国产芯片的真实水平如何?

首先EDA软件,EDA是芯片设计的工具,相当于芯片设计的上游,有软件才能搞设计。这个目前基本上都把握在美国手里,国内最好的公司就是华大九天,不过只能够提供产业所需EDA解决方案的1/3左右,加上国内其他小公司的产品,国产工具能够提供全流程EDA解决方案的1/2左右。也就是如果美国断供,我们只能设计半成品,根本没法用。

而且华大九天的工具还在突破14nm,而三巨头的工具早就已经在5nm实战了。芯片的设计工具和其它软件不同的地方在于EDA是连接设计和制造的纽带,和制造工艺强相关。一套成熟的EDA工具不但需要上游芯片设计公司使用,更需要下游晶圆代工与封测企业的支持。EDA软件再牛,画出的图纸代工厂不支持也是白搭,就好像你用.net写的代码没法跑在java平台上。目前全球的代工厂都是围绕三大EDA厂商设计工艺,华大九天想在其中插一脚很难。

如果想摆脱国外控制,唯一的出路就是构建自己的生态,毕竟代工厂的目的也是为了挣钱,如果越来越多的芯片设计公司使用国产EDA,也会倒逼代工厂围绕国产EDA设计工艺。不过想要突破西方几十年构建起的体系,只能说任重道远。

芯片设计这块是我们唯一拿的出手的东西,比如龙芯、华为海思、紫光展锐都处于第一梯队或第二梯队。不过设计不需要庞大的基础设施投资,门槛比较低,几个刚毕业的学生攒个工作室就能开干,尽管做到世界领先也很难,但整体上只要舍得在研发上投钱,基本上都能搞得定。但是目前的问题是我们的设计还只能依附西方构建的生态,装修的再精美也还得依托房子的架构,离开上游的EDA软件和代工厂,再好的设计也不过是空中楼阁。

光刻机方面目前上海微电子光刻机目前加工工艺是90nm,这已经是国内最先进水平。计划2021年交付28nm光刻机,这个差不多是ASML2012年的水平,也就是说我们整体上差不多落后十年,不过已经很不错了,28nm基本上能够支持大多数的应用。

代工厂方面,中国大陆晶圆制造第一阵营包括中芯国际和华虹,中芯国际营业额世界第5,华虹世界第8 ,看起来好像还不错,实际上两兄弟的销售额加起来在全世界的占比不超过10%。芯片行业的特点就是赢家通吃,前两名台积电和三星基本占了大部分的份额,后面的也就是喝点汤,而且中芯的制程现在只能到14nm,距离台积电的5nm差了好几个代差,制程落后的带来的首要问题就是利润低,台积电一块芯片挣10块,中芯只能挣1块,还只能接那种台积电不屑于接的单子,如果要算利润,我们的占比还要再低几个百分点。

更严重的是原材料、技术严重依赖美国技术,而中芯国际现在已经进了实体清单,意味着中芯已经被枪顶着脑门,开不开枪全看美国人心情,这种情况下中芯能走出多远很难说。

存储芯片,尽管合肥长鑫、长江存储、福建晋华已经开启了追赶模式,势头也还不错,不过需要注意的,存储市场基本上还是被三星、海力士、美国三家公司垄断,技术有了,能不能抢占市场依然存疑。

封测说是国内领先,实际上设备国产化率也不到10%,依旧会被卡脖子。

大家看出来了吧, 在现有格局下,我们的芯片处处受制。究其根本,还是起步太晚,进入了美国主导的生态系统。

任何一个行业生态都很重要,构建生态的终极目标是让整个行业以你为主,你来制造标准,大家都围着你转。而且这个生态的主导者可以在链条的任意一段产生,比如intel虽然只生产芯片,但他在在PC领域就是生态的核心,所以他能拿利润的大头,像联想什么的尽管牌子响,实际上就是个二鬼子,吃点人家的残羹冷饭。苹果处在产业链的下游,但是他牌子硬,就可以在手机领域拿利润的大头,苹果吃肉,软件、代工厂吃菜,封测什么的厂商喝点汤,其乐融融。

现在的芯片产业链,处处都有美国的身影,美国才是这个链条幕后的操纵者,想要打破这种生态,最好的方法是换赛道。

硅原子的大小是0.12nm,一旦小于1nm,就进入量子世界,那是个跟宏观世界完全不同的世界,最大的特点就是不确定性。实际上到2nm以下,不确定性就开始出现,倒不是说大家集体群魔乱舞,大部分都还是按规矩来,问题是万一有几个电路不按套路出牌,该是0的时候变成1,那计算结果可就差到姥姥家了,一粒老鼠屎坏了一锅汤,整个芯片变成废品一件。

所以目前的硅基芯片已近看到了天花板,不出意外,芯片制程的技术更迭将会放缓,如果想突破天花板,只能是另找出路,所以现在各国都在加大碳基芯片的研发力度,比如石墨烯。

如果换了赛道,大家处在同一起跑线,西方没了先发优势,输赢全靠体格,那我们的机会就来了。

不过石墨烯目前还只是实验阶段,远没有达到能应用的程度。即便将来走出实验室,从试用到量产再到构筑全产业链,没个几十年下不来,而且这可是上万亿的市场,上上下下养活了多少人?想让旧势力退出历史舞台远没有那么容易。

