在全球半導(dǎo)體電子供應(yīng)鏈中，我國(guó)一直處于產(chǎn)業(yè)鏈的下游。中國(guó)在半導(dǎo)體行業(yè)上的短板一直是國(guó)人心中的痛，各種緣由深究頗深，歸根結(jié)底在于我國(guó)的半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域長(zhǎng)期受到“造不如買”思想的影響，以致于缺乏科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的內(nèi)在動(dòng)力，導(dǎo)致發(fā)展落后。

在中美摩擦加劇，華為被“卡脖子”事件等一系列事件發(fā)生后，中國(guó)迫切地需要走科研自主創(chuàng)新的道路，加大對(duì)芯片領(lǐng)域的投入，來(lái)突破對(duì)我國(guó)半導(dǎo)體領(lǐng)域的封鎖。

光刻機(jī)，一直被很多人認(rèn)為是突破封鎖的重要節(jié)點(diǎn)。但事實(shí)上，中國(guó)想打破芯片封鎖，光刻機(jī)不是唯一阻攔，在整個(gè)芯片環(huán)節(jié)，中國(guó)要走的路還長(zhǎng)著。

中國(guó)在芯片環(huán)節(jié)上的現(xiàn)狀

眾所周知，在整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)鏈中共分為三大領(lǐng)域，分別是芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、芯片封測(cè)。

在芯片封測(cè)環(huán)節(jié)中，由于封測(cè)技術(shù)門檻最低、勞動(dòng)密集型的特點(diǎn)，我國(guó)有著天然的優(yōu)勢(shì)，因此封測(cè)這一環(huán)節(jié)，成為我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)中發(fā)展最快的領(lǐng)域。展望全球，線下的封測(cè)環(huán)節(jié)基本上是以美國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣和大陸為主導(dǎo)的局面。

芯片制造，是整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)門檻最高，且投入成本最高的環(huán)節(jié)，同時(shí)也是我國(guó)在芯片產(chǎn)業(yè)鏈中最為薄弱的環(huán)節(jié)，受到國(guó)外制造技術(shù)設(shè)備的牽制。

芯片設(shè)計(jì)，位于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的上游，是芯片行業(yè)的核心基礎(chǔ)。無(wú)論是計(jì)算機(jī)芯片、車輛集成芯片還是消費(fèi)類電子芯片等，都必須計(jì)劃設(shè)計(jì)。但設(shè)計(jì)芯片除了來(lái)自工程師自身的研發(fā)能力外，還需要借助EDA軟件工具的輔助?？v觀全球，世界上最著名的三EDA軟件開(kāi)發(fā)公司分別是英國(guó)的Synopsys、Cadence和西門子PLC集團(tuán)旗下的MentorGraphics，三大EDA軟件巨頭基本壟斷了世界90%以上的EDA市場(chǎng)占有率，國(guó)內(nèi)的的EDA軟件還有很長(zhǎng)的一段路需要走。

我國(guó)芯片攔路虎之一，芯片原材料的生產(chǎn)能力

眾所周知，生產(chǎn)整合芯片的原材料是硅，硅(SiO)也一直被稱為半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)。硅是在沙子中提取得到的，而沙子雖隨處可見(jiàn)，但是從沙子中獲得硅的技術(shù)卻困難重重且復(fù)雜繁瑣。中國(guó)不缺沙子，缺少的是從沙子提取硅的技術(shù)。

在從沙子中獲取硅的加工工藝環(huán)節(jié)中，對(duì)技術(shù)要求較高，要求其純度不能低于99.99999%，也就是說(shuō)，提取出硅的純度，它的殘?jiān)煞植坏贸^(guò)千萬(wàn)分之一。

這要求殘?jiān)煞植坏贸^(guò)千萬(wàn)分之一，是個(gè)什么概念？相當(dāng)于相當(dāng)于如果從沙子提取1000萬(wàn)公斤硅，它的雜質(zhì)不能超過(guò)1公斤。這等同于如果硅晶圓片是8英寸（直徑200mm），空氣中的灰塵直徑是10萬(wàn)分之一毫米，那么按照硅的純度要求，就必須要控制不能超過(guò)2?；覊m落在8英寸的硅晶圓上。

縱觀全球，在生產(chǎn)制造原材料單晶硅片的能力上，日本信越化學(xué)和SUMCO、韓國(guó)LG有機(jī)化學(xué)及中國(guó)臺(tái)灣的環(huán)球圓晶等都是硅材料方面的知名企業(yè)。國(guó)內(nèi)雖然有一定數(shù)量的企業(yè)在開(kāi)發(fā)生產(chǎn)光伏材料的產(chǎn)品，但所占比例過(guò)小。可以說(shuō)，單晶硅片的產(chǎn)能問(wèn)題是中國(guó)芯片發(fā)展趨勢(shì)上的一道高山，半導(dǎo)體原材料是行業(yè)的基石，如果這道關(guān)卡一直停滯不前，我國(guó)是不可能在產(chǎn)品的創(chuàng)新上取得原創(chuàng)性的突破。

