2024年前两个月,中国芯片出口数量达到了394.1亿个,同比增长6.3%,出口金额达到1607.1亿元,同比激增28.6%。
中国芯片出口快速增长,标志着国产芯片的竞争力和影响力正在快速提升,也为整个国产芯片产业链带了无限的想象空间。
我们都知道芯片号称信息时代的“发动机”,更是数字技术、AI、物联网的核心底座,同时也代表着国家高端制造能力。
过去10年时间里,全球芯片从28nm工艺,不断提升,14nm、7nm、5nm,直到今天的3nm,也带动了我国芯片工艺的不断提升。
2014年9月,国家大基金一期正式成立,筹备资金达到了1387亿,主要用于投资芯片和集成电路产业,二期资金更是达到了2000亿,单个项目投资就达到了百亿规模。
到了2019年,我国各地设立的集成电路产业基金突破了7000亿元。这一年,中国内地晶圆代工龙头企业中芯国际登上了科创板,AI芯片企业寒武纪市值大爆发,让中国芯片投资迎来了一波小高潮。
2020年,国产芯片投资413起,金额达到了1400多亿,同比增长了4倍,涉及芯片设计、制造、封测、EDA、半导体材料、半导体设备等多个领域。
2022年,国产芯片上市公司突破200家,中国芯片迎来一个崭新的黄金时期。
2023年,中国进口芯片4795亿颗,较2022年下降10.8%;进口金额3494亿美元,同比下降15.4%。这一年,华为发布了自主研发的麒麟9000S。
麒麟9000S CPU采用了自主研发的Ascend架构、GPU采用了马良910,支持高线程,并且制造、封测也是由内地企业完成。
海外媒体惊呼,中国芯片发展神速,这一年中国芯片自给率达到了23.3%。
进入2024年,中国芯片更进一步,不仅进口数量进一步下降,出口数量也实现了近30%的增长率。
但是,我们也要看到,中国芯片的艰难处境,看清美国为首设置的“硅篱笆”,对我国的封锁限制。
2020年,美商务部将中芯国际列入实体清单,在技术、零部件、设备的获取方面收到了限制,就连订单也不能随便接。
2022年,美商务部把长江存储、长鑫存储、上海微电子等36家中国企业列入了实体清单,中国芯片遭到了全方位的打压限制。
2023年,美、日、荷相继颁布半导体设备出口限制政策,EUV光刻设备、高端DUV光刻设备均受到了出口管制,尽管三方均表示不针对任何国家和地区,但明眼人一看就知道针对我们。
同时,美商务部还限制英伟达、AMD出口高性能AI芯片,包括英伟达A100、A800、H100、H800,AMD的RX7900系列,MI300系列。
没有先进的光刻设备、缺少AI芯片对中国芯片产业的未来威胁很大,所以在2023年下半年,国内企业加快了光刻设备的进口力度。
仅2023年12月,中国大陆从荷兰进口光刻设备金额就高达11亿美元,同比暴增1000%,大幅超过10月的6.7亿美元,和11月的8.2亿美元。全年进口半导体设备总额也接近400亿美元。
这些设备可以让我们继续保持芯片制造领域的扩张,当然主要是14nm以上的成熟工艺,7nm以下先进工艺的产能仍然不足。
想要实现先进工艺,依靠进口设备是不可能了,我们只能加大研发,走国产设备的道路。
好在,国产光刻机已经取得了很大进步:
1、中科院长春光机所实现了EUV光源的巨大进步,尽管官方并没有公布具体细节,但是中科院院长白春礼高度评价了“长春光机所在高端光刻‘卡脖子'领域的技术突破”;
2、我国自主研发的反射镜取得很大进步,与蔡司的水平进一步缩小;同时攻克了反射镜的镀膜难题,研发了国产镀膜装置;
3、上光所EUV光源团队攻克极紫外光的核心部件之一锡液滴发生器,这是产生EUV光源必需的设备之一;
4、清华大学和华卓精科合作,攻克了双工作台技术,将误差进一步缩小至2nm,达到了EUV的技术要求。
如果未来几年,我们能够研发出国产EUV光刻机,实现5nm、3nm工艺,那么国产芯片将会彻底摆脱“卡脖子”问题。
一方面研发先进半导体设备,另一方面在成熟芯片领域快速扩展,堵住台积电、三星等巨头的退路。
中芯国际斥资1500亿在北京、上海、深圳、天津新建4座晶圆厂,产能为35万片/月;
华虹集团投资470亿,在无锡新建一条12英寸晶圆生产线,新增产能8.3万片/月。
晶合集成投资210亿元,在合肥新建了一条12英寸晶圆生产线。
这些产能涉及电源模拟、高压驱动、微控制器、混合信号、射频、图像传感器等。
如果说从2008年到2013年是中国芯片的落寞之年,是坐冷板凳的时代,那么从2014年到现在的10年,就是中国芯片快速发展的10年,也是中国芯上场的时代。
中国芯的上场,让世界芯片格局发生了微妙的变化:
英特尔、SK海力士、三星纷纷在我国投资建厂,美光西安工厂扩厂,台积电南京晶圆厂扩产,并且进展十分顺利,甚至有些超预期,使得我国芯片总产能超越美国,位居全球第一。
反观台积电、三星在美国投资建厂,纷纷遇阻。台积电亚利桑那州晶圆厂,耗资400亿美元,但是正面临着人才紧缺、基础设施不足、补贴无法拿到等多种问题,致使工厂被迫延期。
三星计划在美泰勒晶圆厂投资170亿美元,但是过去一年的建造成本相比原计划翻了一番。明显高于原计划,主要原因竟然是美国的通货膨胀。
同时,华为海思杀入了高端芯片设计领域,完全可以媲美高通、英伟达;长江存储也实现了232层3D闪存的量产,时间节点要早于三星、SK海力士;长电科技成为了全球第三大半导体封测厂商,仅次于日月光和安靠。
国产EDA、半导体材料也在有条不紊的发展,虽然“卡脖子”的光刻机依然没有解决,但进步是有目共睹的。
中低端芯片,我们已经做到了领先,高端还远吗?
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