中国的芯片现状如何?

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原文作者: 老和山下的小学僧

原文来源:公众号 | 老和山下的小学僧

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核心技术到底是个啥?
把技术分分类,第一类姑且叫 “可山寨技术”,或者叫 “纯烧钱技术”,有人喜欢往左边烧,有人喜欢往右边烧,于是就烧出了不同的应用技术。
这本质上是用旧技术整合出新玩意儿,比如,美帝登月的土星五号,土工的跨海大桥,小胡子的鼠式坦克,甚至包括中国长城和埃及金字塔。
打个比方,这有点像吉尼斯纪录:最长的头发,最长的指甲,等等…… 这类东西,只要钱到位,搁谁都烧的出,关键看有没有需求,所以这些也可以叫应用技术。

比如这种架桥机,几个工业大国都能搞,但搞出来只能当玩具,只有土工搞出来才赚钱。
土工发家后,迸发出海量需求,推动各种烧钱的应用技术井喷,赚了钱又可以孜孜不倦地完善各种细节,于是,可以不吹牛的说,中国的应用技术已经和整个外国平起平坐。
第二类技术,暂且叫 “不可山寨技术”,或者叫 “烧钱烧时间技术”,任何牛逼设备,你拼命往细拆,最终发现都是材料技术。做材料和做菜差不多,番茄炒蛋的成分可以告诉你,但你做的菜就是没我做的好吃,这就是核心技术。
除了生物医学之外,核心技术说到底就是材料技术。看一串例子:
发动机,工业皇冠上的明珠,是土工最遭人诟病的短板。其核心技术说白了就是涡轮叶片不够结实,油门踩狠了就得散架,无论是航天发动机、航空发动机、燃气轮机,只要带个 “机” 字,土工腰杆都有点软。
材料技术除了烧钱、烧时间,有时还要点运气。
还是以发动机为例:金属铼,这玩意儿和镍混一混,做出的涡轮叶片吊炸天,铼的全球探明储量大约 2500 吨,主要分布在欧美,70% 用来做发动机涡轮叶片,这种战略物资,妥妥被美帝禁运。前几年在陕西发现一个储量 176 吨的铼矿,可把土工乐的,马上拼了老命烧钱,这几年苦逼生活才有了起色。

稀土永磁体,就是用稀土做的磁铁,能一直保持磁性,用处大大的。高品位稀土矿大多分布在中国,所以和 “磁” 相关的技术,土工比美帝还能嘚瑟,比如核聚变、太空暗物质探测等。据说,土工前几年也对美帝禁运,逼得美帝拿铼交换,外加陕西安徽刨出来的那点铼,J20 的发动机才算有些眉目。

作为 “工业之母” 的高端机床,土工基本和男国足一个水平,只能仰望日本德国瑞士。材料是最大的限制之一,比如,高速加工时,主轴和轴承摩擦产生热变形,导致主轴抬升和倾斜,还有刀具磨损,等等,所以对加工精度要求极高的活,土工还是望 “洋” 兴叹。

光学晶体,土工的部分产品还能对美帝实施禁运,所以和光相关的技术都不弱,比如激光武器、量子通信。气动外形,得益于钱学森那辈人的积淀,与之相关的技术也是杠杠的。

如果我们继续罗列,就会发现,应用宽泛的基础性材料,中国还是落后外国,应用相对较窄的细分领域,中国逐渐领跑。
小盆友们坐端正,重点来了!
这种关键核心材料,全球总共约 130 种,也就是说,只要你有了这 130 种材料,就可以组装出世界上已有的任何设备,进而生产出已有的任何东西。
人类的核心科技,某种程度上说,指的就是这 130 种材料,其中 32% 国内完全空白,52% 依赖进口。在高端机床、火箭、大飞机、发动机等尖端领域比例更悬殊,零件虽然实现了国产,但生产零件的设备 95% 依赖进口。这些可不是陈芝麻烂谷子的事情,而是工信部 2018 年 7 月发布的数据,还新鲜着呢。
核心材料技术,说一句 “外国仍把中国摁在地上”,一点都不过分。这其实很容易理解,毕竟发家时间不长,而材料技术不但要烧钱,更要烧时间。
这里得强调一下,应用技术也很重要,它需要资金、需求和社会实际情况的结合。虽然外国有能力烧,但也许一辈子都没机会烧。这儿肯定有人抬杠了:人家只是不愿意烧,不然分分钟秒杀你!呵呵,如果强行烧钱,后果参照老毛子。
磨叽半天,该回正题了,半导体芯片之所以难,是因为它不但涉及海量烧钱的应用技术,还有众多烧钱烧时间的材料技术。为了便于小盆友理解,这话得从原理说起。
芯片原理和量子力学
很多文盲觉得量子力学只是一个数学游戏,没有应用价值。呵呵,下面咱给计算机芯片寻个祖宗,请看示范:
导体,咱能理解,绝缘体,咱也能理解,小盆友们第一次被物理整懵的,怕是半导体了,所以先替各位的物理老师把这债还上。
原子组成固体时,会有很多相同的电子混到一起,但量子力学认为,2 个相同电子没法待在一个轨道上,于是,为了让这些电子不在一个轨道上打架,很多轨道就分裂成了好几个轨道,这么多轨道挤在一起,不小心挨得近了,就变成了宽宽的大轨道。这种由很多细轨道挤在一起变成的宽轨道就叫能带。
有些宽轨道挤满了电子,电子就没法移动,有些宽轨道空旷的很,电子就可自由移动。电子能移动,宏观上表现为导电,反过来,电子动不了就不能导电。
好了,我们把事情说得简单一点,不提 “价带、满带、禁带、导带” 的概念,准备圈重点!
有些满轨道和空轨道挨的太近,电子可以毫不费力从满轨道跑到空轨道上,于是就能自由移动,这就是导体。一价金属的导电原理稍有不同。
但很多时候两条宽轨道之间是有空隙的,电子单靠自己是跨不过去的,也就不导电了。但如果空隙的宽度在 5ev 之内,给电子加个额外能量,也能跨到空轨道上,跨过去就能自由移动,也就是导电。这种空隙宽度不超过 5ev 的固体,有时能导电有时不能导电,所以叫半导体。
如果空隙超过 5ev,那基本就得歇菜,正常情况下电子是跨不过去的,这就是绝缘体。当然,如果是能量足够大的话,别说 5ev 的空隙,50ev 都照样跑过去,比如高压电击穿空气。
到这,由量子力学发展出的能带理论就差不多成型了,能带理论系统地解释了导体、绝缘体和半导体的本质区别,即,取决于满轨道和空轨道之间的间隙,学术点说,取决于价带和导带之间的禁带宽度。

半导体离芯片原理还很遥远,别急。
很明显,像导体这种直男没啥可折腾的,所以导线到了今天仍然是铜线,技术上没有任何进展,绝缘体的命运也差不多。
半导体这种暧暧昧昧的性格最容易搞事情,所以与电子设备相关的产业基本都属于半导体产业,如芯片、雷达。
下面有点烧脑细胞。
基于一些简单的原因,科学家用硅作为半导体的基础材料。硅的外层有 4 个电子,假设某个固体由 100 个硅原子组成,那么它的满轨道就挤满了 400 个电子。这时,用 10 个硼原子取代其中 10 个硅原子,而硼这类三价元素外层只有 3 个电子,所以这块固体的满轨道就有了 10 个空位。这就相当于在挤满人的公交车上腾出了几个空位子,为电子的移动提供了条件。这叫 P 型半导体。
同理,如果用 10 个磷原子取代 10 个硅原子,磷这类五价元素外层有 5 个电子,因此满轨道上反而又多出了 10 个电子。相当于挤满人的公交车外面又挂了 10 个人,这些人非常容易脱离公交车,这叫 N 型半导体。
现在把 PN 这两种半导体面对面放一起会咋样?不用想也知道,N 型那些额外的电子必然是跑到 P 型那些空位上去了,一直到电场平衡为止,这就是大名鼎鼎的 “PN 结”。(动图来自《科学网》张云的博文)

这时候再加个正向的电压,N 型半导体那些额外的电子就会源源不断跑到 P 型半导体的空位上,电子的移动就是电流,这时的 PN 结就是导电的。

如果加个反向的电压呢?从 P 型半导体那里再抽电子到 N 型半导体,而 N 型早已挂满了额外的电子,多出来的电子不断增强电场,直至抵消外加的电压,电子就不再继续移动,此时 PN 结就是不导电的。

当然,实际上还是会有微弱的电子移动,但和正向电流相比可忽略不计。

如果你已经被整晕了,没关系,用大白话总结一下:PN 结具有单向导电性。
好了,我们现在已经有了单向导电的 PN 结,然后呢?把 PN 结两端接上导线,就是二极管:

有了二极管,随手搭个电路:

![](data:image/svg+xml;utf8,)

三角形代表二极管,箭头方向表示电流可通过的方向,AB 是输入端,F 是输出端。如果 A 不加电压,电流就会顺着 A 那条线流出,F 端就没了电压;如果 AB 同时加电压,电流就会被堵在二极管的另一头,F 端也就有了电压。假设把有电压看作 1,没电压看作 0,那么只有从 AB 端同时输入 1,F 端才会输出 1,这就是 “与门电路”,
同理,把电路改成这样,那么只要 AB 有一个输入 1,F 端就会输出 1,这叫 “或门电路”:

![](data:image/svg+xml;utf8,)

现在有了这些基本的逻辑门电路,离芯片就不远了。你可以设计出一种电路,它的功能是,把一串 1 和 0,变成另一串 1 和 0。
简单举个例子,给第二个和第四个输入端加电压,相当于输出 0101,经过特定的电路,输出端可以变成 1010,即第一个和第三个输出端有电压。

我们来玩个稍微复杂一点的局:

左边有 8 个输入端,右边有 7 个输出端,每个输出端对应一个发光管。从左边输入一串信号:00000101,经过中间一堆的电路,使得右边输出另一串信号:1011011。1 代表有电压,0 代表无电压,有电压就可以点亮对应的发光管,即 7 个发光管点亮了 5 个,于是,就得到了一个数字 “5”,如上图所示。
终于,我们已经搞定了数字是如何显示的!如果你想进行 1+1 的加法运算,其电路的复杂程度就已经超过了 99% 的人的智商了,即便本僧亲自出手,设计电路的运算能力也抵不过一副算盘。
直到有一天,有人用 18000 只电子管,6000 个开关,7000 只电阻,10000 只电容,50 万条线组成了一个超级复杂的电路,诞生了人类第一台计算机,重达 30 吨,运算能力 5000 次 / 秒,还不及现在手持计算器的十分之一。不知道当时的工程师为了安装这堆电路,脑子抽筋了多少回。

接下来的思路就简单了,如何把这 30 吨东西,集成到指甲那么大的地方上呢?这就是芯片。
芯片制造与中国技术
为了把 30 吨的运算电路缩小,工程师们把多余的东西全扔了,直接在硅片上制作 PN 结和电路。下面从硅片出发,说说芯片的制作过程和中国所处的水平。
第一:硅

把这玩意儿氯化了再蒸馏,可以得到纯度很高的硅,切成片就是我们想要的硅片。硅的评判指标就是纯度,你想想,如果硅里有一堆杂质,那电子就别想在满轨道和空轨道之间跑顺畅。
太阳能级高纯硅要求 99.9999%,这玩意儿全世界超过一半是中国产的,早被玩成了白菜价。芯片用的电子级高纯硅要求 99.999999999%(别数了,11 个 9),几乎全赖进口,直到 2018 年江苏的鑫华公司才实现量产,目前年产 0.5 万吨,而中国一年进口 15 万吨。
难得的是,鑫华的高纯硅出口到了半导体强国韩国,品质应该还不错。不过,30% 的制造设备还得进口……
高纯硅的传统霸主依然是德国 Wacker 和美国 Hemlock(美日合资),中国任重而道远。
第二:晶圆
硅提纯时需要旋转,成品就长这样:

所以切片后的硅片也是圆的,因此就叫 “晶圆”。这词是不是已经有点耳熟了?

切好之后,就要在晶圆上把成千上万的电路装起来的,干这活的就叫 “晶圆厂”。各位拍脑袋想想,以目前人类的技术,怎样才能完成这种操作?
用原子操纵术?想多了,朋友!等你练成御剑飞行的时候,人类还不见得能操纵一个一个原子组成各种器件。晶圆加工的过程有点繁琐。
首先在晶圆上涂一层感光材料,这材料见光就融化,那光从哪里来?光刻机,可以用非常精准的光线,在感光材料上刻出图案,让底下的晶圆裸露出来。然后,用等离子体这类东西冲刷,裸露的晶圆就会被刻出很多沟槽,这套设备就叫刻蚀机。在沟槽里掺入磷元素,就得到了一堆 N 型半导体。
完成之后,清洗干净,重新涂上感光材料,用光刻机刻图,用刻蚀机刻沟槽,再撒上硼,就有了 P 型半导体。
实际过程更加繁琐,大致原理就是这么回事。有点像 3D 打印,把导线和其他器件一点点一层层装进去。

这块晶圆上的小方块就是芯片。芯片放大了看就是成堆成堆的电路,这些电路并不比那台 30 吨计算机的电路高明,最底层都是简单的门电路。只是采用了更多的器件,组成了更庞大的电路,运算性能自然就提高了。
据说这就是一个与非门电路:

提个问题:为啥不把芯片做的更大一点呢?这样不就可以安装更多电路了吗?性能不就赶上外国了嘛?
这个问题很有意思,答案出奇简单:钱!一块 300mm 直径的晶圆,16nm 工艺可以做出 100 块芯片,10nm 工艺可以做出 210 块芯片,于是价格就便宜了一半,在市场上就能死死摁住竞争对手,赚了钱又可以做更多研发,差距就这么拉开了。
说个题外话,中国军用芯片基本实现了自给自足,因为咱不计较钱嘛!可以把芯片做的大大的。另外,越大的硅片遇到杂质的概率越大,所以芯片越大良品率越低。总的来说,大芯片的成本远远高于小芯片,不过对军方来说,这都不叫事儿。

可别把 “龙芯” 和“汉芯” 混为一谈
第三:设计与制造
用数以亿计的器件组成如此庞大的电路,想想就头皮发麻,所以芯片的设计异常重要,重要到了和材料技术相提并论的地步。
一个路口红绿灯设置不合理,就可能导致大片堵车。电子在芯片上跑来跑去,稍微有个 PN 结出问题,电子同样会堵车。这种精巧的线路设计,只有一种办法可以检验,那就是:用!大量大量的用!现在知道芯片成本的重要性了吧,因为你不会多花钱去买一台性能相同的电脑,而芯片企业没了市场份额,很容易陷入恶性循环。
正因为如此,芯片设计不光要烧钱,也需要时间沉淀,属于 “烧钱烧时间” 的核心技术。既然是核心技术,自然就会发展出独立的公司,所以芯片公司有三类:设计制造都做、只做设计、只做制造。
半导体是台湾少有的仍领先大陆的技术了,基于两岸实质上的分治状态,所以中国大陆和台湾暂且分开表述。
早期的设计制造都是一块儿做的,最有名的:美国英特尔、韩国三星、日本东芝、意大利法国的意法半导体;中国大陆的:华润微电子、士兰微;中国台湾的:旺宏电子等。
外国、台湾、大陆三方,最落后的就是大陆,产品多集中在家电遥控器之类的低端领域,手机、电脑这些高端芯片几乎空白!

后来随着芯片越来越复杂,设计与制造就分开了,有些公司只设计,成了纯粹的芯片设计公司。如,美国的高通、博通、AMD,中国台湾的联发科,大陆的华为海思、展讯等。
挨个点评几句。
大名鼎鼎的高通就不多说了,世界上一半手机装的是高通芯片;博通是苹果手机的芯片供应商,手机芯片排第二毫无悬念;AMD 和英特尔基本把电脑芯片包场了。这些全是美国公司,世界霸主真不是吹的。
台湾联发科走的中低端路线,手机芯片的市场份额排第三,很多国产手机都用,比如小米、OPPO、魅族。不过最近被高通干的有点惨,销量连连下跌。
华为海思是最争气的,大家肯定看过很多故事了,不展开。除了通信芯片,海思也做手机用的麒麟芯片,市场份额随着华为手机的增长排进了前五。个人切身体会,海思芯片的进步真的相当不错 (这一波广告,不收华为一分钱)。
展讯是清华大学的校办企业,比较早的大陆芯片企业,毕竟不能被人剃光头吧,硬着头皮上,走的是低端路线。前段时间传出了不少危机,后来又说是变革的开始,过的很不容易,和世界巨头相差甚多。
大陆还有一批芯片设计企业,晨星半导体、联咏科技、瑞昱半导体等,都是台湾老大哥的子公司,产品应用于电视、便携式电子产品等领域,还挺滋润。
在大陆的芯片设计公司,台湾顶住了大半边天!

还有一类只制造、不设计的晶圆代工厂,这必须得先说台湾的台积电。正是台积电的出现,才把芯片的设计和制造分开了。2017 年台积电包下了全世界晶圆代工业务的 56%,规模和技术均列全球第一,市值甚至超过了英特尔,成为全球第一半导体企业。
晶圆代工厂又是台湾老大哥的天下,除了台积电这个巨无霸,台湾还有联华电子、力晶半导体等等,连美国韩国都得靠边站。
大陆最大的代工厂是中芯国际,还有上海华力微电子也还不错,但技术和规模都远不及台湾。不过受制于台湾诡谲的社会现状,台积电开始布局大陆,落户南京。这几年台资、外企疯狂在大陆建晶圆代工厂,这架势和当年合资汽车有的一拼。

大陆的中芯国际具备 28nm 工艺,14nm 的生产线也在路上,可惜还没盈利。大家还是愿意把这活交给台积电,台积电几乎拿下了全球 70% 的 28nm 以下代工业务。
美国、韩国、台湾已具备 10nm 的加工能力,最近几个月台积电刚刚上线了 7nm 工艺,稳稳压过三星,首批客户就是华为的麒麟 980 芯片。这俩哥们儿早就是老搭档了,华为设计芯片,台积电加工芯片。
说真的,如果大陆能整合台湾的半导体产业,并利用灵活的政策和庞大的市场促进其进一步升级,土工追赶美帝的步伐至少轻松一半。现在嘛,大陆任重而道远呐!

