国产芯片离2025的目标还有多远?
7nm芯片难产?如果“中国芯”不跨过这道坎,华为或将无路可退
7nm芯片难产?如果“中国芯”不跨过这道坎,华为或将无路可退! 很多人或许并不知道,在中国拥有“芯片研发能力”的企业,真的非常多,像是华为、中兴、联发科、阿里巴巴等企业,都在此之列,中国真正欠缺的,应该是芯片制造能力,目前国产的光刻机,只能研发
2015年5月8号,国务院印发了《中国制造2025》作为中国未来十年的制造业发展纲领和目标。到今年2020年的5月,进程已经过去一半,与五年前相比,有一句话是没有变的,那就是“建设制造强国的任务是艰巨而紧迫的”。
中国制造2025的目标设定
现今进程已经过去了一半,有一些产业的发展目标看起来还是不错的。比如说由华为领导的5G技术上的突破,虽然在全球范围内的应用遭到了一些封锁和抗力,但就技术突破在国内的大范围应用而言,我认为一两年内可以实现的,很有可能在2025年之前就可以提前完成目标。
但是,在半导体和集成电路领域,情况就不太一样了。
实际上,在《中国制造2025》总纲中,具体提到集成电路的部分是相对比较笼统的描述:
集成电路及专用装备。着力提升集成电路设计水平,不断丰富知识产权(IP)核和设计工具,突破关系国家信息与网络安全及电子整机产业发展的核心通用芯片,提升国产芯片的应用适配能力。掌握高密度封装及三维(3D)微组装技术,提升封装产业和测试的自主发展能力。形成关键制造装备供货能力。
除了这些定性的描述之外,其实关于芯片也设立有一些定量的目标:
到2020年,40%的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障,受制于人的局面逐步缓解,航天装备、通信装备、发电与输变电设备、工程机械、轨道交通装备、家用电器等产业急需的核心基础零部件(元器件)和关键基础材料的先进制造工艺得到推广应用。到2025年,70%的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障,80种标志性先进工艺得到推广应用,部分达到国际领先水平,建成较为完善的产业技术基础服务体系,逐步形成整机牵引和基础支撑协调互动的产业创新发展格局。
这里面的核心基础零部件可以看做是对半导体和芯片提出的目标和要求。虽然这些产品的核心零部件不一定全部是芯片,但芯片一定是核心零部件之一。所以,这段话也可以理解为,即2020年要实现40%的芯片国产化,到2025年要达到70%。
国内芯片市场急速增长但国产化程度不升反降
虽然提出了2020年40%的目标,但是如果以去年的数据来看的话,暂时是未能完成目标的。
2019年中国的芯片市场消费的总量大约为1250亿美元,而国产芯片市场的总量大约为195亿美元,国产比例大约为15.7%,离40%的目标还需要在现有基础上增长255%。
在目标提出的当年,即2015年,全国的芯片市场大约是830亿美元,国产总量134亿美元,占比为16.14%。经过5年的发展,国产比例不升反降,反映出来的是国内芯片消费需求的急速增长和国产化缓慢进度之间的对比。消费掉的芯片毫无疑问都是下游终端应用的核心零部件,但大量的都还是依赖于进口。
我们距离设定的目标还有多远?
虽然现在半程目标看起来已经是无法完成了,那十年目标是否有希望达成呢?
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众所周知,目前的芯片技术主要是基于硅材料的,也称之为硅基芯片。而在硅基芯片上,中国是相对较落后的,因为不管是设计、还是制造都落后于国际水平。 从2018年、2019年的数据来看,芯片自给率不足20%,进口芯片金额超过3000亿美元,是进口金额最高的产品了。
从机构给出的预测来看,虽然预测2020-2025年国产化程度会有一个较大幅度的提升,但距离设定的目标仍然是比较遥远的。
根据预测,从2019年至2024年,国产芯片市场将保持17%的复合增长率,这个预测和从09年到19年的十年间相比已经可以说是飞速的增长了。但预计到2024年,飞速增长后的国产芯片市场仍然只能占到中国芯片市场总量的20.67%,距离70%的目标还很遥远。
实际上,这里的国产产量是包括了外资企业在境内设立的工厂的,台积电、SK海力士、三星和英特尔在中国境内设立的工厂生产了大部分的国产芯片。如果仅计算境内企业的话,这个比例将更低。2019年非外资的芯片市场仅为76亿美元,仅占国产芯片的38.97%。
国产芯片中仍然有超过一半是来自于外资在国内设立的工厂生产的,由中国境内企业生产的芯片中,58亿美元来自于中芯国际等代工厂,剩余的来自于国内的IDM企业。
国产半导体在全球产业链中的位置
联系到此次美国对华为海思的最新限制措施,华为海思受到美国最大的限制来自于两个方面:
- 设计软件EDA被限制,海思的整套设计软件都没法使用;
- 代工厂台积电被限制,海思设计出来的高端芯片无法生产。
台积电的代工限制实际上也是因为他们使用了美国的半导体生产设备的原因,所以其实高端代工本身是一个问题,它背后的半导体设备是另一个问题。
在半导体的几大环节中,封装测试目前是国产化程度最高的,而代工制造方面除了高端的7nm和5nm技术之外,也都是可以国产化的。设计方面EDA软件是硬伤,在可以使用美国的EDA软件的基础上,国产芯片设计能力也是相对较强的。
从这张图也可以看出,半导体设备、EDA几乎是缺失的。这也是美国限制华为的两大法宝。只要卡住这两关,不仅是华为,国内任何的芯片相关企业的产业链就几乎无法自行运转。
小结
现阶段芯片行业的自主化是面临着巨大的困难的,还是印证了纲领中的那一句话,任务是艰巨而紧迫的。而现在的问题是,我们面临困难但没有选择的余地,只能迎难而上。结果可能无法及时达到设定的目标,但保持正确的方向,同时向目标不断靠进的过程是更重要的。
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