芯片之爭“三國演義”正如火如荼進行:近五成公司增幅超過100%
芯片之爭“三國演義”正如火如荼地進行。2月8日,歐盟的《芯片法案》出爐,根據(jù)該法案,到2030年,歐盟將投入約450億歐元用于支持芯片生產(chǎn)、試點項目和初創(chuàng)企業(yè)。
這并不是一個獨立的事件。
4天前,美國眾議院通過一項法案,將撥款近3000億美元用于技術(shù)投資,為美國半導(dǎo)體行業(yè)提供推動力。這部名為《2022年美國競爭法》針對性很強,就是將為制定、研究和調(diào)整美國當前的貿(mào)易政策提供全面支持,以挑戰(zhàn)中國日益增長的技術(shù)影響力。在一長串條款中,該法案包括520億美元的撥款用于支持美國的芯片設(shè)計和生產(chǎn)。
要知道,這部法案是是以法律的形式將產(chǎn)業(yè)政策固定下來,形成長久的國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。而美國的半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)本身就是全球翹楚,擁有英特爾、高通、超微、英偉達、蘋果等一眾全球頂尖的半導(dǎo)體芯片企業(yè),在這樣的情況下美國還要以法律的形式來扶持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),可見其對芯片產(chǎn)業(yè)的看重。
芯片“三國演義”的另一極歐洲其實也不弱,其主要是在功率器件、微控制器、傳感器、射頻技術(shù)、半導(dǎo)體設(shè)備和汽車芯片等應(yīng)用領(lǐng)域。
從企業(yè)角度看,ASML、博世和英偉達一直想收購的英國ARM等都是全球一等一的半導(dǎo)體芯片企業(yè)。
如果說美國是半導(dǎo)體領(lǐng)域的“學(xué)霸”,那么歐洲就是半導(dǎo)體領(lǐng)域的“優(yōu)等生”,現(xiàn)在這倆個頂尖的都在發(fā)力,而且力度超強。
早在2020年,歐盟17國就宣布將在未來兩三年內(nèi)投入1450億歐元(約合人民幣1.2萬億元),以推動歐盟各國聯(lián)合研究及投資先進處理器及其他半導(dǎo)體技術(shù)。
此次的歐盟《芯片法案》將用300億歐元促進芯片產(chǎn)業(yè),120億歐元用于量子芯片等試點項目,目標是到2030年,歐盟在全球芯片生產(chǎn)的份額從目前的10%增加到20%。
最后讓我們看看芯片“三國演義”的第三極,也就是亞太地區(qū)特別是中國大陸半導(dǎo)體芯片目前的狀況。
從產(chǎn)業(yè)政策角度來看,中國大力發(fā)展集成電路半導(dǎo)體的決心堅定,各地都制定了相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,目前提出到2025年集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)估超過千億級的已經(jīng)有安徽、北京、福建、廣東、湖北、江蘇、上海、山東、陜西、四川、浙江等11個省市。但從整體規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)政策角度看,還不是很清晰。
資本市場上,集成電路半導(dǎo)體在最近半年多成了機構(gòu)資金的“棄兒”。
A股半導(dǎo)體指數(shù)從去年6月高點回撤已經(jīng)超過40%,部分龍頭個股股價腰斬甚至打三四折的比比皆是。如最近大跌的國科微最新股價只有去年高點的40%,中微公司目前股價只有高點的50%不到,而這些公司業(yè)績處于高增長狀態(tài),國科微預(yù)告2021年凈利潤增長300%左右,中微公司預(yù)告凈利潤增長100%左右。
