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我国芯片行业要多久才可以赶上美国?

时间:2021-10-22    阅读:6414 次      手机扫码打开

我是一名微电子的博士生,在欧洲工作了有7年,比不上其他工作20年的大佬,就对技术方面的不做赘述了,因为自己一直以来喜欢看历史,包括西方这五百年以来的发展史,有个一知半解,就想从历史长河的角度上谈一下对这个问题的看法


西方的迅速发展史始于哥伦布的大航海。哥伦布是1492年发现新大陆,自此之后,西班牙就开启了暴发户模式,通过一系列的操作,西班牙在美洲获得了很多的黄金、矿产,做起了烟草、可可、甘蔗和橡胶的生意。有钱的西班牙就发展了自己的海军,成为海上第一强国,就这样在世界上称霸了100多年。


虽然西班牙海军军舰总数是其他国家海军之和,但是西班牙自己不造船,主要是荷兰给他造船。渐渐地,荷兰的船队发展壮大,加上荷兰是世界上第一个股票交易所的诞生地,把信用发挥到了极致,慢慢地,到了17世纪中叶,荷兰成了世界老大,有了海上马车夫的称号。


从17世纪中叶到18世纪中后期,英国和荷兰之间发生了四次战争,加上英国贸易的保护,英国就这样把荷兰耗了下去,在第一次工业革命之前,英国就已经成世界老大。英国就这样得瑟了100多年,但倒霉催的碰上一直新秀,德国,经过第一次和第二次世界大战,美国的经济实力超过英国。其实美国在19世纪末的时候经济总量就超过了英国,很大的一个原因是美国为了保护本国工业、尽快实现产业升级,实施了贸易保护政策,也就是提高关税,这样国外物美价廉并且科技含量高的产品进来就要交更高的税,从而丧失了价格优势,给本国工业发展创造了有利条件,这其实也是美国南北战争的一个很重要原因(千万不要给我说美国南北战争的起因是为了解放黑奴),因为贸易保护政策损坏了南方种植园奴隶主的利益,英国实施反制,奴隶主的农产品卖不到英国,自然就和北方的工业集团产生了矛盾。南北战争中北方胜出,美国通过贸易壁垒,很快实现了产业升级,经济总量也在逐渐超过英国。其实不仅是美国,德国和日本的发展,也是得力于本国关税的提高,这样本国产品才不至于在摇篮中被扼杀掉,促进本国企业的发展。


从以上可以看出,一个国家从开始赶超到超越,基本都用了一个世纪的时间。而且,一个国家的发展,要么靠抢,要么靠关税保护本国企业,所以,在大陆买苹果手机比在美国买苹果贵也是这么一个道理。


历史扯远了,回到我们的芯片上来。别看芯片轻如鸿毛,完成一个小小的芯片,背后依赖的一套完整的产业体系,千万不要觉得小米、voov、oppo手机销量在全球排进前五,我们的芯片发展就已经远远甩出其他国家一条街。首先,小米、voov、oppo确实很强,这也是我们国产手机的骄傲,如果某一天,不让他们使用台积电的工艺,他们也会像华为一样,市场会迅速丢失,因为我们很多关键技术都在别人手中。


那么问题来了,一个芯片的完成需要什么样的产业。说的简单点,需要设备、材料、EDA软件、制造、设计,任何一环的或缺,芯片都不能完成。


首先说设备。说到设备,不得不提光刻机,说到光刻机,不得不提荷兰的ASML,一家公司独占市场份额的70-80%,剩余市场被日本的NIKON,CANON以及中国的上海微电子瓜分。根据新闻(https://www.sohu.com/a/479836485_100123330),上海微电子交付了65nm的光刻机,这属于第四代ArF光刻机。目前,ASML的EUV光刻机属于第五代光刻机,ASML研发EUV光刻机使用了10年的时间,从2005年到2015年。也就是说,我们离着EUV的差距,还有差不多十年的时间。ASML的股东有谁,英特尔、台积电和三星,上海微电子想要追赶上去,肯定需要国家和领域人才的大力支持,如果按照这个时间走,我们可以需要10年的时间制造出EUV,但是赶超ASML,就不好说了。


EDA软件方面,全球三大EDA软甲巨头Synopsys, Cadence,Mentor,占据了全球90%的市场。在20世纪八十年代的时候,国内有一股工业软件的发展热潮,但是当时在国内,工业软件并没得到大家的重视,这一批燎原之火很快被扑灭。进入21世纪后,软件的重要性逐渐提高,现在,我们有华大九天,广立微电子,概伦电子等等,大部分是从2010年左右快速发展的。与像cadence有着30年的历史相比,还是很年轻。EDA软件的产业生态圈,使其有了很高的技术壁垒。国产EDA软件若想发展,与先进制程的晶圆厂加强合作,建立自己的生态圈是必经之路。


设计方面。设计应该是大陆在这几个领域里面追赶最快的。在美国制裁前,华为海思是排在全球设计公司前十。从2020年开始,大陆涌现了很多的模拟、射频、毫米波等等初创的设计公司,直白的说,虽然很多公司会经历洗牌,但至少说明了我国在设计类领域的人才储备还是比较多的。不过注意的一点是,比较多是相对于EDA,而并不是指我们有了足够的设计人才,因为互联网公司的大量涌现,很多做EE的学生都转行去做了CS,这就导致了设计人才的流失。工资水平的差异是一个很大的原因。目前,很多设计初创企业已经开出的价码已经比原有设计公司高出了许多,但是如果在没有持续盈利并且占有更多市场的情况,设计人员的待遇是不可能一直维持在这么高的水平。美国IT代表行业FLAG的待遇虽然也很高,但是高通、英特尔的待遇也不至于被FLAG甩出三条街,这很大的原因是高通、英特尔等美国设计公司占据了很大一部分的全球市场。在世界领域理,华人设计大牛很多,但如果国产设计公司只立足于本土市场,很难吸引到较多的全球顶尖人才。走出国门,对设计公司很重要。


工艺也就是制造这一方面,我们确实因为设备而受制于他人。我们的媒体经常提到的,大陆是没有一台EUV光刻机的(如果我没有记错的话),但是有一个细节很少被提及,那就是台积电的7nm制程其实是用DUV制造出来的,而大陆现在应该也有大约10台DUV光刻机了吧。工艺工程师应该是大陆最或缺、而且也是在这几个领域里面待遇最差的吧。当然我指的不是从宝岛台湾挖过来的梁孟松这样的大牛,而是和我们一起爆肝的一线民工。中芯国际商用的最新制程是14nm,正在全力攻克的是7nm,台积电现在已经攻克了3nm的制程,加上中间还有一个5nm,中芯国际和台积电相差了大约3个generations,按照摩尔定律,一个世代需要18个月的时间,3个世代也就是4年的时间。当然前提是我们要有EUV,前提是中芯已经开始了GAA的预研。


我作为一个名不经传的螺丝钉,无法从宏观角度去说我们多长时间会赶超头部企业。不过总体来说,我们正在逐渐的缩小差距。这两年的制裁,让我们慢慢意识到了有自己的技术是多么的重要,这也进一步加快了我们去做产业升级的步伐以及提高了我们的决心。当然,更重要的是,我们应该理性的看待我们的优势和不足,只有这样,我们才能在不足的地方发力。

作者:电子那些事儿链接:https://www.zhihu.com/question/403452621/answer/2128436638来源:知乎著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。


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