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                            2021年了,中國芯片為何還難以跳出困境?

                            2021年了,中國芯片為何還難以跳出困境?

                            短期內,中國芯片恐難改變“不強”的狀態。但如果堅持10年,20年...100年,專注做一件事,那么還是值得期待的。

                            從美國對中興、華為的出口制裁、到中芯國際最近海外融資受限,被美國列入實體清單,中國芯片技術軟肋一覽無余。

                            中國同西方國家關系不佳迫使科技業重提“自立更生”,從美國對中興長達7年的禁令開始、再到華為遭全面封殺,中國越來越意識到,如果沒有自己的芯片,所謂的制造業大國在很大程度上不過為電子產品的組裝地。

                            為了不被美國“卡脖子”,中國近年來傾舉國之力,開展了一場類似大躍進式的造芯運動,投入了上萬億的資金,成立了成千上萬家的芯片公司,勵志獨立自主造芯片,并要一躍在2030年使中國成為.半導體行業的.者。

                            但,想跳出困境,談何容易?

                            產業鏈高度全球化

                            芯片制造工藝涉及50多個學科、數千道工序,于毫厘之間要構建幾十億個晶體管結構,目前沒有任何一個國家是獨立“自力更生”造芯片的。

                            在大規模集成電路生產的產業鏈中,將芯片圖形印制在晶圓硅片上的光刻機必不可少。目前荷蘭的阿斯麥(ASML)是.上.有能力生產高端極紫外光刻機的公司,然而,在其17家核心供應商中,一半以上來自美國,其余為德國、瑞典等公司。在股權結果方面,艾司摩爾官網資料顯示,其三大股東中,兩家來自美國,一家來自英國。美國的資本國際集團(Capital Research and Management Company)是.大股東,第二大股東是第二大股東是美國貝萊德集團(Capital Research and Management Company)。此外,臺灣的臺積電、韓國的三星等也持有阿斯麥的股份,令這兩家制造商得以享有優先拿貨權。

                            在半導體業極為復雜的產業鏈中,從材料、制造、設計、設備、封裝、生產最后到市場,環環緊扣,阿斯麥在光刻機市場上雖一家獨大,但也只是這一龐大產業鏈上的其中一環。阿斯麥光刻機的鏡頭由德國的蔡司壟斷,激光技術為美國Cymer所有,而法國公司提供關鍵的閥門。在晶圓代工環節,芯片制造的重心已經逐漸從美國轉移到亞洲,臺灣的臺積電和韓國的三星電子目前是全球兩個最.的晶圓代工生產商,但他們所需的設備則要從歐洲和美國進口。

                            在開發軟件領域,美國仍處主導地位。一項上個月發布的最新電子設計自動化(EDA)軟件市場調查顯示,在.三大芯片設計商中,美國占兩家,分別為美國的新思科技(Synopsys)和益華電腦(Cadence Design Systems),另一家是德國的西門子旗下明導國際(Mentor)。

                            柏林智庫“新責任基金會”的.研究員、科技與地緣政治項目主任克萊恩漢斯(Jan-Peter Kleinhans)說,雖然總體來說美國仍在芯片業占主導地位,但是沒有任何一個國家可以獨立造芯片。他說,芯片產業的成功是各國最.技術的結晶。以阿斯麥為例說:“他們花了二十年的時間才開發出光刻機,他們自己也得依靠一個多達大約5千個供應商的網絡,其中有多家公司在自身領域處于壟斷地位!

                            克萊恩漢斯說,缺少了其中任何一家公司,整個全球半導體價值鏈就會斷裂。

                            新美國安全研究中心的研究員科比•戈德堡說:“他們(中國)試圖建立一個完全是自己國家的半導體產業鏈,這對這個高度國際融合的產業來說更加困難!

                            總部設在德國的智庫墨卡托中國研究中心(Mercator Institute for China Studies).研究員約翰•李說,芯片生產過程建筑在西方國家幾十年的知識積累之上,短期內中國公司不可能在撇開現有產業鏈體系獨立生產芯片。

                            他說:“雖然有幾家中國公司已經有能力生產一些半導體,但是問題是,在設備產業鏈的上游你會注意到必須用到美國公司實際壟斷的技術!

                            多邊出口管制

                            民主國家對獨裁國家聯合實施的多邊出口管制最早可以追溯到70多年前成立的巴黎統籌委員會。1949年,在美國提議下,美國、英國、日本、法國、澳大利亞等17個國家在巴黎成立了巴黎統籌委員會(簡稱巴統),旨在對共產國家實施包括軍備、.技術產品等之內的禁運政策。還在1952年專門設立了一個針對中國實行禁運的執行機構“中國委員會”。

                            巴黎統籌委員會雖然早已在1994年解散,但它所制定的禁運物品列表后來被1996年簽署的有多達42個歐美和亞洲國家加入的《瓦森納協定》所繼承。該協定允許成員國對各自的技術出口實施控制,中國也再次被列入管制國家名單。

