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中芯国际7nm工艺量产在即,中国芯片为什么长期受制于人?

浏览:555 发表时间:2020-06-24 09:39:18

中芯国际作为我国集成电路生产的“国家队”,近期在先进集成电路设计方面收获了不少喜人的进展。在2020年年初,中芯国际方面斥资150亿元实现了14nm芯片的扩产提速,成为了华为海思方面14nm器件的主要供应商,同时从荷兰方面购买的光刻机也正式形成生产能力。由于在光刻机设备引进上的进展,中芯国际在今年即将突破7nm工艺,有望在不长的时间内完成14nm工艺向着7nm工艺的突破。从2017年以来,全球ICT(信息产业)产业总体规模一直稳定在5万亿美元以上,其中信息产业制造业的市场规模达到了18000亿美元以上,从制造业细分的角度,集成电路、软件和IT服务和通信是各国尖端力量角逐的主要领域。

中芯国际7nm工艺量产在即,中国芯片为什么长期受制于人?

中芯国际方面的积极进展让人开始遐想:我们是否距离在芯片产业领域摆脱对美国方面的依赖已经不远?实际上,就目前的中国集成电路产业现状而言,中国科技企业对于美国科技企业的依赖还将继续,在可见的未来中国依然存在在芯片领域受制于人的风险。集成电路的主要运用方向有五个:计算机系统、通用电子系统、通信装备、内存设备和显示及视频系统,而在这五个方向之中,国产芯片的占有率分别为:2%、0%、55%、10%和5%。在进一步细分的方向内,如可编程逻辑器件(FPGA)、数字信号处理器件(DSP)和嵌入式MPU等方面国产芯片的市场占有率长期以来一直是0%。而正是由于在高端通信芯片在内的领域国内企业对于美国芯片企业存在依赖,使得美国商务部方面能够通过针对芯片采购的制裁来实现科技霸凌。

中芯国际7nm工艺量产在即,中国芯片为什么长期受制于人?

美国芯片制造企业的优势是巨大的。2016年全球前十名的半导体设备供应商之中,有四家属于美国企业,四家属于日本企业。而四家美国企业芯片市场占有率已经达到了全球市场份额的50%以上,如高通等公司一直引领着高端芯片市场的发展方向。而同期,中国的半导体企业前10强的企业占到全球半导体设备市场的份额仅仅为2%。部分美国企业还实现对于半导体制造技术的全面掌握——美国AMAT公司已经实现掌握面向于CVD、PVD、刻蚀等除了光刻机之外的所有半导体制造技术。该公司在人员结构上,超过30%的员工为研发技术人员,在半导体设备技术方面已经拥有了1万项专利以上的技术积累。

中芯国际7nm工艺量产在即,中国芯片为什么长期受制于人?

在企业研发投入方面,在2017年以来,英特尔公司每年在芯片研发支出方面的金额高达130亿美元,几乎为高通、博通和三星公司同期芯片研发投入金额之和。而以刚刚提到的美国半导体制造技术巨头AMAT为例,其2017年以来年研发资金投入额度为15亿美元,在美国国内芯片企业之中处于“泯然众人”的角色,然而即使是15亿美元的研发投入却已经是国内半导体制造设备龙头企业北方华创的15倍以上。

中芯国际7nm工艺量产在即,中国芯片为什么长期受制于人?

在专用集成电路设计领域的全球十强之中,国内的领军企业华为海思和紫光集团分别位列第七和第十,全球市场份额之和为7%,而其他八强之中的七家企业均为美国企业,如美国博通等公司。而实际上,英特尔公司方面也具备极强的专用集成电路设计技术能力,如果将其纳入统计范畴,那么在全球十强之中国内企业将只剩下华为海思一颗“独苗”。

中芯国际7nm工艺量产在即,中国芯片为什么长期受制于人?

美国芯片科技企业的优势是全方位的,但是这并不意味着中国企业的进取精神和不断进步就没有意义。实际上就以专用集成电路设计方向为例,中国企业已经将市场份额从2010年的5%提升到了2016年的10%,虽然短期内美国企业的技术优势难以撼动,但是双方的相对差距正在迅速的此消彼长之中。

中芯国际7nm工艺量产在即,中国芯片为什么长期受制于人?

而中芯国际方面,通过引入荷兰方面的光刻机在晶圆代工领域同台积电方面的差距也在迅速缩小。在2016年前,中芯国际方面28nm制程良品率还不稳定,4年后的今天,中芯国际已经拿下了14nm制程芯片的华为大单,同时在今年年底将会力求实现7nm制程芯片量产的目标。而在这条奋发图强的荆棘之路上,不单单只有一个中芯国际,如紫光、联发科甚至是阿里巴巴都开始发力向着新一代的芯片制造工艺和技术发起冲刺。中国芯片制造商同美国企业相对实力的此消彼长的速度将会进一步提升,中国摆脱对美芯片依赖的那一天已经不远。

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