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1995年,一位长者出访韩国,惊讶于不仅美欧日在半导体行业上有所建树,现在的韩国竟然都走到了我们前面。

从20世界60年代起,我国的半导体一直在紧追慢赶,但是如同运十下马一样,功过难以评价,是非早已难分。在这位长者启动建设华虹的909工程前,我国先后有907、908工程,但无一成功,落后的行政效率,政企不分的运行模式,更不要说还有材料、设计等方面的技术鸿沟,这些都是阻碍。

如果说还有什么地方可以做出成绩的话,他相信一定得在上海。

然后的故事我们就比较熟悉了,中国半导体产业的真正起点——华虹问世,由时任电子工业部部长任董事长,上海市在张江出土地,拉来了日本NEC做技术合作方,目标是8英寸的500纳米生产线。今天看起来并不高端,但当时已经接近世界主流水平。

华虹受到如此优待,各方面一路绿灯大开,但是效果只能说是差强人意。2019年,华虹8英寸产能是218万片,总营收9.32亿美元,2020年最先进制程刚刚推进到14纳米。

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这个成绩,怎么说呢,可以活下去,哪怕中美贸易战,华虹也有17%的市场来自有美国订单。而且企业目前财务状况比较健康,苏州新晶圆厂正在建设,14纳米也不会是终点。

但是要撑起中国半导体制造的大梁,还是差点意思。哪怕把产能全给华为代工低端手机芯片,以华为破亿的手机销量而言,也是不堪用的。

但华虹的意义在于跟上节奏,尤其是保持对世界先进水平的跟踪和关注。没有华虹半导体打下的基础,那现在我们要想的不是如何提高我们的芯片制程,而是从零开始建设的问题。

现在中文互联网提到芯片,一般都和台积电互联互动,好像千军万马过海峡后,拿下台积电就能造出来;要么就是专业技术文献,除了学界和业界人士,对普通读者来说阅读门槛过高。

本篇摒弃两种思维,将以手机芯片的制造流程为例说清楚芯片产业现状,其他类型,诸如存储芯片、图像芯片等,看效果日后再谈。

我们也不去书写芯片发展史和详细介绍技术原理,这和我们当下生活无关,我们只需要知道芯片产业链整个上下游我们都要有人去做,有一环缺失就要被金毛懂王掐死就行了。

首先是IP架构。比如手机等移动端最流行的ARM架构,海思麒麟、高通骁龙很大一批产品都是基于ARM架构进行设计。

其次是IC设计。只有架构是不够的,还需要叠床架屋,比如手机芯片还需要通信基带集成设计等。

接着是代工厂制造,这部分就是熟悉的台积电、中芯国际以及华虹的工作内容了,而我们熟知的ASML光刻机,目前最先进制程可达3纳米,但严格而言是代工厂的供货方,比如国内也有上海微电子在做光刻机,目前最先进制程是28纳米。

余下还有封装、测试公司,其实还有材料部分。前段时间日本对韩国实行小号的贸易战,就是封锁三星的“光刻胶””和“高纯度氟化氢”进口,而材料部分更多跟基础科学的投入有关,国内还要加大对基础科学的投入。

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综合上下游这所有的环节来看,华虹不那么尽如人意反映的就是我们的真实现状:一环突破不能盘活全局,只有啃下所有硬骨头,才能复制在高铁领域的成功。

比如张汝京,在德州仪器工作了20年,曾经希望在董建华的支持下在香港建设半导体产业,但是最后港人只知道炒地皮的短视成功把张汝京逼到了大陆,让他创办了台积电最大的对手——中芯国际。随着内地全社会对半导体的持续关注和投入,希望这次机会在我们这一边。

那位长者曾经在1999年做出了表彰“两弹一星”功勋的决定,也说明了只有科学技术才是真正的核心竞争力,炒房是没有未来的,希望我们都能记住他的教导。

2014年,国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》,兜兜转转,还是国家意志亲自下场引导半导体产业发展。单靠市场一只手,只能是外购猪肉比家养的香,国产猪永远不能发展壮大。

