【原创】从三个企业的过往,看中国芯片的突围之路

2023-09-13 11:45

中芯2.png

  其实,我国每年超过3000亿美元的进口半导体产品中,大部分都是14nm及以上的成熟工艺芯片,这些芯片广泛利用于家电、物联、汽车、基站上,海思是利用中芯国际14纳米工艺的客户之一。也就是说,中芯国际完全可以靠它的成熟制程以完成国产替代之路而生存和发展,不必要花大力气攻克先进制程。但中芯国际有为国争光的雄心,就目前来说,中芯国际来很大一部分的销售额来自于成熟技术工艺的贡献,在全球缺芯的浪潮下,中芯国际通过主攻成熟制程实现了业绩的高速增长,2021年第四季度,净利润破百亿,这为中芯国际用来研发先进制程准备了充分的财力基础。如上所述,中芯国际是中国大陆芯片先进制程的唯一开拓者,已量产14nm麒麟710A处理器;华为Mate60上市,标志7nm制造实现了突破。中芯国际是研发密集型的市场化企业主体,7nm先进工艺的量产,表示着公司技术能力达到全球第二,足以支撑国产手机。在芯片行业,14nm和7nm,是公认的两道坎。前者可应用于工业端,也就是B端,但也可应用于手机等C端产品;后者对应的则是对芯片要求更高的C端,对于芯片厂商和下游厂商而言,C端都是必争之地。每一代芯片的进度,不只是支撑更多应用和软件性能,甚至决定下游企业手机产品更新换代的进度。

华虹.jpg

  经过二十年的坎坷风雨历程,中芯国际迎来新的阶段,随着中芯国际登陆科创板,国家队的加入,政策的支持,中芯国际步入快车道。在特殊的时点、特殊的国际环境、卡脖子带来的特殊挑战,也都让更多的产业使命压在中芯国际的身上。国产芯片突围,中芯国际无疑是那匹黑马,是中国芯片的标杆企业,是唯一能够承接先进制程工艺需求的国内工厂,对于国内亟待突破的芯片行业,它被寄予厚望。芯片产业壁垒高,是典型的资本-技术双密集型产业,中芯国际财报显示,每年用几乎两倍的净利润投入研发,过去3年的研发费用率是:17%、19%、22%,已高于对手台积电的8%、8%、9%。与此同时,近三年来,中芯国际获得的政府背景的基金的支持也不断增加。2020年6月,从美国退市的中芯国际迅速“过会”,登陆被定位为服务创新企业的科创板。同样,今年8月,紧随其后,中国大陆第二大晶圆代工厂华虹半导体登陆科创板,当天收盘市值达到910亿元。2020年12月18日,美国商务部宣布将中芯国际列入“实体清单”之时,不少人就开始担心中芯国际或将面临到客户订单转移、先进制程只能研发无法量产等问题,的确,美国的出口禁令迫使中芯国际部分海外大厂转移订单,但中国企业出于产业链安全的目标更加倚重中芯国际。另一方面,列入“实体清单”,意味着中芯国际生产10nm以下芯片所需要的原料和设备无法获得美国批准出口,面临供应链危机,面对挑战,中芯国际及时进行战略调整,借助国内半导体上游企业的助力,有力化解了美国“实体清单”所制造的发展障碍。

荷兰设备.jpg

  我国上游设备与原料各高新企业早就接起了保障中国芯片供应链的重任,研发设备,试制耗材,虽然与国外还有差距,但已给于了中芯国际等芯片企业以大力支持,这是中芯国际通过建立去国产化产线来避开“实体清单”的制约的底气。长期以来,中国一直致力于半导体国产化。从2000年代的科研立项,到2014年国家开始以产业基金的形式,撬动设备材料、制造到封测的各个环节,美国的“芯片禁令”,客观上为中国企业提供了极为宝贵的国内市场资源。光刻机是制造芯片的关键设备之一,它可以将电路图案刻印到硅晶圆上,形成微观结构,由于光刻机对于芯片制造至关重要,美国政府将其作为对中国进行科技封锁的重要手段之一。2023年1月底,美国更是联合日本和荷兰达成协议,在“国家安全”的名义下限制向中国出口先进光刻机等产品,以为控制了设备就控制了整个产业链的咽喉。据媒体报道,中国已经向荷兰阿斯麦订购了一台EUV光刻机,但由于美国的干预,这台价值1.2亿美元的设备一直被搁置在荷兰的工厂里,无法运往中国。光刻机的核心技术是光源,DUV光刻机的光源是深紫外光源,而EUV光刻机的光源是极紫外光源。深紫外全固态激光半导体设备,我国已有多家上市公司突破该技术,2023年初中国就已经成功商业化生产出了DUV光刻机,根据目前的种种消息,明年就能生产出EUV光刻机,上海微电子是其中的佼佼者。7纳米是5G芯片的工艺门槛,却已经是DUV光刻机的工艺极限。如果要进一步量产5纳米芯片,就必须上EUV光刻机。而光刻机,就要靠上海微电子等企业的努力,争取明年实现EUV光刻机量产。一台先进的光刻机,背后的零部件往往是由好几个国家共同发力才得以诞生,然而,我国作为制造大国,有提供完整备件的现实基础。2019年,ASML总裁说:“就算给你们全套图纸,中国也造不出一台光刻机。随着我国光刻机制造的飞速进步,2023年中,ASML总裁说:“中国自己研发光刻机,是在破坏全球产业链。DUV光刻机——集合了全西方发达国家之力打造的工业皇冠上的终极大明珠,仅仅只能阻挡中国4年时间。当然,西方的打压不仅是光刻机,其它设备也受到打压,根据海关总署的数据,中国在去年11月进口芯片制造设备23亿美元,同比下降40%,成为2020年5月以来的新低,而且美国还在不断地出台新的限制措施。天下兴亡,匹夫有责,这句古语形容了一个人对国家和社会的责任感,而在科技领域,每一个企业也有着同样的责任感,于是中芯国际等芯片制造国产化生产线的后面,是中国群体高科企业在为其提供支持。当下,从国内半导体产业结构来看,各领域分布广泛且逐渐完整,已经具有上中下游合作的基础条件,不仅是技术本身难题的解决上,还有产业链的配套方面的基础。今年上半年国产晶圆切割机、离子注入机等芯片制造设备相继实现国产化的突破。以化学机械抛光设备为例,2017年美国应用材料、日本荏原占据了98.1%的国内市场,而今中电科电子装备集团制造的8英寸抛光设备已经夺回了70%的国内市场。更为重要的中国芯片还在走别一条道路,长期来看,芯片研发变轨是必然的选择。硅基芯片离“天花板”越来越近,选择新材料研发未来芯片将率先开展“终局竞争”,寻求硅以外的替换材料成为行业的一大方向,而碳纳米管则被看作一个有希望的替代品,90nm的碳基芯片能达到28nm的硅基芯片水平,能够绕开精密仪器的限制。

640 (10).jpg

10秒快速发布需求

让物流专家来找您