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魏少军、尹志尧把脉,半导体卡脖子技术如何攻坚

时间:2020-09-22|作者:Admin

       2020年9月15日,这是个值得中国半导体产业铭记的日子,华为这天遭遇了美国最为严厉的禁止令,当然,华为不仅是中国5G通信领域的领先供应商之一,又是中国智能手机的市场占有率最高的企业,华为为何在美国的禁令之下,遭受了严重挫折?这必须要从中国高端芯片来看,中国企业依赖国际供应链的切肤之痛。



       笔者参加9月17日在广州举办的23届中国集成电路制造论坛,来自清华大学教授、中国半导体协会副理事长魏少军博士、芯谋研究首席分析师顾文军和中微半导体设备(上海)股份有限公司董事长兼首席执行官尹志尧博士发表的精彩观点,可以为这一热点话题解惑。

高端芯片受制于人,国际芯片企业的集体断供导致华为发展难题

       9月17日,中国半导体协会副理事长、清华大学教授魏少军对媒体表示,2019年中国进口集成电路4443亿,价值3041亿美元,比上年下降2.6%,连续两年进口集成电路超过3000亿美元。


图:中国半导体协会副理事长、清华大学教授魏少军


       中国买了全球集成电路的3/4,为什么会是这样呢?原因就是中国已经成为全球电子产品生产大国,早在2014年,中国智能手机生产已达全球的84%,2019年已超过90%,PC在当时已占全球80%,现在达到90%,彩电在2014年是66%,现在比例更高,平板电脑在2014年的时候也是82%,大量的电子产品需要用到芯片。



       笔者查阅到华为最新的销售数据,截至到2020年第二季度,华为手腕可穿戴产品在全球和国内份额均为第一,手表全球第二、国内第一,平板全球第三、国内第二,笔记本国内第二。2019年,华为智能手机出货量2.3亿部。华为领跑国内市场,2020年第二季度智能手机出货量达到4020万台,市场份额提高44%。毫无疑问,在手机业务受到巨大冲击的当下,IoT将承担起华为消费者业务的下一个增长引擎。

       
       据Gartner数据,2019年华为对芯片的采购金额高达208亿美元,高居全球第三。这次美国禁令来袭,最受伤的就是消费电子,尤其是高端智能手机芯片采购遭遇重创。



       魏少军教授在今天的演讲中表示,中国对外依赖程度较高的高端芯片主要是国际IDM企业提供,包括手机芯片处理器、CPU、GPU、FPGA/EPLD、存储芯片(DRAM、Nand Flash)、核心NPU,图像处理器和显示驱动芯片。中国的IDM厂商正在兴起,但业界同仁应该看到IDM实际上是一个纯产业链的发展过程,从芯片的设计、制造、封装、测试、系统销售、支持服务,全球大概80%的芯片产品是由IDM提供,欧美、日韩主要是IDM模式。2014年到2019年,以IDM为主要供应商的的微处理器/控制器及半导体存储器从1595亿美元增加到2019年的2394.7亿美元,增长49.5%。

 


       笔者梳理一下近期华为遭遇禁令后断供厂商列表,果然魏教授的判断和事实完全符合,华为就是典型的例子。


       9月15日,美国对华为禁止令生效,在此之前,已经有台积电、高通、三星、SK海力士、西部数据等元器件厂商宣布对华为断供。手机处理器芯片、存储芯片都受到直接影响。9月16日,日本经济新闻报道,日本半导体厂商受到禁令影响,零件出货影响规模达1兆圆。


       首先,索尼原本打算在2020年度结束的三年间对设备投入达到7千亿日圆,但投资额已经在8月上旬下修到6500亿日圆,主要原因是华为禁令,预估每年高达数千亿日圆的影像感测器出货受到冲击。

MCU大厂瑞萨在9月15日已经停止将5G基站功率放大器所使用的半导体供应给华为,东芝也从这天开始暂停硬盘(HDD)及半导体的出货。加上台系厂商联发科、联咏、西部数据、国内代工企业中芯国际、全球接近10多家厂商对华为芯片的断货。

