芯的问题

这次说芯的问题。之后说贸易。

说芯之前先说几个词,半导体,集成电路,芯片,电子元器件,这几个词最近出现频率比较高,而且经常出现混用的状况,大家可能看着看着有点懵。这样简单的说吧(虽然说法不太专业,但大致是这个意思):集成电路是由各种半导体元器件按一定方式在晶片上组成的,芯片是一个或多个集成电路组成的。集成电路和芯片经常混着用,但都差不多想表达一个意思。电子元器件包含半导体、集成电路、芯片以及各种用半导体制成的产品,是一个很广泛的称呼了。集成电路产业包含芯片产业,同理半导体产业包含集成电路产业,而且除了集成电路产业还有很多其他子产业,如面板(就是各种屏幕,比如电脑屏幕、手机屏幕之类的)产业。

芯片产业分四个级别:民用级、工业级、军用级、航天级。从左到右,对芯片的稳定性、抗干扰性、抗辐射等要求越来越高。但并不是说民用的芯片技术最低,事实上,民用芯片的技术是走在前列的,因为民用会对芯片产生更多要求,比如处理速度要快,性能要高,线宽要越来越小,这些是要牺牲稳定性的,所以民用级芯片先进但稳定性不高,军用、航天用的芯片更追求稳定性,反倒不会去用那些先进的线宽很小的芯片,为了承受多变的环境干扰,承受高压电流甚至会选择民用早就淘汰的大线宽芯片。因为民用和工业级都是民间生产,军用和航天级都是国家控制,所以下面讲的时候只分两类,民用(包括民用级和工业级)和军用(包括军用和航天级)。

芯片产业分两个类别,一个是芯片设计,一个是芯片制造。(其实还有一个封测,但不是主要讨论对象,就不说了)芯片设计可以理解成计算机中的软件,是代码,不涉及到硬件的制造。芯片制造就是实打实的硬件了。芯片制造水平先不先进有一个重要的看点就是看它的制程工艺,简单说就是看半导体元件的线宽。现在的线宽单位是纳米,线宽越小,芯片越先进。

说了一些基本概念,现在正式讲芯片发展。先说民用芯片。民用芯片产品涉及领域:手机电脑CPU、存储器、wifi、交换机等

民用芯片制造水平最先进的企业只有三家:英特尔(美国)、三星(韩国)、台积电(湾湾)。大陆不是不能制造芯片,但离先进水平还有差距。差距有多大呢?我国芯片制造最先进的企业是中芯国际和厦门联芯,目前生产的芯片能量产的线宽好像是在28纳米左右。今天看到新闻说中芯国际雄心壮志要在19年实现量产14纳米的芯片。三星和台积电15年左右就实现了量产16还是14纳米的芯片来着,我们的最先进水平跟他们比大概落后了3—5年,差不多就是1—2个代差。而且今年三星已经实现了7纳米的芯片量产,正在朝5纳米奋斗,台积电和英特尔说要争取在今年量产7纳米。我们还任重而道远呀。当然看到这里也不要悲观,因为中国是唯一可能在芯片制造上跟上世界先进水平的国家了。【这里特别说明,英特尔和三星是有品牌的芯片制造商,台积电没有,是专门做代工的。区别是什么呢?举个例子,三星和英特尔就是李维斯,自己私下生产的牛仔裤拿出来卖吊牌上都写李维斯,台积电则不是,它是给别的品牌企业生产牛仔裤,卖的时候可能吊牌上可能写美特斯邦威也可能写杰克琼斯。当然三星和英特尔也会为了补贴高昂的研发成本做代工。】

民用芯片设计水平厉害的企业有:高通(美国)、华为(可能之前有些对华为芯片有误解,以为它是自己制造,其实不是,它是设计。但也不要灰心,设计也很厉害的,被美国当国宝的高通也一样不涉及制造)、联发科(MTK,台湾)、三星等。中国在芯片设计上勉强算是跟上了大队伍的,芯片设计营业额已经超过了台湾。目前智能手机企业能独立提供CPU的只有:苹果、三星、华为、小米。苹果、华为和小米的CPU都只给自己用不外卖,其他智能手机企业只能去专门提供CPU的企业那里买,这几个提供智能手机CPU的企业是:高通、三星(魅族常买)、联发科、紫光展锐(大陆企业,一般给低端手机市场提供CPU)。在智能手机以外的其他领域,中国芯片设计有普遍布局,但还比较低端,还没跟上先进水平。

提到芯片设计就要提到两个提供设计方案的公司:ARM(英国)和NXP(荷兰飞利浦子公司)。最近ARM和我们成立合资公司的新闻应该有些人已经看到了。中国的芯片设计能跟上,就是多亏了从ARM购买设计方案,然后自己慢慢学着做的。但还有一个事可能大家不知道,高通前段时间打算收购NXP和东芝的半导体部门,尤其是对NXP的收购引起了行业的警觉,认为这可能改变行业的游戏规则。但是中美毛衣战出来了,高通要收购NXP可能涉及到垄断,所以需要得到几个主要经济体的同意,其他国家和地区都同意了,只剩下中国还没表态,高通那边正觉得遇到麻烦了,川皇又拿我们的ZTE开刀了。呵呵,我觉得高通这个事要黄。资金上出现了问题的东芝就很焦虑呀,怕等下去他们的技术就不再具有优势了,高通以低价收购或者干脆不收购了。

总体来说民用芯片设计领域考验人的才智,🇨🇳不乏聪明人,我们有信心以后能跟上。麻烦的是制造领域,我们的民用芯片90%以上是进口。为什么民用领域芯片制造跟不上?

