國內(nèi)芯片為什么會被“掐脖子”

責任編輯:zsheng

作者:寧迪

2018-04-25 19:45:17

摘自:中國青年報

近日,阿里巴巴全資收購杭州中天微系統(tǒng)有限公司,中天微是中國大陸目前惟一大規(guī)模量產(chǎn)的自主嵌入式CPU IP Core公司,全球累計出貨超過7億顆芯片。

近日,阿里巴巴全資收購杭州中天微系統(tǒng)有限公司,中天微是中國大陸目前惟一大規(guī)模量產(chǎn)的自主嵌入式CPU IP Core公司,全球累計出貨超過7億顆芯片。

太平洋彼岸的一則“禁令”,讓國人感受到了一顆芯片的“分量”。

美國商務部4月16日發(fā)布聲明稱,因中興通訊公司違反與美國政府去年達成的和解協(xié)議,將對該公司執(zhí)行為期7年的出口禁令。

此后,中興通訊曾通過發(fā)內(nèi)部信和舉辦新聞發(fā)布會等方式表示公司不能接受這種制裁。事件最新進展是,美國商務部一高級官員對媒體表示,中興通訊有機會向美國商務部遞交更多證據(jù)。

“中興風波”結局難料,深深刺痛了“中國芯”。

封殺中興 美國企業(yè)可能得不償失

中興今日遭到“封殺”,從根本上說還是來自于兩年前的風波。

2016年,美國政府以中興通訊及其三家關聯(lián)公司違反美相關出口禁令為由,將中興列入出口限制名單,限制美國供應商向中興出口包括芯片在內(nèi)的美國產(chǎn)品。中興用8.9億美元的罰金進行平息和解。但近日,美國商務部指出中興違反了當初的相關和解協(xié)議內(nèi)容,將對中興執(zhí)行7年的出口禁令。

據(jù)了解,中興在光通訊模塊上的主要供貨商來自于美國光學元件公司Acacia和Oclaro,但是在替代品上面,國內(nèi)也有一些中低端的產(chǎn)品可供中興使用;在5G領域里,中興作為無線通信基站的供應商,其中用到的基帶芯片和射頻芯片都比較多,基本上這里面的芯片都是采購自美國公司;而在手機業(yè)務上,中興高端智能手機的處理器芯片來自高通,如果斷掉芯片供應,就會給中興帶來很大影響。

這次的制裁將對中興接下來在5G上面的布局發(fā)展帶來巨大影響,“進程將減緩。”賽迪顧問股份有限公司集成電路產(chǎn)業(yè)研究中心副總經(jīng)理劉堃分析,在5G領域里,中興過去已經(jīng)有了很深入的布局,如果更換既有的核心芯片,會阻礙中興5G的產(chǎn)業(yè)化進程。劉堃具體闡釋,因每一套芯片都有不同的功能特點及性能指標,如果中興更換了原有的芯片,那么在芯片的解決方案上也要重新進行調整,但這需要很長的周期。“因為更換了核心芯片,中興之前在5G方面的研發(fā)成果將會被重新審視,甚至會重新制定新的芯片解決方案。”

對于中興在5G下游的客戶,劉堃認為影響不會太大。他分析,下游的客戶可以用其他基站設備來做替代,轉投華為、愛立信、諾基亞等其他通信設備商。記者從國內(nèi)一家通訊運營商那里也得到了近似的回答,中興在華的一家下游客戶向記者表示,中興雖然被制裁,但企業(yè)也可以考慮用華為的5G設備做替代。

中興事件一定程度上打擊了很多中國企業(yè)在美投資的信心,有些企業(yè)甚至擔心,在中美經(jīng)貿(mào)摩擦持續(xù)焦灼下,美國政府可能向更多的中國企業(yè)“發(fā)難”。中國貿(mào)促會研究院國際貿(mào)易研究部主任趙萍認為,美國此次對中興的制裁不能算是中美經(jīng)貿(mào)摩擦的組成部分,“更應該當做個案看待。”