芯谋研究首席分析师顾文军对媒体表示,处理器芯片,手机处理器芯片和基带芯片等高端芯片需要投资百亿美金、顶尖团队,需要高端EDA软件配合,这在当前形势下是有难度。顾文军认为存储芯片需要国际团队、百亿美元,长江存储已经有量产好的产品,但与三星、SK海力士的全面布局和技术还有一定差距。在半导体核心设备光刻机领域,2019年中国大陆光刻机采购只占了全球的7.8%,约为台湾地区的1/7,不到韩国和美国的1/2。泛模拟芯片,不需要大量资金和最顶尖团队,适合中国企业率先进行突破。

图:中微半导体设备(上海)股份有限公司董事长兼首席执行官尹志尧博士


       中微半导体设备(上海)有限公司董事长尹志尧博士认为,集成电路设备和关键材料已经成为西方国家遏制中国集成电路和高技术发展的杀手锏。特别是8月17日出台的禁止令,没有得到美国商务部同意,不允许任何使用美国设备和软件为华为生产产品的行为,而且在美国政府干预下,荷兰政府没有允许ASML给中芯国际交付最先进的深紫外光刻机。半导体设备是芯片制造的基础,没有能加工纳米尺度的光刻机、等离子体刻蚀机和一系列设备,就没有可能制造出纳米尺度的芯片和各种微观器件。

       他强调指出,集成电路芯片的加工需要几百到上千个步骤,需要十大类300多种细分设备才能做出来。在国际三大半导体设备巨头公司垄断下,国内企业在生产线准入的门槛极高,需要大量的研发经费和资金支撑,耗时耗力巨大。

突破之道,可以从三个层面切入

       针对高端芯片发展的困境,魏少军教授提出了三项关键提议:

       一、产品是集成电路产业赖以生存和发展的核心,不仅设计业将注意力100%放在产品上,制造业、封测业也应该关注产品,围绕产品求发展,只有各方力量都以产品为中心,才可能形成中国集成电路产业的良性循环。

       二、持续保持高强度、大规模的研发投入。这是美国半导体产业能够执全球半导体产业牛耳的核心,值得中国政策制定者和企业家认真思考和学习。

       三、芯片是大国竞争制高点,芯片技术和产业必然成为国家战略,政策制定者必有坚定的战略发展定力,切忌政策摇摆,举棋不定,避免好不容易缩小的差距再次被拉大。


       芯谋研究首席分析师顾文军认为,新形势下,半导体主体布局要有“产业三线”准备。大力扶持现有量产企业积极扩产,新增相关主体,多梯次布局半导体工业,战术上为中国半导体产业发展提供更多产能支撑,战略上为持续增强中国半导体产业生态安全提供保障。他特别建议国内芯片企业深化产业国际合作,提升产业创新能力和发展质量。


       以存储芯片为例, DRAM和NAND实现突破,长鑫19纳米级DRAM已经量产;长江存储64层NAND已经量产,128层NAND已经取得突破。


       中微尹志尧博士强调指出,目前中国半导体产业发展热度很高,但是基本问题突出。投资基金中90%投入半导体,按照发达国家半导体设备和材料领域的投资应该达到20%,但是中国在这个领域的投资不到3%,需要解决资金问题,还有更重要的人才和团队问题,半导体设备领域分支众多,厂商不要成为散兵游勇,要形成合力,形成良性供应链条需要全产业链的通力合作。


       中科院院长白春礼对媒体表示,科学院作为一个科研机构,不能“包打天下”,要聚焦这些关键的核心技术,瞄准关键的基础材料、关键核心的工艺、基础算法、重大装备等基础性、战略性的关键核心技术的需求,在光刻机、橡胶轮胎、高端芯片等方面,争取要主动揭榜,发挥多学科的综合和建制化优势,集结精锐力量组织系统攻关,有效解决一批“卡脖子”问题。

文章来源:电子发烧友原创  作者:章鹰

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