中國要邁向高端芯片制造仍有挑戰(zhàn)，需要產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)的支撐。

由下而上，再由上而下——芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展中遇到的問題，中國交給發(fā)展產(chǎn)業(yè)去解決。中國正在研究下一個五年中新一代的芯片技術(shù)的開發(fā)，并有望投資萬億美元以減少對美國技術(shù)的依賴。

上個月，國家科技體制改革和創(chuàng)新體系建設(shè)領(lǐng)導小組第十八次會議在北京召開，研究“十四五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃編制工作。會議還專題討論了面向后摩爾時代的集成電路潛在顛覆性技術(shù)。

國家對于新興芯片技術(shù)戰(zhàn)略的支持也將帶動新一輪的投資機遇。

中國教育部將半導體科學與工程列為重點學科，鼓勵更多的大學建立致力于集成電路相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)學校。上周（6月22日），深圳技術(shù)大學新材料和新能源學院與中芯國際聯(lián)合成立集成電路學院，培養(yǎng)集成電路設(shè)計和制造方面的高級應(yīng)用型技術(shù)人才。

IT咨詢公司Gartner預(yù)計，到2025年，按收入來計算，中國半導體廠商占中國半導體市場份額有望較2020年水平翻番，從15%增至30%；到2023年，資本對中國芯片企業(yè)的投資規(guī)模將較2020年規(guī)模增長80%。

但分析人士認為，由于支撐新一代芯片技術(shù)的新材料制造需要整個芯片供應(yīng)鏈的支持，還需要包括光刻機在內(nèi)的先進設(shè)備和生產(chǎn)工具的支持，中國要邁向高端芯片制造仍有挑戰(zhàn)，需要給產(chǎn)業(yè)和人才發(fā)展的時間。

建立自給自足的生態(tài)系統(tǒng)

中國已將芯片制造技術(shù)提升到國家戰(zhàn)略地位，從而支持2030年國家先進制造目標的實現(xiàn)。按照計劃，中國今年本土芯片供應(yīng)占比將提升至40%，到2025年，將進一步提升至70%。

美國榮鼎咨詢公司（RhodiumGroup）五年前曾預(yù)測，中國發(fā)展半導體芯片行業(yè)是非常有必要的。榮鼎稱，中國高度依賴進口芯片，尤其是高端芯片，這些芯片用于國家建設(shè)的方方面面，從安全角度考慮是有風險的。

這也意味著，中國加大對包括芯片和軟件在內(nèi)的技術(shù)領(lǐng)域的投資勢在必行。在復雜的全球商業(yè)環(huán)境下，中國正在建立自己的技術(shù)生態(tài)體系，以削弱對海外產(chǎn)品的依賴。

在華為等企業(yè)受限的背景下，中國正在尋求刺激芯片顛覆性新技術(shù)發(fā)展的途徑，包括向整個芯片行業(yè)提供廣泛的激勵措施，以及從目前的硅片芯片躍升至使用新材料制造的“第三代”芯片。

在中國對芯片產(chǎn)業(yè)的大力推動下，中國半導體市場上已經(jīng)涌現(xiàn)出中芯國際、韋爾股份、卓勝微、三安光電、北方華創(chuàng)、聞泰科技、華潤微、兆易創(chuàng)新、中環(huán)股份等一批市值達千億人民幣的企業(yè)。

上海交通大學副校長、中國科學院院士毛軍發(fā)在本月南京舉行的2021世界半導體大會上表示，中國可以通過“異構(gòu)集成”或單獨制造組件集成，來保持芯片行業(yè)領(lǐng)先地位。“異構(gòu)整合是后摩爾定律時代行業(yè)的新方向，這為中國在集成電路行業(yè)彎道超車提供機會。”毛軍發(fā)表示。

據(jù)毛軍發(fā)介紹，芯片現(xiàn)有兩條主要發(fā)展路線，一是延續(xù)摩爾定律，二是繞道摩爾定律。如今摩爾定律正面臨各種挑戰(zhàn)，而繞道摩爾定律有很多途徑，異構(gòu)集成電路就是其中之一。

隨著摩爾定律接近物理極限，使用新的芯片材料和異構(gòu)集成的方式被視為最有可能產(chǎn)生顛覆性創(chuàng)新的兩個領(lǐng)域

下一代芯片即第三代芯片的新材料包括碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）。但目前，大多數(shù)行業(yè)分析師認為，中國要實現(xiàn)半導體自給自足恐怕還要經(jīng)過數(shù)年時間的努力。

目前，硅基晶圓仍然主導著整個全球價值鏈。在硅晶圓材料方面，排名前三的供應(yīng)商——日本信越化學、日本勝高（SUMCO）和中國臺灣環(huán)球晶圓占據(jù)了全球約三分之二的硅材料市場份額。

根據(jù)Gartner的報告，在芯片生產(chǎn)制造供應(yīng)鏈方面，中國企業(yè)在晶圓設(shè)備和材料方面的市場份額分別不到3%和5%，技術(shù)難度非常大；在芯片設(shè)計工具EDA軟件方面的市場占比更是不足1%。

Gartner數(shù)據(jù)還顯示，2020年，中國半導體廠商在全球的市場份額為6.7%，中國排名居首的半導體廠商深圳市海思半導體有限公司的全球市場份額為1.75%。

不過Gartner強調(diào)，中國在全球電子設(shè)備供應(yīng)鏈中扮演著重要的角色。全球超過70%的電子設(shè)備是在中國制造，中國大陸的半導體產(chǎn)能占全球的18%。

