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國產(chǎn)半導(dǎo)體,逆襲中!

作者:羅靈姣 日期:2024-10-17 15:59:38 點擊數(shù):

為了防止中國追趕,美國隔三差五發(fā)出禁令,阻止先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)與產(chǎn)品進(jìn)入中國。

他們也許擔(dān)心中國一旦發(fā)展起來,會顛覆原有的競爭格局,所以不按套路出牌。

縱然有些人并不希望這個世界變得更好,但是他們無法阻擋中國前進(jìn)的步伐。

自研之路,困難重重。

但,問題不大。


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成熟制程,后來居上


美國擔(dān)心不無道理,中國成熟芯片在全球的市占率已經(jīng)相當(dāng)夸張

以成熟制程為主的中國芯片產(chǎn)業(yè),在2024年表現(xiàn)出非常好的成長性,不比新能源汽車、鋰電池和光伏差。

在占全球需求大頭的成熟制程領(lǐng)域,中國的產(chǎn)能不知不覺接近重要閾值。

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據(jù)《南華早報》報道,2024年第一季度中國芯片總產(chǎn)量同比飆升40%,達(dá)到了981億顆,幾乎是2019年同期的三倍。

海關(guān)總署的數(shù)據(jù)顯示,2024年前四個月,中國芯片出口額達(dá)到3552.4億元人民幣,同比增長23.5%,創(chuàng)下歷史新高

2018年前四個月,中國集成電路出口396.5億顆,金額675.8億人民幣;2024年前四個月,中國集成電路的數(shù)量漲到886.8億顆,出口金額上升到3552.4億人民幣。2018年前四個月,出口一顆芯片平均價值大概是1.7元;而2024年前四個月,單顆芯片的價值上升為4元。

6年時間,集成電路出口數(shù)量漲了2.23倍,金額漲了5.25倍。中國芯片產(chǎn)業(yè)在數(shù)量、金額、單位價值上也都有了質(zhì)的飛躍。

這是明顯的產(chǎn)業(yè)升級,量價齊升。其中細(xì)分領(lǐng)域亦有不少全球領(lǐng)先的行業(yè)和公司

6月12日消息,根據(jù)全球市場研究機(jī)構(gòu)TrendForce集邦咨詢調(diào)查顯示,2024年第一季全球前十大晶圓代工產(chǎn)值季減4.3%至292億美元。

從排名來看,TOP5代工廠變化明顯,中芯國際受益于消費性庫存回補(bǔ)訂單及國產(chǎn)化趨勢,第一季度排名首次超過格芯、聯(lián)電,躍升至第三名,市場份額達(dá)到5.7%,營收季增4.3%至17.5億美元,營運表現(xiàn)優(yōu)于其它對手。

根據(jù)NE時代統(tǒng)計,在功率半導(dǎo)體行業(yè),2023年1-8 月我國新能源乘用車功率模塊國產(chǎn)供應(yīng)占比超過 59%。隨著國產(chǎn)功率模塊搭載量的大幅提升,國產(chǎn)功率模塊在全球新能源汽車的市場份額達(dá)到了37%。

據(jù)Yole數(shù)據(jù),在CIS領(lǐng)域,2022年韋爾股份在手機(jī)行業(yè)中的市占率為11%,僅次于索尼和三星。

根據(jù)ICV TAnk數(shù)據(jù),在全球汽車CIS市場中,2024年韋爾的市占率已經(jīng)達(dá)到43%,超越安森美成為全球第一。

搭上快充的順風(fēng)車,在電荷泵充電管理芯片這個細(xì)分領(lǐng)域,南芯科技發(fā)展迅速,幾年時間就做到全球第一,2021年24%的市占率,領(lǐng)先全球模擬巨頭TI十個百分點。

在內(nèi)存接口芯片領(lǐng)域,瀾起科技的份額常年維持在40%以上,一家獨大。

在中國NOA智能駕駛芯片領(lǐng)域,地平線的占比是49.05%,比英偉達(dá)還高。

這幾年中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)確實獲得了一些不錯的成績

據(jù)TrendForce集邦咨詢評估,2023年中國大陸成熟制程產(chǎn)能占比已經(jīng)達(dá)到29%。

半導(dǎo)體研究機(jī)構(gòu)Knometa Research則預(yù)計,到2026年,中國大陸的IC晶圓廠產(chǎn)能將激增至全球第一,具有里程碑意義。

據(jù)CSIS,按照現(xiàn)在的擴(kuò)產(chǎn)情況,到2030年中國在成熟制程的產(chǎn)能占比可能會達(dá)到50%

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所以,就連《芯片戰(zhàn)爭》作者米勒也說:中國成熟制程芯片不停擴(kuò)產(chǎn),讓美國感到恐慌。

麥卡錫的研究報告《建設(shè)中的新世界:中國與半導(dǎo)體》更是把未來世界的晶圓代工廠劃分為,中國和其他。

海外部分國家擔(dān)心,中國對成熟節(jié)點建設(shè)的補(bǔ)貼會對全球半導(dǎo)體市場造成負(fù)面影響,不少業(yè)內(nèi)人士擔(dān)心產(chǎn)能過剩