“力”的作用是相互的。在趙萍看來,中興在美國的供貨商也會在短期內(nèi)會陷入“混亂”。比如中興的主要供貨商Acacia和Oclaro兩家公司,美國政府禁令一出,這兩家公司股價隔夜就分別下跌近36%和15%。“對中興禁售,首先損失特別大的是美國公司,因其產(chǎn)品處于市場高端,附加值較高,一旦禁售會對美國企業(yè)的利潤產(chǎn)生巨大影響。”劉堃認為,如果美國政府要求美國企業(yè)對整個中國市場采取芯片禁售措施,那對于美國更是得不償失。

Skyworks是一家美國制造射頻芯片的企業(yè),并且對中國市場的依賴程度很高,2017年Skyworks在中國地區(qū)的銷售額占全球總銷售額的八成以上。“如果不向中國輸送芯片,像這家企業(yè)(業(yè)績)就會大幅度跳水。”劉堃認為,如果美國擴大限制,無論是高通這類大企業(yè),還是像Skyworks這種細分領域的芯片企業(yè),都會受到較大影響。

美國政府對中興通訊的七年禁令如果執(zhí)行,從今年開始算,到2025年結束。而我國在《中國制造2025》中提出,到2025年要邁入制造強國行列。

中興被禁售是否會影響到中國制造2025的進程?趙萍表示,一個企業(yè)的個案不會影響到國家戰(zhàn)略的整體發(fā)展。“中興現(xiàn)在的危機應該是短期的,從長期來說一定會找到一個解決方案,而大企業(yè)出現(xiàn)問題導致市場留出的空白,會有其他商家填補,因此對于國家層面不會產(chǎn)生多大影響。”趙萍指出,中國制造2025涉及到的行業(yè)非常多,并不會因為某一個行業(yè)的某一個企業(yè)出問題,就會危及國家戰(zhàn)略。

國內(nèi)芯片技術為什么會被“掐脖子”

中興事件讓中國在通訊技術上的困境浮出水面。

集成電路的從業(yè)者們知道,中國在高端芯片行業(yè)缺乏自主創(chuàng)新能力,是行業(yè)的一顆定時炸彈。

中國半導體行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計資料顯示,2017年中國集成電路的產(chǎn)品國內(nèi)自給率僅為38.7%。根據(jù)海關總署數(shù)據(jù),集成電路進口額從2015年起已連續(xù)三年超過原油,且二者進口差額每年都在950億美元以上。

集成電路素有現(xiàn)代“工業(yè)糧食”之稱,芯片的種類繁多,涉及領域甚廣,僅一個智能手機里面涉及到的芯片就有數(shù)十種,除核心的主芯片外,攝像頭、語音處理、電源系統(tǒng)上都需要芯片。

中國并非不善于生產(chǎn)這種“糧食”,劉堃指出,在國內(nèi)中低端芯片領域,中國的企業(yè)已經(jīng)具備了一定的技術及產(chǎn)品基礎,但是在處理器、存儲器等高端芯片領域,國內(nèi)芯片產(chǎn)品基本不存在競爭優(yōu)勢。雖然在一些芯片領域,我國部分本土芯片企業(yè)取得了不錯的成績,但是在產(chǎn)品市場推廣方面卻遇到了阻礙。

比如國內(nèi)的一些家電制造企業(yè),對于相關芯片產(chǎn)品的需求量很大。雖然有些芯片產(chǎn)品國內(nèi)已經(jīng)能夠實現(xiàn)配套,而且價格也比國外進口的芯片價格便宜一半。但放在一個整機的成本上看,芯片多出來的成本算不了什么。“很多國內(nèi)的芯片應用企業(yè)會更傾向于使用國外知名企業(yè)的芯片產(chǎn)品,主要是怕本土芯片影響其產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性。”

在同一類芯片上,高端芯片和中低端芯片的性能究竟差在哪?

