比尔·盖茨高估了中企,芯片差距依然巨大

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目前,人类社会已经进入信息时代,芯片的重要性不言而喻,它已经成为国家最核心的生产资料,芯片技术也是当前我国急需突破的关键核心技术。

近些年来,围绕着芯片供应,美国对中国采取了一系列封锁、限制措施,不仅针对中国出台了芯片法案,而且还与其他西方国家共同组建芯片联盟,总之采取各种手段,企图阻止中国获得高端芯片,以此达到遏制中国崛起的目的。

美国政府对于中国所采取的芯片禁令等制裁行动,遭到了比尔·盖茨的反对,他提出要避免脱钩后的反作用力,并表示,“限制对中企的芯片出货,将刺激更多的中国企业走上自给自足的道路,最终引起反噬!”限制中国,只会促使中国的发展速度更快。

然而,事实证明,比尔·盖茨的预测失误了,更多的华为并没有如期出现!受美国芯片禁令的影响,全球半导体市场迎来了一次大洗牌,整个供应链被重新布局,在此期间,中国意识到芯片对于国家科技和经济发展的重要性,不断加大对芯片领域的研发投入和政策扶持,国内也出现了更多的芯片研发和制造企业。

并且在充电芯片、射频芯片等许多小芯片领域实现了国产化的替代,数据显示,过去1年时间里,中国芯片进口数量减少了970亿颗,然而,这是否意味着中国芯片产业已经实现崛起了呢?

事实证明并非如此,目前我国在芯片领域被”卡脖子“的状况,并没有从根本上得以改变,我国与西方半导体芯片巨头之间的差距仍然还很大!

统计数据显示,2022年,国内集成电路进口总额已经达到了4155.79亿美元,在进口额中占比近15.30%,占连续多年成为中国进口商品的排名第一,总体的芯片进口量并没有下降多少。虽然去年减少了970亿颗芯片的进口数量,但是由于我国在先进的7nm以下芯片领域仍然十分落后,所以仍然无法摆脱对于高端芯片进口的依赖。

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此外,华为被断供芯片后,空出的国内高端手机的市场份额,超过一半都被苹果收入囊中,国内手机品牌根本没有能力去弥补这一空缺,只能在剩下的中低端份额中内卷,荣耀被出售后,也加入了竞争行列。

虽然目前我国的芯片产业还处于起步阶段,但是在行业增速较快的背景下,国内芯片产业发展迅速。近些年来,为了攻克芯片难关,在国家大力支持下,中国一年新增的半导体相关企业就超过了2万家,大约增加了4.8万家企业。但仍未能改变芯片整体落后的局面,事实就摆在面前,差距是明显的。

不仅在芯片领域,就是我国引以为傲的高铁也是如此,据报道,前不久北京大学冯科教授团队接受了铁道部的一个项目,铁道部要他们做预测,如果完全由我们独立自主开发高铁的软硬件,需要多长时间?

冯科教授团队得出的结论是需要400年,虽然我国的高铁技术号称世界第一,但我们是站在前人的肩膀上,高铁所采用的软件、控制系统等关键核心技术均来自于德国、法国和日本。

此外,统计数据显示,近1年多来,我国迅速扩张的半导体领域,居然已经有6000多家半导体公司默默退出了这个产业,面对芯片研发的重重困难,他们实在坚持不下去了,因此知难而退,这也使我们芯片研发的自信心受到严重打击。

俗话说,“罗马不是一天建成的!”实事求是地来看,中国芯片产业起步较晚,关键核心技术受制于人,集成电路产业在核心技术、设计、制造工艺、产业规模、龙头企业等方面,与世界先进水平相比都有较大差距。

发达国家在芯片领域发展了几十年才达到如今的水平,美国的芯片技术从1929年发明出制造芯片的晶体管,到1958年发明出现代集成电路,至今已有65年的历史了。与西方国家相比,我国在芯片领域尚处于起步阶段。

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总体上看,目前我国的芯片产业,芯片设计水平与国际基本相当,封装技术水平有4-5年差距,制造工艺差距在3年半左右。

由于芯片行业具有高投入、长期发展、回报周期长的特点,一般的企业难以承受。而且芯片属于高科技产业,技术更新迭代非常快,投入大、回报周期相对较长的行业特点,使得芯片产业成为高风险产业。

从技术方面来看,我国芯片水平在全球处于落后状态。我国是全球芯片企业最大也是最重要的市场,庞大的市场需求给全球半导体厂商提供了发展机遇,可以我国自身却仅具备生产中低端芯片的生产环境。

目前,全球最先进的制程技术已经达到了5nm甚至3nm水平,而中国芯片制造商还在努力实现14nm工艺的量产。同时,我们必须清醒地认清现实,事实上,在我国遭受全面的技术封锁和制裁的情况下,我们真正能够自主生产的芯片工艺水平可能只有90nm。