随后是国家集成电路产业大基金一期,融资总额1387亿元人民币。

值得一提的工信部也是主导部委之一。工信部是电子工业部的延续,继续督办半导体,算是有家学渊源。你想不到的是,这个名单里还有中烟。了解到这个信息以后,我们夸8岁就开始抽烟的老油条真是国之栋梁,不仅为航母建设出钱出力,也为国家高科技发展操碎了心,抽烂了肺,值得尊敬。

产业政策确实不是市场行为,因为政府不是市场主体,所以大基金一期成立专业的投资公司,比如对汇顶科技的投资,这是家做指纹识别的。

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基金一期主要投资方向是半导体制造,大概占比67%左右,但不谋求对所投公司的控股,而主要是帮助企业并购和技术进步,在让企业能自主走路之后,大基金就会逐渐退出。

2019年,大基金二期正式成立,主攻方向是IC设计,因为ARM也顶不住压力了,大嘴也说了麒麟高端芯片也走到了尽头。但是中国半导体不能到此为止,自主的IP、IC设计也会继续下去,如果猜准了哪些公司会脱颖而出,实现财务自由不是梦。

2020年,半导体免税政策出炉,希望能像电动车市场一样,补助出真正有技术实力的公司。

目前情况并不是那么悲观,中芯国际和华虹是半导体制造的双保险。

2017年,梁孟松加入中芯国际,这位曾经在台积电工作多年的专业人士到来,真正让中芯国际有了和台积电一战的能力,可以说是继张汝京之后最重要的人才。在他的带领下,中芯国际已经推进到14纳米制程。

在贸易战开打后,中芯国际已经从美股回家了,订单也是现成的,甚至一度有传言中芯国际把产能都给了华为。唯一的问题是ASML的光刻机,在懂王、蓬佩奥的轮番干预下,现在可以说基本上希望不大,未来能走多远,要看上海微电子能不能给面子。

另外得说一下,现在的芯片主流是硅片,前段时间火热的的碳基芯片,并不是骗局,但只是实验室产品,商用还不现实。

摸清楚家底以后,我们很容易就能得出一个理论上最好的模式:海思出设计+中芯国际制造+上海微电子出光刻机。

但目前华为已经向联发科下订单了,低端机可能改用联发科设计的芯片,但在懂王的制裁下,联发科也是有货难出。所以对于华为来说,即使明面上有ARM-v8架构的永久授权,但是自主研发已经是绕不开的一道坎了。

现在没有最好的模式,还要有基础科学的突破,保证基础材料不被别人卡脖子,还有工业软件的推进。现在华大九天在做EDA软件,大基金也从14%减持到11%左右,看来效果不错。

刚才谈的是技术,是国内的产业布局,但真正决定半导体产业格局的是市场模式。

从贝尔实验室发现集成电路原理,到1957年开山鼻祖仙童半导体的成立,这个市场格局的绝对中心一直在美国。

这不是偶然,体现了美国在半导体方面的绝对技术优势。橡树岭国家实验室、斯坦福、黄仁勋都在美国,更不要说还有硅谷的商业化能力,以及华尔街的融资能力。

但这并不是证明美国的不可战胜,恰恰相反,是说我们该怎么做。因为技术原理是公开的,能不能做出来、做得更好才是我们战胜懂王封锁的关键。

20世界70年代以来,半导体产业代工厂逐步向东亚转移,日本NEC、尼康,韩国三星、LG,以及台积电,都是这一波产业转移的产物。而现在,向中国大陆地区转移本就是产业趋势,只不过懂王加速了这一历史进程。

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变化一:台积电崛起,fabless和foundary分离模式盛行,IDM模式彻底失势

简单来说,自从张忠谋回台创办台积电以来,芯片制造就变成两分天下的局面:一种是英特尔代表的IDM模式,即从IP设计到最终生产一条龙服务;一种是台积电的专业分工模式,IC设计公司只负责设计,专业的代工厂只负责晶圆制造。

