半导体国产化，中国何为？- 可再生能源管理展览会

2023上海国际电力元件、可再生能源管理展览会将行于8月29日至8月31日在上海新国际博览中心举行，邀您关注今日上海电子展新资讯：

今年10月，在美国商务部工业与安全局(BIS)再次修改出口管制条例后，美国智库CSIS战略与国际研究中心(Center for Strategic and International Studies，简称:)科技事务主任詹姆斯·刘易斯表示，“虽然中国不会因此放弃芯片制造，但可以让他们慢下来。”

从实体清单到出口管制，在美国的压力下，中国半导体国产化面临困境，业内悲观者不少。但历史的辩证法就是这么有意思:越是“卡脖子”越是厉害，说服投降的人越是理屈词穷，动摇者越是无路可退，进取者越是如鱼得水。

闭门造车不可取，也不可能向对手求饶。一切的起源，还是中国能不能把自己的事情做好:在政策和资本的帮助下，会不会再一次“抓了就死，放了就乱”？如何处理半导体国产化中独立、合作、开放的矛盾？这是一个重要的问题。

什么是中国:“从小到大”

之前亿欧写过一篇分析(《日韩芯片大战，中美谁是“黄鸟”)。韩国半导体产业虽然在存储器和闪存颗粒领域拥有绝对优势，但在材料和设备领域仍然无法自给自足，甚至在材料方面受到日本的压制。正因如此，2019年后，韩国加快了半导体产业链本土化的进程。

但在80年代末90年代初，存储器产业被美国打压后，日本在化学工业上下了赌注，成功获得了半导体材料的成功“国产化”。

1995年，东京华英(TOK)成功突破了高分辨率KrF正性光刻胶的生产，实现了商业化销售，打破了IBM对KrF光刻胶的垄断。当时日本光刻机技术也在快速突破，市场由曾经的美国厂商主导，逐渐演变成佳能和尼康为光刻机老大的时代。

与20世纪90年代不同，日本光刻机的亮点在进入21世纪后逐渐被ASML压制。从上世纪90年代末开始，日本半导体材料的竞争力逐渐加强。被美国“搞死”的DRAM行业，半死不活的光刻机行业，曾经的地位和辉煌被半导体材料、设备等行业继承。

目前，日本正在加大对光刻机新技术研发的投入。(美国出口管制，为什么ASML敢说不？”)而且不像ASML的全球分工，核心部件来自美国和德国；日本企业多采用垂直一体化生产模式，主要零部件在日本自产。

那么，也存在另一种可能:在光刻机与韩国的半导体摩擦之后，日本半导体材料行业将重演20年前日本行业的悲惨命运；然而，在美国的帮助下，通过限制ASML对中国的出口，光刻机行业再次复苏。

也就是说，半导体材料可能会失败，但半导体设备，尤其是光刻机可能会成功。

中国市场刺激日本增加光刻机投资的同时，也有助于国内半导体产业链的本土化。

贝恩的数据显示，2019年以来，半导体投资持续升温，2019年和2020年分别达到626项和783项，2021年飙升至1052项。但2022年上半年的投资比2021年慢，贝恩统计为441家。

这也与2022年半导体的下行周期以及全球PC和智能手机出货量的下滑有关。连苹果都在削减订单，上游半导体行业自然不好过。数据显示，2022年1-6月，国产品牌手机累计出货量1.15亿部，同比下降25.9%。第三季度，虽然下滑趋势有所减缓，但仍在下行:IDC报告显示，第三季度，中国智能手机市场出货量约7113万部，同比下降11.9%。

但半导体产业本身具有周期性，反周期投资也是韩国半导体产业崛起的重要因素。此外，市场往往瞬息万变。2021年整个行业还在到处“缺芯”，2022年全是“砍单”，几乎没有过渡。谁能说2023年市场景气度不会再上升？

根据财新的报告，芯片领域的投资热点已经开始分化。目前国内迅速崛起的通信连接芯片、部分存储芯片、AI芯片、相对成熟的显示芯片、功率芯片，终端市场需求大，技术限制相对较少，对外部生态没有太大依赖，是发展的首选轨迹。

