我國在芯片領(lǐng)域不斷取得研發(fā)突破,芯片國產(chǎn)化開啟加速模式!
兩年,美國頻繁地對中國技術(shù)禁運,暴露了我們在半導(dǎo)體(芯片)領(lǐng)域的巨大短板,沒有歐美日的設(shè)備,我們竟然連中低端芯片都造不出來。
同時,每年花費3000多億美元進口芯片,對于號稱制造大國,擁有門類最齊全工業(yè)體系的我們,也是一種不能言說的痛。
于是,致力于半導(dǎo)體的國產(chǎn)化,突破中高端芯片制造的關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵工藝,成為了近些年中國堅定不移的國家意志,不破樓蘭誓不還。
大江南北,也是紛紛上馬各類半導(dǎo)體項目,資金豐茂,人才涌起,一派熱火朝天好景象;各類“突破”的好消息也理所應(yīng)當(dāng)?shù)丶娭另硜怼?
如:中微半導(dǎo)體量產(chǎn)了用于生產(chǎn)5nm芯片刻蝕機,進入臺積電的供應(yīng)鏈,技術(shù)達到全球一線水平。再如:中芯國際宣布將在2021上半年風(fēng)險量產(chǎn)7nm制程的芯片,成為全球第三家掌握10nm以下芯片制造工藝的企業(yè)。再再如:上海微電子研發(fā)出了可制造出28nm芯片的光刻機。.......
樂觀派據(jù)此認(rèn)為:半導(dǎo)體技術(shù)不過如此,不出3-5年,中國就可以擺脫歐美日韓,獨立自主地制造出高端芯片。
悲觀派認(rèn)為:上述突破只是點的突破,就像在平原上崛起了幾個奇峰,不能據(jù)此認(rèn)為中國半導(dǎo)體很快就會趕超全是高原的歐美日韓。
總之是,公說公有理,婆說婆有理。極端樂觀派罵悲觀派是跪久了,極端悲觀派罵樂觀派是小粉紅。
雙方都沒有足夠的數(shù)據(jù)和邏輯,講明白:中國半導(dǎo)體行業(yè)和歐美日韓的差距,到底有多遠(yuǎn)?1公里,還是十萬八千里?
半導(dǎo)體的哪些領(lǐng)域,中國實現(xiàn)了很強的國產(chǎn)化?還有那些領(lǐng)域,幾乎完全依賴進口。
下面,夸克財經(jīng)試著把半導(dǎo)體行業(yè)解構(gòu)成半導(dǎo)體原材料、半導(dǎo)體中間體-硅晶圓、半導(dǎo)體制造設(shè)備以及半導(dǎo)體制造工藝四個板塊,猶如一個廚師制作美食,需要先準(zhǔn)備好上等食材和半成品(原料),然后使用廚具(制造設(shè)備),配合多年的高超廚藝(制造工藝),才能烹飪出色香味俱全的美食來(制造出芯片)。
我們盡量用這種庖丁解牛的方式,結(jié)合大量數(shù)據(jù),為大家更為通俗易懂地展示中國半導(dǎo)體在這些領(lǐng)域的國產(chǎn)自給率情況,以及技術(shù)上的差距。
芯片是一種高科技半導(dǎo)體元件產(chǎn)品,芯片的核心技術(shù)一直以來都被發(fā)達國家尤其是美國掌握著。芯片的需求龐大,但供應(yīng)卻被美國等主要國家牢牢把控,市場價格跌也因為“操控”而跌宕起伏。
我國對半導(dǎo)體尤其是芯片需求量非常高,但國產(chǎn)芯片水平低,技術(shù)跟不上,制成工藝也相對落后,十分依賴進口。為了打破芯片壟斷的局面,中國將第三代半導(dǎo)體寫入“十四五規(guī)劃”,并提出中國芯片自給率在2025年需要達到70%。半導(dǎo)體領(lǐng)域的投資資金也是翻了好幾番。
在政策的引導(dǎo)和高額資金的投入下,國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)交出了令人滿意的成績,阿里平頭哥和紫光展銳等公司在芯片設(shè)計方面有了巨大的提升。除了芯片設(shè)計,我國也在努力攻克芯片生產(chǎn)難題,希望能夠構(gòu)建屬于自己的芯片核心產(chǎn)業(yè)鏈。我國高校目前已經(jīng)在EUV光刻機核心技術(shù)研究有所突破,另外還研發(fā)出了我國首臺12英寸超精密晶圓減薄機,此設(shè)備可以被用于芯片制造生產(chǎn)線。芯片國產(chǎn)化不僅穩(wěn)中有進,而且還在加速。今日,公布數(shù)據(jù)顯示,日本1月對華機床設(shè)備訂單暴漲26.8%,創(chuàng)8個月新高。全球?qū)Π雽?dǎo)體設(shè)備的需求將繼續(xù)擴大。中國半導(dǎo)體領(lǐng)域目前雖然處于落后位置,但整個行業(yè)目前發(fā)展良好,相信實現(xiàn)芯片自給自足只是時間問題。
