從美國用芯片掐住中興的脖子后，芯片產(chǎn)業(yè)成為全民關(guān)注的焦點(diǎn)，民眾對國內(nèi)的芯片產(chǎn)業(yè)寄予厚望，期待能夠突破技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。

由于大家對芯片的應(yīng)用場景比較陌生，因此很難對國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀有客觀認(rèn)識，網(wǎng)友們對國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)的真實(shí)實(shí)力一直爭論不休。

首先給一個(gè)總結(jié)：國內(nèi)IC市場規(guī)模大，自給能力不足；中低端產(chǎn)品發(fā)展迅速，細(xì)分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，核心受制于人。

我國是世界工廠，承接了全世界電子產(chǎn)品的加工制造，每年需要大量進(jìn)口芯片。芯片已經(jīng)超過原油，成為我國進(jìn)口的第一大品類。

首先要解釋兩個(gè)概念：芯片設(shè)計(jì)與芯片代工

它們是有區(qū)別的，在這里舉個(gè)例子：高通、三星、華為都可以設(shè)計(jì)芯片。這其中，三星是可以自己生產(chǎn)芯片的，而高通和華為，是需要找代工的。

三星和臺積電，是兩家最廣為人知的芯片代工廠。

比如美國高通的芯片，是自己設(shè)計(jì)的。但它并不生產(chǎn)芯片，比如高通的高端芯片，是交給三星來代工的，華為設(shè)計(jì)的高端芯片則是交給臺積電來代工。

為什么大陸目前生產(chǎn)不了高端芯片？

論芯片設(shè)計(jì)，我們已經(jīng)不弱了，華為的麒麟芯片就是自己研發(fā)的，在高端芯片上已經(jīng)算是很強(qiáng)了。但麒麟芯片的代工卻沒有找大陸廠商。因?yàn)榧词故谴箨懩壳暗谝坏闹行緡H，現(xiàn)在也沒有能力生產(chǎn)麒麟970芯片。華為麒麟970芯片，工藝制程是10nm。關(guān)于工藝制程后面會有詳細(xì)介紹，就是數(shù)字越小，說明制程越先進(jìn)。我們手機(jī)里的芯片，制程工藝好不好，決定了芯片的性能。

7nm的芯片，必然比10nm的強(qiáng)，10nm的又強(qiáng)于14nm工藝的。在2017年，三星和臺積電，都掌握了最先進(jìn)的10nm工藝。所以現(xiàn)在10nm 的生產(chǎn)工藝，是壟斷在英特爾、三星和臺積電手里的。而大陸最先進(jìn)的中芯國際，只能生產(chǎn)最高規(guī)格28nm工藝的。

國產(chǎn)芯片為何發(fā)展的如何艱難？

這還得從上世紀(jì)開始說起，當(dāng)時(shí)中國產(chǎn)生了一批的計(jì)算機(jī)企業(yè)，但是他們都沒有選擇自主研發(fā)芯片，而是直接從海外進(jìn)口，用做自己的核心芯片。一來，節(jié)省了大量的研發(fā)投入，節(jié)省資本；二來，能加快企業(yè)的發(fā)展，在短時(shí)間內(nèi)迅速擴(kuò)大市場，確立自己的市場地位。這么一來，早期的芯片研發(fā)業(yè)務(wù)就被耽擱了。雖然國產(chǎn)的電腦不斷的升級進(jìn)步，但是核心仍是對于國外芯片的需求，用外來技術(shù)來幫助產(chǎn)業(yè)升級。

按照產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)劃分，具體可以分為設(shè)備、材料、IC設(shè)計(jì)、晶圓代工、封裝測試五個(gè)領(lǐng)域，每個(gè)領(lǐng)域都有一定的門檻，下面我分別介紹每個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展情況。

一、材料

芯片實(shí)際就是搭建了集成電路的硅片，制造芯片，首先要有硅片。先進(jìn)芯片的制程已到了納米級別，這就對硅片的純度和平整度有極高要求，因此制造硅片并不容易。

制造硅片大概需要以下三個(gè)步驟：純化、拉晶、切割。主要難度在拉晶這個(gè)環(huán)節(jié)，拉晶就是將純化得到的多晶硅融化，用單晶硅種接觸液面表面，然后旋轉(zhuǎn)拉升，得到單晶硅柱。做出的晶柱越粗，可切出的硅片直徑越大，芯片制造時(shí)的效率就會更高。

