全球半导体产业链和我国脱钩,有那么可怕么?

2021-03-31 15:45:14 78

近段时间半导体集成电路这些词特别的火。一方面是被美国卡脖子,美国制裁华为中兴最关键性的手段是半导体;另一方面国家的支柱产业和科技旗帜新能源汽车,也非常缺芯片,几家大汽车厂都因此而停产。我要说的是:以美国为首全球半导体产业链和我国脱钩,有那么可怕么?接下来我们要怎么办?

为把事情说清楚,我金航标老宋就从历史沿革和产业链分工的两个方面先说说。到目前为止,人类社会的发展按照产业划分大概为三个阶段,一是农业文明、二是工业文明、另外就是信息社会。农业文明的特点是驯服野生植物和动物,植物有小麦稻子小米红薯等,动物有马牛羊猪狗等,当然石头铁器等工具也少不了,让人摆脱了饥一顿饱一顿的日子。工业文明呢,是以发现大自然的规律和加以利用,如蒸汽机交流电汽车等,还有就是探究社会规律,如标准化、社会分工、经济学规律等,促进发展让商品极大丰富,让人类基本上摆脱了饥饿疾病自然灾害的威胁。信息化社会就是以互联网、计算机、数据、信息为生产资料,来进行生产劳动windows、安卓、ios、EDA等操作系统就是工具了。特点是可以做到信息的快速传输和处理,大大提高了沟通和生产的效率。可能以后还会有其他类型社会,比如外太空文明、核聚变文明之类,但还没有定论。

 

农业社会主要的生产资料就是土地人力畜力和简单的农具,特点是发展缓慢自给自足,交通靠走保卫靠狗通信靠吼取暖靠抖娱乐靠扭干活得用手,基本上衣食住行靠家庭、生老病死在村庄就可以搞定,形成社会小内循环、极少地利用外部资源。我们从费孝通老先生的《江村经济》和一些典故中就可以发现该规律。

 

工业社会,人们发现了电磁流体力学等大自然的密码,掌握了钢铁、交流电等技术,发明蒸汽机汽车轮船飞机等,大大提高了生产力。社会科学方面也有亚当·斯密、马克斯·韦伯等经济学和组织行为的理论研究,由此制定了社会激励方法和提高效率的社会分工、社会组织标准化流程化等,商品丰富。斯密在《国富论》里的说法,一个熟练工人的效率,最高可达万能工的290倍。在航海业发达后发展起来国际贸易,进一步促进了人员、技能和产业链的分工。如非洲提供廉价的劳动力、英国人提供纺织机械、澳大利亚提供羊毛,当然伴随而来的还有罪恶的奴隶贸易和鸦片倾销殖民地等,这是一条龙产业链的初级阶段的了,没有脱钩只有打破贸易壁垒。这两类社会,商品和交易以实物为主。

 

信息是信息社会的血液,集成电路是信息社会的粮食,信息数据生产筛选传输存储处理利用都是在干活创造GDP。信息社会就有数字化、智能化、远程化。虚拟化等特征,会衍生出数字货币、跨境电商、智能制造、电脑辅助设计cad、远程作业、智慧城市、人工智能等,金航标公司研发生产的“kinghelm”品牌北斗天线通讯天线连接器等,在无线信息传输中是关键的一环。传感器知暖知疼是信息社会的皮肤、Cpu/Gpu是处理信息的大脑、DRAM和Flash是大脑的记忆部分、陀螺仪是保持平衡的脑干、北斗导航是眼睛,SiC mosfet和Igbt是二头肌,这些都离不开芯片。以金航标的产品为例,一个北斗导航天线就包含了射频芯片、基带芯片、陶瓷介质滤波器、低噪音放大器芯片等。

 

萨科微科技 

 

 

 

半导体产业的产业链,主要是高纯度单晶硅材料的生产、集成电路IP设计、晶圆加工、晶圆的封装检测、销售消费市场等组成。现在有一个理论叫做产业链链主的统治力,即把行业的产业链分为几个关键性节点,大概为原材料开采、加工、产品集成、市场销售等。哪个国家占据这几个关键节点,再辅以先进技术、成本优势、组织管理、高精尖装备等,那就在整个产业链就有了话语权议价权,有了和上下游博弈的资本,美国人到处当老大,得益于之前的这类顶层设计。

