做芯片“十死无生”,为什么还要坚持做?

日期:2023-06-07  作者:益祥资本

作者  编辑 Jason

近日,美光产品未通过我国网络安全审查的消息,可谓是一石激起千层浪。



美光是全球存储芯片的领军企业,也是美国存储芯片行业的龙头。作为全球三大存储芯片巨头之一,其近几年不断游说打压我国存储芯片企业,福建晋华、长江存储、长鑫存储三家企业在其游说打压下,陆续被美方加入实体清单。


芯片是整个信息社会的基石和心脏,也是推动整个信息社会向前发展的发动机全球的第一块集成电路诞生于1958年,至今已经有60多年的历史,集成电路的诞生,拉开了全球半导体产业的序幕,把人类社会从机械工业时代带入到了信息时代。半导体产业已然成为全球最重要的产业之一。


而这也成了中美两国博弈的重点,自2018年中美贸易战爆发以来,美国从限制芯片供应到断绝供应,手段可谓层出不穷。
可能很多人想问,中国拥有完整的工业体系,空间站、航母都能搞出来,怎么就造不出小小的芯片呢?


这里先要指出一点,不是说国内造不出芯片,目前在军事、航空航天等涉及国家安全领域,我国的国产芯片已经可以自给自足,且在正常情况下,我国大陆已经实现的14nm芯片可以满足市场70%的需求,但是芯片的生产技术竞争,主要就是围绕最顶端的工艺展开,尤其是手机芯片,作为全世界芯片最顶级的存在,以现阶段的情况来看,我们还只能望尘莫及

芯片它是一个技术门槛很高的行业,用一句业内的玩笑话来调侃,“芯片不是火箭科学,它的难度高多了。”它的制造往往需要三个多月的时间,涉及到大型工厂,无尘车间,数百万美元的机器,锡液以及激光。它的终极目标是把硅(一种从普通沙子里面提取出来的元素)片变成数十亿个微小开关(晶体管)组成的网络,这些开关将是电路的基础,最终赋予手机、计算机、汽车、洗衣机或卫星关键能力。

华为麒麟990 5G芯片

拿华为麒麟990 5G芯片举个例子。根据测量,麒麟990 5G芯片的面积为113.31平方毫米,这么小的地方,集成了103亿个晶体管。

可能这样说还没概念,我们想象一下,在一个指甲上放数百亿个晶体管,这些晶体管还都要有处理的功能,而这还仅仅是7nm工艺,如今5nm的芯片已经横空出世,而我国在这个层级还只是空白,所以,可以想想这个难度会有多大。

起步晚,
落后欧美国家半个多世纪。

国外的半导体行业起步早、发展成熟,以2022年全球前十大半导体为例,最早的爱德万测试公司在1954年就成立了,最晚的KLA+科磊成立至今也有26年的时间。


我们再来看看国内的半导体公司成立时间,2022年国内传感器半导体TOP1的韦尔半导体公司成立于2007年,我们所熟知的华为海思芯片2004年成立,中芯国际略微早点,2000年成立,妥妥的都是“00”后。而像小米、Vivo、荣耀、OPPO等手机厂商涉足芯片的时间更短……由此可以看出,我们的起步比其他国家就晚了近半个世纪

投资大、周期长、回报迟,
很多小企业无法坚持,停止研发。

除此之外,芯片研发还是一个烧钱,而且持续烧钱的行业。OPPO的哲库从2019年开始,投入了500亿人民币用于芯片研发,2021年12月,其首个自研的马里亚纳MariSiliconX才正式发布,但短短3年多时间,OPPO的芯片研发在一夜之间戛然而止,最终倒在了黎明前夕。


而小米的芯片研发,用雷军的话来说造就是“九死一生”,2017年,其首款SoC澎湃S1推出,标志着其成为继苹果、三星、华为之后,又一家拥有自研芯片能力的手机厂商,但这之后的S2已经遭遇五次流片失败,如果按照每次400万美元来估算,五次流片的失败等于烧掉了2000万美元(约合人民币1.4亿元)。再看华为,之前有消息称华为麒麟980研发投入大约为3亿美元,而这些费用基本都是靠其手机销量带来的现金流所支撑起来的。最后看一下台积电,根据其2020年数据,当年在芯片领域的资本投入在200亿美元。

由此可见,芯片制造几乎就是个高投入重资产的产业,不仅投资大、投资周期长,而且回报周期还比较晚,很多小企业根本坚持不下来。据相关数据显示,2022年,我国就有超过5746家半导体企业注销或倒闭。所以说造一颗小芯片看似很容易,但想找到那个“支点”来改变这个世界,需要几十年的发展、无数的人力物力才有可能实现。

核心技术被欧美掌控,
国内进口依赖程度高。

除了砸钱之外,芯片领域对于国内而言,最难的还是突破“卡脖子”窘境。

一直以来,美国都处于高端芯片核心技术的垄断地位,更是在全球芯片产业链有着重要的地位,特别是美国芯片企业在全球芯片市场,都拥有绝对的话语权,比如无论是高通还是英特尔,无论是英伟达还是美光,这些都是美国的芯片巨头,他们都在PC电脑和手机领域以及GPU领域拥有很高的市场地位。再加上本来美国就掌握了大量高端芯片核心技术,其技术霸权地位也越来越强


如今,以美国为代表的西方国家,通过限制最先进的芯片出口到中国,限制华为等进入美国实体名单的机构和企业获得美国先进芯片,限制采用美国部分技术专利的企业为中国企业代工芯片等手段来封锁中国芯片的崛起。

像我们前面提到的华为麒麟990 5G芯片,它的大小仅7nm,而国外已经有5nm的芯片上市,3nm也将在今年或明年实现量产。想要实现这么小的芯片,光刻机是必不可少的,目前国产光刻机最高制作工艺可以达到90nm,可荷兰ASML公司旗下的EUV光刻机,最高可以达到5nm的工艺制作。可能你会说,那直接进口不就可以了!关键买不到!

▲ASML公司旗下的EUV光刻机

受到《瓦森纳协定》影响,中国从来没有真正买进过一台EUV光刻机,目前我们可以买到且不受限制的,只有该公司旗下的DUV光刻机,这种光刻机基本只能做到25nm,7nm的芯片也能生产,但生产出来的芯片,良品率以及效果都不太如意。

芯片的产业链路径长,每个环节都环环相扣,很多环节都会涉及到全球最核心的技术,而这方面专利技术都掌握在欧美等国家手中,国内在该领域的一些高端设备严重依赖进口。美国又为了打压中国芯片产业发展,限制采用美国技术的设备出口到中国。所以,想从他们手下闯出一条新路,道阻且长。


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