不管這些擔(dān)心,中國企業(yè)在迅速擴(kuò)大產(chǎn)能,很可能成為中國與發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體未來貿(mào)易爭端的又一前奏。

美國政府就算各種未雨綢繆,政策轄制,可終究難敵大勢

自從2018年7月中國大陸產(chǎn)半導(dǎo)體出口至美國需加征25%的關(guān)稅以來,美國從中國進(jìn)口半導(dǎo)體及相關(guān)產(chǎn)品大幅下降。但在終端消費領(lǐng)域,美國市場占有率越來越高,這些產(chǎn)品里面所含有的中國本土芯片占比也在日益增加。

不以單顆產(chǎn)品,而是集成到終端消費品里進(jìn)行出口,這方面美國很難有辦法進(jìn)行轄制。

中國成熟制程芯片不停擴(kuò)產(chǎn),注定讓美國感到恐慌。


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不止芯片工藝,國產(chǎn)技術(shù)始終在進(jìn)步


28nm 是成熟與先進(jìn)的分水嶺,28nm 以上算先進(jìn),以下是成熟。

在全球半導(dǎo)體領(lǐng)域,成熟制程和先進(jìn)制程的比例大概是7比3,成熟占七成,先進(jìn)占三成。

如上海微電子的國產(chǎn)28nm光刻機(jī),已達(dá)到了第四代光源水準(zhǔn),這對于提升國內(nèi)中端芯片制造能力具有重要意義。

中國新能源汽車產(chǎn)銷量目前在全球占比六成左右,96%以上都是28nm的成熟制程芯片。換言之,如果中國具備越來越強(qiáng)的成熟制程生產(chǎn)能力,包括新能源在內(nèi)的一般家用消費品,以全面國產(chǎn)

國產(chǎn)芯片在制程工藝方面取得了顯著進(jìn)展。例如,中國芯片制造商如華為海思、中芯國際(SMIC)在14納米工藝技術(shù)上取得重要突破,并預(yù)計在規(guī)劃的時間內(nèi)實現(xiàn)量產(chǎn)。

當(dāng)Mate60 以驚人的性能征服了市場,很多人驚訝地發(fā)現(xiàn),這款手機(jī)的芯片竟然只用了7nm制程。半導(dǎo)體行業(yè)觀察機(jī)構(gòu) TechInsights 副主席 Dan Hutcheson 在評價華為Mate60 Pro 時用到“令人驚嘆”“始料未及”等詞匯。

雖然臺積電早已宣布3nm 芯片投入量產(chǎn),正摩拳擦掌準(zhǔn)備攻克2nm 和1.4nm 的技術(shù)難關(guān)。然而,在華為Mate60面前,這些所謂的先進(jìn)技術(shù)似乎顯得蒼白無力。芯片的性能并不完全取決于制程的大小。

相反,優(yōu)化設(shè)計和提升良品率同樣重要。而臺積電過于追求制程的更新?lián)Q代,卻忽視了這些基礎(chǔ)性的工作。這就像是一場沒有終點的馬拉松,臺積電跑得越快,越容易忽略沿途的風(fēng)景,最終可能只是原地踏步。

所謂的先進(jìn)制程,或許不過是一場自我陶醉的“內(nèi)卷”罷了

盡管面臨光刻機(jī)禁令,中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍在努力突破技術(shù)瓶頸,華為宣布,自主研發(fā)的光刻機(jī)問世,也標(biāo)志著華為在芯片制造領(lǐng)域的突破成果開始顯現(xiàn)。

與此同時,國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)的其他企業(yè)也在各自的領(lǐng)域取得了令人矚目的成就。

在國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)的版圖中,聯(lián)發(fā)科的天璣9300+芯片無疑是一顆璀璨的新星。天璣9300+基于先進(jìn)的4nm工藝,配備了全大核CPU架構(gòu),其性能在安卓陣營中堪稱佼佼者

龍芯等企業(yè)在芯片架構(gòu)上獲得突破,如龍芯2B的成功流片,標(biāo)志著國內(nèi)在CPU設(shè)計上的自主創(chuàng)新能力增強(qiáng)。

科大國盾量子技術(shù)股份有限公司獲得了504比特超導(dǎo)量子計算芯片“驍鴻”,刷新了國內(nèi)超導(dǎo)量子計算芯片的記錄。

清華大學(xué)集成電路學(xué)院教授吳華強(qiáng)、副教授高濱團(tuán)隊研制出全球首顆全系統(tǒng)集成的、支持高效片上學(xué)習(xí)(機(jī)器學(xué)習(xí)能在硬件端直接完成)的憶阻器存算一體芯片。該芯片在支持片上學(xué)習(xí)的憶阻器存算一體芯片領(lǐng)域取得重大突破,有望促進(jìn)人工智能、自動駕駛可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的發(fā)展。

海特高新在高端核心裝備研制與保障、高性能集成電路設(shè)計與制造等領(lǐng)域的成就,彰顯了其在國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)中的引領(lǐng)作用。