集成电路最早欧式美国人在硅谷发明的,现在全世界最大最好的集成电路公司大多都在美国。日本、欧洲、韩国、台湾只是在产业链的局部或者单点技术领先,但是公司的股权还有美国人的影子。我们中国是世界上工业产业链门类最齐全的国家,在半导体的产业链也都在全面深度布局,由于历史原因距离美国有全方位的差距,与其他先进国家地区比也有个别点要追赶的地方,让美国人担忧的,中国人要成为半导体产业链链主的神态跃然纸上了。

萨科微对标企业 

 

在集成电路原始材料的单晶硅方面,达到小数点后9个9的纯度和物理电气性能是最重要的。我国的硅片在要求比较低级的应用方面没问题,如在太阳能光伏等方面所向披靡。但在集成电路和美国日本韩国还是有明显差距的,在第三代化合物半导体碳化硅氮化镓的外延片等方面也是同样问题。在基础材料方面基础太差,单晶提纯、化合半导体的配方、工艺、加工装备都落后,配套的耗材的如光刻胶、框架、靶材、封装基板特种气体等情况类似。日本韩国台湾的这些产品,最大的买家是中国大陆,他们希望脱钩吗?

集成电路的Ip设计部分了,我国在存储、功率器件等与国外差距不大,我们萨科微半导体当年投资碳化硅功率器件时就摸过底。但在模拟电路、汽车用IGBT芯片、高端的FPGA芯片等与国外的差距很明显。他们也布局了防火墙,如高通在通信行业的专利池、ARM的ip核生态渗透、三星的全产业链打通等,都不容易突破。可喜的是我们大陆这几年涌现出2000多家ic设计公司,假以时日量变会成为质变的,我们一定可以看到中国的优秀ic设计公司出现。在这里必须要说一下ip的设计工具EDA软件,现在世界主流的EDA基本都是美资控制,synopsys新思科技、cadence铿腾电子,menter明导国际排名前三,市场占有率约80%国产EDA仅占了市场份额的5%左右。现在国内的资本在这一块也非常给力,清华系杨晓东、李延锋领衔的的华大九天概伦电子都在筹备IPO了。奥卡思微芯禾的努力也要逐渐变现。目前ARM的ip核在中国授权最多,高通在中国收专利费收到手软,全世界的汽车生产在中国大陆,英飞凌汽车级的igbt和cree的碳化硅mos管最大客户在中国,他们能够脱钩吗?


半导体国产化


再来分析晶圆加工阶段,目前掌握了最先进制程工艺的是台积电、英特尔、三星等几家公司,基本都掌握了5纳米左右的工艺,而且还在不断地逼近摩尔定律的极限,我国最先进的中芯国际可以量产14纳米的产品,当然我们也在全力追赶中。要特别补充一下,荷兰生产光刻机的ASML公司,掌握了EUV方向最尖端的技术和工艺,已经在研发2纳米的产品了我国最先进的长春光机所,距离他们的技术还落后较多。在2020年在美国禁止为华为代工的前三个月,台积电一直在加班加点为华为干活,收益创造了历史新高。大家对脱钩这事还是在用脚投票。

   相对于前面提到的材料、ip设计、晶圆加工等来说,封测技术含量相对较低,所以在中国也发展的最快。国内第一的长电科技已经进入世界前三,通富微电、天水华天进入前十,都还保持了强劲的增长势头,在长三角珠三角还发布了挺多的小封测厂。

说到市场,我国的态势就在变好了。中国市场特别大,以前是生产加工再外销,中国生产企业购买了大量的集成电路,现在逐渐成为电子产品消费大国,消费者购买了大量的电子产品。高通的5G芯片有80%是销往中国市场,苹果手机在中国的销售是长盛不衰。有钱赚,谁还愿意和我们脱钩?庞大市场容量,有部分基础科研,国内技术和产业就可以升级,先进技术容易转化,可以培养一大批专业人才。近年来我国经济增长最快的,半导体的产业链生态链协调发展正向循环,体量和技术水平都在快速提高各级政府对半导体非常重视资本市场的补血充分,市场环境活跃,带动了研发人才设备等投资增长,产业的发展促进非常大。

综上所述,我国的模式是用前期的市场和劳动力红利来反向推动半导体行业的发展,前期会艰难,但是过了一个拐点后,会快速发展到行业的制高点。过程中的《瓦森纳协议》301条款“长臂管辖权”,都是促进我们坚决发展半导体产业的强心针,刁难、打压和苦难,会让我们的道路更加宽广。不远的将来,中国一定会是半导体产业链的带头大哥,谁愿意脱钩就脱钩吧。

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