劉堃以處理器芯片為例。低端處理器芯片與高端產(chǎn)品最明顯的差距是數(shù)據(jù)處理速度、功耗、時延等方面性能跟不上。而模擬芯片主要要看芯片的耐壓耐流、信號精準度等穩(wěn)定性能,高端模擬芯片優(yōu)勢在于更加穩(wěn)定、更加精準地輸出電流電壓等模擬信號,同時芯片壽命也會比較長。模擬芯片要通過研發(fā)人員的經(jīng)驗來保證芯片的穩(wěn)定性以及流片的良率。

所謂的流片,在集成電路設計領域,指的是“試生產(chǎn)”,當設計人員設計完電路以后,工廠要先生產(chǎn)幾片或者幾十片,供測試用。如果測試通過,工廠就可以進行大規(guī)模生產(chǎn)。如果國外相關公司對中興禁止出售部分模擬芯片,其實對企業(yè)的影響倒不大,“因為國內(nèi)部分芯片企業(yè)的產(chǎn)品能保證供應,也就是在穩(wěn)定性、精準性等方面存在一定的差距,但整體效果影響不大。”但是,在處理器芯片上,國內(nèi)基本上很少有企業(yè)“接得住”,因為沒有高端的處理器芯片,直接影響到高端手機的功能。“手機性能可能一下子會在很大程度上有所降低。”

在集成電路產(chǎn)業(yè)領域,一般分為設計、制造和封測三個環(huán)節(jié)。國內(nèi)高端芯片的自主可控能力不行,從產(chǎn)業(yè)鏈上看,是設計和制造環(huán)節(jié)都存在一定差距。行業(yè)人士知道,即便是國內(nèi)的龍頭制造企業(yè),在處理器芯片的制程工藝水平上也只能達到28納米,而iPhone手機的A11處理器芯片,制程水平已經(jīng)能達到10納米。“這個制程參數(shù)越低,說明芯片的集成化程度越好,芯片的處理速度越快,功耗也會越來越低。”

芯片的生產(chǎn)工藝發(fā)展從60納米、45納米、28納米,再到10納米,甚至是7納米,全球芯片制造領域里的領先企業(yè)如三星、臺積電都是一步步走過來的,國內(nèi)本土芯片企業(yè)如果想從28納米一下子降到10納米,很難。劉堃指出,在工藝上要跨幾代,實事求是地說,國內(nèi)企業(yè)還是需要些時間的。

在芯片制造上,“工藝是個門檻”,這需要很有經(jīng)驗的制造團隊,有的國內(nèi)芯片企業(yè)不惜花大價錢從國外引進人才團隊,就是希望借用他們的經(jīng)驗提高工藝制程水平以及芯片制造良率水平。

而決定芯片制造水平的還有一個重要因素——“設備”。劉堃指出,根據(jù)上世紀簽訂的《瓦森納協(xié)定》,西方國家對中國進行設備出口是有限制的,這很大程度上影響國內(nèi)企業(yè)在芯片制造設備上的先進程度,“有的小企業(yè)不得不買二手設備來支撐工廠的運作。”

文治資本創(chuàng)始人唐德明在回國前曾供職于國外計算機公司。2002年回國后,他進入一家晶圓制造公司工作,后來選擇創(chuàng)業(yè),做芯片的研發(fā)設計。他發(fā)現(xiàn),一些國內(nèi)的企業(yè)即便制造了相關的生產(chǎn)設備也很少能有制造企業(yè)愿意采購。而在芯片設計方面,難點在于人才的培養(yǎng),同時,伴隨著企業(yè)的發(fā)展,還會遇到知識產(chǎn)權問題。

“芯片說難不難,說簡單不簡單。”劉堃指出,但在一些關鍵技術上,國內(nèi)企業(yè)起步晚,在發(fā)展過程中,很容易觸及國外企業(yè)已有的知識產(chǎn)權。比如在存儲器芯片領域,劉堃看到,目前國內(nèi)一些企業(yè)都在發(fā)展存儲器芯片,但未來很有可能會涉及到一些知識產(chǎn)權的問題。“存儲器的市場壟斷程度之所以很強,就是因為三星、SK海力士、美光這些國外存儲器巨頭在芯片知識產(chǎn)權方面的儲備十分雄厚,新進企業(yè)很難完全跨過這些企業(yè)的知識產(chǎn)權去生產(chǎn)自主化的存儲器芯片產(chǎn)品。”

資金支持不能再“撒芝麻”