所以在能够看得见的十几年之内,现有的格局不会有太大变化,我们还得在圈子内继续玩。

好在美国也并不是想和我们完全脱钩,他的目标把我们锁死在中低端,让出高端利润高的那部分养着美国人。这个背景下,我们完全可以先在中低端深耕, 14nm以下我们没法突破,就14nm以上做文章,等站稳脚跟再慢慢往上爬,事实上14nm以上制程完全可以满足绝大多数芯片需求。

大家都知道因为摩尔定律的存在,芯片行业的特点是技术进步太快。这就导致现有技术还没完全发挥潜力,马上就进入下一个技术周期。尽管芯片厂商可能也不想跑那么快,不过只要有一家冲到前面,别人也只能跟着跑,否则制程落后一个代差,出门都不好意思跟别人打招呼。可是实际上,很多功能在旧技术和新技术下实现起来没什么区别。

所以我们完全可以回过头看看之前成熟的技术是不是还有潜力可以挖掘,在现有制程下深耕,制程不变的情况从从应用层面做优化,也能满足大多数应用。

好比土豪买电脑不计成本,出来新款就入手,旧的再好也不用了,你是学生党,兜里没多少银子,舍不得更新换代,那就得在旧电脑上折腾,加个内存条,整个超频,扩个硬盘什么的,除了看起来旧,用起来跟新电脑没什么区别。

比如海思设计水平一流,主要问题是先进制程找不到代工厂,那完全可以把手机、服务器这种技术要求高的芯片设计转到别的兄弟公司,集中精力挖掘通信、网络设备、家庭数字芯片的潜力,同时拓展业务,在OLED或者汽车芯片上发力,这些芯片对制程要求不高,以海思手机芯片头部的设计能力去设计汽车芯片,相当于高中生做小学生作业,属于降维打击。

当然每个行业对芯片性能的关注点也不尽相同,手机芯片因为尺寸小,所以制程就是关键指标,而汽车芯片更关注工作环境和可靠性,转行还需要技术上有一些调整,而且汽车厂商一般都有固定的供货商,长期合作互相信任,一个外来户想插一脚也还得做很多工作。

好在从年初开始芯片短缺潮,汽车芯片属于重灾区,如果利用好这个机会,也不是没可能。

现在关键问题是国内的代工厂不行,产能跟不上,芯片行业就是讲究个赢家通吃,现在台积电一家就占了代工市场60%的份额,每年从国外进口的芯片将近3000亿美元,超过石油进口额,长此以往卡脖子是一方面,关键完全依赖进口,国内的代工厂就没什么生存空间。

本来这个问题也不大,现代工业本来就是全球分工,一人负责一段,各赚各的钱,其乐融融。不过川总上台后,大搞美国优先,把自己那段护的牢牢的,不让别人碰不说,还不动不动就威胁要脱钩,摆出一副我就这样,你们看着办的样子。特别是这次华为被整的这么惨,完全是美国动用自己世界警察的地位,逼着大家不给华为代工,把华为从芯片产业链强行踢出去。

川总这么一搞,影响特别不好,大家看着华为的惨样心里都犯嘀咕:明天会不会轮到我啊?保险起见,设计生产一起抓吧。

正好从去年开始,疫情叠加各种影响,芯片成了卖方市场,代工厂都成了大爷,各种涨价,订单还是雪片一样飞来。有的芯片大厂加钱都找不到人代工,所以世界各国都认识到芯片生产的重要性。

比如我国已经定下在2025年实现70%芯片自给率的目标,而欧盟也计划在2030年,由欧洲生产制造的先进芯片占全球的20%。连始作俑者美国自己也吓了一跳,没想到代工厂这么重要。再一琢磨,台积电、三星两个代工厂都在东亚,万一有点风吹草动,中国会不会来个以彼之道还施彼身?所以美国积极邀请了台积电到美国建厂,并且准备了370亿美元,用于扶持本土芯片制造业。

当然了说是邀请,其实韩国、台湾都是美国的小弟,大哥给你说了请字,也就是客气客气,你要真不见外,那自然也有大刀大棍伺候。而且最近不是汽车芯片短缺的厉害嘛,美国就找到了台积电要求插个队。尽管汽车芯片利润薄,台积电也只能捏着鼻子腾出机器专门给大哥定制,没办法,当小弟就是这个样子。

我们没有小弟可以欺负,只能是自力更生。不过我们的优势就在于庞大的市场,市场又可以分两个方面说,一个是需求市场,一个是资本市场。

庞大的需求市场一方面能养活国内的代工厂,另外一方面也能吸引海外先进技术进来建厂。我看前一阵台积电说在南京扩充生产线,还招来国内一片反对声,说会冲击国内的代工厂。这就有点想当然了,以我国广大的芯片市场,再多建几个工厂也容纳的下,而且外资来建厂,自然能把先进技术和人才带进来,长期看对我国芯片行业发展是好事。