第四:核心设备
芯片良品率取决于晶圆厂整体水平,但加工精度完全取决于核心设备,就是前面提到的 “光刻机”。
光刻机,荷兰阿斯麦公司 (ASML) 横扫天下!不好意思,产量还不高,你们慢慢等着吧!无论是台积电、三星,还是英特尔,谁先买到阿斯麦的光刻机,谁就能率先具备 7nm 工艺。没办法,就是这么强大!

日本的尼康和佳能也做光刻机,但技术远不如阿斯麦,这几年被阿斯麦打得找不到北,只能在低端市场抢份额。
阿斯麦是唯一的高端光刻机生产商,每台售价至少 1 亿美金,2017 年只生产了 12 台,2018 年预计能产 24 台,这些都已经被台积电三星英特尔抢完了,2019 年预测有 40 台,其中一台是给咱们的中芯国际。
既然这么重要,咱不能多出点钱吗?第一:英特尔有阿斯麦 15% 的股份,台积电有 5%,三星有 3%,有些时候吧,钱不是万能的。第二,美帝整了个《瓦森纳协定》,敏感技术不能卖,中国、朝鲜、伊朗、利比亚均是被限制国家。
有意思的是,2009 年上海微电子的 90 纳米光刻机研制成功 (核心部件进口),2010 年美帝允许 90nm 以上设备销售给中国,后来中国开始攻关 65nm 光刻机,2015 年美帝允许 65nm 以上设备销售给中国,再后来美帝开始管不住小弟了,中芯国际才有机会去捡漏一台高端机。
不过咱也不用气馁,咱随便一家房地产公司,销售额轻松秒杀阿斯麦,哦耶!

重要性仅次于光刻机的刻蚀机,中国的状况要好很多,16nm 刻蚀机已经量产运行,7-10nm 刻蚀机也在路上了,所以美帝很贴心的解除了对中国刻蚀机的封锁。
在晶圆上注入硼磷等元素要用到 “离子注入机”,2017 年 8 月终于有了第一台国产商用机,水平先不提了。离子注入机 70% 的市场份额是美国应用材料公司的。涂感光材料得用 “涂胶显影机”,日本东京电子公司拿走了 90% 的市场份额。即便是光刻胶这些辅助材料,也几乎被日本信越、美国陶氏等垄断。

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2015 年至 2020 年,国内半导体产业计划投资 650 亿美元,其中设备投资 500 亿美元,再其中 480 亿美元用于购买进口设备。
算下来,这几年中国年均投入 130 亿,而英特尔一家公司的研发投入就超过 130 亿美元。
论半导体设备,中国,任无比重、道无比远啊!
第五:封测
芯片做好后,得从晶圆上切下来,接上导线,装上外壳,顺便还得测试,这就叫封测。
封测又又又是台湾老大哥的天下,排名世界第一的日月光,后面还跟着一堆实力不俗的小弟:矽品、力成、南茂、欣邦、京元电子。
大陆的三大封测巨头,长电科技、华天科技、通富微电,混的都还不错,毕竟只是芯片产业的末端,技术含量不高。
中国芯
说起中国芯片,不得不提 “汉芯事件”。2003 年上海交通大学微电子学院院长陈进教授从美国买回芯片,磨掉原有标记,作为自主研发成果,骗取无数资金和荣誉,消耗大量社会资源,影响之恶劣可谓空前!以致于很长一段时间,科研圈谈芯色变,严重干扰了芯片行业的正常发展。

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硅原料、芯片设计、晶圆加工、封测,以及相关的半导体设备,绝大部分领域中国还是处于 “任重而道远” 的状态,那这种懵逼状态还得持续多久呢?根据 “烧钱烧时间” 理论,掐指算算,大约是 2030 年吧!国务院印发的《集成电路产业发展纲要》明确提出,2030 年集成电路产业链主要环节达到国际先进水平,一批企业进入国际第一梯队,产业实现跨越式发展。
当前,中国芯片的总体水平差不多处在刚刚实现零突破的阶段,虽然市场份额微乎其微,但每个领域都参了一脚,前景还是可期待的。

极限
文末,习惯性抱怨一下人类科技的幼稚。芯片,作为大伙削尖脑袋能达到的最高科技水准,其基础的能带理论竟然只是个近似理论,电子的行为仍然没法精确计算。再往大了说,别看现在的技术纷繁复杂,其实就是玩玩电子而已,至于其他几百种粒子,还完全不知道怎么玩!
芯片加工精度已经到了 7nm,虽然三星吹牛说要烧到 3nm,可那又如何?你还能继续烧吗?1nm 差不多就是几个原子而已,量子效应非常显著,近似理论就不好使了,电子的行为更加难以预测,半导体行业就得在这儿歇菜。
烧钱也好,烧时间也罢,烧到尽头就是理论物理。基础科学除了烧钱烧时间,还得烧人,烧的异常惨烈,100 个高智商,99 个都是垫脚石!工程师可以半道出家,但物理学家必须科班出身,基础科学在中国被忽视了五千多年,如今每年填报热度还不如耍戏的。
不能光折腾电子了,为了把中微子也用起来,咱赶紧忽悠,哎,不对,是呼吁更多孩子学基础科学吧!

最后,欣赏一下 “芯片是怎样炼成的?”

芯片是怎样炼成的?

公众号文章(未删减版):

中国的芯片现状如何?

守正出奇才

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半导体的作用就像上个世纪的石油,一样资源一旦被摆上了战略的高度,那就必然会陷入大国的博弈。当资本、资源、人才等要素汇集时,中国在半导体产业上也必将迎来突破。

半导体行业长期的逻辑是,它让数字化生活更早地来到了人们身边。

在我们的日常生活中,会产生无数的数据,这些数据最初都是来源于人们对美好生活的记录。

例如大家在互联网上,上传的图片、视频、文字等等。

我们展望未来的话,储存这么多的数据,必然需要大量的电力。

因此对于半导体行业来说,推动更先进制程的芯片,也就成了行业的趋势。

在资本开支之下,我们不可避免地看到行业进入新一轮的整合阶段,这也是我们选择在当下看半导体的原因。

那这个行业究竟应该怎么看?

我们在这里整合了半导体 - 制造行业研究精华成果,讲透芯片行业前世今生未来。

投资、创业,建立、提升、变现认知必备。后附「产业地图」指南、配套精品视频。

本文主要解答五个问题,看完这五个问题,你会全面系统认知「半导体 - 制造」行业,相信你会对这个行业的未来发展趋势做出判断:

1 总论:数据构建的世界

2 设计:下游决定一切

3 代工:少数者的游戏

4 封测:周期反转还是反弹

5 功率半导体:缺芯的背后

01 总论:数据构建的世界

在 2021 年上半年,美国著名的资管公司 Capital Group,对半导体行业下过这样的判断。他们认为在数据需求日益增长的本世纪半导体的作用就像上个世纪的石油为全球经济的增长提供了动力

一样资源一旦被摆上了战略的高度,那就必然会陷入大国的博弈,上世纪的石油是这样,近两年来的半导体也是。

例如中国,在最新的五年计划中,已把发展半导体产业列为最高级别的战略重心。

当资本、资源、人才等要素汇集时,中国在半导体产业上也必将迎来突破。

所以,正是在产业突破的前夕,我们计划讲半导体行业。

作为远川来说,我们历来就有研究半导体的传统,从戴老板早期的《中国芯酸往事》,再到科技组的一篇篇文章,这些内容都奠定了我们做研究的基础。

这里我们聚焦的是制造环节,这一环节我们主要是按照分工来划分,分为设计、晶圆制造、封测这三块内容。

2021 年的头两个月,中国大陆的集成电路累计产量,突破 530 亿块,同比增长达到了 80%,不仅是产量突破了历史新高,增长率也达到了历史的峰值。

虽然产量在大幅度的增加,但整个半导体行业仍处于供不应求的状况,「缺芯」这两个字,始终贯穿了 2021 年的上半年。

而供不应求,又和 2020 年的「疫情」密不可分。

在疫情的影响下,许多公司被迫选择了居家办公,这就增加了 PC、游戏主机、家用电器以及云计算应用的需求,而这些设备的核心都是芯片。

最典型的例子就是 PC 市场,过去的十年里,PC 销量逐年下滑,但这一趋势,在 2020 年的下半年得到了逆转,因此这也带动相关半导体需求的增长.

要知道根据彭博社的预计,2025 年时,对于 PC 电脑的需求,可以占到总需求的 32%。

当然疫情也只是个表象,或者说是个催化剂,它让数字化生活更早地来到了人们身边。而这正是半导体行业长期的逻辑。

在我们的日常生活中,会产生无数的数据,这些数据最初都是来源于,人们对美好生活的记录,例如大家在互联网上,上传的图片、视频、文字等等。

但在 2018 年时,由机器生成的数据第一次超过人类。并且根据海外机构的预测,到 2025 年时,机器将产生 99% 的数据,而人类产生数据只占 1%。

所以我们展望未来的话储存这么多的数据必然需要大量的电力

资本集团做过这样的测算,目前数据中心的耗电量占到全球用电的 3%,如果不降低半导体的功耗,按照目前的状态下去,10 年后,3% 就会变成 10%。

因此对于半导体行业来说,推动更先进制程的芯片,也就成了行业的趋势。

但越先进的制程,有能力生产的厂家也就更少。

所以为了追上行业对先进制程的需求,全球的半导体公司,都在加大扩产的步伐。

例如,台积电(1000 亿美元)、英特尔(200 亿美元)、三星(170 亿美元)都有庞大的资本开支计划。

总的来说,由于未来的生活,不可避免地走向数字化,这加大了半导体行业的需求,而这庞大的需求,又推动了巨头们的资本开支计划。

所以在资本开支之下,我们不可避免地看到行业进入新一轮的整合阶段,这也是我们选择在当下看半导体的原因。

说完了为什么要在现在关注半导体,下面我们来说下这个行业究竟应该怎么看。

前面我们说到,半导体的制造流程主要分为设计晶圆制造封测这三个环节

我们按照顺序,先从设计开始说起,注意啊,我们这里的设计具体说的是 IC 设计。 对于半导体设计公司来说,我们不仅要研究公司的竞争力,还要关注应用端的发展情况。

最典型的案例就是,「A」股代言人汇顶科技,因为它的主要产品指纹识别芯片,被日益兴起的面部识别所替代,所以市场空间也在逐渐的萎缩,公司的股价也走出标准的「A」字型。

有反面案例,自然也有正面的,半导体板块两大领头羊,卓胜微和韦尔股份,正是出产射频芯片。

而目前,我们在通讯方面的大背景,正是从 4G 转向 5G,这就需要智能手机支持更多的频段。

我们以苹果第一款 5G 手机 IPHONE 12 为例,为支持 5G 信号,IPHONE 12 一口气在原有的基础上,新增 17 个 5G 频段(美版由于支持毫米波,需要再添 3 个频段)。因此终端对于射频庞大的需求,也支撑了这些公司的基本面。

说完了设计,我们看看晶圆制造这个环节.

和设计所不同,晶圆制造就是我们更常听到的代工,更具制造业的属性,比拼的则是老三样:工艺技术壁垒)、产能资金壁垒和价格当期盈利能力)。

这三样相对来说比较好理解,我们这里主要讲下大逻辑。

虽然我们上文说到,2021 年头部晶圆厂都在加大资本开支,但有能力建造 7 纳米(nm)以下的仅有两家。而在 5G/HPC 等需求下,先进制程的芯片依然不够用,所以对于这些先进制程的芯片来说,行业依然是供需错配。

另一方面,虽然这两年有大额度的资本开支,但是晶圆厂的扩产也需要时间,产能爬坡后,稳定的生产可能要等到 2023 年。

相比于代工环节,国内厂商依然是追赶的姿态,在封测环节,很多国产厂商已跻身全球第一梯队。

封测环节是属于典型的重资产,所以产能利用率十分关键。

如果当周期上行时,产能利用率大幅提升,重资产的封测环节容易迎来较高的利润弹性。

这也是 2020 年上半年,当市场预期半导体行业将要迎来反转时,封测环节的走势最为强势的原因。

总的来说,也是一个很简单的经济学原理,周期反转时,重资产的环节,利润弹性最大。

但封测环节有一个缺陷,那就是扩产周期太短,仅有半年左右,行业格局变动较大。

最后我们做下总结,2020 年上半年的疫情,加快了数字化生活的脚步,而数字化生活必然产生庞大的数据,要处理这些数据就得依赖更为先进制程的芯片这就构成了半导体行业最大的逻辑

而对于研究行业来说,我们依据制造流程,把行业分为三个部分,分别是设计、晶圆制造和封测。

设计更需关注下游应用层面的持续性,这决定了相关公司的走势。

对于制造环节来说,由于更像是制造业,比拼的是工艺(技术壁垒)、产能(资金壁垒)和价格(当期盈利能力)。

而封测由于是重资产的环节,一旦行业周期反转时,利润的兑现也比较可观,但由于行业扩产较快,所以格局相对不太稳定。

02 设计:下游决定一切

简单的介绍了半导体行业,我们正式进入产业链的部分。

在开始介绍半导体产业之前,我们先来看下几种主要的生产模式。

目前来看,行业主要分为四种模式分别是 IDMFoundryFabless封测厂

我们简单的介绍下这四种模式,前面我们提到过,半导体的制造流程主要分为设计、制造、封测这三步。

IDM,是三步均有涉及,Foundry、Fabless 以及封测厂,主要是各自覆盖其中一个环节。

我们先从设计环节讲起,这里提到的大部分企业都是采用了 Fabless 的模式。

在说设计之前,我们先来看什么是设计,半导体产业链为什么需要设计呢?

简单来说半导体的制造是一个把抽象化的要求一步步具象化变成实体的过程

所以为了完成这个从需求到实体的过程,半导体在制造之初,就得把需求(系统、逻辑、性能等)都明确下来,然后再一步步按图索骥,形成产成品。

当然具体的设计流程是要比我们刚刚说的要复杂的多,具体包括,功能验证、逻辑综合、布局布线和 Sign-Off。

简单的介绍了设计之后,我们来看下这几年来,设计在产业链中的地位是如何的变化的。

根据 IC Insights 调研的数据,过去十年来,「代工 + 设计」(「Foundry+Fabless」)的模式域逐渐取代一体化(「IDM」)的模式。

产业链垂直分工的不断深化,使得设计(「Fabless」)公司成为过去十年的大赢家。

说完了过去十年,设计公司在产业链上的地位变迁后,我们来看下,设计厂商内部的分化情况,这对于我们推测后续的行业走势很有帮助。

过去十年来,设计公司的兴起,很大的一个的原因便是,智能手机。

以 2020 年的格局为例,第一的高通、第四的联发科、第五名的苹果,以及虽未上榜,但在制裁前活力十足的海思,这些厂商都是智能手机 SoC(系统级芯片)的供应商。

除开这些 SoC 厂商,第二的博通、第八的美满,它们的主业都是通讯连接芯片,而第十的联咏则是 TDDI(触控与显示驱动器集成)龙头。

不论是 SoC,还是通讯亦或是显示驱动芯片,它们的需求都是被下游的智能手机带起,因此对于设计公司来说,踩对风口,那就等于辉煌的十年。

对于中国厂商来说,半导体属于后发的产业。

因此在未来很长一段时间内国产替代都会成为半导体行业一个很大的投资逻辑

所以我们先来看下,在设计这个领域,国内比较有竞争力的几家企业。

根据高德纳公司的调研数据,无论哪个细分,中国设计厂商的全球份额都不到 15%,所以空间上还是比较大的。

我们以设计领域龙头卓胜微为例,从它一路的发展历程,可以看出优秀的设计厂商,它们的行业天花板是很高的。

卓胜微在创立之初并没有选择,切入市场空间更大的的功率放大器和滤波器市场,反而选择了门槛较低、市场较小的的射频开关.

然后再凭借在射频开关上的成功,和众多安卓厂商建立良好的合作关系,接着发力前端芯片,以及向模组化推进.