芯片制作生產(chǎn)線非常復(fù)雜,涉及五十個行業(yè)、2000-5000 個工序。首先提純硅、切成晶 元、加工晶元,之后還需要晶元加工的前后兩道工藝,前道工藝分為光刻、薄膜、刻蝕、 清洗、注入;后道工藝則主要是封裝,光刻是制造和設(shè)計的紐帶。中國集成電路行業(yè)共 分芯片封裝、設(shè)計、制造三部分,總體呈現(xiàn)高速增長狀態(tài)。2004 年至 2017 年,年均 增長率接近20%。 2010至2017年間,年均復(fù)合增長率達20.82%,同期全球僅為3%-5%。 中國的芯片制造技術(shù)發(fā)展較快,但是集成電路制造工藝仍然落后國際同行兩代。預(yù)計于 2019 年 1 月,中國可完成 14 納米級產(chǎn)品制造,同期國外可完成 7 納米級產(chǎn)品制造。長期的代工模式導(dǎo)致芯片設(shè)計能力和制造能力不足、研發(fā)投入不足、人才缺失等問題, 導(dǎo)致核心技術(shù)受制于人、產(chǎn)品處于中低端的局面。
芯片的產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要上下游產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的合作,從全球分工的角度看,各國擅長的領(lǐng)域 有所不同。荷蘭可以生產(chǎn)技術(shù)頂尖的光刻機,而在芯片制造領(lǐng)域比較薄弱。美國擁有龐 大的芯片產(chǎn)業(yè)鏈,芯片的設(shè)計、生產(chǎn)、封裝技術(shù)都位居世界前列,但是美國芯片廠商的 芯片制造設(shè)備仍然需要從 ASML 進口光刻機。芯片設(shè)計領(lǐng)域中,能夠進行設(shè)計并達到 世界一流水平的企業(yè)較多。國內(nèi)有聯(lián)發(fā)科、華為麒麟等企業(yè),國外還有三星、高通、蘋 果、英特爾、AMD 等世界巨頭。而在芯片制造領(lǐng)域,能夠制造并達到世界一流水平的 企業(yè)只有臺積電、英特爾、三星等少數(shù)幾家公司。從這個角度來說,芯片制造比芯片設(shè) 計的技術(shù)門檻更高
隨著全球缺芯的加劇,缺芯問題成為了制約高端制造企業(yè)發(fā)展的核心難題,并且美國為了遏制我國相關(guān)科技公司的發(fā)展,修改相關(guān)規(guī)定,對我國芯片實施了斷供,這使我國在相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展舉步維艱。
但是隨著我國各大科技巨頭投身到芯片產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)之中,我國在芯片領(lǐng)域不斷傳出好消息,使得我國芯片領(lǐng)域的破冰之旅鼓舞人心,如長春光機所突破了光刻機核心部件“光學(xué)投影物鏡”制造關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)了中國超精密光學(xué)技術(shù)的跨越式發(fā)展。這無疑會推動我國在芯片領(lǐng)域的跨越式發(fā)展,并且有消息稱我國的上海微電子科技公司研發(fā)的國產(chǎn)光刻機也即將面世。
國內(nèi)代工一哥實現(xiàn)14nm芯片國產(chǎn)化?
說到芯片國產(chǎn)化就要從華為的麒麟710A說起,在2020年5月在中芯國際成立20周年之際,上海中芯國際的每個員工都收到了一部搭載有麒麟710A的榮耀手機,這款榮耀手機搭載的麒麟710A并不是臺積電代工的,而是采用了中芯國際的14nm工藝,所以在網(wǎng)絡(luò)上就流傳了一種說法,說麒麟710A是純國產(chǎn)芯,如果這個說法成立的話,麒麟710A是具有劃時代意義的,但是純國產(chǎn)的概率不大,因為在當(dāng)時中芯國際可以使用ASML的DUV光刻機為華為代工這款14nm芯片,隨著美國發(fā)布禁令,麒麟710A也就隨之停產(chǎn)了,如果是純國產(chǎn)就不會受到美國禁令的影響。
作為國內(nèi)芯片代工老大哥,在此次美國的制裁之下也是沒能幸免,受到了各方面的打壓,好在由于此前擁有一定的芯片生產(chǎn)機器,但此次的危機也讓中芯國際意識到要擁有自己的核心技術(shù),不能把自己的命脈交到別人的手中,要擺脫受制于人的局面就要加大在相關(guān)核心技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)力度。
目前中芯國際正在全力以赴的去美國技術(shù),如果我國上海微電子科技公司的DUV光刻機能實現(xiàn)交付投入使用,那么中芯國際要實現(xiàn)100%芯片的國產(chǎn)化也就不遠(yuǎn)了,屆時或?qū)氐讛[脫芯片受制于人的尷尬局面。