此外我们国家还有全球第二的资本市场,2014年国家大基金成立后,已经有了示范效应,最近又在整顿资本市场,给教育互联网什么的降降温,引导大家把资金投向年芯片,人工智能这种高科技企业,资金这方面应该是没什么问题。

有这两个市场支持,所有的问题迟早会得到解决。

文末有几个思考和大家一起探讨。

一是要警惕资本的无需扩张,所有资本都是逐利的,为了挣钱他们会利用一切机会收割韭菜,最基本手法的就是炒作概念。所以网上的消息也不能全信,写文章的很多都是拿工资的,配合资本大鳄股市圈钱。特别是看到什么“突破,”打破“这类的字眼,更要小心,就是准备在股市受智商税的,什么都信你就成韭菜了。

而且我们现在有个趋势,一窝蜂上设计公司,设计门槛低嘛,不需要那么多的投入,招几个高校里的博士教授做幌子就能成立一家公司,来不来上班先不管,公司就可以名正言顺的打着芯片的旗号圈钱。实际上我们国家不缺设计企业,卡脖子不在设计,再上产能就是重复建设,也希望监管部门审核的时候擦亮眼睛,加强审批,别让这些骗钱的企业上市圈钱。

这个事情我们吃过大亏。比如咱们前面说的2004–2005年间发生的“汉芯”造假事件,这个事影响非常恶劣,导致随后几年芯片从业者都抬不起头,大家看搞芯片的都像骗子,当年的龙芯因为这事不知道遭了多少白眼,好在是顶住了。前两年的武汉弘芯,上千亿的投资砸下去,只收获了一个烂尾的厂房,唯一的一台光刻机刚买来就拿去抵债,芯片制造业的老前辈蒋尚义也被拉进来垫背,几乎成了另外一个“汉芯”。所以芯片行业如果不监管,很可能像前两的的光伏行业一样,产生一大堆骗补的企业,光伏我们好歹挺过来了,芯片能不能迈过这个坑可就不一定了。

而且芯片这事一定要国家整体把控,日本、韩国包括现在的美国都是借助举国体制才能立足。一是像全球市场供大于求的时候逆势增产这种违背市场经济的操作,也只有国家兜底才能执行的下去。二是如果大家各自为战,必然导致重复建设,企业之前互相挖人,就跟一个篓子里的螃蟹似的,大家互相拉扯,最后谁都爬不出去,只能是便宜外国人。

本来按照自由竞争的理论,经过一轮又一轮的大浪淘沙,把最能打的留下来,这个符合自由经济的理论。问题是我们现在面临的是追赶阶段,外部压力这么大,集中力量都不一定搞得定,火力分散更没戏了,所以必须要国家主导,统筹安排。就跟韩国似的,企业之间分工合作,枪口一致对外,各自突围。总有那么一两个会冲到前面,到时候以这些突围企业为核心,慢慢构建小生态,以点带面,等根据地连成片就再也不怕制裁了。

对我们普通人来说,能做的就是支持国货了。

大家注意我说的是从消费端去支持国货,而不是强行要求那些大厂支持国货。大家也不要脑子热,中芯不给华为代工就骂,小米用高通芯片就说人家是二鬼子。这些企业需要在国际上打拼,如果因为支持国货,丢掉了海外市场,甚至被打趴下,那才是最可怕的。

道理也不复杂,现阶段我们想发展,关起门来搞肯定不行,一定要依附在现有的生态下,先站稳脚跟,再求突破,先有生存才有发展。如果为了支持国货把自己搞残疾了,以后再想翻身可是连本钱都没了。

消费端就无所谓了,大家尽量出一份力,而且有时候需要我们无脑支持。什么叫无脑支持?如果国货物美价廉,你打着爱国的旗号买了,那不叫支持国货,那叫鸡贼,都物美价廉了还用你支持啊,肯定是各方面比不过外国货,所以才要你支持嘛,自然选择,那就不叫支持了。

所以有时候需要我们做出一点牺牲,比如如果我们对5G没有具体的需求,那完全可以买华为的4G手机,没必要非得追求先进。比如我想不出来买5G手机能干啥,那就先4G,等5G应用场景完备了再考虑升级。荣耀手机搭载展锐的芯片,那我们就优先入手,制程低就低一点,无非影响手机的续航和体积,只要不玩游戏,一般应用场景你体会不出来有什么差别。

当然长期看,能不能抢占市场还得靠厂商自己争气,不过现在这个局面,我觉得适当支持一下无可厚非。

最后多说一句,从根上说,我们的敌人只有美国。日韩台芯片产业看起来强大,其实是美国通过几次产业布局刻意为之,说白了他们都是美国人养的 ,大哥想收拾你分分钟的事。所以最近美国要求三星台积电交出生产经营数据,那话说得非常自然,就跟检查自己家孩子作业似的,一点也没客气。我看这两货还有点不愿意,不过估计最后该交还得交,谁家孩子没挨过大人两嘴巴啊。

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