从一个 20 亿美元的市场,扩到 200 亿美元,足见成长性。

刚刚说到了些通信方面的专有名词,大家可能听的比较蒙。

实际上从我们投资的角度看只需要知道对于芯片设计公司来说如果有品类拓延特别是向上拓延的话这些企业的天花板是很高的

所以卓胜微这几年的投资逻辑也比较的清晰,那就是不断超预期的品类拓延。

但这样的模式也是有局限性的,

知乎用户 老虎偷吃巧克力​ 发表

IC 民工强答一发,高票答案都是大佬,我以一个芯片生产人员的角度聊聊。身处世界前三储存器工厂,明显感到这两年就业行情好了很多,国家确实大力扶持芯片产业。武汉长江。合肥睿力。福建晋华这三个都是国家扶持的项目,从去年到今年一直在招人。工资很丰厚。确实中国半导体处于起步阶段,但是有钱有人。还是能成的。连我们外国老大都说,中国的半导体行业肯定会起来,但是还要几年。这两年就是交学费的过程。IC 行业不扔钱起不来的。哪个工程师手底没几百张 WAFER。论价值都上千万了。各种稀奇古怪的事故拦都拦不住。良品率就是一点一点试出来的。路还是要靠我们这一批半导体工程师自己趟出来啊。和各位兄弟共勉

知乎用户 大表哥​ 发表

芯片不只是 cpu、存储、射频芯片之类为普通消费者所知的部件,更多的是基础的元器件和逻辑电路之类。作为一个电机控制工程师,我做硬件也做软件,从我所在的行业来看看基础元器件行业的国产替代情况。

总体来说,我觉得近几年国产替代的步伐还是相当快的。我进入这个行业是 08 年,从屁都不懂开始研究电子技术这块的东西。作为一个电子工程师,设计电路原理,选择元器件,pcb 布板等等,这些都是必备的技能。

2010 年之前,我记不清用过什么国产器件,应该是只有一些独石电容,瓷片电容,二三极管,绕线电阻之类。这些东西跟芯片真的不搭边,都是些低端到尘埃的元器件,歪歪扭扭的引脚,脏兮兮的外包装,那时候的民用国产元器件大概就是这个样子了。

2011 年,我仿制了第一个无刷电机控制器。mcu 是 microchip 的 pic 系列;h 桥驱动用的是 IR 的 2130;线路缓冲用的恩智浦的 74hc00;mosfet 是仙童的;光耦用的夏普;LDO 用的 st,也就是意法半导体;运放和比较器都是 TI 的;DCDC 用的美国国家半导体,后来这家公司被 TI 收购了。印象中所有的关键部件,国产占比 0。当然那个时候国际环境还很好,元器件缺料什么的很少碰到,价格贵是贵,但好在质量好。

这样的日子持续了好几年吧,我也就混混日子一样这么做下去了,期间学学音乐,挺潇洒的,也没正经管工作上的事情。到了大概是 16 年还是 17 年,供应商那边事情开始多了起来。首先就是 IR2130 很难要,价格从 8 块多直接三级跳到 25 块,然后 DCDC 从 12 块跳到 18,MOSFET 从 3 块多跳到 6 块多,MOSFET 一台机器用 7 个,算了下成本,上涨大几十,我体感上开始有些难受了。

但是东西是仿制的,我也不敢随便换啊!那怎么办?拿一些别的型号开始替代,后来的结果就是,三天两头出问题。电子设计师都知道的,软件和硬件是匹配的,随便更换硬件,也得问问软件同不同意。但说到底我是仿制的啊,没那水平动软件,那段时间可以说是想当痛苦了。

痛定思痛,我学他丫的!

在我沉下心来学电机控制那段时间,我开始接到供应商的推荐,都是国产厂商。厂家很主动,态度也很好,元器件的参数是一个比一个高,我嗤之以鼻。

转变是在我硬件技术进步之后,那时候我软硬件一起学,半年之后,对电机控制硬件有了基本的了解,我开始更改设计,自己学 pcb layout 做样机。反正自己做样机嘛,什么便宜好买用什么,于是我改动硬件,把 2130 替换成国产的 2136,选的是士兰微的 SDH2136。我心想做五个样机而已,坏掉也无所谓。制板,然后我自己贴片,焊元器件,焊得我头顶冒烟…… 总算是把样机做出来了,拿着用了国产驱动的样机上电了,咦,走挺好。

过了一会我发现 mosfet 严重发热,这下我知道原因了,肯定是国产的 2136 不行!哼哼我就知道,国产货没法用!我转头就把士兰微的 2136 吹下来,换上 IR 的,得意洋洋上电,害,仍旧发热!

这下把我给搞懵了,我那会菜啊,前些年都学音乐去了,正经事啥也没干,电子技术这一块菜成马。痛定思痛,我就疯狂翻技术手册,两天后我想通了,这个控制器的互补电路是用硬件设计的,也就是软件上它是没有设置死区时间的,没有死区时间的后果,就是上下桥 mosfet 会有一瞬间同时导通,电流巨大,发热的源头就在这里。既然软件没有死区时间,那么只能依赖 2136 本身的 290ns 死区时间,而原来的 2130 是 450ns,然而 mosfet 这边的开关时间就需要几百个 ns,2130 能用,不代表 2136 能用。

怎么办?很简单,换开关速度更快的 mos 管,只要把开关时间控制在 2136 本身的死区时间范围内,一切问题解决。

我就开始找速度快的 mos 管,IR 的毫无疑问出色,但是太贵。我就想,既然我已经用了国产的驱动,不妨也用一下国产的 mosfet,于是我联系国内的厂商,找到了华润的一个型号。厂商那边很积极,立即送来 20 个样片,我拆换,上机,问题解决。

大受鼓舞啊,我马不停蹄又做了 4 个,5 个样机上电,没日没夜地跑,一个月就跑了百万次,一点问题都没有。这次经历让我对国产器件有了极大的信心。

过了两年,我技术进步了很多,开始抛弃原来仿制的控制器,从白纸开始设计一款全新的机器,这回我有自己的想法。于是,mcu 我大胆地上兆易创新,h 桥驱动和整流器件仍旧用士兰微,运放和比较器用润石,mosfet 用华晶和龙腾,二三极管和 7805 用长电,dcdc 用芯龙,应川大统领的要求,整个控制器美国器件占比 0。

设计完硬件,我再开发软件,做了一套无刷电机和一套永磁同步电机的软件,这里谢谢意法半导体,STM32 真是好东西,可惜我用了 ST 的库,MCU 却是兆易创新的,无奈。

设计完成后,样机经过几百万次测试通过,T1 批排产,两百台控制器出货,没有故障。

这几年的经历让我对国产半导体行业开始有了不小的信心,他们追赶的步伐很快,致力于为工程师们提供廉价又可靠的元器件,我是真心希望他们都奔走在成功的路上。

后来,我对国产半导体行业的信心开始反馈到其他的事情上,于是 7 月份我买了一些长电科技的股票。。。于是我现在不知道到底是开心还是难过。

知乎用户 addfdsf 发表

看到題主列了龍芯出來,我第一次知道龍芯是在 2011 年那時候,那時候是好奇大陸有做什麼晶片,去查了一下,看到龍芯,再去仔細找了一下資料才知道,原來是走 MIPS 架構,後來就每幾年就去查一下看發展的如何。

我這幾年看下來,你們大陸有些人實在很奇怪,東西一出來如果沒有達到歐美國家差不多的水準,就會罵爛貨,罵騙錢,我每年查龍芯的資料都會看到有些人跑過去罵幾句就不見人影,完全只是為了想罵就罵,連去仔細了解都沒有,拿著一知半解的內容來罵,罵的內容還錯誤百出。

有去追蹤龍芯的應該知道大陸北斗衛星前幾年全面採用龍芯,當時大陸央視還有做報導,現在看下來,如果當時還是從國外進口晶片,第三代北斗衛系統星現在大概要被老美卡到可能沒辦法繼續布建了。

龍芯整個發展歷程看下來,我只看到一個景象

一個孤獨的老人在角落默默的磨著一把劍,磨著一把不知道什麼時候才有機會上戰場的一把劍,旁邊走過的人注意到就去吐他一口口水,或去踹他一腳,這孤獨的老人還是持續磨著這一把劍,他相信著當國家上戰場沒有劍的時候,他這劍再破也能替國家拼一刀,而不是任人宰割。

知乎用户 亚瑟乱步​ 发表

本人是芯片应届毕业生,以下是自己的一点点看法:

1. 中国近些年芯片进口额都超过了石油,因此中国芯片缺口巨大?

答:中国是世界工厂,从全球采办原材料生产电子设备,成品一部分国内销售另一部分出口世界。因此大部分芯片都是进口组装后再出口的,国内并无这么大市场。但假如中国能自己完全生产控制核心芯片的开发,再背靠国内世界工厂优势,中国的电子产业将会冲击所有其它国家的本土产业链。

2. 中国芯片行业人才缺口 30 万,严重制约产业发展?

答:目前国内芯片人才紧缺,但并无如此大的缺口。如果只将微电子和集成电路专业算是芯片研发主力的话,中国目前只有几十所大学开设相关专业,芯片人才极度匮乏。实际上所有电子相关,通信射频相关,物理材料相关,机械相关的人才都可以去参与芯片研发。尤其西电、成电毕业的大部分学生都经受过数电、模电、编程、大学物理的系统学习,可以直接从事芯片设计工作。

另一方面,目前从事芯片开发(从硬件设计到流片前)的所有工程师都是硕士以上学历。说明前些年芯片人才并未十分紧缺,实际上很多工作本科生经过系统培训完全可以胜任,相信随着近些年国内芯片火热,芯片专业人才会大增,且工作学历会进一步下沉。

3. 芯片开发难度远高于互联网(计算机)开发,薪资却远逊于互联网和金融行业?

答:芯片开发需要的理论基础和上手难度高于计算机开发,但并未到达夸张的程度。实际上芯片开发面临的最大问题不是技术而是市场和资金,假如芯片开发能像软件一样无成本试错和迭代,中国芯片马上会走到世界最前列。由于芯片开发和流片的巨大成本,只有大量的发货才能摊平成本。也正因此华为通过手机大量出货来摊平芯片开发成本,然后通过芯片级的创新进一步提高手机的定位,多次试错后实现了良性循环。而大部分公司开发的芯片产品拿去流一次片,然后公司死了,当然技术无法迭代。

所以普通人支持国产芯片应该去信任国内展讯、兆芯、松果、京东方等国内产品,只有你们支持国产整机厂商才敢把国产芯片放在手机等设备上,中国芯片才能真正在技术和品牌上得到长足发展。

至于芯片行业的薪资,前几年芯片开发薪资是远低于互联网的,但在这两年芯片开发薪资已经与互联网相当。下图是《路科验证》公众号收集整理的 19 届芯片设计验证岗得薪资数据:

4. 一颗芯片是如何诞生的?

答:(1)一堆沙子—》提纯出单晶硅圆—〉使用光刻机在晶圆上刻蚀电路—》将晶圆切割为小块芯片—〉将芯片封装。

此时一颗商用芯片就完成了,只有晶圆够大再加上光刻机刻蚀电路够细,一个晶圆就能同时生产更多芯片,这也就是芯片制成进步所造成的成本的降低。摩尔定律指出一颗芯片上的晶体管数每 18 个月翻一番,据说台积电已经可以量产 5nm 工艺,芯片加工已经到了原子级,摩尔定律可能面临失效。

当然这也是中国芯片弯道超车的机会,因为以前你跑一步体育特长生跑两步,现在体育特长生都跑到终点线前休息了,现在就是你冲刺的好时候。

5. 芯片行业的具体分工有哪些?

答;(1)芯片设计开发(fabless):海思、高通、AMD、展讯、联发科等大部分你听说过的公司;

(2)芯片代工制造(foundry):主流台积电、三星、中芯国际、Intel。一般来说主流商业芯片是,芯片设计公司开发好芯片后,将数据给第三方代工厂制造。如麒麟 980 芯片,由海思研发完成后,交由台积电生产制造。

(3)芯片封装:长电科技,台湾日月光等。在芯片的设计、制造、封装三大领域中,附加值较低的封装国内已经达到全球先进水平。

(4)相关产业(如内存和屏幕):内存方面比较有代表的是三星、东芝、镁光、长江存储等;屏幕方面有代表性的有三星、LG、夏普、京东方、天马微等。目前这两方面国内投入巨大,长江存储和京东方都是龙头企业。

(5)生产资料(晶圆、光刻机、EDA):晶圆主要是日本厂商信越半导体和胜高科技;光刻机主要是荷兰的 ASML;EDA 厂商主要是 Synopsys、Cadence、Mentor 这三家。

国内芯片行业目前是:封装 > 内存和屏幕 > 芯片设计 > 芯片制造 » 晶圆光刻机和 EDA。

6. 美国芯片的优势在哪里?

答:美国的优势在于(1)芯片底层架构授权,如 X86、ARM 以及大量 IP 和专利。(2)大量的芯片设计,如没有高通芯片,中兴手机则没有旗舰级芯片。(3)EDA 工具,若无 EDA 公司支持,芯片公司无法进行研发。(4)产业链和资本控制,虽然日本、韩国、台湾的芯片行业都很强,但都深受美国影响和控制。

7. 芯片行业的发展前景?

答:芯片行业的发展前景从两个方面看:

(1)从国际上看,芯片行业诞生于硅谷,已经经历了 50 多年的发展,各方面趋于成熟。并且由于摩尔定律面临失效,芯片行业已是夕阳产业。

(2)从国内来看,由于中国芯片底子薄,且全球芯片行业有向中国转移的趋势,加上政府大基金投入,正在飞速发展。此外由于人工智能和物联网的兴起,芯片又进入了一轮爆发期。近 20 年内,中国芯片无疑是朝阳产业。

8. 非芯片专业学生如何进入芯片行业?

答:芯片行业工作主要分为制造厂 foundry 和设计公司 fabless 两个方面,制造厂更需要物理和机械基础,设计公司更需要数电和编程基础。目前芯片的从业学历一般是硕士起步,更多人倾向于从事芯片设计。

建议读研,本科学校不好的同学建议报考西电、成电、东南大学的电子方面专业,这几个学校性价比高受各个公司认可。至于本科学校很好的同学,不敢给大佬们提建议。

重点:(1)强烈推荐西安电子科技大学微电子学院的软件工程专业。该专业录取分数线基本是国家线,在前年一志愿是 265 分录取。研一上课,研二研三实习,Intel、synopsys、cadence、AMD、展讯、海思等知名企业来学校招实习生,毕业工作也十分好找。推荐!!!

(2).《路科验证》公众号和验证技能培训,芯片设计过程中为了保证减少流片风险引入了专门的验证流程。目前市场上验证人员与设计人员同薪,且缺口巨大,上手难度较设计低易于入门。

9. 芯片行业人才为什么要转行?

答:(1)学习芯片确实较难,要懂物理、数电、编程等基础。芯片开发面对的是纯逻辑开发,确实乐趣也比软开和互联网少一点。

(2)前些年芯片薪资远低于互联网,这两年达到了相近的水平。且目前国内好的芯片公司较少。

(3)芯片开发接触的知识面狭窄,不像互联网计算机可以接触到金融、零售、产品等多方面的东西。

(4)芯片的晋升之路只有技术,一日做技术终身做技术,很少有转产品、销售、管理的机会。

目前从事芯片行业的优势:

(1)芯片在国内是朝阳产业,很多公司组建芯片部门。

(2)芯片入门的门槛较高,面临的替代性压力较互联网和计算机较少。

谢谢大家观看,喜欢的话点个赞鸭(^_-)

15 年在实验室,刚看完自己刻蚀的波导后,发了如下微博:

实验目的是刻蚀出 3 百 nm 的宽的 SI 波导,中间需要留一条百 nm 宽的狭缝,熟悉这个领域的哥哥们,应该知道这个就是狭缝波导

一般情况下,光是从利用 SI 波导的高折射率以全反射的形式在波导内部传输,但是问题在于此时的波导对于 “特定波长的光” 有强烈的吸收作用,于是在此光传输的过程中会出现巨大的损耗。而制造一个狭缝,发现光能局限在狭缝中传输,并且并不会衰减,这就带来了狭缝波导特有的特性。

上述照片中是实验失败,刻蚀太厉害,导致波导从片上脱落了。

这是我之前研究的一个课题,和传统意义的制作芯片差别很大,只不过相关的工艺流程都是一致的,比如芯片设计模板,光刻,刻蚀,封装等等。

从我经常使用的光刻技术而言,光刻首先靠设备,其次靠经验。

整个光刻过程涉及的步骤很多,比如甩胶均匀,温度控制,曝光时间等等,每一步都会导致制片失败,而一次制片的成本,基本上就是上万往上走,此外还非常耗时间。所以最开始几次操作,大家总是心惊胆战。

设备不行(比如光刻机、光刻胶、掩模版精度等等)那光刻就没希望,所以很多天大实验室的同学来我们实验室做实验,他们真的很辛苦,有一位女生住在南门附近,还把自行车给丢了。

其次看经验,在相同实验室情况下,就是会有人光刻效果比你好。比如同实验室一个同学,手法熟练,心思细腻,光刻的效果实验室卓绝,甚至实验室里 “师妹” 争相想把样片交付与这位同学来光刻,号称“光刻小王子”。

接触了两年多的超净间,还是不够深入,想着怎么刷题去面试互联网了。

在我看来难点主要设备,我们实验室买的是日货,国产的精度差根本没有市场,此外,从操作上来看,工艺复杂,每一步都不容出错,需要大量的有经验人员。然学校培养的和实际工业用的可能不搭边(和方向也有关系),而且现在处于的场景比较被动,需要大量时间和钱的无产出劳动,去摸索国外人走过的弯路,很多小经验其实需要摸索很多年,看着自己做的货,再对比别人产品性能和价格,内心的焦虑没办法让年轻人安稳..。

比如提到的 “光刻小王子” 滴光刻胶的手法,不轻不重,刚好三滴,不偏不倚,刚好中间….

这也没办法传授呀…(实验室大多数是这样的,稍复杂点的工艺,比如等离子刻蚀,有钱就外包,没钱还得自己摸,在超净间一呆一整天,还没网…)

所以浅显的看, 芯片制造估计还有太长的路要走。至少学校的培训感觉不容乐观…

知乎用户 芬达 发表

我要是说目前国内芯片一个能打的也没有,估计会被唾沫淹死。

我要是说目前国产替代设备都是不得已而为之,估计会被捶死。

有问题吗,没有问题?那问题在哪,问题在现在不得不逐渐国产化!以前集成电路上国产机台做验证是为了迎合各项指标与 leader 视察,现在不确定性的背景下国产化的意愿大大增强,既是时代背景的原因,也是行业危机感的属性!