近年来，国内半导体领域涌现出不少初创企业。中国半导体行业协会副理事长魏少军表示，2021年，中国大陆芯片设计公司数量达到2810家，较2020年增长26.7%。2011年，这个数字只有534。面对国内众多新晋半导体企业，有投资者表示:虽然半导体市场国内占比仍然较低，细分领域龙头长期空间较大，可以享受较高估值，但“老二、老三不可能有高估值”。

根据魏少军的测算，2021年，1000人以上的芯片设计企业只有32家，100人以下的小微企业有2351家，占比83.7%。所以有人认为小企业太多分散了半导体行业的资源，不利于整体发展。

这种说法，当然也有其道理。但是大企业从来不是天生的，除非在半导体制造这个特殊领域，大部分领域的企业都需要无数小企业的内部竞争，无数的并购，才能形成。

而且，芯片设计似乎没有芯片制造、材料、设备重要。然而，“设计与制造脱钩”已经成为一种趋势，英特尔的垂直整合IDM模式已经失去了在半导体制造领域的技术领先地位。也正是通过减法，AMD近年来利用无晶圆厂模式在IDM模式上部分反超英特尔。

更小的芯片设计公司不断涌现，虽然没有SMIC那么大，但也是产业链成长成熟的必经阶段。

什么是中国:“兼收并蓄”

长信存储董事长兼CEO朱一鸣在近日举行的2022世界集成电路大会上表示，新冠肺炎疫情和地缘政治问题频发，全球集成电路供应链安全受到一次又一次挑战。许多国家出台的补贴政策也使得集成电路产业链面临“孤岛化”的风险。全球化的逆势，伤害了产业链的创新能力和速度。集成电路产业链还是要充分发挥市场优势。产业链全球化是历史趋势，合作才能共赢。

中国通过吸引人才、收购公司等方式吸收全球技术力量；并向世界开放自己的市场，允许进口各种先进的半导体设备、材料和产品。

当然，这个过程并不是一帆风顺的。11月17日，文泰科技的子公司Nexperia(安石半导体)收到英国政府的通知，必须减持新港晶圆厂(NWF)86%的股份，回到2021年接管公司时仅持有的14%。与规则相悖的是，他们一直在这么做，试图让中国的半导体产业回到“原始时代”，尽管他们自己的企业已经陷入了周期性的寒冬。

中国作为世界上最大的需求方，在少数国家打劫只能减少自己的供给，而不能减少中国的需求。另外，企业和员工本身都有利益。一家半导体公司发布公告称:“我们拯救了一家资金短缺、濒临破产的公司，偿还了纳税人的贷款，提供了就业机会、工资、奖金和养老金，并决定自2021年起投资8000多万英镑用于设备升级。收购方同意这是唯一可行的解决方案，交易得到了威尔士政府的公开支持。”

当地威尔士政府甚至反对英国伦敦政府的决定。曲折是不可避免的，但许多外国利益相关者之间的矛盾也给了我们一些回旋的余地。中国不拘一格的开放政策和更多企业主动出击海外，必将在曲折中继续前进。

有意思的是，在美日的半导体冲突中，美国逼迫日本购买更多国外先进的半导体产品；但现在，中国的情况正好相反。不允许我们买那些高级产品，比如英伟达的显卡。

不买，就逼着自己造。事实上，中国在GPU领域已经有了小小的突破。

比如收购曾经的移动GPU之王Imagination。

2015年至2017年，Imagination授权了苹果的PowerVR系列、ARM的Mali系列和高通的Adreno IP，Imagination的表现远超后两者。苹果A9和A10处理器都采用了PowerVR的7系GPU，这也是GPU市场想象力的巅峰时刻。

2015年9月在苹果A9处理器上首发的Imagination PowerVR GT7600拥有六核(SIMD)，理论浮点性能可达115.2GFlops，比A8处理器提升近50%。2016年9月发布的A10 Fusion处理器仍然是PowerVR GT7600的定制版，六核。A10处理器的GPU架构与A9相同。相比A9，性能提升50%主要靠超频实现，可见苹果粗心大意。

2017年6月发布的苹果A10X处理器是最后一款使用PowerVR GT7600核GPU的苹果处理器，从A10的六核增加到十二核，性能翻倍。此后，苹果开发了自己的GPU，放弃了想象力。