主流的硅片為8寸和12寸兩種，國內(nèi)做的比較好的是新昇半導(dǎo)體和中環(huán)股份，去年底時(shí)新昇半導(dǎo)體的12寸硅片已經(jīng)通過中芯國際認(rèn)證，這個(gè)領(lǐng)域未來國產(chǎn)替代的空間很大。

除硅片外，芯片制造過程中還需要用到電子氣體、靶材、工藝化學(xué)品、光刻膠、光刻膠除膠劑、CMP、掩模板等材料。

我國廠商在濺射靶材、研磨液上有所突破，但大多數(shù)材料仍需依賴進(jìn)口。涉及相關(guān)業(yè)務(wù)的國內(nèi)上市公司有：南大光電、雅克科技、中環(huán)裝備（電子氣體）；南大光電、晶瑞股份（光刻膠）；江化微、晶瑞股份（電子化學(xué)品）；鼎龍股份（CMP）；江豐電子、有研新材（靶材）。

二、IC設(shè)計(jì)

IC設(shè)計(jì)類似于做圖紙，設(shè)計(jì)師根據(jù)系統(tǒng)、邏輯與性能的要求,制作具體物理版圖的過程。有些企業(yè)會將制作的圖紙交給代工企業(yè)制造，有些則擁有自己的制造廠，華為海思、高通等屬于前者，而Intel、三星等屬于后者。

IC根據(jù)功能的不同，可以分為多個(gè)子類：

1、存儲器：這塊主要被韓國的三星、海力士和美國的美光壟斷，最近幾年存儲器漲價(jià)讓幾家巨頭賺翻了。存儲器國產(chǎn)化率非常低，我國最近幾年在存儲器領(lǐng)域投入巨資，最具有代表性的是紫光集團(tuán)旗下的長江存儲，未來有可能會打破國外的壟斷，但還需要時(shí)間來驗(yàn)證。

2、微處理器：在PC端，國產(chǎn)實(shí)力較弱，暫時(shí)沒有能力實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代；在移動端，華為海思已經(jīng)可以設(shè)計(jì)出世界先進(jìn)水平的處理器，而紫光展銳的中低端處理器已經(jīng)成功應(yīng)用于許多手機(jī)廠商。不過無論海思、展銳還是高通、蘋果，設(shè)計(jì)芯片時(shí)都使用了ARM的架構(gòu)，ARM是這個(gè)領(lǐng)域的隱形霸主。

3、微控制器：MCU廣泛運(yùn)用在多個(gè)領(lǐng)域。目前國內(nèi)高端市場被國外廠商占據(jù)，國內(nèi)僅有中穎電子和兆易創(chuàng)新在中低端MCU領(lǐng)域迅速實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，主要是鋰電池管理芯片，小家電主控芯片等。

4、數(shù)字信號處理器：這塊同樣被國外壟斷，國內(nèi)僅在軍用領(lǐng)域有一些突破，民用領(lǐng)域差距很大。

5、模擬電路：與國際巨頭差距明顯，且追趕難度巨大。

另外在一些更細(xì)分的領(lǐng)域，國產(chǎn)廠商也實(shí)現(xiàn)了突破，例如匯頂科技的指紋識別芯片已經(jīng)成功登頂世界第一。

三、制造

有些芯片公司只做設(shè)計(jì)（Fabless），并沒有自己的工廠（Foundry），因此要找制造企業(yè)代工。臺積電是全球Foundry中的絕對霸主，一家拿到了50%的份額，臺積電先進(jìn)制程的開發(fā)進(jìn)度幾乎決定了行業(yè)的發(fā)展速度。目前臺積電已經(jīng)試產(chǎn)了5nm，三星為了與臺積電競爭，稱要研發(fā)3nm制程。大陸工廠與臺積電的差距大約在2代以上，最先進(jìn)的中芯國際今年一季度剛剛可以量產(chǎn)14nm制程，目前正抓緊攻克12nm；至于排行老二華虹半導(dǎo)體，距離先進(jìn)制程仍有距離。

另外也有一些芯片企業(yè)采用了IDM模式，國內(nèi)長江存儲自建了存儲器晶圓生產(chǎn)線，制造工藝同樣較為先進(jìn)。

四、封裝測試

封測是集成電路產(chǎn)品的最后一段環(huán)節(jié)，技術(shù)相對容易。封裝和測試是兩道工序，封裝是把電路包起來，外部留出接觸的pin腳；測試則是檢測芯片的性能滿足設(shè)計(jì)要求。

