺,似乎正好印證了張忠謀和魏少軍(jun) 對舉(ju) 國之力的負麵看法。
不過,國內(nei) 這四座芯片廠的停擺,並不能證明舉(ju) 國之力是花架子,相反,它在日本和美國已有成功的先例。
2、日本半導體(ti) 以“舉(ju) 國之力”打敗美國
1950年代,出於(yu) 政治需要,美國對日本的科技產(chan) 業(ye) 實行扶持政策,日本公司可以輕鬆買(mai) 到美國的最新發明專(zhuan) 利授權。此時,日本政府順勢頒布《外國投資法》,對高科技產(chan) 業(ye) 進行政策引導。
1953年,索尼創始人盛田昭夫花數萬(wan) 美元買(mai) 到了貝爾實驗室的晶體(ti) 管專(zhuan) 利,並和美國公司前後腳開發出晶體(ti) 管收音機,為(wei) 索尼公司的成長奠定了第一塊基石。
很快,日本又對想打入日本市場的美國半導體(ti) 公司提出兩(liang) 點強製性要求:必須與(yu) 日本企業(ye) 合資;必須公開芯片專(zhuan) 利。日本自此走上一條“引進趕超”的發展道路。
但1960年代,隨著日本的電子手表、計算器、家電等橫掃美國市場,日美發生貿易摩擦,美國停止對日本的芯片技術授權,美國投資也開始退出日本。“引進趕超”道路被截斷了。
正在茁壯成長的日本半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 遭到致命打擊,市場份額下跌,開始大規模退出市場。值此危難之際,日本政府在1970年代中期果斷出手,作為(wei) 投資方和組織者,以舉(ju) 國之力組織了NEC、日立、三菱、富士通和東(dong) 芝等日本五家龍頭企業(ye) ,以及日本通產(chan) 省電氣技術實驗室、電子技術綜合研究所、日本電信電話公社等,啟動VLSI(超大規模集成電路)開發項目。數年下來,項目大獲成功,取得了1200多項核心專(zhuan) 利,為(wei) 日本在DRAM芯片產(chan) 業(ye) 的大發展奠定技術基礎。
有了核心技術積累,此後十餘(yu) 年,日本半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 核心元件從(cong) 對美國依賴度達80%,逆變為(wei) 國產(chan) 化率70%,日本半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 走上了“自主研發”的道路,並在1980年代中期打敗美國,成為(wei) 全球半導體(ti) 第一強國。
而美國被日本一頓胖揍後,一改半導體(ti) 領域由私人投資的做法,調頭學習(xi) 日本的“舉(ju) 國之力”。
3、美國學日本舉(ju) 國之力逆轉競爭(zheng) 劣勢
1987 年,美國政府聯合以英特爾為(wei) 首的13家半導體(ti) 公司,啟動了SEMATECH計劃,以幫助美國半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 重回世界第一。SEMATECH計劃和日本的VLSI開發項目不同,不是技術攻堅,而是研發資源整合。
該計劃收獲兩(liang) 大成果:
一是集中研發,減少重複浪費,並在半導體(ti) 行業(ye) 內(nei) 共享研發成果,為(wei) 企業(ye) 減輕負擔;
二是把半導體(ti) 製造技術模塊化,使設計與(yu) 製造分離成為(wei) 可能,促進了資金規模較小的芯片設計公司大發展。
早在1980年,美國國防部就在南加州大學投資建立了MOSIS(MOS Implementation System)項目,目的就是降低專(zhuan) 用芯片(ASIC)設計成本,以彌補和日本競爭(zheng) 時的工藝技術短板。
MOSIS項目采用多品種掩膜技術模式,整合了全美芯片設計資源,還整合了各半導體(ti) 廠家的最新工藝技術(掩膜版和流片),將幾十種乃至上百種不同設計,做到同一套掩膜版上,並放在同一塊晶圓上流片,大幅降低了芯片設計與(yu) 流片成本。僅(jin) 掩模版這一環節,就將成本從(cong) 超過5萬(wan) 美元降到最低400美元,降幅最高達到99.2%。
MOSIS項目使美國芯片的整個(ge) 研發成本降低到了原來1/50,使美國芯片設計迎來大爆發。
美國在芯片資源整合上使出的舉(ju) 國之力,直接導致整個(ge) 半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 生態發生變化,設計和生產(chan) 分離成為(wei) 行業(ye) 新趨勢,直接催生了新的商業(ye) 模式——無晶圓廠模式(Fabless)。台積電即受惠於(yu) 此,抓住這一機遇,乘勢而起。
收獲最大的當然是美國半導體(ti) 業(ye) ,數百家芯片設計公司如野草滋生,湧現出英偉(wei) 達(NVIDIA)、高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)和賽靈思(Xilinx)等細分行業(ye) 的領頭羊設計公司。日本的芯片公司則固守設計和製造一體(ti) 化的垂直模式,加上政府認真貫徹美國逼迫日本簽訂的《日美半導體(ti) 協議》,搞限產(chan) 、限價(jia) ,幫助美國捆住了日本半導體(ti) 企業(ye) 的手腳。
1995年,美國超越日本,重回全球半導體(ti) 第一位置。
可見,“舉(ju) 國之力”本身沒有問題,問題的重點是“舉(ju) 國之力”該如何發力。
4、發錯了力的“舉(ju) 國之力”
前麵說的南京德科碼、德淮半導體(ti) 和武漢弘芯等項目,恰恰是“舉(ju) 國之力”發錯了力,它們(men) 都有一個(ge) 共同的運營模式,即先由發起人引入政府基金,公司成立前後,宣傳(chuan) 發力放水,“彌補XX缺芯不足”、“填補國內(nei) XX空白”等炫目口號噴湧而出。公司成立後,一邊建設一邊期望引進大基金投資,借助大基金品牌效應,帶動社會(hui) 風險資本投入,從(cong) 而填補上項目的資金缺口。
這幾個(ge) 項目之所以夭折,直接原因是大基金並未如期入局,社會(hui) 風險資本又在局外駐足觀望,結果資金鏈斷裂,項目停擺。
在這場遊戲中,地方政府成了“韭菜”。德淮半導體(ti) 號稱投資450億(yi) 元,實際完成投資額46億(yi) 元,幾乎全靠地方政府支撐;武漢弘芯號稱投資1200億(yi) ,地方政府投入2個(ge) 億(yi) ;南京德科碼號稱投資30億(yi) 美元(約合人民幣200億(yi) 元),地方政府投入近4億(yi) 元。不算其它停擺的項目,僅(jin) 這三個(ge) 就讓地方政府損失52億(yi) 元左右,還有爛尾項目的債(zhai) 務和員工安置問題處理,負麵影響並不低於(yu) 紙麵損失。
而且為(wei) 了讓割韭菜的遊戲順利進行,其中的德淮半導體(ti) 還費盡心思“表演”:所謂的2018年實現供貨量產(chan) ,預計收入20億(yi) 元,不過是在表演以應付政府檢查而已,包括發布招聘、建廠等消息,假裝在車間進行生產(chan) 調試,假裝幹活,以應付政府檢查(見下圖)。
5、 中國芯片“恨鐵不成鋼”?