GPU核心连续三年没有更换，并不是Imagination的IP没有更新。只是苹果不想用别人的IP。当时它已经决定自己研究了，所以不愿意再打磨了。相反，它只是简单地修理了GT7600三年。

2017年苹果宣布不再使用Imagination的授权后，很少有人对Imagination的8系和9系GPU感兴趣。不是业绩之罪，但失去苹果就意味着失去一切。ARM和高通不会使用Imagination IP。

Imagination没有技术却找不到市场，最后被一家中资机构收购。从移动GPU行业的巅峰到低谷，Imagination和苹果的关系很像寒武纪和华为的关系。

但在2019年数字系列的命名方式结束后，Imagination对GPU IP产品的命名方式也发生了变化:2019年至2021年，年底陆续发布了A系列、B系列和C系列。恐怕2022年底D系列也要按时发布了。也可以看出，想象力在被中国资本收购后，还在持续研发中。ZZ的Ubuntu T7510处理器采用了Imagination的GPU核心。

2021年发布的Imagination C系列CXT，号称“第一次在移动IP上实现桌面级的光线追迹视觉效果”，“已在多个市场获得授权”，这其中大概就包含了核心技术。

据报道，2020年10月，Imagination与Innosilicon达成了新的授权合作协议，Innosilicon从Imagination获得了当时最新的IMG B系列BXT高性能图形处理器(GPU)IP。2021年11月，C系列内核发布，集成B系列内核的风华一号显卡终于发布。

一般从IP授权到整合到SoC，再到流媒体、平台入驻、市场导入，整个周期需要18-24个月。从授权到发布，核心技术只需要13个月，开发节奏已经很快了。

国内GPU厂商较多，如石天智芯、碧湖科技、汉博半导体、随缘科技、艾欣袁志、摩尔线程等，除了龙芯等公司的CPU。国产处理器，显卡，再加上国产操作系统，可以说是万事俱备只欠“生态”。上游的半导体制造、材料、设备也在发展:一方面自力更生，另一方面也不排斥进口国外先进产品。

正如著名半导体专家莫莫康所说:在本土，国产化成功是很有希望的，但要实现全方位突破几乎是不可能的，也没有必要。国产化的过程可能比结果更重要——也就是通过国产化来展现系统的优势，一点点撕开西方禁运的“鸿沟”。

中国的“夫妻无争”是什么

日前，已经推迟数月的美国国家航空航天局(NASA)新一代火箭“太空发射系统”(SLS)从肯尼迪航天中心成功发射，展开了代号为“Al themis 1”的无人飞行试验。

按照计划，2024年，“阿尔忒弥斯-2”将进行载人绕月飞行任务，2025年，“阿尔特弥斯-3”将再次进行载人登月任务，实现自1972年NASA阿波罗17号任务以来人类再次踏上月球。

SLS火箭及其配套的猎户座飞船耗费了NASA和美国政府的大量预算，几年来预算严重超支。根据最新的估计，到2025年，美国宇航局将在这个项目上花费930亿美元——这可能仍然不够。

因为中国更完整的工业体系，更低成本的航天体系，空间站、探月、探火等项目进展更快，虽然美国航天尤其是私人航天仍领先于中国，但国际空间站退役后实力可能会发生变化。

中国在太空方面进步很快。以11月12日发射的天舟五号货运飞船为例。仅用了两个小时就成功与空间站核心舱对接。此前的快速交会对接最短时间纪录是由俄罗斯联盟号飞船MS-17于2020年10月14日创造的。与国际空间站对接用了3小时3分钟。

说到半导体的国产化，为什么要讲几个最近的航天发射案例？

对于美国来说，实现21世纪首次重返月球，其实是政府和民众都非常重视的问题，就像我们必须实现半导体产业的自主可控一样。而且，都是需要巨额投入的问题。

在半导体行业，中国和美国差距很大。虽然我们不会拒绝收购国外优秀的IP公司，吸引海外半导体人才来中国工作，但最好是在美国指定的轨道上追赶，同时画几条轨道，这样会让美国紧张。