普通半导体从业人员待遇根本说不出口,过去几年,**半导体从业人员三年一小半人离职也屡见不鲜,**不是铁打的营盘流水的兵,而是其它传统制造业一个能打能扛的都没看到,相比之下,嗯,集成电路还能养家糊口。2020 年春,某 211 院校化工硕士毕业生求职 SMIC 上海 14 nm 制程工程师,给出的薪资是 9k+,年均夜班 3-4 月,不卡加班时长但卡加班费,无出差无补贴无公积金。所以后来他去了某二线城市不知名的集成电路工程师,给 8k+,卡加班时长不卡加班费,无倒班无出差有政府补贴有 12% 公积金。2021 年夏,同样某 211 院校天坑专业硕士毕业生求职于该公司,人员扩招到 1.5 倍,给 9k + 和季奖。2021 年夏,同样该院校毕业生入职于另一家二线半导体制造公司,给的是 10k + 和补贴 * w,有每月 100 h + 的加班时长,年均倒班 1 月不卡加班费。2022 年夏,一线的集成电路工程师稳步上调价格,二线的已经有实力叫板,已经有喊出 15k + 的领头羊,行业的发展已经超乎预料。但消费升级喊了快三五年了,企业还是不敢消费人才,那当然也不看好消费的升级了。

春江水暖鸭先知,这波行情 2020 年中就开始了,当时业绩上还没反映出来,只不过大家没注意到罢了。

**这一年,疯狂的在扩招人员:**跳槽薪资 * 1.5 是狗屁,除了 tai 籍哪有这么多有经验的,所以利用优势吸收了大量历届硕士跳槽至厂,在厂里博士瞧不上硕士遍地本科全在线上,几千员工的公司扩充到 1.5 倍可不是开玩笑,但还是人手紧张要死。

**这一年,疯狂提升产能:**按每天定量,产能节节攀升。原本两周出光罩,现需要两月,设计公司为了光罩缩短一周愿意花一倍的价格插队,甚至愿意成熟制程产品无良率的情况下直接由流片转到大量。一线大厂为装机厂商连夜扩建上机台,包工头厂商笑开了花。

**这一年,疯狂的在涨价格:**上下游物料价格攀升带动芯片的涨价,集成电路设计厂认为,在上游晶圆代工成本还在调涨下,成本顺势转嫁给客户的问题不大,一颗芯片毛利率已近 50% 的空前现象,让上游晶圆代工厂及下游客户同时侧目。fab 无意接单随口报价,客户 TMD 接受了,这就尴尬了。在产能紧张的情况下客户主动愿意加价,毕竟客户也有自己的客户,谁也不敢在这个时候丢失了市场。尤其是巨额财政补贴到来之际,市面上国内小设计公司如雨后春笋,积极布局各个成熟产品,真心愿意花钱。该情景多年来绝无仅有。

①Taiwan 某颇负盛名的半导体咨询机构给出一个新定义:半导体通胀。也就是说未来 5-10 年半导体产品将会出现经济学上的通货膨胀,如果果真如此那么对于重资产长周期低回报的继集成电路行业来说简直是久旱逢甘霖。

②国家对 15 年以上、制程 28 nm 及以上公司免征企业所得税十年;对 28-65 nm 制程公司第一至第五年免征企业所得税,第六至第十年征收 25%;对 28-130 nm 制程公司第一至第二年免征企业所得税,第三年至第五年按照 25% 的法定税率减半征收企业所得税。再加上地方政府对其税收倾斜和财政补贴以及保税,这简直给集成电路相关产业一针强心剂。

③根据来源不太靠谱官方计划,2019 年我国芯片自给率仅为 30% 左右,国产芯片自给率要在 2025 年达到 70%。就算假设做不到,这也能刺激半导体行业狂欢数年,再大的政策补贴也比不上空前的市场的诱惑。

④虽然现在仅仅是人的流入,三年后就是一批有经验的工程师,五年后就有一群资深工程师,十年后就逐渐出现大佬级别人物,这是一群家境普通、追求上进、高素质、高学历、高水平、兢兢业业的高端制造人员。真正深入的校企合作自 2021 春已经如火如荼,内推 + 实习将维护近几年源源不断的人员进入行业,四年后第一届专业对口毕业生直接进入行业,这将开启专业的时代。

⑤国家大基金、各地小基金、省市财政、金融贷款、债券融资纷纷跟进,这是实打实的资金投入,现在具有一定规模的集成电路公司都敢说:不缺钱,充沛的现金流一扫多年的负盈利,总有一种杨梅土气的感觉,大力鼓励专利申请,纷纷推出上市计划,投资终将迎接回报,将迎来密集上市的时代。

⑥集成电路的发展也将直接收益于高端制造和智能制造,而且还还会不断迭代,简直可怕。而在大陆将必然催生大量本土设备材料制造企业。虽然技术垃圾不成气候,但这是基础的积累。金融、互联网、传统工业、农业产品的规律在这个行业貌似行不通,只能一步一个脚印。

⑦接上条,现阶段完全没必要被新闻中 XX nm 光刻胶、光刻机的进步所吸引,毫不客气的来说都是**纸老虎**。干实业的 100% 不会用不稳定的产品,就这么说吧,2006-2008 年代 130 nm 制程的产品,现阶段也只敢在几百道工序中的某一两道中尝试使用国产机台,而且,有时候不能告知客户更换机台,否则出问题容易造成客诉。

⑧毫不避讳地讲,没有 tai 就没有今天和未来的本土集成电路行业。不是血浓于水的深情,也不是追名逐利的资本。清一色的 tai 籍人士撑起了各个 fab,为什么?首先语言相通,这点对我们来说优势太大了;其次倾囊相授,很少有藏着掖着;再者专业勤奋,这点大多数接触过的人不得不服;他们从来不尊重、平等、自由,但相处起来处处是尊重平等透明;明争暗斗的办公室政治和激烈的党派之争不多;既懂技术又懂管理,既专业还勤奋,你不服?对他们来说背井离乡,也是为了挣钱,但在这片土地上留下的,是金钱和产品不可替代的。对他们来说,在大陆感受多年是什么体会,或许会随他们的感受影响他们周边人吧。

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⑨芯片设计工资往往地处繁华中心,架构基本是 copy,轻资产高利润,从业工资基本是芯片代工行业的两倍;集成电路代工公司人员既加班又倒班很辛苦,与周边相比工资待遇实在一般,2020 年之前的工资比不上一个小作坊,公司虽处城市,但偏的不行,但是,但是员工归属感很强,幸福感也还可以,高度认可工作内容,这在我国制造行业里简直是奇葩。封测行业,额,低技术含量,用人比机器便宜,类似于电子厂吧,倾向未婚年轻人走了再招。

螺丝钉化严重,客户是保密的,生产是保密的,订单是保密的,技术是保密的,相当严格。脑力劳动密集型的 996 模式,工作量增加,每个人只能接触被限制的很小一部分内容,就这谁也不知道自己做的东西原理是什么,制程工艺出问题了就调参数尝试,设备出问题了被自锁等厂商维修,流水线和螺丝钉化明显细分。如良率提升部门,专人负责分配、专人负责拍照、专人负责分析、专人负责设备、专人负责建程式、专人负责报告…… 这就是所谓的高端制造的核心科技?现在制造业的事实就是这样,而这几千人团队的结果,就是新闻里梦寐以求的高端制造。

⑪接上条,跟资本博弈是需要讲故事的,集成电路行业算是制造业的一员,好像除了技术的进步外也没有多少精彩故事可讲。之所以一年来芯片股市的大涨完全是由于疫情需求端的刺激和我们太落后觉得这是个新故事,实则不然。近期通告点名芯片价格太高带来一轮股价的回调,关于这轮芯片产品涨价前面也有提及,就像去年的猪肉价格一样实在是由于供不应求。股价应该和产品价格趋势一致,后续希望之前一样猛涨的可能性不大,但这次调整后稳中有进是完全可期待的。

在疫情红利结束、俄乌大战爆发与通膨压力加剧情势下,2022 年第 2 季以来终端消费性需求急跌快速,价量齐跌风暴不断扩大,半导体、电子产业供不应求荣景提前落幕,长达逾 2 年的欢乐派对已结束,从电子终端到半导体上游等庞大供应链已全面引发库存满手、砍单与跌价连锁效应。

然出乎预期的是,据供应链指出,半导体世界已乱了套,供需反转迅速引爆的高库存低需求恶化情势,并非由过往的杀价去化库存手段逐步化解,反而在飙升的成本等多方压力下,多家大厂报价逆向喊涨,最新传出的是联发科、联电等也有意喊涨。

除了晶圆代工龙头台积电不仅上修 2022 年营收目标,对于未来数年业绩成长依旧信心十足外,上下游产业链业者不少已提前宣告业绩已开始进入衰退期,下半年将旺季不旺,虽不至于将过去 2 年大赚的暴利吐回,但多家业者也开始回到疫前水平,甚至更差。

近期半导体市场陷入两种行情,Android 手机需求低迷,相关供应链业绩也将明显走跌。消费性应用旺季不旺、库存爆仓等负面消息屡见不鲜,但在车用、工控半导体方面,却仍然是供应吃紧,要货动作不间断。IC 设计业者认为,现在市场前景非常不明朗,消费跟非消费应用的热度更是两个世界。

春江水暖鸭先知,秋水瑟瑟鸭不觉。

未来芯片制造的发展路在何方?还得仰望星空,脚踏实地!

知乎用户 tjunangang 发表

作为芯片行业逃兵,我只想说,干这行真特么不赚钱,典型的菜钱粉心,哪怕你混到金字塔尖,intel 或者 IBM 的顶级工程师收入跟软件和互联网行业大牛比也是看着怪可怜的。而且芯片设计在国内基本出了一线是没工作可找的,那点收入在一线生活真的感觉不值。制造方面略好点,基本都算当地中等工薪收入,过个美滋滋的小日子还是可以的。

早年间这行入行门槛还很高,国内不是 top 高校毕业的基本不要。然而几年以后本来自视甚高的北大毕业生发现自己赚的还没有上了个北大青鸟的邻居家二狗子赚的多,这怎么留得住人…

如今入行的门槛基本上二本三本微电子相关专业,看着不是太水有点灵性的都 Welcome on board 了,即使这样,其实还是不太留得住人。硬件或者芯片工程师都是要常年经验积累的工种,毕业生三五年就被生活压垮了不得不去软件或者互联网或者金融,技术没法积累,一个企业也很难设计出什么优秀的芯片

当然收入不高的根源是这行业不赚钱,玩家多了大家就只能都喝汤了,芯片行业就是高投入高风险低收益投资周期还超长的一个领域,产品赚钱全靠走量,利润率比农民种地还低,新玩家要是没国家兜底,光靠民资,在这个已经红的发黑的红海里是扑腾不了几下的。制造的前期投入是天文数字,新玩家估计十年八年是看不到回本的希望的。无论是设计还是制造,最大的制约还是钱。

希望中兴挂了能让国人稍微清醒点,但也别盲目自卑,我国芯片行业不差,某种程度上自称全球第二也没毛病,然而第一段位实在是太高了,如果一心想搞你,那真的是挺难搞的事儿。另外国家不是不重视,2006 年开始的核高基喊了那么多年,科研院所和高校烧了那么多经费,扶植了不少国资和民资企业,其实都是有成效的,只是你们太着急了,我们在追赶,但真的不可能像软件和互联网那么快。如今国内的芯片行业总体水平,至少差不多把差距从 20 年缩小到 15 年了。还坚守在这行业的兄弟们,任重道远,感谢你们负重前行,也相信未来我国的芯片行业会越来越有竞争力和话语权!

中国是有追赶上的机会的,设计方面,在美国各大芯片设计企业工作的中国或者华裔工程师大把。人才方面其实没有本质上的短板,只要国家舍得氪金,一切都是有可能的。制造方面,芯片制程现在已经逼近了物理极限,领先我们的美国在下一步怎么走上也很忧郁,我们的差距越来越小,弯道超车也不是没有可能。

总之别太沮丧,打鸡血的说说,中国人最大的能耐就是能把被垄断的高成本技术弄成白菜价,如果制造方面率先追上,大幅降低投产成本,设计方面舍得氪金,留住人才。追上甚至超过美帝也都不是梦。

但是消极一点说,这个行业本身有了不小的瓶颈,可能最后真的追上的原因不是我们有多给力,而是对手不玩了。。

希望在下个战场,量子计算上,我国能保持优势,别再错过黄金发展期了~

知乎用户 谷雨 发表

这篇文章与知乎那些优秀的回答比起来算不上什么好文,我顶多算是个消息搬运工的角色而已,希望大家多关注知乎上有知识含量的好文。对于我推荐的公众号和知乎号,我只是个常看他们文章的小粉,还是希望大家多看好文吧。O(∩_∩)O 谢谢

再次修改一下,原题目下面又出现分问题,我就再答一下。

我比较同意

@tjunangang

的观点,就目前行业的发展来看,很可能是我们赶上来的时候别人已经不玩了。除非是在芯片制程达到物理极限前,能多次出现梁孟松在三星创造的 “奇迹”。

我对中国芯片的近期期待就如大家对 AMD 的期待差不多,不一定非要看到 AMD 超过 Intel,但是只要是 AMD 制作出同等水平的 CPU 和 gpu,Intel 和英伟达是肯定会降价的。

另外我觉的大家对芯片行业还是有些误会,芯片行业或者是集成电路行业是要比大家想的丰富的多的。芯片并不只有 CPU,GPU,或者是 NPU 这些东西。像 DRAM,LED,光伏,耳机,指纹识别,冰箱,电视,电梯等等都会用到大小不同功能不同的芯片。所以才会有像 TI 这样的能设计数万种芯片的芯片企业。并不是每一个电子产品中都需要一颗 “Intel 强劲的电脑的心”。也并不是每一颗芯片都要用 10nm 的制程。所以,对于芯片行业,我们还是有很多市场的。而且在若干方面我们还是有一些作为的,比如现在的矿机,汇顶的指纹识别,寒武纪的 NPU 等等。但是不得不说在关键领域,像通信,服务器,存储器等还是有很大差距。而且在整个集成电路产业链中,这差距有些是 0 和 1 的事,有些就是 1 和 100,1 和 10000 的差距。比如说光刻机,有人说是因为我们没有,可是中芯国际早就有 28nm 的制程设备但是始终制作不出良率达到台积电的芯片,这又该怎么说呢?所以说,在集成电路行业,我们从原材料到设备,从设备到制造都有差距。但是这差距在这十年是缩小了的。比起十年前我们已经好太多了。只是还没有足够好而已。

题主提到的龙芯,我不清楚,只是在 X86 方面上海兆芯目前是国内最好的吧(其实在其他架构上我们还是有些东西的),其去年声称已经达到了 Intel 5 年前的水准。这就是差距,也是现实。

我只是喜欢用数据言说一些东西而已。不对的地方,还望见谅。谢谢 指正。

-——– 以下是原答案 ————————-

实名反对目前排名第一的答主

@丘吉尔八卦

@丘吉尔八卦

反对你,我一点也没有优越感,我有的只是愤怒!

为什么你一片文章就能否定我们集成电路行业成千上万人的努力???你有了解过这个行业吗?你有想去了解过吗?在互联网这么发达的当下,难道了解一下很难吗?凭什么我们做事情的人却要任你们这样的随意中伤?我是戾气大一些,那答主你呢?你这随意中伤别人的行为又算什么?是别人没有努力,生性不堪,可以任由你这样嘲讽耻笑 ???想批判你能拿出点实际的东西吗?!!!!!

这位答主,不分析问题,单单出来表明立场,这是知乎应该有的态度吗?答主是不是只想蹭个热度来秀一下自己的优越感啊!

“那批量生产的难点在哪里,第一工业基础,第二人才储备。”说的没错,但是,说 “工业基础基本上被房地产毁了。人才储备基本上被互联网吸走了。” 我想问答主,你是很了解中国的房地产还是很了解中国的工业基础,你又是有多了解中国的人才储备构成或者你又是有多了解中国互联网当前的发展?答主,你要是有看过相关文献或者统计数据的,请帖数据上来。虽然说目前知乎的说话不负责任的风气日盛,但是,你就不怕大话说多了会闪到下巴吗?!

此处 @陈近南,引用一下他的观点,因为差距很大无法短时间内超越,无法超越美国现有的技术,那么芯片制造设计公司就很难盈利的。像任正非说的,海思的意义不在于他能生产多么好的芯片而在于他存在就能让美国不会漫天要价,从这个角度来说,芯片公司的老板们各个都是慈善家。

我就纳闷了,人家说芯片设计公司无法超越美国现有技术,就很难盈利。难道中国做芯片的(无论设计与制作)都不赚钱了?中芯科技(目前是中国芯片制造行业的排头兵,但是与台积电、三星有两代的差距(台积电,三星目前 10nm 都以基本稳定量产,而且良率高;中芯国际目前量产的最高是 28nm,而且良率不如前两者))这几年还在亏损吗?中芯国际发布 2017 财报 营收达 31 亿美元新高_手机网易网

还有这几年海思没有赚钱吗?引用任正非的话,人家就那样说说,你真当人家投海思那么多钱都是为了玩啊?芯片设计公司很难盈利,但是中国的芯片设计公司都是不盈利的吗?