實際上,在全球缺芯的情況下,A股半導(dǎo)體上市公司2021年整體業(yè)績表現(xiàn)不俗,在近百家A股半導(dǎo)體公司發(fā)布的2021年業(yè)績預(yù)告中,有九成公司2021年實現(xiàn)盈利,其中韋爾股份、中環(huán)股份、長電科技、兆易創(chuàng)新、華潤微、卓勝微的凈利潤至少超過20億元,在凈利潤增速方面,有近五成公司同比增幅超過100%。
上汽集團日前宣布,將與上海微技術(shù)工業(yè)研究院開展戰(zhàn)略合作,聯(lián)合發(fā)起設(shè)立數(shù)十億元規(guī)模的“國產(chǎn)汽車芯片專項基金”,以此為紐帶連接各自優(yōu)勢資源,共同推動車規(guī)級“中國芯”加快落地,確保汽車產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈自主可控。
據(jù)悉,該基金將積極推進高性能汽車芯片研發(fā)生產(chǎn),以及汽車電子創(chuàng)業(yè)項目投資,未來還將成為開放式的平臺,吸納更多社會資金參與。
經(jīng)過多年發(fā)展,中國已經(jīng)成為全球最大的汽車市場,電動化、智能化的趨勢推動汽車芯片數(shù)量的大幅度提升,車規(guī)級芯片國產(chǎn)化已擁有規(guī)?;A(chǔ)。然而,中國汽車半導(dǎo)體主要依賴于進口,本土汽車半導(dǎo)體產(chǎn)值只占全球份額不到5%,部分關(guān)鍵零部件進口率更是達到80%~90%。汽車上的“中國芯”,已成為國內(nèi)汽車行業(yè)大力攻堅的重點領(lǐng)域。
積極瞄準行業(yè)未來發(fā)展制高點,上汽集團“十四五”期間將在智能電動等創(chuàng)新領(lǐng)域投入3000億元,全力加快自主創(chuàng)新步伐,全面向高科技企業(yè)轉(zhuǎn)型。在汽車芯片領(lǐng)域,上汽集團已推進75款芯片完成國產(chǎn)化開發(fā)并進入整車量產(chǎn)應(yīng)用;同時,以產(chǎn)業(yè)投資賦能技術(shù)創(chuàng)新,投資地平線、晶晨半導(dǎo)體、芯鈦科技、芯旺微電子等十余家芯片公司,不斷加快汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈布局。
為進一步提升產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平,突破我國車規(guī)級芯片“發(fā)展瓶頸”,上汽集團和工研院發(fā)起設(shè)立汽車芯片工程中心,將不斷聯(lián)合汽車和集成電路產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴,共同建設(shè)車規(guī)級芯片設(shè)計和中試的公共平臺,并依托“國產(chǎn)汽車芯片專項基金”,積極推進車規(guī)級芯片量產(chǎn)線項目,打造面向未來的車規(guī)級集成電路生態(tài)圈。
二十世紀初,劉慈欣曾在《球狀閃電》中對未來圖景作此描繪——人類社會高度數(shù)字化,對芯片的依存空前泛化,在遭遇大規(guī)模球狀閃電摧毀時,世界停擺,國土定格于至暗時刻,人類重回電力出現(xiàn)前的農(nóng)耕部落。這般極端危機在當時看來不過是天方夜譚,而如今,信息化進程一日千里,芯片之于人類,已如“云”端科技的地基,其土壤價值不言而喻,一旦缺失,恐怕后果將比書中所寫有過之而無不及?!爸袊尽敝?,是對幾代中國IT人的沉重拷問,在電力行業(yè)此痛更甚,能源工控領(lǐng)域部分關(guān)鍵芯片進口率達90%,命運掐在他者手中,斷供則至少倒退20年。