从嫦娥一号到嫦娥五号，将实现全人类首次月球背面软着陆等多项任务，然后在2030年左右实现已宣布的载人登月目标。此外，2021年航天发射次数将达到55次，居世界第一，美国相关部门将日益紧张。

事实上，在“阿尔西米斯1号”发射当天，航天科技集团六院101所就宣布成功完成25吨级闭式膨胀机循环氢氧发动机全系统试验。该发动机是世界上推力最大的闭式膨胀机循环氢氧发动机，性能明显提高。它是为中国的月球火箭开发的。据《中国航天报》报道，SLS火箭使用的RL-10B-2膨胀机循环氢氧发动机，其原型号RL-10是美国第一台氢氧发动机，自1963年首飞至今已服役近60年。换句话说，SLS火箭还是“新瓶装旧酒”。

不过至少美国的登月火箭都发射过了，中国的重型登月火箭还在发动机研发阶段。怎样才有资格给美国一份航天领域的“路线图”？

就像刘小说里设定的世界观:即使你技术落后，只要你表现出技术爆炸的潜力，技术领先你几百年的“三人转”也会被吓死。近年来，中国航天显示了这样的潜力。中国空间站仅用了一年半时间，就实现了从“I”形、“L”形到“T”形的在轨组装。随着空间站系统工程技术的进一步成熟，如果中国愿意，甚至可以在一年内重建一个完整的T型三舱构型的空间站。

然而，美国的这枚SLS火箭却一直伴随着“超支拖延、挤占资金、问题不断、就业项目”等负面词汇。SLS火箭近年来成为“鸽王”火箭。原定于2016年底首飞的SLS火箭，在晚了6年后的今年11月16日首飞。那么，美国现在预计2025年实现载人登月，经过几年大概率的延迟，恰好非常接近中国2030年左右的目标，这将是一场几乎旗鼓相当的载人登月竞赛。

中国的载人登月工程，其目的当然不是为了配合半导体的国产化。但实际上，更多的是其他大型项目，涉及美国政府的精力，分散其可利用的资源，从而对于半导体产业链的国产化，将能够缓解泰山压顶般的巨大压力。

类似于美国给苏联定下的军备竞赛，除了半导体产业链的国产化，国家大型科技项目的稳扎稳打的攻关，比如电磁弹射、载人登月等，也会让美国独力竞争，分散更多的资源来应对。

这些“陷阱”是光明正大的，但美国不可能不跟着走。谁将是21世纪第一个重返月球的人？我们不与美国竞争，而是跟随中国的既定节奏——但美国急于争夺第一。

俗话说“你不能和你老公争，因为你不能和他斗。”

半导体国产化是中美激烈交锋的大事。美国在建工厂，补贴工厂。苹果还透露，从2024年开始，将从美国的一家工厂(大概率是TSMC亚利桑那州的Fab工厂)采购芯片，并分销TSMC台湾省工厂的订单；最近有报道说，TSMC将派包机把1000多名工程师送到美国。据台媒《商业周刊》报道，TSMC派往美国的工程师不仅是该公司亚利桑那州晶圆厂的主力，也是振兴美国半导体产业的关键人才。

巴菲特“抢购”了TSMC，这是在帮美国“数钱”，但CHIP4(美日韩台省筹建的半导体技术联盟)的另外两个成员不想自掘坟墓。

在逆全球化思潮甚嚣尘上的时候，只有中国依然坚持全球化的理念，与拥有先进技术优势的半导体企业分享中国市场。中国半导体产业的国产化并不意味着注意力只集中在半导体领域。美国越是“吃自己的饭”，中国就越会凭借市场优势开放。据统计，2021年，除ASML外，全球五大设备制造商中的其他四家(KLA、Lam Research、TEL、Applied Materials)在中国大陆的营收占比最高。中国半导体国产化的过程不会是排斥五大设备商的过程，而是会有更多的合作机会。

如前所述，中国的开放是对全世界“兼收并蓄”的。在国内半导体创业的大潮中，利用资本市场帮助更多有潜力的初创企业，让小型初创企业有机会发展壮大；在其他能从战略上刺激美国的大型科技项目的帮助下，美国原本可以对中国半导体产业施加压力的资源将被分散，中国半导体产业的发展必将是一个“只与夫争，不与夫争”的过程。

    文章来源：今日头条

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