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芯片为什么不能弯道超车?中国工程院院士:道路注定艰难

[摘要]当 缺芯少魂 这一致命软肋成为美国制裁中国企业的武器,实现国产替代是必然出路。在 国产替代 的呐喊声中,IC(集成电路)产业风口催生出华为...
当“缺芯少魂”这一致命软肋成为美国制裁中国企业的武器,实现国产替代是必然出路。在“国产替代”的呐喊声中,IC(集成电路)产业风口催生出华为海思、中芯国际、长江存储、寒武纪等大厂崛起的同时,也暴露出了华丽背后的浮躁和泡沫。

很多渴望“弯道超车”的地方政府纷纷押注芯片产业,设立产业投资基金及名目繁多的补贴与奖励,大举兴建芯片产业园,打造“芯片之城”。

天眼查专业版数据显示,截至2020年10月27日,我国目前有27万余家经营范围含“集成电路、芯片、半导体”且状态为在业、存续、迁入、迁出的相关企业。其中,广东省拥有11.7万家相关企业,整体占比达43.02%,位居首位。福建省和江苏省分别位居第二、三位。

2020年1月1日至10月27日,全国新增集成电路相关企业超过5.8万家,增速高达33%以上,为历年最高。其中,第三季度新增近1.9万家。全国已有1.3万家企业转产芯片。

据《中国经济周刊》记者调查,全国造芯大跃进的背后,多地明星芯片项目以烂尾收场,芯片成了“芯骗”,留下一地鸡毛。

突围

龙芯中科董事长胡伟武提醒,发展核心技术不要幻想“弯道超车”,像芯片这样的高复杂系统能力建设需要以30年为周期,既要撸起袖子加油干,还要耐着性子坚持干,目标是在市场化条件下实现自主性。

很多身处其中的人都感觉到了浮躁。“显然是过热了,那些原本不是集成电路领域的人进来以后对这个行业明显产生了很大的影响。资本以及互联网思维的疯狂涌入,和想要快速变现的想法,都在对这个行业产生影响。”一位业内人士说。

浮躁源于庞大市场的巨大诱惑。

作为全球最大的半导体市场,中国2019年的市场规模已经超过了两万亿元。

“中国是世界上最大的电子消费国,也是美国芯片制造商最大的市场。”日前,在上海举行的第三届全球IC企业家大会上,美国半导体行业协会总裁兼CEO约翰·纽菲尔说。他给出了一组数据:2019年,中国市场占美国半导体公司收入的36%,中国是个人电脑、智能手机、电视和可穿戴电子产品的最大出口国。

中国半导体行业协会常务副理事长、中国电子信息产业发展研究院院长张立预测:到2030年,全球半导体市场的规模有望达到一万亿美元的规模。

“中国集成电路市场大有可为。”张立的依据是,中国是全球最大和最重要的集成电路应用市场,从市场的规模来看,近10年中国集成电路市场规模年均增速达到10.3%,2019年中国消费了全球约50%的集成电路产品,产业规模增长率更是达到了21.1%,远高于全球同期的6.8%。作为全球电子信息制造业的中心,中国的手机、计算机、彩电和汽车产量分别占全球总产量的90%、90%、70%和30%以上,整机生产应用极大带动了集成电路产业的发展。

盛美半导体设备股份有限公司董事长王晖分析,半导体设备公司的兴起与成长紧紧跟随全球芯片制造中心的迁移,上世纪70年代到80年代,美国是中心; 80年代后期到90年代,日本是中心; 90年代后期到现在,以中国台湾和韩国为中心;从现在到2025年,中国大陆将是中心,将出现中国半导体设备明星企业。未来10年,中国将成为全球半导体芯片制造的中心。今后10年一定有中国的半导体设备公司进入世界八强。

据工信部电子信息司副司长杨旭东公布的数据,2019年我国集成电路产业规模实现7000多亿元,同比增长15.8%。今年上半年尽管受到新冠肺炎疫情的影响,我国半导体产业依然保持了16%的增长。

而据上海集成电路产业投资基金管理有限公司总经理陈刚披露的数据,科创板首批上市的25家企业中,IC企业占6家,目前总市值前10名公司中,集成电路企业占据6家。已过会IC企业平均研发支出占营收比例约18%,其中中芯国际、芯原微、中微、寒武纪、安集科技研发投入占比超过20%,2019年度A股研发费用前20名公司的营收占比均值约为15% 。

当然,也有人警惕说,半导体集成电路这个行业不能关起门自嗨,即使做到了中国第一,也要拿到国际市场上比较。半导体企业永远是全球竞争的企业。

据陈刚透露,供应链安全需求迫切,2020年,由美国半导体行业协会(SIA)委托BCG开展的最新调研指出,中美贸易摩擦将改变全球IC产业格局,目前中国本土IC自给率仅有约14%。本土IC设计业的全球市占率为15%,整体IC产业全球市占率仅有5%。

“这是一个基础性的投资周期比较长的产业,而基础性科研恰恰是我们的短板。”上述业内人士说。他引用的一组数据颇能说明问题,我国用于基础研发的费用大概5%,用于工程化的费用大概20%,用于试错的费用在75%。“我们不停地在试错,这就大量浪费了我们的科研经费。为什么那么多资金下来以后,好多事还是解决不了?这是一个核心问题。”

显然,在这个竞争中,我们还面临诸多挑战。

在第三届全球IC企业家大会上,中国工程院院士、浙江大学微钠电子学院院长吴汉明指出,集成电路产业发展除了需要巨大的资金和人才以外,还需要突破战略性壁垒和产业性壁垒。

他还谈到了摩尔定律面临的三大瓶颈——材料限制、器件物理限制、光刻工艺限制,以及芯片制造工艺中的三大挑战——基础挑战为精密图形,核心挑战为新材料新工艺,终极挑战为提升良率。

“我国集成电路产业发展注定艰难,尤其是芯片制造工艺,挑战极为严峻。”吴汉明说。




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