从上市公司层面看,中兴通讯控股子公司中兴微电子、汇顶科技、士兰微跻身 2017 年中国 IC 设计企业十强,对应 2017 年销售额为 76 亿元、38.7 亿元、31.8 亿元;中芯国际系 2017 年中国 IC 制造企业十强之一,2017 年销售收入达到 201.5 亿元,排名第二;中国 IC 封测企业十强未见上市公司身影;华微电子、扬杰科技、苏州固锝、新洁能(新三板企业)、深深爱(新三板企业)进入中国 IC 半导体功率器件前十强;2017 年中国半导体 MEMS 十强企业有歌尔声学、瑞声科技、苏州固锝控股子公司明皜传感、华虹半导体参股企业矽睿科技等;江丰电子、上海新阳、有研新材控股子公司有研亿金新材料、中环股份旗下中环领先材料为 2017 年中国半导体材料前十强企业;北方华创系 2017 年中国半导体设备五强企业之一。
从非上市大型厂商层面看,**2017 年中国 IC 设计企业十强的榜首为深圳市海思半导体有限公司,年度销售额达 361 亿元,较 2016 年增长近 101 亿元;**清华紫光展锐蝉联中国 IC 设计企业十强的亚军,年度销售额为 110 亿元,较 2016 年缩水 15 亿元;上海华虹(集团)有限公司排名 2017 年中国 IC 制造企业第五名,销售额为 94.9 亿元;紫光集团旗下武汉新芯集成电路制造有限公司排在中国 IC 制造企业第九名,销售额为 22.2 亿元;江苏新潮科技集团有限公司、南通华达微电子集团有限公司、天水华天电子集团为 2017 年中国 IC 封测企业前三强,对应销售额为 242.6 亿元、198.8 亿元和 90 亿元。

以上资料来自多家上市公司跻身 2017 年国内 IC 十强_证券_腾讯网

**2017 年中国 IC 设计企业十强的榜首为深圳市海思半导体有限公司,年度销售额达 361 亿元,较 2016 年增长近 101 亿元;**我不知道这增长了 101 亿的企业到 2017 年,进了你们的嘴里是不是永远都是亏损的。

中国这十年芯片行业的发展到底是什么样,我们来看看专业人士是怎么回答的;

2017 年全球半导体销售额预计达到 4087 亿美元,同比增长 20.6%。其中集成电路产业为 3402 亿美元,这里面存储器价格上涨的贡献最大。
2017 年,中国集成电路产业的销售额为 5355.2 亿元,同比增长 23.5%,其中设计、制造、封装测试分别增长 24.7%/29.1%/18.3%,占比分别为 38.3%/27.2%/34.5%。

以上资料来自中国集成电路产业的机遇与挑战 | 半导体行业观察

2016 年全行业销售收入为 1644.3 亿元,比 2015 年的 1325.0 亿元,增长 24.1%,中国集成电路设计业的全球销售达到 247.3 亿美元(按 1:6.65 美元汇率折算),占全球集成电路设计业的比重提升至 27.82%。(IC Insights: 2016 年全球 Fabless 公司销售 889 亿美元)。**
1999 年到 2016 年,中国集成电路设计的复合年均增长率 (CAGR) 为 44.91%,可谓蓬勃发展。** SEMICON 2017 魏少军教授:中国集成电路过热了吗?| 半导体行业观察

你这一句 “这是中国近十年的现状,常看知乎的人应该明白我在说什么” 如果能够有数据支撑就更好了。

中国的芯片现状到底怎么样,我觉得用魏少军所长的一句话估计最能说明问题,“中国集成电路与国外最高水平的差距由 5 代缩短到 2 代,由 20 年缩短到 5 年。”(可能不是原话,大概记得看到的是这个意思)。我觉得这句总结是最能反映中国在核心集成电路工业的发展现状了。比起十年前我们已经是进步很大了。十年前,麒麟芯片还不知道在哪,中芯国际还在半死不活的状态中摇摆。我们甚至还没有一片能够大量使用的桌面芯片,没有一片服务器芯片。十年后,我们多少还是有了点东西的吧。

2017 年我国在服务器 CPU 方面取得重大突破:天津海光(与 X86 兼容)、天津飞腾(与 ARM 兼容)、澜起三大公司都有了重大突破,有的已经流片成功,飞腾已经与英特尔 E5 性能相当。
中天的嵌入式 CPU 已经出货超过 5 亿颗,单品出货超过 2 亿颗。(必须要向中天微表示祝贺,向严晓浪教授表示祝贺。)
展讯的产品已经由中低端向中高端迈进,保有全球 30% 的市场份额。
华为的麒麟芯片已经追上和超越苹果、三星的 AP 芯片。
海思和海信的智能电视芯片已经开始出货,且占有 20% 的市场,国内 6 大主流电视商有 5 家已经开始采用国产芯片。
寒武纪和深鉴科技的 AI 芯片已经取得非常好的市场检验。
魏少军理事长谈 2017 年中国集成电路设计业发展状况 - 前沿播报 - 专题策划

中国这几年芯片行业(集成电路行业)发展的怎么样,我们看看有关专业人士的报告,就更清楚了:

一、集成电路设计公司数量没有变化
在《国家集成电路产业发展推进纲要》颁布后,2016 年我国集成电路设计企业数量出现了井喷,从 2015 年的 763 家猛增到 2016 年的 1362 家,增幅接近 80%。根据最新统计,2017 年中国集成电路设计企业数量为 1380 家,和 2016 年相比,增加了 18 家,微幅增长 1.32%。
二、设计业整体销售变化情况
2017 年,全行业销售收入预计为 1945.98 亿元,比 2016 年的 1518.52 亿元增长 28.15% 。按照美元与人民币 1:6.65 的兑换率,全年销售约 292.63 亿美元,占全球集成电路设计业的比重预计将进一步提升,预计超过 1/3。
魏少军理事长谈 2017 年中国集成电路设计业发展状况 - 前沿播报 - 专题策划

2017 年全球半导体销售额预计达到 4087 亿美元,同比增长 20.6%。其中集成电路产业为 3402 亿美元,这里面存储器价格上涨的贡献最大。
2017 年,中国集成电路产业的销售额为 5355.2 亿元,同比增长 23.5%,其中设计、制造、封装测试分别增长 24.7%/29.1%/18.3%,占比分别为 38.3%/27.2%/34.5%。
中国集成电路进出口情况:IC 产业对外依存度依然强烈、进出口逆差依然巨大。
据统计,2017 年中国集成电路进口金额达到 2601.4 亿美元,增长 14.6%,出口金额 668.8 亿美元,进出口逆差 1932.6 亿美金,增长 16.6%。从数据可以看出,中国集成电路国产化需求非常迫切。https://pic1.zhimg.com/80/v2-da294e7adb52f5c667ee4ffc7cacf43e_hd.jpg
资料来源中国集成电路产业的机遇与挑战 | 半导体行业观察
-—————– 两者资料来源不同 ————————
六、2016 年十大设计企业
十大企业的销售总和高达 893.15 亿元,较 2016 年的 700 亿元增幅达到 28.57% 。十大企业中有三家营收超过 100 亿。十大企业有两家新进企业。
从十大企业的分布来看,珠江三角洲地区有 4 家,比去年增加 1 家;长江三角洲地区有 3 家,比去年增加 1 家;京津环渤海地区有 3 家,比去年减少 2 家。
十大设计企业的入门门槛提高到 26 亿元,比去年提升了 23 亿元,提升了 3 亿元。
七、销售过亿元企业的增长情况
魏教授在会上指出, 2017 年预计有 191 家企业的销售超过 1 亿元人民币,比 2016 年的 161 家增加了 30 家,增长 18.63% 。而销售过亿元人民币企业销售总和高达 1771.49 亿元,比去年的 1229.56 亿元增长了 541.93 亿元,增幅达 44%,占全行业销售总和的比例为 91% ,与上年的 80.97% 相比上升了 10 个百分点。
八、销售过亿企业的分布
在销售过亿的企业中,长江三角洲以 92 家,是四大产业集群中,销售过亿企业最多的地区,比去年增加 21 家;京津环渤海以 37 家上升至第二,较去年增长了 5 家;珠江三角洲地区以 33 家位居第三位,相比去年减少 5 家。
而在销售过亿的企业的城市分布中,上海和北京分别以 38 和 30 家遥遥领先,其中上海比去年增加 2 家,北京相较去年减少 3 家;深圳以 17 家位居第三,紧跟着的无锡和杭州则各有 12 家销售过亿的企业,南京和苏州分别有 11 家和 10 家,武汉和香港分别是 3 家和 2 家。
而在五千万和一亿销售额之间的企业,则由 2016 年 201 家降至 189 家。
在一千万到五千万销售额之间的企业,则由 256 家成长至 2017 年的 352 家。
648 家销售过 1000 万的企业销售额合计占 95.7%。
九、设计企业人员状况
据报告,2017 年人数超过 1000 人的设计企业达到 16 家,与 2016 年的 12 家相比多了 4 家;人员规模 500 到 1000 的设计企业有 20 家,比 2016 年的持平;人员规模 100 到 500 的设计企业有 121 家,比去年的 123 家减少 2 家。
十、产品领域分布情况
在通信、智能卡、计算机、多媒体、导航、模拟、功率和消费电子等 8 个领域中,有 5 个领域的企业数量增加, 3 个领域的企业数量下降。
从事通信芯片设计的企业从 2016 年的 241 家增加到 260 家,对应的销售总和提升了 30% ,从 2016 年 688.4 亿元增加至 900 亿 。
从事计算机相关芯片设计的企业数量从 107 家降到 85 家,销售额从上年的 88.45 亿元,提升到今年的 112.53 亿元,增长 4%。
从事多媒体芯片的企业数量出现拐弯,从 2016 年出现大幅下降,从 2015 年 93 家大幅下降到 2016 年的 43 家,而 2017 年又增至 72 家,但销售额却大幅跳升,达到 176.69 亿元,比上年的 84.29 亿元,增长了 109.63% 。
从事消费类电子的企业从 589 家增加到 610 家,销售额从 2016 年的 311.52 亿元 ; 提升到今年的 452.33 亿元,增长了 45.2% 。
十一、产业集中领域有所提高
2017 年,十大设计企业的销售总和达到 900 亿元 ; 占全行业销售总和的比例为 45% ,比上年的 46 .11% 下滑了 1.11 个百分点。
相比美国接近 90% 和中国台湾地区超过 80% 的集中度,我们的这一比例仍然偏低。
在通信芯片领域,海思半导体、展讯、中兴微电子三家的销售之和达到 600 亿元,占该领域销售之和 65%; 在多媒体领域,豪威科技一家占据 57% 的份额。
资料来源魏少军理事长谈 2017 年中国集成电路设计业发展状况 - 前沿播报 - 专题策划

看看我国集成电路营收额在全球中的占比

2017 年世界集成电路设计业营收额区域分布占比情况
2017 的美国集成电路设计业营收额占到全球集成电路设计业的 53%(约 535.3 亿美元),居全球第一位;据拓墣产研院报道,中国(大陆)位居第二,占到 21%(约 212.1 亿美元);中国台湾地区占到 16%(约 161.6 亿美元),欧洲地区占到 2%(约 20.2 亿美元),日本占到 1%(约 10.1 亿美元),其他地区占到 7% 左右。

资料来源:拓墣产研院
据 IC Insights 报道,中国集成电路设计业(Fabless)进入全球前五十大企业的有 12 家,依次为:深圳海思、紫光展锐、中兴微电子、华大半导体、南瑞智芯、芯成半导体(北京矽成)、大唐半导体、北京兆易创新、澜起科技、瑞芯微等。
以上资料来源:2017 全世界半导体设计产业营业收入情况报表

中国集成电路与世界最先进的技术比较是有差距,目前没有多少人不承认,只是这差距每个集成电路人都在努力去缩小,而不是有些人眼里的一直原封不动。

2017 年,中国集成电路产业各主要环节均维持高速增长,设计、制造和封测的增长率均超过 20%,是近年来的第一次。其中,芯片制造业增速最高,增长 28.5%;设计业位列第二达到 26.1%,销售额首次突破 2000 亿;增长率长期停留在 20% 以下的封测业也取得了近年来的最好成绩,增速也超过 20%。
2017 年,中国芯片制造业全年销售达到 1448 亿人民币,比上年增长 28.5%,为近年来的最高值。但必须指出,这一数值包含了在华外商独资企业的经营数据,所以制造业的快速增长包含有这些企业的贡献。
2017 年,中国芯片设计销售额达到 2073 亿元,首次突破 2000 亿,且与芯片制造不同,芯片设计统计数据近乎全部为本地企业,并且鉴于芯片设计最终产出为产品,具备与全球产业销售统计数据进行比较的条件,因此备受关注。
但是像这位答主这种跪着的心态,
“多少钱能花在刀刃上,能产出成果。否则我觉得就安心的当美国的小弟。享受着全球化的福利,用底层和中层供养着上层的模式等待新社会的诞生。人生怎么样都是过,国家也是。”
我觉得还是要不得吧。

“我觉得就安心的当美国的小弟。”以及 “人生怎么样都是过,国家也是。” 你是不是人生中不如人的时候都喊别人 “爸爸” 啊!你这一辈子被你叫 baba 的人应该一定不少吧!

我记得中学时的教育是这样的

我们从古以来,就有埋头苦干的人,有拼命硬干的人,有为民请命的人,有舍身求法的人,…… 虽是等于为帝王将相作家谱的所谓 “正史”,也往往掩不住他们的光耀,这就是中国的脊梁。
这一类的人们,就是现在也何尝少呢?他们有确信,不自欺;他们在前仆后继的战斗,不过一面总在被摧残,被抹杀,消灭于黑暗中,不能为大家所知道罢了。说中国人失掉了自信力,用以指一部分人则可,倘若加于全体,那简直是诬蔑。
要论中国人,必须不被搽在表面的自欺欺人的脂粉所诓骗,却看看他的筋骨和脊梁。自信力的有无,状元宰相的文章是不足为据的,要自己去看地底下。

几十年前鲁迅先生都在发出这样的呐喊,我们的高中教育又说了这么多年,为什么我们中间总是还有那么多愿意 “跪着的人”,那些“没骨头的人”,那些一遇到什么挫折就“叫爸爸” 的人?!!!为什么?我们的先辈在最绝望的年代都没有绝望,都没有认输。为什么现在我们已经稍微能过活了,稍微有那么点力量站起来了,反倒还总是有这样的人出来说“瞧,还是跪着的好吧“以及“跪着活也是活,不是?”

我觉得我们应该有的态度是认识问题,解决问题,哪怕我们比别人弱,比别人差很多,但是,我也决不能放弃追求站起了的决心和希望。

我们**看看我们集成电路行业到底还有哪些差距?**我看到的大约有这些:

魏教授给的大约有这些:
我国的制造产能严重不足。现在中国的实际产能(高估)约为每月 20 万片,产能缺口达到 73 万片 / 月。(这是评价 16 年的数据,17 年数据要稍微好点) 设计业能力不足。 具体表现在:国内代工厂 IP 核供给不足;设计业缺少关键 IP 核的设计能力;SoC 设计严重依赖第三方 IP 核;严重依赖具备成熟 IP 核的工艺资源;缺乏自主定义设计流程的能力;还不具备 COT 设计能力;主要依靠工艺技术的进步和 EDA 工具的进步。
生产线建设缺少统筹中国国内目前已有产能总量 14.9 万片 / 月,仍严重不足,大部分产能都是新增还在建设中的(61.5 万片 / 月) ,目前规划的产能总量都是合理的,但是
工艺节点的分布不均,主要集中在 40-90nm,预计建成后可能出现部分节点产能过剩,但先进工艺节点产能仍然不足的失衡情况。
国内各类在建及拟建十二英寸生产线如下:新建 12 英寸生产线共 26 条 ,占全球计划建设的 12 英寸生产线的 42% 。全部建成后,中国大陆的全部产能将达到 111.4 万片 / 月。本地企业的总产能将达到 76.4 万片 / 月。从设计业的需求看, 代工产能尚未达到所需产能的 50%。存储器布局有意外,但尚在情理之中,有望打破国际垄断。 更多具体数据大家可以参看:SEMICON 2017 魏少军教授:中国集成电路过热了吗?| 半导体行业观察 魏教授的数据是总结 2016 的发展情况,17 年的咱没找到,见谅。

摩尔精英的最新文章中国还有哪些产业受制于人?芯片、柔性面板、飞机发动机和超精密机床在列是这样说的,(以下主要是关于集成电路行业的) :

群智咨询全球手机产业链资深分析师王健向第一财经记者表示,此事涉及范围非常广,不止是芯片,还包括软件和技术。以消费电子产品来说,芯片类,手机的 SoC,高通和 MTK,但是高通的占比很高,尤其高端领域;电脑的 CPU 垄断性最高,intel 和 AMD 都是美国的,处于垄断地位;面板的 IC,新思的份额也很高;柔性 OLED 面板和量子点技术用的发光材料里面的陶氏化学和 UDC 的部分,其他供应商很难替代。
中国是世界上最大的集成电路市场,占全球份额一半以上,也是全球最大的存储器市场,但在万亿规模的芯片领域,中国目前主要依赖进口。长江存储一位员工对第一财经记者表示,存储器芯片约占芯片市场的三分之一,主要分为易失存储器和非易失存储器,前者包括 DRAM 和 SRAM,后者主要包括 NAND Flash 和 NOR Flash。
DRAM 和 NAND Flash 是存储器的两大支柱产业,中国严重依赖进口。其中,NAND Flash 产品几乎全部来自国外,主要用在手机、固态硬盘和服务器。NOR Flash 主要用于物联网,技术门槛较低,中国企业基本已经掌握,但应用领域和市场规模不如 DRAM 和 NAND Flash。
目前,长江存储作为中国首个进入 NAND 存储芯片的企业要在 2018 年才能实现小规模量产。到 2019 年其 64 层 128Gb 3D NAND 存储芯片将会进入规模研发阶段。上述长江存储的员工对记者表示,今年将出的第一代产品技术相对落后,“我们主要为了技术积累,不是一个真正面向市场的量产产品。可能到明年我们第二代产品出来后,会根据市场需求量产。”
不仅手机等消费电子产品的储备芯片、柔性 AMOLED 面板,在飞机发动机等大型装备领域,中国也同样受制于人。

以及这篇文章中的图片危机中兴!自力更生掌握核心科技方为良策 - 侠客岛 -,如下图

出了问题就摆正心态解决问题,以为 “跪着” 就能永远活好的,试问我们曾经“跪的还不够么?你还打让子子孙孙一直都跪着?”

一代人有一代人的事情,但凡尽心尽力就好,路途虽遥远,但总得走才能知道有多远吧。

能做事的做事,能发声的发声。
有一分热,发一分光。
就令萤火一般,也可以在黑暗里发一点光。
——不必等候炬火
比后如竟没有炬火,我便是唯一的光。

比后如竟没有炬火,我便是唯一的光。

感怀先辈,虽然不一定能达到他们那种勇毅的地步,但凡是有一丝不用去跪的希望,我觉得我还是想尽力去争取一下的。不知道你们是不是也这么想?