也正是因此,南網(wǎng)數(shù)研院自主研發(fā)的國內(nèi)首款電力主控芯片“伏羲”問世,對繼電保護領(lǐng)域具有劃時代的意義?!胺恕钡难邪l(fā)之路并非一蹴而就,爭議與質(zhì)疑貫穿始終。舉國之力方攻克的難題,憑什么一群電力專業(yè)的人能造出來?“伏羲”誕生之前的電網(wǎng)是怎么樣的?未來之路該去往何方?這些問題的答案,都寫在了故事的起點。為國立“芯” 布局始于斯“伏羲”的前世,發(fā)端于對繼電保護裝備核心芯片的研發(fā)。
“主控芯片作為電網(wǎng)二次裝備核心器件,涉及千萬量級的電網(wǎng)關(guān)鍵裝置,是電力工業(yè)控制的大腦,關(guān)鍵技術(shù)掌握在外國手里,就卡住了我們的‘脖子’。”與電視屏幕里的措辭犀利、高瞻遠矚的形象不同,“伏羲”團隊首席帶頭人李鵬溫和謙潤,卻句句擲地有聲。李鵬與電力結(jié)緣已久,20年前年少入行,曾困于嶺南悶熱潮濕的酷暑,在變電站里徹夜搶修。
高溫難耐,搶修隊員的汗水沿著衣褲滑落,竟如雨水般流淌在變壓器外殼之上。這一幕長留心間,電力工作者的辛勞,讓他敬重之余不禁心生疑惑:“電力系統(tǒng)需要穩(wěn)定運行,有什么能夠替代大量人力為電網(wǎng)解困?”是什么?必然是電網(wǎng)技術(shù)的演進。那一年,李鵬剛博士畢業(yè),卻深感自身局限,懷揣推動祖國電網(wǎng)發(fā)展之心,他前往德國深造。
2007年,南方電網(wǎng)公司信息化起步之時,他放棄美國科研機構(gòu)的優(yōu)厚待遇,帶著最先進的智能電網(wǎng)技術(shù),踏上了回歸祖國的班機。而這,也是“伏羲”啟航的開端。電網(wǎng)穩(wěn)定運行的地基是芯片,李鵬憂心于進口芯片可能藏有的“攻擊后門”:“如果國外不法分子通過芯片發(fā)起網(wǎng)絡(luò)攻擊,將會造成國家大面積停電?!泵裆鸁o小事,2013年,在中國工程院李立浧院士的指導(dǎo)下,李鵬帶領(lǐng)的南方電網(wǎng)智能芯片團隊啟動“伏羲”項目預(yù)研。彼時國產(chǎn)化多核芯片領(lǐng)域尚屬空白,拓荒并非易事,此間頭緒繁雜,艱難加碼,歷經(jīng)申報失敗、設(shè)備廠商接連退出的困境,他聽到最多的,是這樣的勸說——風(fēng)險太大了,項目無法收尾的責(zé)任誰來承擔?
退而求其次的方案不是沒有,呼聲最高的是研發(fā)單核國產(chǎn)化芯片,再退一步,則是用成熟的ARM核替代國產(chǎn)核。李鵬在項目存亡的關(guān)鍵時刻一錘定音——“伏羲”必須用國產(chǎn)核,中國“芯”不能再基于國外ARM指令架構(gòu)依葫蘆畫瓢?!罢嬲淖灾骰?,必須基于真正的國產(chǎn)指令集。沒有人去試錯,國產(chǎn)化永遠發(fā)展不起來?!眹a(chǎn)電力專用芯片的概念由此而生。
畢其功于一役,李鵬對團隊下了軍令狀,作為“國家隊”的一員,南方電網(wǎng)公司要背負民族與國家的使命。2018年,由南方電網(wǎng)牽頭的國家重點研發(fā)計劃芯片項目申報成功。“質(zhì)疑我們的聲音太多,項目任務(wù)書擱置了很長一段時間才簽訂。
項目專家隔三差五來突擊檢查,以嚴格甚至苛刻的態(tài)度考核我們?!眻F隊技術(shù)負責(zé)人習(xí)偉笑道:“那時候心理壓力巨大,如果不能交付,我可能就得從南方電網(wǎng)卷鋪蓋走人咯?!?
近日,全球性“芯片荒”讓“中國芯”再一次成為人們關(guān)注的焦點。一則“國產(chǎn)14納米芯片明年量產(chǎn)”的消息,讓很多網(wǎng)友歡呼;緊接著,“三星宣布3納米GAA芯片已經(jīng)正式流片成功”的消息,又讓很多網(wǎng)友擔憂,表示“差距太大,這可咋整”?