                            去年12月,《瓦森納協定》公布了新的協定修訂版,擴大了管制范圍,追加了可轉為軍用的半導體制造技術,光刻機也在《瓦森納協定》所涉及的范圍之內。

                            這一修訂版雖然沒有明說針對中國,但指出出口限制對象是非成員國,而中國、伊朗和朝鮮等都不是成員國。該協定的公布被認為是包括美國、荷蘭和日本等國聯合實施的對生產.芯片所需要設備的嚴格多邊出口管制,是成員國的一次“集體行動”。

                            由于全球半導體業的主要設備供應商所在國都加入了該協定,所以中國基本上在該協定之下已無法獲得最.的設備和技術。中芯國際官網上的資料顯示,其2015年買到的32納米的光刻機是阿斯麥2010年生產的,而5年時間對半導體業來說已讓臺積電更新換代多次了。

                            美國商務部工業安全局(BIS)在今年10月還曾宣布,根據《瓦森納協定》將六項新興技術納入《出口管理條例》,其中每一項技術都與芯片制造息息相關,是美國近年來的一系列管制措施中針對高端芯片產業鏈最直接的一次制裁。六大技術中的極紫外線光刻技術是光刻機必不可少的軟件,而5納米生產精加工芯片的技術已成為目前高端芯片時代的主流產品。

                            “新美國安全中心”(CNAS)科技與國家安全項目.研究員馬丁•拉塞爾(Martijn Rasser)說:“.自由民主國家所擁有的盟友和伙伴網絡是一個巨大的優勢,這是中國完全沒有的,對中國來說,這是一個很大的阻力!

                            “虛火”正旺,滑向低端產能粗放擴張

                            中國芯片的前途是光明的,但道路往往是曲折的。

                            從中央政府到地方政府,再到民間融資市場,中國半導體芯片行業近年來投資火爆。有業內人士分析,只要將經營范圍擴大到與集成電路相關,就能享受到地方的減稅政策,或者可以方便融資。隨著上海證券交易所科創板的建立,半導體行業注入更多的投資。根據清科研究中心發布的《2020年.季度中國股權投資市場回顧與展望》,半導體及電子設備去年.季度共獲約1083.51億元投資,同比增長280%,是所有投資行業中增長最快的領域。

                            不過,相比于投資熱錢涌動,中國芯片產業卻顯示出低效和重復投資的亂象。

                            據2020年10月統計,在一年多時間里,中國5個省份的6個百億級、甚至高達千億級的半導體規劃項目先后停擺,其中包括南京德科碼、成都格芯、陜西坤同、江蘇淮安德淮半導體、貴州華芯通和武漢弘芯半導體。

                            與此同時,中國政府重點扶植的半導體龍頭公司清華紫光集團去年11月被爆出債務違約。今年1月,受特朗普行政命令影響,中芯國際被美國場外證券交易市場OTCQX撤出。

                            華盛頓戰略與國際研究中心(CSIS)中國商務和經濟.顧問兼理事會主席甘思德(Scott Kennedy)表示,政府投資只能將芯片公司引進門,想要建立一個健康齊全的產業鏈難度極高。

                            甘思德說:“中國的資本供應幾乎是無窮無盡的,他們可以從國家或私人市場為不同的高科技產業籌集資金。不過,半導體是資本密集型的,一個制造廠的成本在50億到100億美元之間,這比研究其他技術要昂貴得多!

                            如果國內的關鍵市場仍不公平地向政策導向型企業傾斜,而不是看重最佳產品,那么中國可能很難誕生許多真正推動技術進步、可以占得科技前沿的新公司。

                            未來,中國以半導體為代表的科技產業可能會走向此前鋼鐵產業粗放型擴張、最終導致產能過剩的老路。毫無疑問,中國的制造能力非常強大,且仍在繼續大規模部署,并大幅增加產量,但市場需求會持續擴大嗎?有時需求確實會上去,有時不會。

                            值得一提的是,中國企業在芯片領域試圖“彎道超車”的另一個問題在于,中國目前發展的芯片制造技術已然落后于最.的競爭對手,按照中國通常5年一次的投資規劃,中國科研投入必然與產業發展脫節。比如,芯片的集成密度每1.5年翻,即使中國購買或設法獲得現今的技術,這一技術幾年后就過時了。

                            以制造芯片的光刻機為例,目前中國國產光刻機工藝水平為90納米,上海微電子設備公司計劃在2021年或2022年交付首臺28納米工藝的國產浸沒式光刻機。而目前.上最.的光刻機技術掌握在荷蘭ASML公司手中,他們生產的極紫外(EUV)光刻機在5納米級別。

                            半導體行業發展強調的是研發的持續性投入。美國半導體技術行業的研發投入占銷售收入的16.4%,歐洲企業的這一比率為15.3%,臺灣公司也高達10.3%,但中國公司只有8.3%。

                            結語:

                            短期內,中國芯片恐難改變“不強”的狀態。但如果堅持10年,20年...100年,專注做一件事,那么還是值得期待的。

                            我們需要的不止是奮斗,還有時間。

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