即便上述項目闖過資金考驗關(guan) ,順利引入大基金和社會(hui) 風險資本,由於(yu) 缺乏核心技術儲(chu) 備,前路依然充滿未知的艱險。
南京德科碼高度依賴購買(mai) 海外技術,先從(cong) 意法半導體(ti) 購買(mai) COMS傳(chuan) 感器的相關(guan) 工藝授權,接著從(cong) 安森美半導體(ti) 收購相關(guan) 專(zhuan) 利和技術授權,之後又找原日本東(dong) 芝CMOS圖像傳(chuan) 感器的設計和研發團隊,同時向合作方TowerJazz支付高昂的技術授權費。
德淮的“核心技術”同樣源於(yu) 日本東(dong) 芝的CIS團隊。2015年12月,東(dong) 芝CIS業(ye) 務被索尼收購,東(dong) 芝CIS團隊自謀出路。適逢德淮四處搜購核心技術,於(yu) 是2016年4月,該團隊在日本注冊(ce) 成立IDTC,成為(wei) 德淮的設計公司,但3年多時間裏,德淮用巨資供養(yang) 的IDTC沒有開發出任何一款具有市場意義(yi) 的產(chan) 品。
成都格芯則更讓人驚詫,外方格羅方德以1000台二手設備就要占據合作項目的51%股份,這明擺著是欺負中方合作者沒有核心技術,所以要價(jia) 高得離譜。
地方政府也不是傻子,但在急於(yu) 出政績的心理衝(chong) 動下,在將芯片產(chan) 業(ye) 等同於(yu) 傳(chuan) 統製造業(ye) 的思路引領下,賺快錢的熱血奔湧,一衝(chong) 動即成“韭菜”。從(cong) 這個(ge) 方麵說,“全省造芯熱”明顯是將舉(ju) 國之力用錯了地方,恰好坐實了張忠謀潑的“冷水”:大陸很難搞好芯片製造。
舉(ju) 國之力應該如何發力?就我國目前的芯片處境來說,舉(ju) 國之力的發力點應該是企業(ye) 難以做到的燒錢多、耗時長、影響麵廣的基礎研發突破,包括先進光刻機、EDA軟件等,這些都是國產(chan) 芯片產(chan) 業(ye) 的“七寸”,也是當前美國打擊的重點。
不隻地方政府,舉(ju) 國之力的代表之一“大基金”,對芯片的基礎研發也是不夠重視的,對此,美國工程院院士、中科院外籍院士、微電子科學家馬佐平深有感觸。
早在2014年,《國家集成電路產(chan) 業(ye) 發展推進綱要》出台,1380億(yi) 元的國家集成電路產(chan) 業(ye) 投資基金建立(俗稱“大基金”)。馬佐平以為(wei) 提建議的好時機到了,於(yu) 是托朋友約到大基金總經理,建議拿出哪怕5%的資金做基礎研發,雖然一時難見收益,但10到20年必有成效。但對方並未聽從(cong) 建議,而是花錢買(mai) 公司、建廠子,後曾想收購鎂光科技,最終以失敗告終。
正因為(wei) 如此,馬佐平才悲憤地說,中國芯片讓人“恨鐵不成鋼”。
如果當初馬佐平的建議被采納,如今6年過去,國產(chan) 光刻機的最高分辨率應該突破90nm了,如果達到14nm甚至7nm的話,華為(wei) 海思芯片也不至於(yu) 成絕唱,中芯國際還發愁什麽(me) 有錢買(mai) 不到先進光刻機,中興(xing) 還用老老實實將掙的利潤交美國的罰款?
中國芯數十年發展,一路坎坷,從(cong) 最初的“造”(自研)不如買(mai) ,到後來買(mai) 產(chan) 品、買(mai) 技術受限,現在又被迫回到自研的出發點,正應了一句話:在商業(ye) 世界,賺快錢往往意味著賺不到錢;在科技研發領域,走捷徑抄近路常常是回頭重走。
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