從美國用芯片掐住華為、中興的脖子后，芯片產(chǎn)業(yè)成為全民關(guān)注的焦點(diǎn)。民眾對國內(nèi)的芯片產(chǎn)業(yè)寄予厚望，期待能夠突破技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。 我國是世界工廠，承接了全世界電子產(chǎn)品的加工制造，每年需要大量進(jìn)口芯片。不過由于芯片產(chǎn)業(yè)鏈條長，每個(gè)環(huán)節(jié)均有不小的技術(shù)難度，導(dǎo)致我國芯片自給能力弱，在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的多數(shù)環(huán)節(jié)，我們與國際先進(jìn)技術(shù)之間存在巨大差距。 按照芯片產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)劃分，具體可以分為：芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、EDA工具、芯片原材料、封裝、測試、半導(dǎo)體設(shè)備等七個(gè)領(lǐng)域，每個(gè)領(lǐng)域都有一定的門檻。因篇幅有限，本文僅從芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、芯片原材料三個(gè)領(lǐng)域分別整理介紹下目前國內(nèi)發(fā)展情況以及與國外企業(yè)的差距所在。

設(shè)計(jì)領(lǐng)域

芯片行業(yè)的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，指的是規(guī)格制定、架構(gòu)設(shè)計(jì)到tape－out的所有流程。 tape out，指提交最終GDSII文件給工廠做加工。簡單通俗地說，就是芯片在晶圓廠生產(chǎn)之前的所有流程都屬于設(shè)計(jì)領(lǐng)域。在芯片行業(yè)，我們把僅從事芯片設(shè)計(jì)，沒有其他生產(chǎn)、封裝、測試業(yè)務(wù)的公司稱之為fabless或者design house，比如國內(nèi)的華為海思、紫光展銳、中興微電子、比特大陸、寒武紀(jì)、匯頂科技，美國的高通、博通也屬于這一類型。而既有芯片業(yè)務(wù)，又有芯片晶圓制造業(yè)務(wù)的公司，我們稱之為IDM（Integrated Device Manufacture），國內(nèi)的士蘭微屬于這類企業(yè)，美國的英特爾，韓國的三星、海力士，意大利的意法半導(dǎo)體也屬于這類企業(yè)。 我們從處理器芯片、通信芯片、存儲(chǔ)器芯片、消費(fèi)電子芯片幾大領(lǐng)域來比較一下國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)和國外的差距。

手機(jī)處理器芯片

這一塊國內(nèi)和世界領(lǐng)先水平有較大差距。 世界范圍內(nèi)的知名手機(jī)處理器廠商有高通、MTK（聯(lián)發(fā)科），蘋果和三星這兩家也有自己的手機(jī)處理器芯片。而國內(nèi)大部分手機(jī)廠商，比如小米、vivo、oppo都是用高通或者聯(lián)發(fā)科的處理器芯片。國內(nèi)手機(jī)處理器設(shè)計(jì)的主要廠商是華為海思。但由于眾所周知的原因，臺(tái)積電不能給海思代工芯片，所以華為的麒麟芯片現(xiàn)在處境很尷尬。目前其他國內(nèi)公司，只有紫光展銳研發(fā)的虎賁T7510芯片采用的是臺(tái)積電12納米工藝，按照網(wǎng)上的說法，這一款芯片相當(dāng)于高通驍龍710系列。國內(nèi)手機(jī)廠商里，好像只有海信用過這款處理器芯片。

微機(jī)處理器芯片

微機(jī)處理器芯片就是我們臺(tái)式電腦或筆記本電腦的處理器芯片。這一塊美國的英特爾是絕對的老大，從奔騰處理器到酷睿i3、i5、i7，英特爾一直領(lǐng)跑。這個(gè)領(lǐng)域能夠?qū)τ⑻貭枠?gòu)成威脅的，估計(jì)只有AMD。目前國內(nèi)和美國差距極大，貌似沒有聽說過國內(nèi)有做微機(jī)處理器芯片的公司。

通信芯片——手機(jī)基帶芯片

通信是一個(gè)很大的概念，很大的范疇。各種各樣的通信芯片也是五花八門，本文主要介紹手機(jī)基帶芯片。 提到基帶大家可能都聽過但是不了解具體是什么，這個(gè)東西簡單來說是手機(jī)通話和上網(wǎng)的必備組件，也就是說沒了它，手機(jī)既不能通話又不能上網(wǎng)，重要性不言而喻。目前基帶芯片，美國的高通行業(yè)領(lǐng)跑，臺(tái)灣的聯(lián)發(fā)科和韓國的三星緊隨其后，國內(nèi)基帶芯片做得比較好的只有華為海思。但華為之前也用高通的基帶芯片，現(xiàn)在因?yàn)楸娝苤脑?，臺(tái)積電不給華為代工芯片，其他中國企業(yè)需要加快基帶芯片的研發(fā)。

人工智能芯片

世界范圍內(nèi)知名的人工智能芯片有美國的英偉達(dá)、英特爾，荷蘭的恩智浦。國內(nèi)知名的人工智能芯片設(shè)計(jì)企業(yè)有華為海思、寒武紀(jì)、地平線等等。現(xiàn)在國內(nèi)做人工智能芯片的很多，字節(jié)跳動(dòng)、阿里平頭哥、百度、騰訊，這些互聯(lián)網(wǎng)公司也都擠進(jìn)來內(nèi)卷，但芯片行業(yè)不等同于互聯(lián)網(wǎng)，他們玩得轉(zhuǎn)互聯(lián)網(wǎng)，但芯片行業(yè)沒那么簡單。當(dāng)然，人工智能芯片以及人工智能相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈在科技領(lǐng)域是一個(gè)熱門領(lǐng)域，很有利于“講故事”“講ppt”，對于部分公司炒高估值、炒股價(jià)很有利，所以擠進(jìn)來做人工智能芯片的企業(yè)自然特別多。至于成果，尚未可知。