資本大量涌入

Gartner認為，多重因素將推動中國本土半導體的供應(yīng)。

首先是政府層面的推動。2019年10月，國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金二期股份有限公司注冊成立，注冊資本達到2041.5億元人民幣，重點投資半導體材料和設(shè)備企業(yè)。

中芯國際已經(jīng)宣布于2019年第四季度實現(xiàn)14nm制程量產(chǎn)。但中芯國際要成為全球具有競爭力的芯片制造領(lǐng)域的領(lǐng)導企業(yè)，仍然有很長的路要走。

業(yè)內(nèi)專家認為，如果“國產(chǎn)”指的是在本土設(shè)計、制造和封裝，確實已經(jīng)實現(xiàn)。但如果要延伸到產(chǎn)業(yè)鏈，例如在設(shè)計中使用國產(chǎn)框架和知識產(chǎn)權(quán)模塊，制造中使用國產(chǎn)設(shè)備和材料，短期內(nèi)要實現(xiàn)還很困難。

標普全球評級分析師李士軒對第一財經(jīng)記者表示：“中國芯片的自給率仍然偏低。從芯片產(chǎn)業(yè)鏈的原材料、設(shè)計和工藝制造來看，原材料目前仍由美國、德國和日本掌控；設(shè)計工具軟件主要是美國廠商主導；中國大陸的芯片工藝制造與臺積電仍有5年左右的差距，因此自主芯片的發(fā)展任重道遠。”

標普認為，中國政府需要增加對芯片等關(guān)鍵領(lǐng)域的科技公司在財務(wù)和經(jīng)營方面的支持力度，包括多種形式，如注資、補貼、減稅、加速監(jiān)管審批或簡化流程等。

Gartner認為，推動中國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第二個因素是設(shè)備制造商買家的投入。Gartner預(yù)測，到2025年，中國前十大芯片買家都將擁有內(nèi)部芯片設(shè)計的能力，這些買家包括中國的智能手機廠商，比如小米、vivo、OPPO，以及百度等互聯(lián)網(wǎng)巨頭，這些廠商開發(fā)內(nèi)部芯片以減少對全球芯片供應(yīng)商的依賴。

第三個推動因素來自于5G、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等生態(tài)系統(tǒng)的擴大，以及非芯片制造領(lǐng)域資本的投入。半導體設(shè)備廠商中微半導體公司董事長尹志堯?qū)Φ谝回斀?jīng)記者表示：“產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要集聚效應(yīng)，需要瞄準芯片產(chǎn)業(yè)的尖端技術(shù)，把高端的設(shè)計、制造、設(shè)備、材料供應(yīng)和現(xiàn)在5G、AI等新技術(shù)的應(yīng)用相結(jié)合。”

根據(jù)投資研究機構(gòu)PitchBook的數(shù)據(jù)，2020年中國半導體投資總規(guī)模達到167.5億美元（約合1083億人民幣），其中非半導體制造領(lǐng)域資本投入超過100億美元。

Gartner分析師盛陵海對第一財經(jīng)記者表示：“我們看到很多非芯片制造領(lǐng)域的資本都在進入半導體領(lǐng)域，雖然從某種程度上來講推升了芯片企業(yè)的估值，但是我們?nèi)匀徽J為這對于整個芯片行業(yè)技術(shù)和產(chǎn)能的提升是有好處的。”

不過盛陵海表示，雖然中國大量資本涌入半導體領(lǐng)域，但是投資比較分散，每家公司獲得的投資很有限，使得投資難以產(chǎn)生集聚效果。

思必馳與中芯國際旗下中芯聚源合資公司——深聰智能的聯(lián)合創(chuàng)始人、CEO吳耿源對第一財經(jīng)記者表示：“國內(nèi)的芯片產(chǎn)能仍面臨嚴重的短缺，特別是先進制程，工藝成熟能夠落地的項目不多，造成這一局面的主要原因是制造的投資成本太高，風險管控能力較弱，國產(chǎn)化缺乏動力，對國產(chǎn)設(shè)備和材料的驗證不足，無法形成產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)。”

吳耿源認為，對于芯片行業(yè)而言，制造能力要擴大提升，設(shè)計則應(yīng)相應(yīng)地提高門檻。

“材料、設(shè)備和工藝是目前最大的短板，制造是整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的火車頭，可以帶動產(chǎn)業(yè)鏈后端的不足，大力促進芯片制造的方向是正確的。”吳耿源表示，“但芯片設(shè)計公司太多，門檻低、無法形成合力，這一方面浪費了國家資源和政策補貼，另一方面也難以發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)。”

一位曾在紫光集團擔任高管的專業(yè)人士告訴第一財經(jīng)記者，他正在國內(nèi)啟動一個晶圓級高端封裝測試項目，希望填補國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的空缺，強化晶圓級封測的薄弱環(huán)節(jié)，形成與國內(nèi)高端芯片企業(yè)，比如海思等配套封測制造能力，從而支持國家集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

包括華為在內(nèi)的科技企業(yè)近兩年來加大對芯片自主生產(chǎn)投入，相信“卡脖子”情況會逐漸緩解。

上述專業(yè)人士對第一財經(jīng)記者表示：“芯片制造沒有捷徑，只能靠時間積累。過去中國集成電路發(fā)展的痛點一是人才、二是資本，但現(xiàn)在隨著國家更多利好政策出臺，這兩方面的情況都在改善。”