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客观看待中国半导体产业的发展

读者投稿 03-13 00:14 344次浏览 0条评论

近年中美在地缘政治、经济、科技、金融等领域的广泛对抗,推动了中国在发展战略上的调整。尤其是在科技领域,美国对中国进行了严格的禁止、限制和制裁,在整个西方世界推动了打压中国科技公司的行动。国际环境的剧变刺激了中国加快自主创新的决心,中国已经将创新作为未来发展的核心战略,大力发展科技创新及相关产业,成为国家支持并推动的创新行动。

在上述背景下,半导体产业成为一个风口浪尖上的科技产业。中国是全球最大的半导体芯片进口国,也是重要的芯片消费市场。为了摆脱美国对中国半导体产业的限制——实际上无法完全摆脱——中国近年显著加大了对半导体芯片产业的投资,在政府鼓励下,许多中国企业也参与到芯片研究设计和生产制造等产业环节中。

美国半导体行业协会掌握的信息显示,包括阿里巴巴、百度、中兴通讯在内的中国芯片制造商在2021年已经实现了多个突破。阿里巴巴在2021年10月推出了5纳米的伺服器CPU(即倚天710芯片)以及7纳米的云AI芯片;在2020年已实现自研7 纳米芯片商用的中兴通讯,在2021年也推出了5纳米的5G基站处理器;百度也于2021年8月推出了7纳米的云伺服器用芯片。在芯片生产方面,为进一步推动国产芯片发展,中芯国际决定在深圳扩增产能,主要用于生产28纳米及以上集成电路。中芯国际的新产能计划在2022年实现量产;中芯国际还斥资约497亿元在北京建立芯片厂,一期项目计划于2024年完工,工厂完工后将实现每月约10万片的12英寸产能。

从芯片生产来看,中国的产能正在快速上升。据国家统计局的数据,2021年中国共计生产了3594.3亿块芯片(包括本土企业和外资工厂生产的芯片),同比增长了33.3%,2020年中国芯片产量同比增长16.2%。这意味着,中国2021年的芯片产量增速是2020年的两倍。美国半导体工业协会预测,如果保持当前势头,到2024年,中国半导体行业可能占全球销量的17.4%,而2020年时这一数字仅为9%。这将使中国成为世界第三大芯片销售国,仅次于美国和韩国。仅2021年,中国就宣布新增28个芯片制造建设项目,共投资260亿美元。

从这些发展来看,中国在推动半导体产业自主发展方面成绩斐然,在较短的时间内就取得了较大成就。如果以此速度发展,中国是不是很快就能摆脱美国对中国半导体产业的技术限制了呢?

根据安邦智库(ANBOUND)研究团队掌握的信息,情况似乎没有这么乐观,对于中国在半导体产业领域的进步,我们还需要保持冷静和客观的评估。

中国企业在芯片的自主研发设计和发布上的进步,与当前半导体产业生态的变化有关。由于EDA(电子设计自动化,Electronic Design Automation)工具的进步,芯片设计的门槛下降,导致国际上许多终端厂商都选择自主研发芯片,中国也不能例外。但是,中国的芯片产业发展存在致命弱点:这些先进制程芯片,中国企业能够设计成功,但自己加工不了,几乎都靠台积电加工。由于台积电的合作厂商众多,这使得做芯片设计变得相对容易。如华为旗下的海思,十多年前即开始自研芯片,其芯片销售规模一度冲到全球前三。但由于其芯片加工高度依赖台积电,在美国出台禁令后,海思的芯片设计无人加工,对华为的高端手机和5G基站芯片遭到重创。

中国企业能否在芯片生产环节取得突破呢?中国大陆目前已成为全球重要的芯片生产地,包括本土企业和外资工厂在内,2021年中国大陆共生产了3,594.3亿块芯片。不过,中国大陆的巨大产能,在技术和产品上还停留在中低端水平。以中国大陆生产技术水平最高的中芯国际来说,其工艺水平仅限于14纳米,且未能实现较高良率的量产。由于美国及盟友的限制,中国难以买到高水平的光刻机,如对中国禁售EUV(极紫外光刻机)。在国产光刻机制造领域,大陆目前还未达到28纳米的水平。安邦的半导体产业专家判断,由于缺少EUV设备,中国大陆的芯片生产将在10-7纳米级别被迫停止。与此同时,台积电已经实现了3纳米芯片的量产。受制于地缘政治因素和技术差异,我们判断,中国大陆的芯片厂商与西方先进水平的技术代差在短期内难以缩小。

还要注意的是,为了快速弥补半导体产业的短板,中国近年对半导体产业大量投资,多个地方政府争相投入。据报道,2020年,中国境内新注册为半导体生产企业的数量为大约15,000家。这些公司里,很大一部分专注图形处理单元、电子设计自动化、逻辑芯片、AI计算等领域。一拥而上的投资也造成了一些问题,一是会出现烂尾工程,据不完全统计,近年国内多地的半导体投资烂尾项目,损失高达数千亿元。二是造成人才恶性竞争。过多的投资争抢有限的人才,互相挖人,擡高人才价格,造成人才浪费。此外,中国的半导体设计公司多,但高度同质化,高端设计少,导致内卷严重。

在国内常常会遇到这样的问题:中国发展半导体产业的决心那么大、投入的钱那么多,为什么迄今还处于落后和被动的状态?中国过去能自主搞出“两弹一星”,现在能搞成载人航天,为什么搞不出小小的芯片?

客观来看,从产业体系和市场化程度来看,小小的芯片的确比庞大的航天产业更为复杂!航天产业的市场化程度很低,客户基本上是政府,最大的投资者也是政府,中外情况类似,程度不同。因此,对大国来说,航天产业有可能以一国之力实现闭环发展。但芯片产业则完全不同,它需要在开放的市场环境下由多个国家一起来完成,其最终客户也分布在全球市场——个人消费者、企业用户、政府用户。因此,举国之力能搞成航天产业,但几乎不可能搞成完全独立的完整芯片产业链,即使美国也做不到这一点。因此,长期来看,中国半导体产业的长足发展,首先必须保持中国的市场开放,此外还有待于国际地缘政治环境的改善。

最终分析结论:

中国对半导体产业发展倾注了极大的关切,投入了巨量的资源,因此也对产业发展成就带有更多的期待。不过,半导体产业的发展需要遵从产业规律、技术进步规律、市场规律,还有赖于正常的国际环境。因此,国内对于半导体产业发展要有长期观点,要有客观判断,不可短期化,不可操之过急,不可将创新活动异化为封闭创新。


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