文中所有资料均已注明出处,特别强调一下,文章多来自于

@张竞扬 摩尔精英

以及 半导体行业观察 公众号,希望大家多关注一些专业人士的内容。为中国集成电路行业加油!


贴一个,来我们看看到底是有多无知:

我的回答如下:

1,你在哪里看到的拼多多的销售额占全国总销售额的 50%?以及你说的中国总销售额是什么东西?零售销售额还是其他?麻烦说清楚。

2,集成电路行业的产业链有多长你清楚吗?你知道哪些是中国的弱项,哪些是我们的强项吗?

3,谁给你说的大型芯片企业的并购是为了技术分享?如果是技术分享,那要知识产权干嘛?

4,你知道我国的量子通信和量子计算在国际中的地位吗?


再次更新,

问题是芯片行业在 中国的现状中国的芯片现状如何? 但我觉得芯片,这个称呼只是大家最后看到的或者想到的那一颗颗 CPU,GPU,等等。但其实,芯片只是整个行业的一个结果,而 CPU,GPU包括 NPU 也只不过是数万个结果中的一两个。如果问我国集成电路行业的现状或许更合理些。下面我在分享一下关于集成电路行业产业链方面的东西,可能不一定正确,但尽量有依据。如有不符也请大家指正,如有任何侵权的行为也请大家及时指出,我立马改正。

我觉下面一幅图能反映出当下整个集成电路产业的结构以及有名的巨头的影响力:

从产业链的角度来看,半导体核心产业链主要有设计、制造和封测三个环节,形式有 IDM 和垂直分工两种。
1、芯片设计:是芯片的研发过程,是通过系统设计和电路设计,将设定的芯片规格形成设计版图的过程;芯片设计公司对芯片进行寄存器级的逻辑设计和晶体管级的物理设计后,将不同规格和效能的芯片提供给下游厂商。
2、晶圆制造:晶圆制造指在制备的晶圆材料上构建完整的物理电路。过程包括掩模制作、切片、研磨、扩散、光刻、刻蚀、离子注入等核心工艺。
3、封装测试:是将生产出来的合格晶圆进行切割、焊线、塑封,使芯片电路与外部器件实现电气连接,并为芯片提供机械物理保护,并利用集成电路设计企业提供的测试工具,对封装完毕的芯片进行功能和性能测试。
来源于中国半导体产业的天时地利人和!| 半导体行业观察

从 IC 设计说,那大家应该也必须要了解是目前国际上流行的是 Intel 的 X86,ARM 的是 RISC;从商业角度来说,这两者基本上是中国十几年内都无法超越的(至少目前没有一点有机会的苗头)。在 X86 上,就是 Intel,AMD,英伟达等,中国有的是上海兆芯的 ZXD。而这中间的差距是多少呢?魏少军教授说的,“从 “十二五” 初期的不足国际整体水准的 7%提升到了目前的 50%,综合性能体验达到 80%。"”(到 2017 年为止。综合性能体验达到 80%,这个大家都明白)来源在这国产 X86 CPU 和 Intel 还有多少差距?这些数据道出现状_百科 TA 说 里面讲的各项参数很详细,大家可以看看。

而在 ARM 的是 RISC,大家都听过,高通的骁龙系列,三星的猎户座,华为的麒麟,小米的澎湃,MTK 以及展讯的。高端的,骁龙、猎户座、麒麟、大家也都看过各家的旗舰发布,所以也明白。低端的目前展讯对外宣传的是占中低端的市场份额在 30% 左右。这个大家可以搜到。

关于指令集方面中国有可圈点的地方不多,其中 MIPS 算一个。

有中方背景的资本收购了 MIPS 的母公司 Imagination,为了避开美国政府的审查还是不得不把 MIPS 从 Imagination 剥离出来。从现状看,要基于 MIPS 获得商业成功并在国际市场竞技,其难度远远高于基于 Arm 指令集。MIPS 在中国也不会成为主流芯片设计厂商的选择。
国内也有好些公司出了自己的指令集和架构,但是一方面是技术还不够成熟,另一方面是更加薄弱的生态系统,需要投入大量人力物力去完成工具链,操作系统和相关软件的开发和推广,还不能得到用户认可,可谓事倍功半,其发展前景也难以预料。
资料来源中国需要怎样的指令集架构?| 半导体行业观察

关于

@丘吉尔八卦

说的芯片技术分享的问题,在指令集方面,这篇文章有说明中国需要怎样的指令集架构?| 半导体行业观察

RISC-V,以开源架构的名义吸引了很多注意力。开源不是一个新事物,软件开源也有很多成功案例,如 Linux 等,但硬件架构开源完全是另一个故事。软件开源,是因为代码容易更新和升级,可以快速迭代更新版本,其代价极低。
而如果要搞硬件开源,涉及到巨大的线下成本,纠错成本极高,完全无法实现快速版本更新和重新部署。而且从指令集到 IP 核实现过程中有很多的坑要趟,再到 SoC,产品设计周期很长,一个错误就可能导致整个项目延期,对商业公司来说其风险也很高。
另一方面,从指令集角度,开源相当于另立一套标准,全盘建立全新的生态,这就意味着完全不能借助现有的生态优势和人力资源,这种方式没有二三十年的积累根本发展不起来。开源架构还面临碎片化的问题。
从指令集定义要芯片实现,这中间还有很长的路要走,不同公司即使基于同样的指令集,其实现也可能是大相径庭,不同的功能扩展也可能导致芯片实现的碎片化,对开发工具和软件的选择也会碎片化,造成巨大的开发和维护成本。很多人强调指令集免费,但指令集免费不等于 IP 核设计免费,基于指令集设计 IP 核的公司也是要盈利的,加上碎片化导致的开发成本增加等问题,又能省多少钱呢?我对此是有疑虑的。
来源中国需要怎样的指令集架构?| 半导体行业观察

在芯片制造方面,中国能提到的就是中芯国际,它的技术与最先进的台积电三星是两代的差距(而且是比较乐观的估计)。在提到芯片制造方面我们不得不提到的是芯片制造的上游两个产业,半导体原料和半导体设备产业。文章已经太长,我直接分享链接给大家看看吧,中国半导体产业的天时地利人和!| 半导体行业观察 这片文章从半导体原料生产的硅片,DRAM 存储,GPU 和 MCU,大陆圆晶厂的建设,封测厂商占比(我国和国际上的对比)等等方面分析了我国与目前国际上的差距以及 我们的优势。我没有看到过比这更详尽的资料了,欢迎大家分析更好的东西。

存储芯片方面不仅仅有 DRAM 还有 NOR Flash,NAND Flash,SSD 的控制芯片等等,可参看这片文章 5 种传统 + 3 种新型存储器大剖析:我国能否打破巨头垄断? - EDN 电子技术设计

而在光通信领域,大家可以参见这片文章高端全靠进口,国产光芯片如何崛起?| 半导体行业观察

而在个别芯片领域我国具有压倒性优势,其中就是矿机和指纹识别芯片,有代表的芯片厂商是:比特大陆 和汇顶科技又一个被中国厂商做死的芯片市场!| 半导体行业观察

如果想看中国这些年的集成电路产业发展路径可以看看这个致中国半导体工作者的风雨 60 年 | 半导体行业观察,目前中国的优势和不知可以看看这个中国速度背后的辉煌与辛酸 | 半导体行业观察

我觉得这几篇文章也写得挺好,分享与大家。

集成电路产业链全景图(一) | 半导体行业观察

集成电路产业链全景图(二) | 半导体行业观察

中国需要怎样的指令集架构?

以上就是我能够分享的了。谢谢大家。更多详细的优秀资料请大家关注 @半导体行业观察


这世界并不总待我以温柔,但我愿待这世界以温柔。

知乎用户 jjiang 发表

作为通信行业,成天和各种芯片,fpga,dsp,arm,ad,da,射频等打交道的人来看,进步非常明显,但和美国差距还是非常大。

现在中国客观说,这些芯片投钱都能做。但市场上,实际商业化门槛很高。不经过商业化,你就无法优化完善芯片。除非大量投钱。比如 ad 芯片,国内很多,但指标和国外 analog 公司,ti 公司的没法比。关键,国外比较狠的是,你低端做出来了,就大幅降价,就是让你没有大的利润。靠自身无法向高端突破,或减缓你的开发速度。

你以为国外 ti 公司芯片做出来就好,里面也是很多 bug,一个批次一个批次完善的。这就要靠商业化才能花的起钱。

目前,国内,也只能把民用最常用的,花钱最多的,nandflash,内存,液晶这些先突破了。其它国内都有不少企业在做,但需要时间和钱。

别看回答里,一些逃兵。其实真不缺这几位。架不住,中国人多啊。每年还是会有一批愿意担当的人加入这些行业的。这已经比美国多了。看美国,全是老头搞这些,没几个年轻的。未来一定是中国的。

知乎用户 匿名用户 发表

10 年前在某个重点实验室打工,实验室是超净环境,进门要换衣服,走风淋室。

然而风淋室除了检查参观之外一次都没用过,师兄们把超净服往身上一披,推门就进,鞋都不换,看的我这个还在记超净操作规程的新人都傻了。

按规定超净服不能带出实验室,每周集中清洗一次。我的超净服穿了一个多月,忍不了拿回宿舍自己洗了。洗好的超净服后来被某个师兄穿走了,但为什么留给我的超净服上会有烟味?师兄你一定是穿着超净服出去逛街了吧?在实验室里抽烟这种事你干不出来的对吧?

挺长一段时间整个实验室啥都做不出来,分析来分析去也找不到问题所在,重要项目和文章是去外面蹭设备才出的数据。

10 年啦,当年那一批的师兄师弟里,有不少留在半导体行业里,现在也有挑大梁的了。默默祝好吧。

-———————– 分割线 ————————

过百赞了,评论也都看了,澄清一下吧。

实验室是做芯片的,但和龙芯、cpu 无关。而且都是至少 10 年前的事了,不代表现状。

大老板学术和业务水平都很强,圈内的人脉口碑都不错。实验室也出了不少成果,上过新闻拿过奖。不是混日子骗经费的,更不是在印度(笑)。

但是实验室这个林子太大了,从高薪挖来的海归博后,到大专水平但资历比谁都老的技术员,要钱的要官的要名的要争口气的。大老板不是三头六臂,也不常驻实验室,管不过来的地方自然千奇百怪——这些都是无聊的平淡,见怪不怪┓(´∀`)┏。

关于超净标准,大老板还是挺重视的,每年都亲自给新人讲解演示。有次某个师兄不按规定来被撞见了,专门开全体会议批评教育。虽然如评论所说是科研单位,良率标准没那么高,但实验结果一直偏离预期,或者样品一直做不出来,换了谁都不痛快。

抽烟这事是真的,亲眼见过,窗户开个缝,烟和烟灰直接排到实验室外。好吧就算洁净要求不高,安全总得有吧。我们实验室遇上国家重大活动都得停工的,原料运不进来。“吸烟区” 旁边就是危险品。但人家是 “嫡长孙”,而且挺长一段时间,所有样品都得过他的手。幸好惹不起躲得起。

写这个答案是因为看到题目和答案就突然想起来了,当年自己也曾经年轻热血过,想干出一番事业来着。希望新入圈的学弟学妹们能赶上好时代,走过的弯路不要再走了吧。

知乎用户 十六夜砕月 发表

--2018/7/4 更新 – :

感谢

@W0lf

私信提醒我此答案的评论区被关闭的问题 (应该是知乎的锅),我还一直在纳闷为什么只有点赞 / 感谢却没有评论。

![](data:image/svg+xml;utf8,)

-——– 我是更新分割线 ———

看到有些答案和评论拿汉芯的例子说龙芯骗经费,我为默默付出的龙芯团队感到不值。硬件层面答案区里很多答案都提到了而且我也不是业内人士,我就不赘述了。我就从软件层面说一下龙芯团队的贡献。

龙芯官方有自己的开源站点项目 - 龙芯开源社区里是龙芯所有开源项目的介绍,挑几个比较重要的项目展开一下。

Linux Kernel:因为龙芯是 mips 架构,而主流的 linux kernel 都是基于 x86 和 arm 的,所以龙芯需要自己维护基于 MIPS 架构的 linux kernel,即只有他们自己维护的 linux kernel 才能支持龙芯处理器。但是因为龙芯团队的持续维护,他们的代码回馈给了上游,龙芯 3A2000/3B2000 得到官方 Linu 内核支持,你从官网下载的 linux kernel 已经支持龙芯处理器了。(需要 linux kernel 4.7 + 的版本)。

OpenJDK: 龙芯移植的 OpenJDK 版本,和 PC 机上的 JDK 6/8 完全兼容,兼容 32 位和 64 位版本,同时开放源代码并且列入 openjdk 官网可能是国内公司对 OpenJDK 做出的单个最大的贡献了

Loongnix 操作系统:算是从根上 (linux kernel) 就开始国产的国产操作系统了,一直在更新维护,是龙芯软件生态建设的成果验证和展示环境,至少让龙芯处理器能有操作系统可以用。

我衷心地希望大家不要带着有色眼镜来看龙芯处理器及其开发团队,他们也是在默默付出,并且对上游做出了贡献,并不是骗经费!!!

PS1:龙芯现在是由龙芯中科技术有限公司负责,是一个产业化的项目,不是直接拿国家经费的科研项目 (当时肯定得到了政府直接或间接的资助)。但是如果真的是骗经费的项目,龙芯团队完全可以不维护软件。他们做的这些软件,并不能获得更多的经费,甚至都不能引起更多的关注 (国内大环境更注重硬件上的技术突破,不怎么在意软件上的突破)。

PS2:【央视 720P 高清】中国芯生存状态调查【5 集纪录片】_哔哩哔哩 (゜ - ゜) つロ 干杯~-bilibili,1p 就是谈龙芯的,想了解龙芯的朋友可以点进去看看。

知乎用户 蓝牙彪 发表

不管你们怎么想的 反正我是冲着要做世界上做好的蓝牙芯片在做事的.

其他领域不说 至少蓝牙这块 这几年国内应该能和最顶尖的芯片各有优势的 (非价格 纯技术).

多实干吧. 没你们想的那么悲观 也没你们想的那么乐观. 只是在常规稍微快点的速度稳步增长, 有希望也有危机. 很喜欢华为 2012 实验室这个名字, 几年前一个华为的朋友说起这个的种种时总觉得华为确实是一个很有社会责任感的公司. 多实干吧 像他们一样. 别患得患失.

知乎用户 温戈​​ 发表

国产芯片史上,2001 年是个关键年份。

沿着 2001 年的起点,方舟、中星微、展讯三家星光熠熠的公司,由于各自未竟的遗憾,尚不能跑赢摩尔定律,改变国内缺芯的窘况。从这些领军人物及其企业的成长、突围、困局和无奈中,我们能看到,国产芯片贫血是综合性发育不良的结果,中国芯的强大可能要几十年时间甚至几代人的努力。

2001 年,中国芯片业明星人物邓中翰,在索尼家门口吃了闭门羹。

![](data:image/svg+xml;utf8,)

当时,他与同事专程飞到日本,目的是向索尼公司推销「星光一号」——一款主攻笔记本电脑摄像头的数字多媒体芯片。

此前,靠这款自研芯片,邓中翰创立的中星微公司已经拿下飞利浦和三星。他们以为有上述品牌的背书,索尼应该也有戏。

但索尼丝毫没给面子。原本约定洽谈 50 分钟,但刚谈了 5 分钟,对方就不客气地起身谢客:

我可以告诉你们,你们现在做的这种研发,索尼是这个领域的鼻祖,我们在这上面有几千项专利、几百个产品。如果你要想学习的话. 可以到商店里看一看,或者去展览上了解详细情况。

时间短到邓中翰还没来得及介绍公司。接下来的一幕更具戏剧色彩:邓中翰走出索尼公司,甩下一句英文:I will be back(我会回来的)!