國內(nèi)封測領(lǐng)域有三大龍頭，分別是長電科技、華天科技和通富微電，三家均進(jìn)入了全球封測行業(yè)的前十，2017年時(shí)三家總共占了全球封測市場份額的19%。得益于2015年收購了國際封測巨頭星科金朋，長電科技無論技術(shù)還是規(guī)模均牢牢占據(jù)國內(nèi)第一位。可惜蛇吞象并購后并沒有給長電科技帶來現(xiàn)金回報(bào)，星科金朋2015-2018年累計(jì)虧損了20.73億，也是非常難受。

五、設(shè)備

所有的生產(chǎn)都離不開設(shè)備，IC對設(shè)備的依賴更強(qiáng)。設(shè)備可分為晶圓制造設(shè)備、封裝設(shè)備和測試設(shè)備等。晶圓制造設(shè)備又分為刻蝕機(jī)、光刻機(jī)、薄膜沉設(shè)備、CMP設(shè)備、檢測設(shè)備等。

光刻機(jī)的技術(shù)難度最高，目前被荷蘭廠商ASML壟斷。EUV是先進(jìn)制程IC制造的重要設(shè)備，目前僅有ASML可以制造，筆者認(rèn)為EUV是人類科學(xué)史上的奇跡，短期國內(nèi)在這個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破的可能性幾乎為0。

另外一個(gè)比較重要的設(shè)備就是刻蝕機(jī)，刻蝕設(shè)備的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于光刻機(jī)，準(zhǔn)備在科創(chuàng)板上市的中微公司的等離子體刻蝕設(shè)備已被廣泛應(yīng)用于從65nm到7nm 的IC加工制造及封裝。另一個(gè)國產(chǎn)IC設(shè)備龍頭則是北方華創(chuàng)，北方華創(chuàng)的優(yōu)點(diǎn)在于全面，目前可以制造等離子刻蝕、物理氣相沉積、 化學(xué)氣相沉積、氧化/擴(kuò)散、清洗、退火等半導(dǎo)體工藝裝備。

可以說在芯片設(shè)備領(lǐng)域，除光刻機(jī)外均有所突破，未來也是國產(chǎn)替代的重點(diǎn)。

不過在背后，依然有國產(chǎn)芯片在不斷地進(jìn)行研發(fā)，龍芯就是其中之一。2001年后，國產(chǎn)CPU芯片正式啟動，代號：龍芯。到目前為止，龍芯已經(jīng)進(jìn)行了3代的更新，不過并未投入到個(gè)人消費(fèi)市場中，原因就在于龍芯毫無競爭力?，F(xiàn)在的龍芯已經(jīng)很優(yōu)秀了，可以滿足一些日常的辦公，看視頻，聽音樂需求，但是對于電腦芯片要求更高的程序，龍芯還是無法滿足。

根據(jù)相關(guān)的測試者反映，現(xiàn)在的龍芯相當(dāng)于2009年的英特爾與AMD的CPU性能，這也就意味著目前的龍芯和主流的芯片還是有十年的差距。

不過回過頭來，我們也應(yīng)該對龍芯充滿希冀，龍芯CPU芯片已應(yīng)用到航空航天、國家安全、國防、交通、金融等很多領(lǐng)域。對于芯片的心更要求并沒有那么高，地下鉆井平臺，交通指示燈芯片等。在北斗二號衛(wèi)星上面就使用了龍芯3號芯片。

胡偉武表示在2020年前持續(xù)投入研發(fā)升級，與更多的企業(yè)進(jìn)行合作，擴(kuò)展適用范圍。爭取在2030年國產(chǎn)CPU芯片實(shí)現(xiàn)國際一流水平，并進(jìn)入個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域與英特爾、AMD等競爭，實(shí)現(xiàn)真正的國產(chǎn)芯崛起。

對于國產(chǎn)芯片，我們應(yīng)該懷有更多的贊許，畢竟國產(chǎn)芯片的研發(fā)之路在互聯(lián)網(wǎng)科技發(fā)展的前期幾乎為0，能夠在短時(shí)間內(nèi)取得這么大的成就已經(jīng)實(shí)屬不易。值得慶幸的是，等到2030年我們就可以用的上國產(chǎn)的電腦CPU芯片了。