其實,自2018年美國對部分中國企業(yè)發(fā)出芯片禁令后,“芯片”就成為“卡脖子”技術(shù)的代名詞。中國已從人才培養(yǎng)、產(chǎn)業(yè)鏈補全、核心技術(shù)突破等各方向著手,全面布局國產(chǎn)芯片研發(fā)。從目前芯片技術(shù)國產(chǎn)化的進展來看,盲目樂觀的“速勝論”并不可取,悲觀失望的“失敗論”也明顯不對,制造“中國芯”還需保持定力、穩(wěn)定心態(tài);步步為營、久久為功。
先說說“速勝論”為啥是不對的。
以“國產(chǎn)14納米芯片明年量產(chǎn)”的消息為例,該消息其實被很多網(wǎng)友做了過于樂觀的誤讀。消息里專家所說的“國產(chǎn)”,僅僅指在本土設(shè)計、制造和封裝。而網(wǎng)友們心目中的“國產(chǎn)”,是完全不被“卡脖子”的全產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)——這需要在設(shè)計中使用國產(chǎn)框架和設(shè)計工具軟件,在制造中使用國產(chǎn)設(shè)備和原材料。
從芯片產(chǎn)業(yè)鏈的原材料和設(shè)計來看,原材料仍由美國、德國和日本等掌控,設(shè)計工具軟件仍是美國廠商主導(dǎo)。
從芯片生產(chǎn)核心設(shè)備看,差距更大。半導(dǎo)體行業(yè)技術(shù)高、進步快,一代產(chǎn)品需要一代工藝,一代工藝需要一代設(shè)備,我國卻缺失產(chǎn)業(yè)鏈上的關(guān)鍵核心設(shè)備。比如,EUV光刻機極其精密復(fù)雜,全球只有荷蘭巨頭ASML能生產(chǎn),各種零件超過10萬個,供應(yīng)商遍及全球5000多個商家。而光刻機只是芯片生產(chǎn)線上的關(guān)鍵節(jié)點之一,在芯片生產(chǎn)線上,還有不少重要的半導(dǎo)體設(shè)備需要我們一一攻克。
“缺課”不少,我們能補全嗎?一些人看到困難太大,又萌生了喪失信心的“失敗論”,顯然也是不足取的。
一方面,“補短板”已經(jīng)卓有成效。比如,我國14納米芯片的發(fā)展已經(jīng)攻克了許多技術(shù)難題:刻蝕機、薄膜沉積等關(guān)鍵裝備從無到有,進入批量應(yīng)用;后道封裝集成技術(shù)成果全面實現(xiàn)量產(chǎn);拋光劑和濺射靶材等上百種關(guān)鍵材料通過大生產(chǎn)線考核進入批量銷售。這些成果扭轉(zhuǎn)了之前我國集成電路工藝技術(shù)需要全套引進的被動局面。
另一方面,“鍛長板”也在有序進行。中國有世界級的市場,是打磨產(chǎn)品、培養(yǎng)世界級芯片的最佳搖籃。芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展可以瞄準產(chǎn)業(yè)尖端技術(shù),把高端的設(shè)計、制造、設(shè)備、材料供應(yīng)與目前我國有優(yōu)勢的5G、人工智能等新技術(shù)應(yīng)用相結(jié)合,嘗試彎道超車。此外,芯片業(yè)處在傳統(tǒng)芯片與新型芯片前后交接的節(jié)點,將迎來顛覆性新技術(shù)的“洗牌”,我國也在加強石墨烯芯片、金剛石芯片等新型芯片的研發(fā)——這些新型芯片使用新材料制造,且我國已有相關(guān)科研基礎(chǔ),未來如果實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用突破,將開拓出全新賽道。
芯片領(lǐng)域的創(chuàng)新之路,道阻且長,但前景光明,只要我們保持“久久為功”的韌勁,“中國芯”必將取得最終的勝利。