这意味着我们将落后于世界先进水平近20年,无法满足各行各业对于高性能、低功耗、高集成度的芯片需求。

当前我国芯片制造能力最强的企业中芯国际,正在实现14nm芯片量产的计划,但这是在正常情况下可以实现的目标,一旦遭受制裁后,其所具备的芯片生产能力就只有90nm。

为什么会出现这种情况呢?主要是受到以下条件制约:

1、光刻机

光刻机是芯片制造过程中最关键的设备,它决定了芯片的线宽和集成度。我国目前只能自主生产90nm的光刻机。光刻机技术成为芯片制造中最关键的因素,它需要采用更先进的光源、镜头、掩膜等部件,以实现更高的分辨率和精度。

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中国正在加快发展自主光刻机技术的步伐,计划在2025年实现28nm的工艺水平。目前,全球最先进的光刻机技术被荷兰ASML公司垄断,它可以实现5nm甚至3nm的制程水平,由此可见,我国光刻机技术与世界先进水平仍有较大差距。

2、芯片设计和封装技术落后

芯片制造除了需要光刻机之外,还需要高水平的设计和封装技术,以提高芯片的性能、功耗和稳定性。然而,在这方面,中国也与世界水平存在较大差距,主要表现为,缺乏核心技术和知识产权,而且现有技术落后于世界先进水平。

我国庞大的芯片需求为全球半导体厂商提供了最大的市场,可是国内仅具备生产中低端芯片的生产环境,生产设备和生产水平存在明显缺陷,导致产能不足,IP和架构话语权更是掌握在外国手中,国内的IP供应商市场份额虽然近年有所增加,但是与发达国家相比仍有很大差距。

由于中国芯片产业起步晚于其他发达国家,所以缺乏成熟的芯片制造技术和相关技术的专业性人才,芯片制造技术是一项高度复杂,精密度要求非常高的技术密集型工作,需要高度的技术积累和研发投入,而中国在该领域的技术积累和人才培养都十分薄弱,在此情况下,芯片产业必然缺乏市场竞争力。

3、产业链和市场环境不完善

事实证明,芯片制造是一个复杂而精密度过程,涉及到多个环节和诸多上下游企业。中国在一些基础材料、设备、测试等领域还依赖于国外供应商,难以形成完整而高效的产业链。

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而产业链的完善与否关系到芯片制造的成本、效率和质量,一条完整的产业链是中国自主研发芯片的第一步,也是量产的基本条件。如果受到全面制裁,我国目前的产业链是十分脆弱的,许多环仍然依赖进口,仅凭现有的国产材料和设备,只能生产90nm芯片。

4、武汉弘芯工程“烂尾”,紫光集团破产

2020年,我国在武汉投资了1280亿的弘芯工程,宣告失败。原来国家对于这个项目寄予厚望,希望凭借此工程促进我国芯片产业的发展,但未曾想到,最终该项目却成为了一个烂尾工程。

清华紫光对于中国芯片产业具有十分重要的意义,它被看作是中国集成电路产业的“国家队”,也是中国最大的半导体企业,肩负着国家和人民对于科技强国的期待。

然而,2022年,紫光集团原董事长赵伟国人间蒸发,直到8个月后,官方发布消息,赵伟国被立案调查,调查结果为涉嫌贪污受贿,处心积虑巧取豪夺国有资产,为亲友非法牟利,导致国家利益遭受重大损失。

紫光集团最终因资不抵债被破产清算,为了避免国有资产流失,国家果断出手接盘了紫光集团。

5、芯片产业面临研发人才短缺困境

我国芯片产业高端人才极度缺乏,芯片产业高端人才并非仅指单纯的技术研发人才,还包括能够集技术创新与产业创新于一体的复合型人才,当前我国需要大量的高端芯片岗位人才,而这些岗位都处于稀缺状况,根据《中国集成电路产业人才发展报告》预测,2023年我国芯片产业人口缺口将达到20万。

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尽管我国在芯片领域与世界先进水平差距巨大,但是我国没有停下自主研发的脚步。据报道,上海微电子公司已经研发出可用于28nm芯片生产的国产浸没式光刻机,并成功交付使用。同时该公司还在进行14nm光刻机的研制与调试。

5nm刻蚀机、12寸大硅片、90nm光刻机、7nm等制程工艺去年就已完成,正在加速推进7nm工艺的量产。这一切都说明我国的芯片产业在不断进步。

结语

按照我国的芯片发展计划,到2025年,我国的芯片产量将要达到70%。但现在看来,这一目标很难按期实现。

数据显示,2025年,全球物联网终端连接数量将达到100亿,到2050年,数量将增加至500亿,至少在未来几十年内,芯片需求量只会不断地增长,因此,我国芯片产业的发展前景巨大。

所以,当前我们需要清醒地认识到我国芯片领域的巨大差距,敢于面对现实,不要对外抱有任何幻想,事实证明,核心技术是买不来的,只有在自主研发的道路上不断努力,方能最终掌握属于自己的芯片技术。

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