首先是芯片制造成本过高,中国投入相对晚了。芯片发展水平越高,所需要的投入成本就越大。中国进入芯片行业时,前期研发的成本就已经很高了,市场上的芯片制造企业都是通过以前的芯片赚的钱来支撑之后的研发,不研发就被淘汰。这么高的成本下没有国家支持后进入市场的企业是很难发展的,台湾和三星都是举岛或举国之力把这一块做起来的。我们不是不想发展是之前真的没钱,算起来我们经济发展还没几年,很多行业都需要钱来发展,难免有国家无力兼顾的时候,我们又不能像韩国那样几个企业支撑整个国家,我们是要在很多领域都做到优秀的。

其次是人才和经验的不足。这一点是严重的桎梏,我们进入这个行业确实时间还不长,芯片制造又是一个极其精细化极其复杂的过程,那么多电子元件排布在晶片上,一个微小的电阻出了问题,整个芯片就不能用,测试也很难找到错误,所以就很考验人才和工作经验了。失之毫厘差之千里,没有人才和经验的积累,就算生产水平已经达到了,也生产不出来合格的产品。

最后是生产设备的限制。有一个公司叫ASML,它也是飞利浦半导体部门出来的,勉强跟NXP算是姊妹公司吧。ASML这个公司是专门给英特尔、台积电、三星这样的芯片制造企业提供工业设备来制造芯片的,有一个制造芯片的关键设备叫光刻机,目前只有ASML提供的光刻机能制造十几纳米以下的芯片。中国企业要提高芯片制造能力只能跟ASML买光刻机。ASML的大股东是飞利浦,但英特尔、三星、台积电也是它的小股东,每年只生产一定数量光刻机的ASML把产品都优先给三大制造商了,中国企业的订单排队都估计要排好几年。而且老米对ASML有向🇨🇳禁运的指示

再来看看军用芯片领域:
民用领域芯片禁运其实不严,禁运也不是不卖产品而是在能跟你保持代差的情况下卖。军用领域就不同了,受到的限制非常严格,毕竟这关系重大。所以军用领域独立自主的时间比较早,独立性很强,不仅自己设计还要自己制造,而且已经走出国门到世界上发光发热了。例如之前🇫🇷小马访华的时候就把中国某航天集团生产的电子元器件列入了供应商行列,北方那位前不久差点破产又靠中国大输了一把血的邻居已经跟我们买了很多航天领域的电子元器件了。还有一些小的连接器件也出口瑞典、芬兰了。

前面提到军用和民用芯片追求的东西不一样,发展理念不一样。军用追求可靠性稳定性,毕竟给导弹、飞机啊这些用,不稳定要出大事呀。因此军用对先进性反倒没那么多要求,用到的半导体线宽可能是几十纳米甚至是几微米的。中美都是这样,单论制程工艺先进性,军用远不如民用。我们能自己制造的军用芯片不能说超越吧,基本上已经追平世界水平或跟世界水平差距不太大了。

重点来了,军用芯片虽然比民用芯片独立多了,但是仍有20%的芯片是要进口的。这类芯片属于订做型,我们这边发订单了,那边企业才会生产,市场上没有流通的。平时这些芯片都是可以在老米的"监管"下买到的。但是现在我们被卡脖子了。

中国两大通讯领域技术商,华为和中兴,华为私企,中兴是公私混营,航工还是中兴股东。中兴可以找欧、日替代,但这些国家容易受美国支配,不一定敢卖。而且就算他们卖了,中兴改用他们的芯片,短期内也无法实现生产,因为前面提到芯片是个很精细的制作工艺,一丁点改变就会对后面的一些配套软硬件产生新的要求,等和新的供应商提供的芯片磨合后可能已经是几个月、几年后的事了。在此期间,中兴将面临不能产出的困境,它对接的许多项目也会被打乱计划。

痛定思痛,以后芯肯定是要大力发展的了。民用也好,军用也好。当然电子元器件那么多零碎的产品,我们是做不到能把所有东西都生产出来的,成本太大,所以还是要进口的,但是我们要控制好供应链的风险,这又是个政【河蟹】治博弈的问题了。因为先进市场上的电子元器件供应国家和地区,欧盟、日本、韩国、台湾……都是美国的……美国自己也不能生产所有的电子元器件,但是这些国家和地区不敢卡他脖子,但是却可以在美国威逼利诱下来卡我们脖子。

 
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