在 2001 年的中国半导体行业,邓中翰和中星微被塑造为一个灯塔式的存在。

按照媒体报道,中星微的「星光一号」芯片,打破了中国「无芯」的历史,「同神州飞船、水稻基因组并称为世纪交替年代的重大科技成果,取得了一系列历史性成就,书写了新的辉煌篇章」。

但在国内如此骄傲的企业,走出国门照样碰钉子。这像极了国产芯片行业的整体写照:产业刚起步、没有话语权、举步维艰。

国产芯片史上,2001 年是一个关键的年份。

这一年,发展集成电路第一次被写入了政府工作报告。

2001 年还诞生了多项国内「首次」:

中国工程院院士倪光南与方舟科技公司合作研发了方舟 1 号 CPU;

邓中翰在中关村点亮周内首枚具有自主知识产权的多媒体芯片「星光一号」;

在北京海淀区中科院计算机所旁的一栋小白楼,学院派「龙芯」课题组正式成立。崇尚毛泽东思想的胡伟武,带着师生要做出独立于 Wintel(微软 + 英特尔)之外的技术体系;

海归派博士武平、陈大同等人创立展讯通信,以行业黑马的姿态杀人市场,次年便研发出第一颗手机芯片……

看似不错的良好开局,在 18 年后回头看,并没有扭转中国「缺芯」的尴尬境地。

探究一个科技产业为什么没有做起来,是个极其复杂的话题。但从领军人物及其企业的成长、突围、困局和无奈中,我们或许能窥见一二。

1

1999 年,汉卡发明者、中国工程院院士倪光南被柳传志踢出联想。他坚持自主研发 CPU,这与联想当年的「贸工技」战略重点南辕北辙。

六旬科学家正失意时,加拿大华侨李德磊找上门求助。李德磊的公司中芯微(方舟科技前身)为日立公司做芯片设计类外包。但日立刚解除了合同,李德磊的公司瞬间陷入危机。

倪光南得知对方有一支做 CPU 的完整队伍,如果用上自己的人脉和信用,那他做有自主知识产权的芯片梦,就可以嫁接到眼前这家垂死的公司上面。

李德磊也没有拒绝。作为一名精明的商人,他自然不会无视倪光南背后的无形资产。

但这种结合从开始就埋下隐患——商业组织里,最要命的便是同船不同心。大家目的地不同. 总有人要湿身离场。事后看.「方舟」搁浅也是种必然。

不过在当时,双方还是维持了一段载笑载言的日子。在倪光南的奔走下,李德磊公司获得深圳一名民营企业家投资的 2000 万元。政府也开始关注这家民营芯片公司。

2001 年 7 月,倪光南心心念的自主研发 CPU——「方舟 1 号」面世。此前两个月,他刚以战略市场部副总裁身份加入方舟。

媒体盛赞「方舟 1 号」改写了中国「无芯」的历史。这种「鉴定」同年也被用来评价邓中翰的「星光 1 号」数字多媒体芯片,邓中翰当时还获称「中国芯之父」。由此可见,国人当年对于芯片行业的落后现状是多么地介怀。

倪光南助手梁宁曾撰文记述「方舟 1 号」面世之隆重:中国工程院前任院长宋健、前任副院长朱高峰亲自担任鉴定委员会正、副主任,时任信息产业部副部长曲维枝等几名部委领导,都去了现场并发言。

CPU 造出来了,如何进入市场成了关键问题。此时,倪光南与李德磊产生第一次重大分歧。前者利用自己的关系,为方舟拉来第一个客户。该客户毅然从英特尔转投方舟阵营,但李德磊却拒绝供货。

「他们爱买不买。」据李德磊下属向媒体回忆. 在李德磊眼中,那些小客户就是「要饭的乞丐」,而他不愿意做「要饭的头」。

李德磊要挣大钱——当年政府启动了 NC(网络计算机)采购,目的是要推动 NC 产业链的发展,这才是大订单,所以李德磊不把市场开拓当回事。

据说在倪光南和李德磊得力干将刘强的极力说服下,方舟才建立了市场部。但由于李德磊对市场厂商的态度,市场部包括倪光南本人定位都很尴尬。

5 个月后,倪光南被迫离开方舟,就像两年前他被逼离开联想。不同的是,为了芯片梦,他在离开后还在持续帮方舟科技找资源、找钱、找人。

2002 年,中关村管委会还以中关村软件园名义入股方舟 5000 万元,占股 5%。但事实上,方舟科技仍是李德磊的家族企业,他及家人总占股 70% 以上。

李德磊将宝押在政府 NC 采购上,但「方舟 1 号」的现实困境是生态。用梁宁的话说,绕得过英特尔,跨不过微软。

即便是到现在,电脑的核心也是英特尔 + 微软,二者组成了「Wintel」天团,在这个天团周边,围绕着错综复杂的马达加斯加生态。

而当年为了规避知识产权,方舟选择了一个有别于「Wintel」的技术路线——自主 CPU+Linux 操作系统。可到头来发现,没有那个马达加斯加生态。电脑上的浏览器、Office、播放器…… 都要重新开发移植。

当年政府各部门共采购了几万台 NC。但用户很快发现,NC 上的工具,打不开其他电脑上发来的文件。早年媒体报道,一些学校校长,每逢领导来视察,就会拼命诉苦:NC 不能用啊,让我们换 PC 吧。

由于缺乏强有力的生态,NC 市场迟迟打不开,2004 年,方舟被传陷入资金危机。

李德磊即刻放弃了「方舟 3 号」的研发,转做来钱快的小灵通。一名前员工对《IT 时代周刊》回忆,李德磊曾说「方舟 3 号」是狗屎,国产 CPU 无市场。他还给员工们算了一笔帐:小灵通芯片每年出售上千万片,几年利润可以上亿美元。

而此前,「方舟 3 号」已被列入国家的「863 课题」,政府拨了研发经费 1538 万元。

芯片产业前期离不开烧钱,按说 1000 多万元也不算大数目。要知道,当年为了扶持三星半导体自主研发,韩国政府甚至动用了韩日建交时,日本支付的战争赔款。但让人们难以接受的是剧情是,李德磊直接放弃。

这一标杆性项目,瞬间倾颓。

李德磊的苦衷也是实情:拨款太少了,根本不够给研发人员开工资。

很明显,自主芯片梦是倪光南的,但不是李德磊的。所以当触摸到现实的骨感轮廓后,李德磊出于商人本能,选择了断臂求生,哪怕是场面很难看的撕破脸。

行业人士也由此得出了一个结论,国家的长期战略,不能强行绑缚在一个商业企业身上。

方舟后来一只手伸向房地产行业,有媒体记录了「方舟大厦」在建时,李德磊曾说过的一句话:「在中国真正赚钱的是房地产,不是高科技。」

方舟闹剧后,倪光南院士背负着沉重的歉疚,向科技部「负荆请罪」。李德磊的干将刘强失望之下也离开公司。刘强后来创立上市公司君正,继续做芯片,小米手表、360 摄像机都是该公司客户。

离开方舟后,倪光南、刘强反而交往更近,两人都是技术派。倪光南无意中提起一段往事:李德磊曾在酒桌上透露刘强是他的侄女婿、自己人,这致使倪光南长期刻意疏远刘强。但刘强听说这事后一脸懵:他与李德磊没有半点沾亲带故。李德磊心思之深,是倪光南这种技术专家看不透的。

2

此时,另一艘大船正在芯片海洋中寻路。

「我经常用船来形容我们的公司,车分左右边,在路上也不能随意开,海洋却是通往全球的。中星微就是茫茫大海里面的一条船,我希望它能够不断探索出新的领域、新的道路、新的资源,而不是作为驻留某个地方的一个小岛,停滞不前。」

这是中星微创始人邓中翰说的。邓中翰毕业于美国加州大学伯克利分校,1999 年受邀参加 50 周年国庆观礼后,从硅谷回国,创办中星微,信息产业部是其主要股东之一。由于中关村办公场地不足,中星微生的北土城附近的一问简陋的仓库里。

在所有芯片创业者中,邓中翰是最为聪明的那拨人。他第一时间看到「路上不能随意开车」这一现实。邓回国创业时,国外芯片寡头早已崛起. 英特尔、德州仪器、三星半导体已分领域、分层级瓜分了市场。

就像在悠长的高速公路上,这些企业在最右侧车道,受着芯片行业那个着名的「摩尔定律」的驱使,一直高速飙车。而从原点追赶是一件极难的事,有时还会变成无用功,比如「方舟」项目。

于是,中星微选择从市场竞争相对不那么白热化的点切人——做多媒体芯片,像当年 PC 的摄像头芯片、手机的音乐芯片。

历史上,三星半导体也采用了类似战略。三星没有从 CPU 这类明珠芯片人手,而是选择从存储、驱动等相对周边的芯片人手。

事实证明中星微的选择是对的,并由此占据 PC 摄像头芯片这一细分领域 60% 以上的国际市场。

包括曾将中星微拒之门外的索尼,后来也成为该公司的客户。倒是应了邓中翰在索尼门外撂下的狠话。

这些成果被媒体宣传放大后,足以满足国人的自尊心。虽然有业内人士指出,中星微所攻领域并不是核心芯片. 在国际产业链上并没有影响力和议价权,但中星微却在当时的时代环境下,被迅速打造为光芒四射的中国芯领军企业。

创始人邓中翰成为国家级半导体工程——「星光中国芯工程」的总指挥,顶上了「中国芯之父」的盛名,企业拿到的政府资助最多,2005 年第一个在纳斯达克上市。此后,邓中翰还成为中国工程院最年轻院士(41 岁入选)。

邓中翰的优等生气质,为中星微发展定了基调,某种程度上也算一种桎梏。

员工说,邓中翰是从来不见客户的。他的工作日程表中,最重头的是技术开发,其次是投资者关系、政府关系和日常管理。

中星微有「红色创投」背景,邓中翰曾两次受邀到北戴河。第二次是 2008 年盛夏,科技部官员打来电话,问他月底是否在国内,中央邀请他去北戴河。他紧忙说有时间。当年全国共有 60 人接到邀请,大都是有海外留学背景、回国创业的专家。比如前中国首富、当年光伏行业的领军人物施正荣。

这也让邓中翰深入思考并与其他创业者探讨一个问题:如何将各自在商业上的设想与国家意志结合起来,以创新满足国家和市场的需求?按邓中翰设想,中星微要做苹果、索尼那种引领世界潮流的公司。

邓中翰当年接受《创业家》采访时也坦言,他和公司主要的精力仍然在做研发而不是盈利上。中星微的大股东有政府背景,政府不指望短期内的财务同报,而是希望他们坚持自主创新,把「星光中国芯」工程做大做强。

遗憾的是,集合众多资源,中星微依然未能做大做强。2005 年上市后,创始团队忙于「各种星光」,离市场有些远。与之相对的是,PC、手机属于消费市场,风云变换,中星微没有跟上节奏。

![](data:image/svg+xml;utf8,)

中星微创始人邓中翰曾获称「中国芯之父」。

比如,当年中星微针对手机开发的「音乐芯片」,是挂在手机主芯片外的一颗专门播放音乐的芯片。可是很快,手机主芯片企业如联发科,都在自己的芯片中集成了音乐功能,这一下子让中星微失去了市场,还没有及时找到其他出路。

联发科等的降维式打击,让中星微丢掉家门口的领地。2008 年起,由于核心业务受到冲击,中星微陷入长达四年的亏损。

2011 年,中星微宣布进入安防视频监控领域,营收情况有所好转。

但这家企业的「星光」也就此黯淡了下去。2015 年从美国退市、2016 年借壳回 A 股,也都波澜不惊。邓中翰和中星微一度在媒体上消失。有一次还是在歌唱家妻子谭晶的相关文娱报道中,提到邓中翰的名字。

在今年两会期间,人大代表邓中翰的发言还是熟悉的味道:他再次重申中星微将数亿枚芯片打入国际市场,「彻底解决了中国无芯的历史」。

他也提到两年前,中星微开发的中国首款嵌入式神经网络处理器(NPU)芯片——星光智能一号诞生,标志着中国在该领域取得了重大突破。而新近与公安部牵头制定的公共安全视频监控数字视音频编解码国家标准,让中国成为「此领域世界上第一个制定标准的国家」。

只是这些第一的价值有多高,行外人参不透。

3

相比放弃高速路、改走海路的中星微,行业另一领军企业展讯通信更爱高速路飙车。

在 20 世纪初的芯片创业潮中,展讯的运作模式最为市场化,选择的阵地也是正面战场,做核心芯片,技术实力业内公认更高——当然,由此也注定这家公司的命运更为多舛。

2001 年,受当时信息产业部鼓励,武平、陈大同等人从硅谷回国,筹建展讯通信,设定目标是做拥有自主知识产权的手机基带芯片。

政府承诺将通过央企为展讯投资 3 亿元。此前,中国发布《鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策》,吸引了一批海归投身科技创业浪潮。

相比其他硅谷回来的海归,展讯创始人武平身上有层模煳的悲剧色彩——展讯一开始就为钱所困。

他们回归后才发现,政府承诺的资金要分批次到账。为了维持公司研发运转,武平等人不得不到海外资本市场找钱。就连展讯的竞争对手——联发科曾经都是这家公司的投资人。

联发科董事长蔡明介投的是人——他看到了武平商业计划书上的科研人员阵容,便立即拍板投资。当然,后来随着展讯变成联发科的对手,这部分股份被其他投资人赎回。

为了筹钱,展讯股权架构变得极为复杂,且创始团队股份一再被稀释,武平本人持股不足 5%,最后失去公司控制权。这是他在创业之中特别遗憾的事情。

但缺钱的展讯在市场表现上很争气。2003 年,展讯自主研发了手机核心芯片,为公司带来 1 亿元以上的收入。在展讯的客户名单中,有当年出货量之王的夏新、波导等「机王」身影。2004 年,展讯还率先研发出 TD-SCDMA 手机的核心芯片。

凭借一股气,它在 2007 年冲上美国纳斯达克。

只是鲜花簇拥有时并非好事,捧花前行更容易会遮蔽视线。

冲顶后,展讯内外矛盾渐次爆发,内部管理问题、外部市场战略均遭遇挑战。比如武平力主收购的美国射频(RF)芯片公司 Quorum,当时代价是 7000 万美元,但一直打不开市场,后续还有持续亏损。

这令展讯在随后的金融危机面前,毫无辗转腾挪之地。当 2009 年后 Quorum 为展讯打开新市场后,武平已经被迫出局。

武平对 TD-SCDMA 研发的执着也受到质疑。中国 3G 商用是 2009 年的事,当时由于商用迟迟没有时间表,拖垮了一批 TD 芯片公司,展讯拿出 5 亿元投入其中,是否符合商业规律?

在多年后同《创业家》记者的一次交流中,武平承认自己有私心——他是技术理想主义者,研发 TD 也是想为国家通讯产业做点事,这等于把一家商业公司绑缚上国家产业战略的车轮。

在市场上,展讯又为反应慢半拍持续交了昂贵的学费。国外友商曾给展讯起了个绰号——「2Q」,不管说什么都会延迟两个季度(Quarter)。

而在芯片巨头都遵从的摩尔定律中,芯片每 18 个月性能提升一倍,成本降低一半。硬件技术迭代周期虽比软件和互联网要长,但也是分秒必争,一步落下可能前功尽弃,展讯就这样被落下了。联发科一度抢走了 90% 以上的国产手机市场。

原因令人惋惜。陈大同看到的是内部管理问题。他曾在一次行业会议上坦白剖析当年展讯的问题,企业上市后,因为政治斗争打击了士气,公司至少有一半以上的项目,没完成就停了下来;公司总监级别以上的管理者,大半都想走。

更为奇怪的是,在公司内部,只有少数几个人知道芯片成本,甚至负责成本控制的部门、产品负责人甚至 CEO,都不知道芯片成本。为此还出现过销售和客户谈好价格,但同来发现成本做不到的问题。

华为任正非曾评价展讯:「这帮海归技术不错,但不懂市场。」

2008 年以后,联合创始人陈大同离开展讯。2009 年 2 月,武平辞去 CEO 职务,淡出展讯。接受《创业家》采访时,武平还在强调:「我在不在展讯没有关系,但展讯一定要留在中国,这是我回国创业最大的初衷,也是展讯未来长久发展的根。如果我要做一个国外的公司,那我回中国来干吗?」

2013 年底,展讯从纳斯达克退市,国家队清华紫光宣布对展讯完成收购。紫光采取了「买买买」战略。第二年,紫光又买下展讯竞争对手锐迪科,两家公司在 2016 年合并为紫光展锐。

数据显示,2017 年在中国芯片设计公司中紫光展锐营收排在第二位,位列于华为海思之后,紫光展锐目前是国产芯片参与国际竞争的重要力量。

不过,展讯在几年间经历了上市、退市、被收购、整合等一系列「大折腾」,命运起伏让人唏嘘。

4

沿着 2001 年的起点,不难看到,展讯、方舟、中星微三家星光熠熠同时具有理想主义情怀的芯片公司,由于各自未竞的遗憾,尚不能跑赢摩尔定律。但未来尊重产业规律、少犯错、让自己更强悍地存活下去,或许也是一种情怀输出。

正如一名芯片行业老专家语重心长地向《财经天下》周刊强调,「集成电路是实体行业,不是互联网经济,在各种会议上放狠话、放卫星这种模式,是行不通的。」

换言之,芯片搞不来大跃进,产业贫血是综合性发育不良的结果。

芯片业周期长,环节多,还要有不随大流、创新、冒险、容错的社会文化氛围和教育体制,未来可能要几十年时间甚至几代人的投入,才能向前跃进一大步。

可供参照的是,高通创始人艾文 · 雅各布斯在 20 世纪 60 年代提前布局 CDMA 研发,这才成就了几十年后的智能手机芯片霸主。

但在当下,置身其中的人,只能沉下心来,脚踏实地走好每一步。

文章来源财经天下,作者:罗拉

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知乎用户 凡人一个 发表

还行吧,比想象的好。你能想象的,国内都有,只是规模小点,性能差点,真要用,也是能凑合的。

EDA 软件什么的,成熟的当然好。要是没有得用,简单搞一个也能用的。国外某软件,买一套要上百万。自己试着搞了搞,发现也没那么难,虽然通用性不行,但是性能好多了。

我们缺的只是大规模应用,没有大规模应用,有些小问题就发现不了,自然也就做不好。这次 MYZ 国内企业都在找备胎,是个机会,也许芯片产业从此就真正发展起来了。

真心佩服那些在各个领域坚持的芯片人,明知前方连一丝微光都看不到,却仍然坚持负重前行。希望这次事件对他们是个机会。


关于 EDA 软件的一点看法:(回答 xavier)

EDA 工具这事,形成当前局面的原因很复杂,参与各方或多或少都有责任。首先大环境不好,盗版横行,国家这方面的策略有问题。没有知识产权保护,任何人和机构都没有动力去开发工具软件。当前国内牛逼的软件公司都是靠平台赚钱,这对工具软件显然不适用。其次教育体系激励机制有问题,一切唯论文论,国内谁开发一个 linux 系统,能当院士吗,显然不能。但是哪个院士对人类的贡献有 linux 大?不改变这种激励机制我们永远不会在工程实现上百花齐放,大家都醉心于发几篇一区或者二区的论文。第三老师们也多少有点责任,每个人都死守自己的一小块,靠这点东西接些活,养家糊口。没有人考虑合纵连横,做个像样的东西出来。最后工业界也有责任,尤其是像华为这样的领先企业,一直满足于使用国外软件,除了缺少危机意识外也缺少担当,因为只有最先进的应用,才会催生出一流工具软件。

抱怨没有用,与其临渊羡鱼,不如退而结网。每个人都承担自己应该承担自己的责任。看客多鼓鼓劲,软件应用者少用点盗版软件,教授们都相互交流,大公司多支持国产软件,哪怕是试用。国家多搞好大环境,让编工具软件的人有钱可赚,这不是屈服于美帝,而是自己走到这一步必然的选择。

知乎用户 匿名用户 发表

作为半个从业人员,我只想说:芯芯之火,可以燎原,中国的芯片不夸张说已经世界第二,不过跟第一差距还有些大。

跟第一有差距就不要弄了,弄也比不过的,人家卡你脖子你就没办法了,这种想法跟当初宋子文不发展军工直接从欧美买的买办思想基本无差,说到底是一种奴性思维,如果第一就不可能被超越,那体育比赛还有意义吗?世界杯上 32 个队伍还比什么呢,看看数据,直接给最强的队伍颁奖不就好了?