當(dāng)然，除了原材料硅的生產(chǎn)技術(shù)之外，光刻膠及其配套試劑等芯片材料方面的問(wèn)題，都是阻礙中國(guó)芯片發(fā)展的攔路虎。

我國(guó)芯片攔路虎之二，芯片制造的生態(tài)自主問(wèn)題

每個(gè)行業(yè)都有一套配備的典型系統(tǒng)工程，從工廠的搭建到設(shè)備、技術(shù)人才等等，環(huán)環(huán)相扣構(gòu)成了良性穩(wěn)定的發(fā)展，每個(gè)環(huán)節(jié)都缺一不可。

目前來(lái)說(shuō)，由于我國(guó)的半導(dǎo)體領(lǐng)域還沒(méi)有獨(dú)立自主的生態(tài)，芯片的生態(tài)是由別國(guó)企業(yè)掌控的。芯片制造產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，涉及包括130多種裝備、5大類500多道工藝、7大類530種材料，一環(huán)被卡，整體就會(huì)被卡。而且，芯片相關(guān)的軟件生態(tài)龐大復(fù)雜，各種專利和IP壁壘，均掌握在他國(guó)手里，整個(gè)芯片市場(chǎng)壁壘高，很多時(shí)候難以繞過(guò)去。

站在半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展上來(lái)看，從科研到產(chǎn)業(yè)，其投入巨大，科研需要積累，產(chǎn)業(yè)形成需要時(shí)間，這加大了我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)彎道超車追趕的難度。盡管目前政府和企業(yè)對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)十分重視，政府也出臺(tái)相關(guān)政策進(jìn)行引導(dǎo)支持，并且政府和企業(yè)投入大量資金，但短期解決全部問(wèn)題是不可能的。

我國(guó)芯片攔路虎之三，被“卡脖子”的半導(dǎo)體設(shè)備軟件

芯片的設(shè)計(jì)離不開(kāi)EDA軟件的輔助，而我國(guó)的EDA軟件開(kāi)發(fā)尚有不足。在半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)中，設(shè)計(jì)芯片使用率高的EDA軟件有Cadence，Synopsys和Mentor；這三個(gè)軟件在全球的市場(chǎng)份額分別占有22%、33%和10%，總和超過(guò)了65%，但是這三個(gè)EDA軟件都不是我國(guó)生產(chǎn)的；國(guó)產(chǎn)的EDA軟件占市場(chǎng)比例甚少，排開(kāi)華大九天有完善成熟的技術(shù)能力之外，其余的公司都存在“缺斤少兩”的問(wèn)題。

如果沒(méi)有EDA軟件的開(kāi)發(fā)，高級(jí)集成芯片就不能設(shè)計(jì)方案。芯片設(shè)計(jì)想要完全實(shí)用，EDA手機(jī)軟件就是不可避免的課題。

中國(guó)奮起直追的當(dāng)下

半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的軌跡，從獲取原材料，到設(shè)計(jì)制造芯片的環(huán)節(jié)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從低級(jí)到高級(jí)的生態(tài)鏈，都是各國(guó)歷經(jīng)多年，集全球高端人才的知識(shí)結(jié)晶走出來(lái)的，我國(guó)想一步登天是不存在的。

我國(guó)的半導(dǎo)體行業(yè)在經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，目前還處于水深火熱之上，這表明了芯片產(chǎn)業(yè)不能一昧想著走捷徑來(lái)彎道超車，而是需要實(shí)打?qū)嵉某料滦膩?lái)，認(rèn)清差距，穩(wěn)扎穩(wěn)打的攻克難關(guān)，做好持久戰(zhàn)斗的準(zhǔn)備。

中國(guó)工信部明確表示，國(guó)家會(huì)加大力度扶持芯片產(chǎn)業(yè)，力求讓中國(guó)芯片自給率在2025年達(dá)到70%?？v觀當(dāng)下，在2020年的一年中，我國(guó)新增的和半導(dǎo)體有關(guān)的企業(yè)就高達(dá)上萬(wàn)家，體現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)芯片正在奮起直追。

IC Insights機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2025年中國(guó)大陸半導(dǎo)體芯片市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2230億美元，2020-2025年間的年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)9.2%。而2025年中國(guó)大陸生產(chǎn)半導(dǎo)體芯片產(chǎn)值將達(dá)到432億美元，2020-2025年間的年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到13.7%。
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