汽車電子芯片

其實(shí)汽車電子芯片是一個(gè)很大的范疇，前面提到的MCU芯片也在汽車電子領(lǐng)域有很多應(yīng)用，除了MCU芯片以外，無人駕駛芯片是近幾年一個(gè)比較熱門的領(lǐng)域，但目前無人駕駛芯片落地還有些困難，各大廠商都想搶跑。而世界范圍內(nèi)的汽車電子芯片大廠有荷蘭企業(yè)恩智浦、美國企業(yè)TI、德國企業(yè)英飛凌、日本企業(yè)瑞薩電子。國內(nèi)我就只有比亞迪做得不錯(cuò)，最新消息顯示，中信證券給予了比亞迪481.1元的目標(biāo)價(jià)。 綜合來看目前國內(nèi)的芯片設(shè)計(jì)公司在世界仍處于整體相對落后，局部細(xì)分領(lǐng)域（比如監(jiān)控芯片、觸控芯片）世界領(lǐng)先的狀況。芯片設(shè)計(jì)相對于芯片生產(chǎn)來說，國內(nèi)與世界領(lǐng)先水平有較大差距，但沒有像芯片生產(chǎn)那樣大的差距。大致上，美國公司在設(shè)計(jì)領(lǐng)域處于第一梯隊(duì)，臺(tái)灣公司和韓國公司處于第二梯隊(duì)，大陸企業(yè)的芯片設(shè)計(jì)的水平在世界范圍內(nèi)處于第二梯隊(duì)和第三梯隊(duì)之間。

晶圓制造領(lǐng)域

晶圓是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓。在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結(jié)構(gòu)，而成為有特定電性功能的IC產(chǎn)品。晶圓的原始材料是硅，而地殼表面有用之不竭的二氧化硅。 晶圓制造是根據(jù)設(shè)計(jì)出的電路版圖，通過爐管、濕刻、淀積、光刻、干刻、注入、退火等不同工藝流程在半導(dǎo)體晶圓基板上形成元器件和互聯(lián)線，最終輸出能夠完成功能及性能實(shí)現(xiàn)的晶圓片。

在芯片行業(yè)，我們把僅從事晶圓制造的企業(yè)稱之為foundry。 晶圓制造目前在世界上的發(fā)展情況來看，臺(tái)灣的臺(tái)積電在晶圓制造領(lǐng)域領(lǐng)先世界，目前屬于世界第一的水平，臺(tái)積電目前獨(dú)一檔，第一梯隊(duì)，臺(tái)積電之后有哪些？三星、英特爾、格羅方德、UMC（聯(lián)電）、SMIC、意法半導(dǎo)體、PSMC（力晶）、華虹。大陸最強(qiáng)的中芯國際可以說屬于2.5梯隊(duì)，大陸第二的華虹屬于第三梯隊(duì)。以上芯片制造企業(yè)中，臺(tái)積電、UMC、PSMC都是臺(tái)灣企業(yè)，英特爾是美國公司，格羅方德本來是AMD的芯片生產(chǎn)部門，后來獨(dú)立出來被阿聯(lián)酋的資金收購，但目前格羅方德大部分工廠仍在美國。意法半導(dǎo)體目前應(yīng)該是歐洲在芯片生產(chǎn)領(lǐng)域最高水平。 從目前的新工藝的推進(jìn)和老工藝的成熟度來看，承載中國大陸芯片生產(chǎn)希望的中芯國際勉強(qiáng)處于第二梯隊(duì)，不說和臺(tái)積電、三星相比，就是和臺(tái)灣的UMC相比，都略有差距。而大陸芯片制造第二的華虹，目前僅僅能夠量產(chǎn)28納米芯片，落后了UMC（聯(lián)電）三年，和英特爾、臺(tái)積電的差距更大。大陸企業(yè)追趕先進(jìn)制造，任重而道遠(yuǎn)。

芯片原材料

芯片生產(chǎn)需要大量的原材料，比如硅晶圓、光刻膠等等。

對于大家經(jīng)常聽說的光刻機(jī)，我們用最通俗的語言來概括它的原理，就是投影儀+單反的原理，將激光光束透射過畫著線路圖的掩模，將芯片線路圖成比例縮小投射到涂了光刻膠的硅晶圓上，最終形成芯片的電路圖。所以硅晶圓和光刻膠是芯片生產(chǎn)過程中非常重要的原材料。 芯片制造所需的原料有很多，其中需求量最大的當(dāng)屬硅晶圓。數(shù)據(jù)顯示，硅晶圓在芯片制造材料中占比最高，達(dá)到37%。硅晶圓制造行業(yè)整合現(xiàn)象早在上世紀(jì)90年代就已經(jīng)出現(xiàn)，經(jīng)過三十年時(shí)間廝殺，目前90%的市場份額都被日韓四巨頭占據(jù)。它們分別是信越化學(xué)、環(huán)球晶圓、勝高以及SKsiltron。 在光刻膠領(lǐng)域，全球有超過87%的市場份額都被美國羅門哈斯、日本JSR、東京應(yīng)化、日本信越與富士電子材料這五家企業(yè)所壟斷，其中美國企業(yè)占到了15%市場份額，而日本企業(yè)市場份額更是超過了75%，屬于真正的美日壟斷。目前國內(nèi)在芯片原材料方面和國外差距較大。

編輯：黃飛