目前市场肯定的是台积电模式,因为分离模式有个好处,是参与产业链可以全球化分工,大家都有钱拿,比英特尔吃掉所有利润显然更得人心。比如华为海思,靠IC设计第一次代表大陆半导体公司挤进全球十大半导体公司序列。而英伟达也在最近超越了英特尔市值,以2800对2000亿美元,成为“最有价值”的美国芯片厂家,证明了分离模式的市场价值。

变化二:Wintel模式落寞,AA崛起,arm改啊改,安卓系统换呀换

Windows和Intel两家联手,在PC时代结下了稳定的利益同盟,友谊牢不可破,苹果都被迫使用Intel的芯片,因为实在是没得选。

但现在苹果不仅10亿美元收购了Intel的基带芯片业务,而且还宣布不再使用Intel芯片,转而使用基于ARM架构的自研芯片。

移动互联网时代,Windows和Intel属实跟不上队,市场格局是ARM架构+谷歌Android系统的天下。简单来说,因为Intel太“重”了,ARM结构很轻,便于散热、功耗低性能高,便于移动设备搭载。

现在有人说,微软要收购Tik Tok的原因就是想为自己买张移动互联网时代的门票。

变化三:英伟达收购arm,准入门票价格高昂,软银套牢在wework

最新消息是英伟达要花400亿美元收购ARM公司,软银在2016年以320亿美元收购ARM,短短四年就要出手,主要原因还是孙正义投资wework一直在亏损,但是英伟达收购后依旧会跟着懂王走,世界市场格局会进一步向美系巨头集中,与我而言并不是件好事。

英伟达收购ARM,意味着新的时代已经到来,它盯上的是下一个物联网时代的门票。那是一个万物互联的时代,AI需要芯片、电动车也需要芯片。

从iPhone 4开始,移动互联网势不可挡,把过往过时的巨头拉下马,中国手机产业界也逐渐从模仿起家,到可以造比肩三星的屏幕,设计出不输高通的芯片。虽然有澎湃,有的杳无踪迹,但也靠着国内市场让华为的K3V2逐渐走向成熟,烟民、股民、以及国产手机购买者,都在为国家做贡献。

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互联网-移动互联网-万物互联的趋势不会因为制裁而消失,只会加快洗牌。某种程度上,这还会加快我们的去美化进程和国产替代进程,如同对盾构机的白菜化一样。

现在主流的厂商都在加紧布局智能家居、车联网,能看到未来的人并不少,毕竟数个万亿规模的市场放在那里,还担心没人去做吗?

这一轮调整的另一个优势,是政府找准了自己裁判员的位置。最新提出的新基建,只能说是搭台,企业才是产业进步的主角。希望被释放的流动性这次不会像08年那样搞出一地鸡毛,而是打磨出真正的珍珠。

其实珍珠已经有点雏形了,最起码现在手机芯片的现状还凑合,不那么令人绝望。

真正该担心的是对基础科学的投入。看似我们目前卡在了光刻机,但是更为重要的是基础科学的支撑作用。比如生化环材四大天坑之一的材料专业,如果一个人都不去,那迟早我们会面临三星被日本制裁的窘境。可是一窝蜂冲进去,又会让这个行业内卷不堪,最终导致泡沫的崩溃,大计划也玩不下去了。

好在我们已经看到了教育领域的变化,高校强基这两年成为了主旋律。但只有高校强基是不够的,我们需要让强基出来的强人有强收入,这样才能搞出属于自己的贝尔实验室,把川建国同志卧底的一片苦心化为前进的动力。



参考文献:

浦东30年⑪|神秘的“909工程”:为何国家领导人说砸锅卖铁也要搞https://www.jfdaily.com/news/detail?id=236680

国家集成电路产业基金二期成立,回顾大基金一期投资方向【22页】https://xueqiu.com/7697110006/134887829

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