中興事件必定成為集成電路,甚至整個半導體行業(yè)里的一個重要轉折點,這是許多行業(yè)人士的共識。

在趙萍看來,我國的芯片總體水平比不上美國,但芯片市場有著起點低、增長速度快的特性,而市場需求特別巨大。中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以追溯到上世紀90年代,國家對建設大規(guī)模集成電路芯片生產(chǎn)線的項目正式批復立項,業(yè)界俗稱“909工程”,帶動了集成電路相關上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。近年來,中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也在潛移默化地發(fā)生一些轉變。

劉堃介紹,國內(nèi)企業(yè)最早是在集成電路產(chǎn)業(yè)的封測環(huán)節(jié)開始布局。因為相比芯片的設計、制造,處于產(chǎn)業(yè)鏈后端的封測環(huán)節(jié),技術門檻相對較小,企業(yè)需要做的就是把制造好的芯片封在一個肉眼能看到的“小黑盒”里。然而,隨著我國這幾年集成電路產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,我國集成電路行業(yè)在設計和制造領域的體量不斷攀升,中國半導體行業(yè)協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2017年,我國集成電路設計業(yè)的市場規(guī)模為2073.5億元,制造業(yè)市場規(guī)模為1448.1億元,封測業(yè)的市場規(guī)模達到1889.7億元。如果看增速的話,2015~2017年,設計和制造領域的增長率都在25%左右,封測的增長率去年達到20.8%,但在2015年和2016年只有10%左右。

劉堃分析,設計企業(yè)一般對人員數(shù)量的需求不高,前期不需要龐大資源投入,有的小型芯片設計公司只需要3~5人的研發(fā)團隊。特別是近幾年,在國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)良好發(fā)展氛圍的驅動下,涌現(xiàn)出一批自主創(chuàng)業(yè)的芯片研發(fā)團隊,同時部分在國外工作的芯片設計業(yè)者也選擇了回國創(chuàng)業(yè),一時間,壯大了國內(nèi)集成電路設計業(yè)的隊伍。

唐德明覺得,目前,國內(nèi)很強的設計企業(yè)還是很少,華為在這方面有了較為先進的技術,但集成電路設計業(yè)的整體能力還是沒有辦法和高通、英特爾這類公司去競爭。就在上周,阿里巴巴集團宣布,全資收購中國大陸唯一的自主嵌入式CPU IP Core公司——中天微系統(tǒng)有限公司。在唐德明看來,國內(nèi)的設計公司需要逐步整合,由幾個小公司整合為有實體和體量的大公司,“而國內(nèi)需要更多的IDM公司。”

IDM指設計、生產(chǎn)、封測、銷售一體化的公司運營模式,目前,國際上有三星、英特爾、英飛凌等企業(yè),國內(nèi)有規(guī)模的IDM企業(yè)微乎其微,IDM的整體體量無論是從規(guī)模和技術水平上還處于較低水平。

過去,我國也嘗試過發(fā)展IDM模式,但集成電路制造領域投入十分巨大,動輒就是數(shù)十億美元,運營成本很高。“如果企業(yè)自身的芯片出貨量不大,還要再建一條先進生產(chǎn)線,對于企業(yè)的運營壓力太大。”劉堃說,后來行業(yè)里逐漸演變成有專門設計、專門制造的企業(yè),分工相對明確,資源利用也更高。

南京國博電子有限公司作為中國電科五十五所的控股公司,專注于射頻芯片的研發(fā)生產(chǎn)。該公司總經(jīng)理楊磊告訴記者,公司從上世紀90年代的2G移動通訊時代就進入了射頻產(chǎn)業(yè)領域,產(chǎn)品應用到越來越多的通信設備中,初步建立了一條比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈。

IDM的好處是能促進集成電路企業(yè)發(fā)展更快,規(guī)模更大,產(chǎn)品也更多元化。我國集成電路產(chǎn)業(yè)化水平和美國相比有很大差距,在一些領域用IDM模式,會促使產(chǎn)業(yè)化更快發(fā)展,“比如射頻集成電路發(fā)展用IDM會非常好。”楊磊告訴記者,過去,在美國做射頻芯片的企業(yè)就有十幾家,通過合并收購,目前也就現(xiàn)在只有三四家。楊磊表示,現(xiàn)在公司考慮更多的是提升產(chǎn)業(yè)化能力,通過強化產(chǎn)業(yè)鏈合作,更好地助推我國射頻集成電路產(chǎn)業(yè)提升自主保障能力。

