在高端芯片领域我们一直觉得是高不可攀,但其实它和低端芯片之间没有特别大的技术鸿沟,3纳米一直到22纳米都是使用极紫外光刻技术,无非是孔径更小,对材料要求更严格。所以从理论上只要拥有了193纳米的浸入式光刻技术,通过不断升级迭代到28纳米就没有克服不了的障碍。即便是28纳米之后变成了极紫外光刻,也不过是更进一步的升级,早晚有一天能造出高端产品,那我们如今拥有什么水平的技术呢?
这两年我们总听到被卡脖子,是不是给我们一种中国芯片技术十分落后的印象,但实际上中国是全世界芯片产业链最完善的国家之一。涂膜、刻蚀、离子注入测试、封装一应俱全。而且普遍技术先进达到28乃至14纳米,甚至中微的刻石机精度已经达到了5纳米,即使最艰难最卡脖子的光刻机也达到了90纳米,只落后于荷兰的阿斯麦尔和日本的佳能、尼康,位列世界第四。照此逻辑,中国早应该一代代发展出高端芯片了,但是问题就出在了升级迭代上:比如上海微电子早在18年就完成了90纳米光刻机的技术认证与检测,但是光刻机的核心指标不光有精度,还有良品率。而当没有大规模企业愿意使用它时,机器能不能不能高良率的生产出芯片?哪个部分在什么情况下会出现什么问题?我们如何能迭代掉这些问题?科研人员其实是无从下手。
而这也正是整个中国芯片产业链障碍的缩影。砸钱对中国来说并不难,但是没有市场不断的测试,我们的研发可能只是一场毫无头绪的死循环。往哪个环节砸,往哪个方向砸,都成了目前没有意义的问题。
其实芯片的需求并不都是高精尖产品,相反那些用10年乃至更久之前的技术做的中低端芯片才是占据整个市场8成以上的主体。中国一年进口28,000亿元的芯片,但芯片总量也只有6,500亿颗。换算下来均价只有4块钱多,这足以说明其中大部分绝不是高端芯片。其中甚至包括1972年发明的55定时器,发明距今整整半个世纪,但今天依然年产量十亿颗,是电工的居家必备神器。
既然这些产品我们自己有能力生产,只要企业们愿意用我们的芯片研发不就有更明确的方向了吗?他们为什么还要去买国外企业的呢?
首先是价格问题。芯片是资金和技术密集型产业,前期需要投入大量的沉没成本,而外国已经生产了几十年,早就把设备和研发费用均摊完了。美国芯片出口平均单价只有2.16美元,相当于一碗方便面;日本芯片平均单价合人民币8毛,甚至只能买半块砖。外国卖芯片就像扔垃圾一样,那我们还怎么抢生意?如果国内企业硬是要搞国产替代,那产生的利润不如把员工拉出去送外卖。
当然单纯的价格战中国还不至于赢不了,更大的问题在于因为芯片的特殊性质:那就是企业无法冒国产替代的风险!当需要用到芯片的产品一旦出现质量问题,对企业来说就是巨大的震动,造成的损失远远超过节省的那点钱。所以企业对中国芯片的态度:你用我推荐,我用我不用。就比如既自研芯片,同时又那么积极支持国产的华为,在2018年也要外采210亿美元的芯片,正因为成本和市场接受度这两个原因啊,过去十几年中国芯片自研口号喊的是震天响,但实际上没啥进展。
2010年的时候,我国芯片销售额680亿美元,自给率有百分之十。经过10多年的大力发展,2021年自给率增加了6个点。如果按照这个速度,当我们芯片产业站起来的时候,人类可能已经走出太阳系了。正当着国产芯片即将踏进,越卖不出去就越没有研发迭代方向,越没有好产品就越没有市场的死循环时,漂亮国站了出来,“无所谓,我会出手“:从17年中兴断供,18年把孟晚舟送进法院开始制裁华为,到21年发布多项出口管制,22年卷走台湾千名电子工程师,再到23年和日本荷兰达成协议,联合向中国采取高端芯片制造设备出口管制:限制半导体成品设备、原材料乃至软件的全供应链出口。
如此铜墙铁壁的全方位盯防,不只影响到了长兴、寒武纪、上海微电子等少数企业,更是让几乎所有国内的公司都感受到了威胁。过去大家默认国外的供应是安全的,而如今所有外国厂商,尤其是他们美国厂商都被打上了“无法稳定供货”的标签。哪怕是为了不被突如其来的禁令搞得全线停产,各个公司都必须建立一条国产芯片供应链。于是禁令前脚刚刚颁布,国产需求后脚就爆发,让芯片国产化从一项政治任务变成了刚需,而且有利可图。
过去企业最常说的一句话是用国产谁来负责,而如今变成了用国外怎么防意外。结果就是过去整整10年芯片的国产化都举步维艰,但是老美一纸禁令比10所大学更能拉动需求。在2022年全球增长最快的20家芯片企业中,有19家来自中国,2020年初的时候,芯片设备国国产化率只有7.4%;但是到了2022年的前7个月,国产化率已经到了36%。从2010到2020年中国芯片自给率上升了6%,但过去两年直接接近翻番,从16%升到了30%,芯片日产能突破10亿颗。至此打通中低端市场的国产芯片正式开启了一个良性循环,也让我们距离高端芯片真正迈进了一大步。
当然可话分两头,美国那边的企业可就惨了。海关数据显示,中国芯片国产高增长的另一面是前11个月进口芯片减少了800亿颗,这样巨大的市场损失让英伟达AMD英特尔普遍出现业绩下滑,马斯克今年那么背2022年才损失了2,000亿美元,而美国芯片企业市值直接腰斩,缩水了超过1.5万亿。为了保住自己的生意,国外企业反抗芯片限制甚至比中国还积极:高通为华为定制4G芯片,英伟达申请将禁令期限推迟半年。
面对这种情况美国后悔吗?也许吧,但也只能继续将限制加码,因为不信任的种子已经种下,双方再也回不到以前了。即使撤销禁令也只会进一步加快中国芯片国产化的脚步,所以你是在赌我们的枪里没有子弹,但我们面对封锁其实早已习惯。这场战争,你可以决定什么时候开始,却决定不了它什么时候结束。
眼下中国的芯片制造设计生产已经来到了最困难的时刻,华为引以为傲的麒麟芯片几乎断货,28纳米的全国量产远水难救近火。除了光刻机以外的关键技术仍有未突破,但中国70多年的发展史就是突破一道道经济、技术的封锁历史。
历史的长河一次又一次的证明了,我们的坚持是正确。我们不会在封锁中沉默,只会在封锁中爆发。黎明前的黑暗是最黑的,但是熬过去,黎明的朝阳是最有希望生机的。
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