紫光集團(tuán)等國內(nèi)企業(yè)在DRAM和NAND Flash存儲芯片領(lǐng)域取得進(jìn)展,減少了對外部供應(yīng)的依賴。

西湖大學(xué)研發(fā)的冰刻技術(shù)簡化了芯片制造流程,提高了生產(chǎn)效率,為芯片制造提供了創(chuàng)新路徑。

在硅片、光刻膠、特種氣體等關(guān)鍵材料以及光刻機(jī)、刻蝕機(jī)等核心設(shè)備上,國內(nèi)企業(yè)逐步實現(xiàn)國產(chǎn)替代,減少對外依賴。

長電科技、通富微電等公司在先進(jìn)封裝技術(shù)上有所突破,如2.5D/3D封裝、晶圓級封裝等,提高了芯片的集成度和性能。

國產(chǎn)芯片企業(yè)開始采用開源的RISC-V架構(gòu),降低了研發(fā)成本,加速了產(chǎn)品上市周期。

很多半導(dǎo)體廠商都在尋找新賽道、新工藝和新材料,就是想要繞開傳統(tǒng)硅芯,開啟全新的芯片時代,搶先搶占市場,比如光子芯片、量子芯片、玻璃芯片等等,都被寄予厚望。

中國中央電視臺重磅披露,我國的芯片研發(fā)團(tuán)隊成功研制出第三代“玻璃穿孔技術(shù)”,僅指甲蓋大小的新型玻璃晶圓,就可打上100萬個微孔,再串聯(lián)成復(fù)雜的集成電路。

仕佳光子,作為國內(nèi)先進(jìn)的光電子核心芯片供應(yīng)商,其PLC分路器芯片和AWG芯片等產(chǎn)品在光通信領(lǐng)域占據(jù)重要地位。仕佳光子的持續(xù)創(chuàng)新和技術(shù)研發(fā),為光通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和升級提供了強(qiáng)有力的支持。

中國工程院院士吳漢明和毛軍發(fā)都強(qiáng)調(diào)了后摩爾時代中國在芯片封裝技術(shù)方面的機(jī)遇。通過異構(gòu)集成電路,即在同一個3D系統(tǒng)級封裝(SiP)中集成不同工藝的硅和非硅器件,中國有望在芯片產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)突破,逐步追趕全球行業(yè)領(lǐng)先者。

當(dāng)傳統(tǒng)硅基芯片的性能提升面臨物理極限時,鉭酸鋰光子芯片的出現(xiàn),為芯片性能的進(jìn)一步提升打開了新的大門。中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所科研團(tuán)隊成功開發(fā)出可批量制造的新型“光學(xué)硅”芯片,標(biāo)志著中國在光電芯片領(lǐng)域的研究已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。這種新型芯片以其極低的光學(xué)損耗和高效的電光轉(zhuǎn)換特性,有望在通信、量子計算、光通信等多個領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

這些企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和市場表現(xiàn),不僅提升了國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)的整體實力,也為全球芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)了中國智慧和中國方案。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場的持續(xù)擴(kuò)大,國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)的未來充滿了無限的可能。

國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)正處于一個關(guān)鍵的發(fā)展節(jié)點。

在這個充滿變數(shù)和挑戰(zhàn)的領(lǐng)域里,沒有永遠(yuǎn)的王者,只有不斷進(jìn)取的勇者


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認(rèn)清現(xiàn)實,方能扳回局面


國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并非一帆風(fēng)順。國產(chǎn)替代速度驚人,可還落于人后。

一些細(xì)分領(lǐng)域材料實現(xiàn)了本土化替代。例如我國晶圓制造所用的硅材料、晶圓蓋片等原材料已全部實現(xiàn)自給,一些后端封測材料的本土化率也較高,這為我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了一定支撐。但目前我國在一些高端關(guān)鍵材料上的自給率仍較低。

缺陷掃描儀,CD量測等線上不可或缺的精密光學(xué)設(shè)備和用于失效分析的SIMS,F(xiàn)IB等設(shè)備也是完全依賴KLA等歐美企業(yè)的。

外部越制裁,中國越必須擁有自主主導(dǎo)能力。

到2022年,中國半導(dǎo)體市場占全球的三分之一。如果中國不能滿足自身的需求,后果是災(zāi)難性的。優(yōu)先國內(nèi)市場,也是目前多數(shù)半導(dǎo)體企業(yè)的第一原則。

面對國際技術(shù)封鎖和市場競爭的雙重壓力,中國芯片企業(yè)需要不斷提升自身的技術(shù)水平和創(chuàng)新能力。

國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)將如何進(jìn)一步發(fā)展,不僅關(guān)系到中國在全球科技競爭中的地位,也將深刻影響著全球芯片產(chǎn)業(yè)的格局。

盡管國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)在起步較晚、缺乏技術(shù)積累的背景下經(jīng)歷了諸多挑戰(zhàn),但在國家層面的產(chǎn)業(yè)策略和市場優(yōu)勢的推動下,已取得了一系列可喜的成果。

從存算一體芯片的創(chuàng)新性研究,到異構(gòu)集成電路技術(shù)的突破,再到華為海思等企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)正逐漸展現(xiàn)出強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿褪袌龈偁幜Α?/span>



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