提高高端芯片國產(chǎn)化能力,行業(yè)內(nèi)外的政策呼聲越來越高。

其實,國家在多年前就已經(jīng)在政策上予以重視,比如被業(yè)內(nèi)稱為“01專項”“02專項”。2006年,國家發(fā)布《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》,該規(guī)劃綱要確定了核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件、極大規(guī)模集成電路制造技術及成套工藝等十六個重大專項,而“01專項”和“02專項”分別指十六個專項中排在第一和第二位的專項。

除此之外,在資金投入上,也有“國家大基金”的支持。2014年,工信部宣布國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金(業(yè)界稱“國家大基金”)正式設立,一期重點投資在集成電路芯片制造業(yè)。

據(jù)了解,一期基金的募資規(guī)模達到1387億元,目前,國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金二期募資已經(jīng)啟動,市場預計二期規(guī)模有望達到2000億元,大基金二期將提高對設計業(yè)的投資比例,并將圍繞國家戰(zhàn)略和新興行業(yè)進行投資規(guī)劃。對于過往的政策效用,一些行業(yè)人士認為,這給產(chǎn)業(yè)的發(fā)展營造了良好的氛圍,但在資金的投入上還是一種“撒芝麻”的狀態(tài):“看到這個企業(yè)做芯片給筆錢,看到那個企業(yè)做芯片給點錢,這種扶持很難在較短時間內(nèi)培育出具有較強技術實力和國際競爭力的龍頭企業(yè)。”

有行業(yè)人士指出,當前,集成電路產(chǎn)業(yè)中國家在資金的持續(xù)投入和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局上還不是很好,而集成電路產(chǎn)業(yè)的資本投入更多的是一種“耐心”的比拼。“集成電路行業(yè)投入回報期長,一般投下去三五年很難有回報。”楊磊指出,這個行業(yè)的風險在于,集成電路技術進步特別快,現(xiàn)在生產(chǎn)出的產(chǎn)品,是三五年前的技術水平,有可能跟不上潮流。

這方面,唐德明深有體會。近年來,國內(nèi)創(chuàng)業(yè)浪潮掀起的同時,大量的社會資本并沒有滲入半導體行業(yè)。資本對中小企業(yè)的進入一直都是小心謹慎。而在半導體行業(yè),國內(nèi)的許多資本都是哪里風險小,哪里回報快,就往哪里投,真正進入初創(chuàng)企業(yè)的資本很少。

去年,唐德明開始和一些半導體行業(yè)人士在資本領域布局,成立了一家私募股權基金公司,針對半導體行業(yè)的小企業(yè)進行投資。在他看來,社會資本之所以對這個領域興趣不高,一方面是因為半導體行業(yè)技術太專業(yè),不是行業(yè)人士看不懂項目;另一方面,半導體行業(yè)的回報周期長,風險投資不愿意進入晶圓制造業(yè)。

唐德明認為,社會資本應該和國家大基金形成相互補充的力量,讓更多的資本投入到一些中小企業(yè)。“政策要鼓勵和推動國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,”劉堃認為,如果沒有政策的推動,國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)很難通過頂層設計加速發(fā)展。

劉堃認為,國內(nèi)集成電路行業(yè)目前還處于成長期,如果按照目前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度來看,國內(nèi)產(chǎn)業(yè)會更早地進入爆發(fā)階段。中國社會科學院世界經(jīng)濟與政治研究所國際投資研究室主任張明認為,在增強高端芯片的自主研發(fā)能力上,我國需要有自己的產(chǎn)業(yè)政策,但產(chǎn)業(yè)政策的實施必須符合市場規(guī)律,順應市場供求。而且要避免出現(xiàn)以下現(xiàn)象:即政府不顧一切地促進國內(nèi)芯片等行業(yè)的發(fā)展,但由于產(chǎn)業(yè)政策的實施違背了市場規(guī)律,導致大量的資源浪費與扭曲。

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