40 年前,我国的各行各业都是从天地之别到迎头赶上的,芯片也好,航天科技也好,我相信中国人一样也能迎头赶上,但还需要时间,这需要全社会努力付出并耐心等待。

我接触过的真正行业大牛,基本没时间做工作以外的事情,能上知乎玩的,在这个行业基本都是混日子的,包括我。

高赞答案那几个逃兵,祝你们今后在别的行业或别的国家前程似锦,从此江湖路远,不劳挂念。

知乎用户 Morris.Zhang​ 发表

引用我的另一篇回答,其中的论点和例子可以适用在这。

首先模拟芯片不必说了,例如射频芯片,全球只有少数几家,大量的非披露知产,演进时间太长,迭代缓慢,无处效仿,知产壁垒也更高;几类头部技术成果的代差有超 20 年的(含产业化周期)。模电的博士常常工作 10 年以上也没有什么原理性突破。Analog 需要久期演进。

数字芯片相对代差小一些,尤其在 Nand flash 甚至 RAM、上一代图形芯片以及市场离散 / 碎片一些的 DSA,但实验室与产品下线是有巨大区别的,下线商用需要产业链生态和更多周边 IP 族的构建,还需要软件工具链和应用方案;但在核心的 CPU 领域,要相差更久。在制程工艺领域,距离最先进工艺也要相差 10 年 +,以晶体管栅极构型为例,SMIC 的 28nm HKMG 进入量产不久,产线还在磨,产能还不高(看 Capacity Utilization),后一代的 14nm/16nm FinFET 三面栅极构型是在 10 多年前被 Intel 等进行产线验证的(胡正明博士是在 90 年代初完成了实验室验证),而如今 TSMC 和 Samsung 在筹备量产 3nm/5nm GAA 包栅极构型,大概也会有 15 年 + 的代差。

芯片的大范围自主会比较久:产业链长,非硅基的先进制程还没磨出来(自从进入 22nm 制程就要大量稀土掺杂了,理化特性复杂,design rules[D/R] 大改)、产能掣肘上不去、而落后产能制造出的繁荣也被骗补惑乱着。话说若是 GAaS/GaN 等化合物半导体在计算芯片应用,SMIC 28nm 硅片的产业结构会在几年内翻天覆地的。

另外说一句,网上声音大的 RISC-V,当然,RISC-V 大幅简化电路,但对复杂应用拆解要么增加操作数牺牲性能,要么增加指令集又把系统复杂化,我们知道复杂集实际是在电路层给这些操作建立 shortcuts,有晶圆面积代价的,workload->ISA->RTL 的试错过程少不了。

EDA 库依然要用到的,但是要大调 RTL 的,毕竟 RISC V 的应用实例少参考工具不多,不能都拿来直接用。仍需要依赖 CDNS/SNPS 这样的 EDA 支持,它们提供的不仅是软件,更重要的是 IP 工具以及 NRE 支持服务,是有助于未来的迭代设计的。

未来几年 RISC-V 顶多有一堆消费侧小实例,但由于 IP 碎片化而不易赚钱,由于未形成公版发布而不容易进步,不会挑战到 ARM-M,更不会到 A 和 CPU,更不会挑战 x86 生态。

补充一下,依目前的禁令来看,主要限制迭代能力和迭代品流通能力,而非存量产品的流通。 但是,这种来自全球一线供应商和标准化组织的封锁看似凶险,实则持续不了太久。资本主义世界最重要的是商业贯通,而非单纯服从于政治主张,因为多数供应商的主要市场份额都在中国,例如存储技术、RF、板载元器件、高端液晶面板、以至于处理器等。国内拥有全球消费类整机市场最繁荣的业态:意味着保有量增速最快、新品迭代最快、客群最大及其消费力最强、市场驱动最成熟等。话说回来,来自海外厂商的对抗越久,它们损失的份额越多,部分厂商在中国的收入占整体 1/2;商业贯通的停滞,首先伤害的是厂商,是资本家,看看美国科技股的中短期表现即可。

总结一下,单边主义、极端化的贸易保护,应该不会持续很久的;未来即使分裂为两种生态,上游供应链经济仍需要保持往来贯通。

知乎用户 CMOS 发表

这么古老的问题都被人翻出来。

可能看行业内硅农的状态最能反应这个行业的状况吧。

最近 AI 比较火,好多硅农都去了吧。周围做处理器的能坚持下来的越来越少了。

问题是处理器,储存,模拟等这些是都是绕不过去的坎,需要长时间的积累,但是考虑到买房和生活压力,大部分人都得跟着热钱走,所以很多东西要积累起来太困难。

对硅农来说有句很常见的话:转互联网或者金融吧。

也许这就是国内 ic 行业的一部分现状吧。

知乎用户 小戴 发表

好久没上线,一下子关注的人多了很多,想必都是中兴事件带来的流量。

我本人是乐观的,半导体这种重资产的行业,不正是我兔现有体制的最大优势吗?!现在要费点心思的只是对手的冷战级的高度戒备,技术隔离 + 禁售设备 + 不批准收购。会比当年的 BOE 还要难很多,但我依旧有信心,最大市场 + 最厚人才梯队 + 最流氓的手腕。

有人提到这个行业容错率低不适合国人的观点。是的,中国人重效率图捷径,系统性缜密性上确实不如西方思维。但有看到两点:第一,外企里的中国工程师按着公司的流程规章办事,犯错的概率控制得很好,同时整个项目的效率也是极其出色,所以在我看来这只是关于 mindset 和 execution 的管理层面的事。第二,我们确也 DISS 那些小厂的质量管控,但也确实扛不住我们一年半做一个项目,人家一个季度优化一版… 汗…

美国对我 2025 宏图的高度紧张,正是说明了我们这种与生俱来的多快好省的 mindset 是多么的可怕!

一个血液里热衷种菜的民族,一个往上一两代都是吃不饱的民族,面对来自世界第一的愤怒,有什么理由不乐观一点呢!

*********************** 以下第一答 **********************

谈谈模拟芯片。供职于某模拟大厂。

按产品分: 电源类基本搞不过国内,卖的是品牌,供货,良率和服务。信号链类,国内的差距还很大,技术壁垒很深。公司内部也严格保密,老美那里的研发对华人防范得很紧,国内的电源组也根本看不到这块的 IP。

按市场分: 消费电子已经玩不动了,工业不差钱要稳定,汽车是目前的主攻方向。长期来看,国内芯片应该会杀出消费电子市场。

从人才上看,国内大多 fabless,要的就是纯研发端的人才。我司中国电源研发做得很多产品完爆美国和德国那边。若是国产企业挥起金元攻势,同时管理上的吃相好看一点,没有不为国效力的理由。

从推广上看,品牌还很弱,没几个拿得出手的品牌,还是一个劲地死搞性价比。没人不喜欢的既便宜又好的东西,但是本可以利润率更好的,为什么不花点心思在品牌推广和国际化人才战略上呢。

身在曹营心在汉,时刻等着那金元大棒!

知乎用户 蓝宝王 发表

广义上说,芯片、IC,集成电路,半导体都是同义词。

要说芯片现状如何,必须从细分为 IC 制造,数字 IC 设计,模拟 IC 设计这三方面来说,

IC 制造

IC 制造就是解决如何把沙子变成成芯片,只管生产制造,不管设计。类似于富士康只管生产 iPhone,不管设计。只不过 IC 制造属于高端制造业,门槛相当高,核心装备是光刻机。全世界 IC 制造,第一梯队是台积电,三星,Intel 等,第二梯队是联电 (台湾),格罗方德(美国)等等。中国有中芯国际,华虹半导体和华力微电子等等,只能排上第三梯队。

世界上还有一类公司就是只管 IC 设计,不管 IC 制造的,那就是下面所说的这两类。

数字 IC 设计

所谓数字 IC,就是这类 IC 只处理和计算数字信号,不能采集和处理自然界的声香味触光温度气压湿度这类物理信号的,也就是只能处理 0101010101 这类数据,比如 CPU,GPU,还有现在很火的 AI 芯片(寒武纪,地平线,深鉴)。中国在这方面说已经比较强了,海思和展讯已经插入全球前十了,全志和瑞芯微的 CPU 在全球也是广泛使用,年出货接近 1 亿颗。

模拟 IC 设计

模拟 IC 就是用来采集和直接处理自然界物理界的声香味触光温度气压湿度无线电加速度这类信息,并转换成计算机可以识别的 0101010100001 数字信号,给上述的数字 IC 使用,典型的芯片有各类传感器(光线传感器,重力感应器,加速度传感器,温湿度传感器,压力传感器),各类射频芯片比如雷达,射频前端,红外,wifi,蓝牙,滤波器等,各类电源管理芯片,DCDC/LDO 等。中国在这方面相当弱,没有一家公司能排上前十。其实原因很简单,自然界的环境复杂,场景多种多样,要全部覆盖起来完全没办法一步登天。所以模拟的东西靠的常年的技术经验和工艺的常年累月点点滴滴地积累,抄是抄不到的。而凡是数字的东西,都可以抄,可以逆向破解学习,所以中国数字 IC 进步神速。

总结

中国在 IC 制造还比较落后,模拟 IC 设计也很落后,而数字 IC 设计已经达到中等水平。很典型,雷军可以砸十几个亿在两年之内设计出澎湃处理器,而如果你要雷总砸同样的钱同样的时间去设计一款指纹芯片或 3D 感应芯片,绝对不可能。

知乎用户 杨华 发表

1.1 俄罗斯 / 苏联 CPU

先说个人查了相关资料后的感觉:

  1. 感觉俄罗斯一直和西方为主导的近现代科学若即若离,芯片行业它自己也一直的走自己的路,最近俄罗斯国内好像开始投入到 RISC-V 的指令集架构研究并开始销售产品了。
  2. 军方芯片都可以自给自足,民用靠进口,国内也没有产生大公司,或者终端类的国际大厂。
  3. 自研架构一直也在发展,最近改进的 Elbrus 架构,,设计的 Elbrus-16C 微处理器参数已经接近主流处理器性能;
  4. 软件和编译器方面采用和我们龙芯类似的路径,先兼容活下来,再求发展。但很可能和龙芯系统转换的层次不同,龙芯是二进制转换,详细的转换后效率数据没有看到,它没有看到明确的说明在什么环节转换,只是说通过转换后软件可以运行。
  5. 芯片制造能力很弱,但一直保持了相关的制造能力,特别是军用的采用 90 或 180nm 的制程,防干扰效果更好。部分芯片找台湾代工,但体量都非常小。
  6. 未来俄罗斯可能会投入到 RISC-V 的怀抱,另外可以将芯片设计的复杂度转移到编译器上,发挥软件的优势,避开传统强势企业在硬件设计上的构筑的高门槛。

以上是最近俄罗斯乌克兰战争后,查了一下俄罗斯的芯片行业大致情况,信息主要来源俄罗斯的相关公司介绍。

1.1.1 历史背景

苏联在芯片领域走的弯路——电子管:苏联在实际试验中发现集成电路在核爆的电子脉冲前几乎毫无招架之力,被永久性烧毁的可能性很大。苏联据此认为集成电路并不适合核战争,所以苏联走了一条电子管小型化的道路。

苏联在芯片领域走的弯路——三进制:电压存在着三种状态:正电压(“1”)、零电压(“0”)和负电压(“-1”)。三进制逻辑电路非但比二进制逻辑电路速度更快、可靠性更高,而且需要的设备和电能也更少。计划合作生产 “Сетунь” 的捷克斯洛伐克工厂倒闭了。1965 年,“Сетунь”停产了。“Сетунь 70”成了莫斯科国立大学三进制计算机的绝唱。

上世纪 90 年代苏联的解体导致产业碎片化,俄罗斯电子工业衰退。当年斯大林为了加强各个加盟国的联系,结合各地实际情况,把产业布局按照上下游关系分配到各个加盟国。根据产业布局,乌克兰是苏联的电子信息工业基地,白俄罗斯是苏联的半导体工业和微电子工业基地,即便是波罗的海三国(爱沙尼亚、拉脱维亚、立陶宛),苏联也曾经布局半导体工厂。

随着苏联解体,直接导致苏联时代的完整的工业体系破碎化。加上俄罗斯寡头和西方国家用非战争的方式洗劫了苏联人民的财产,导致原苏联各加盟国军工领域许多专家、教授失业,大量一流的工程师陷入赤贫。之前建立的工业体系这三十年已经被弄的支离破碎,当前和乌克兰兵戎相见,受到西方更严厉的制裁,半导体行业什么情况呢?这个话题好像很少讨论,今天我们就来查一查俄罗斯的通用 cpu 领域现状。相关信息来源会放在随后的链接里,主要参考俄罗斯的半导体公司产品,主要看 CPU 部分。

整体 CPU 芯片是比较落后,但是目前也有功能自己设计开发通用 cpu,采用自研的 Elbrus 架构及其改进型,母亲啊用的

http://www.mcst.ru/elbrus-16c

1.1.2 中央处理器 “Elbrus-16S”(TVGI.431281.028)

Elbrus-16C 微处理器 (1891VM038) 是一款高性能通用处理器,具有改进的 Elbrus 架构,可执行高达 1.5 万亿次。每秒浮点运算。按照 16 纳米工艺,120 亿个晶体管,618mm2 裸片,最大功率 170w/163w(A/B)面积采用节能技术。计划 2022 年量产,16 核心,每个内核每个时钟 50 次操作(8 个整数,24 个实体)1536 GFLOPS FP32、768 GFLOPS FP64,4 通道 DDR4-2400 ECC,最高 76.8 GB/s,每个处理器 1024 GB(每个通道 512 GB),256 TB 机器地址空间。

“Elbrus-16C” 的特点:

Elbrus 的原始架构,在数学计算、密码学、数字信号处理方面提供高性能。

安全计算的硬件支持。提供安全优势的单独调用堆栈。

硬件辅助虚拟化,提高硬件效率。

无需重新编译程序即可对 x86 机器代码 (x86-64) 进行动态二进制翻译的硬件支持。

温度范围从 -40 到 +85 度。

4 个内存访问通道的存在以及在一个模块中组合多达 4 个处理器的能力使得构建可提供高速信息处理和传输的可扩展计算系统成为可能。

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1.1.3 中央处理器 “Elbrus-8SV”(TVGI.431281.023)

2020 年开始量产的 1891VM12Ya CPU 芯片是一款服务器级计算器,具有一组改进的矢量指令。35 亿个晶体管 28 nm 工艺技术,350 mm² 裸片面积。功耗最大 90W-110W,动态 70E-90W。它包含 8 个第五代 Elbrus 架构的内核,时钟频率高达 1500 MHz。允许您构建多处理器服务器和工作站,以及对信息处理和传输速度有要求的板载计算机。

性能:每个内核每个时钟 50 次操作(8 个整数,24 个实体)1891BM12;A Z : 512 FP64GFLOPS;256GFLOPS FP32;

L1:每个内核 64 KB 数据 + 128 KB 指令; L2:每个内核 512 KB,总共 4 MB;L3:16 MB 处理器

4 通道 DDR4-2400 注册 ECC,高达 68.3 GB/s; 每个处理器 256 GB(每个通道 64 GB);1 TB 机器地址空间。

1.1.4 中央处理器 “R2000”(TVGI.431281.024)

2019 年量产的中央处理器 1891VM018 是服务器级 cpu,采用 28nm 工艺,有 5 亿个晶体管,125mm2 的 die 面积,功耗分别为 36W/30W/25W。包含第 9 版 “SPARC” 架构的 8 个内核,时钟频率高达 2/1.75/1.6 GHz(A8/B8/C8 三个版本)。允许您构建多处理器服务器和工作站,以及对信息处理和传输速度有要求的板载计算机。每个内核每个时钟 2 次操作(1 个整数,1 个实数)64 GFLOPS 单精度,32 GFLOPS 双精度

内存:2 通道 DDR4-2400 注册 ECC,高达 38.4 GB/s,每个处理器 32 GB,有 128 GB 机器地址空间

![](data:image/svg+xml;utf8,)

1.1.5 中央处理器 “R1000”(TVGI.431281.009)

2011 年采用 64 位 SPARC v.9 架构的四核片上系统, 在 90 nm 工艺标准下以高达 1 GHz 的时钟速度运行。1.8 亿晶体管,功耗 15 瓦

![](data:image/svg+xml;utf8,)

MCST R1000 微处理器(1891VM6Ya,项目名称 MCST-4R)是一款采用 64 位 SPARC v.9 架构的四核片上系统 ,时钟频率为 1 GHz,技术标准为 90 nm . 每个内核每个时钟解码并发送最多 2 条指令以供执行。支持 VIS1 和 VIS2 矢量扩展,以及用于组合和打包操作的附加指令。

MCST R1000 处理器的特点:

片上集成:四个内核,每个内核都有自己的 L1 缓存;所有内核共享 2 MB L2 缓存;DDR2-800 内存控制器;双工 I/O 通道控制器,每个方向支持高达每秒 1 GB 的交换速率;3 个相干处理器间交换双工通道控制器,支持每个方向每秒高达 2 GB 的传输。这使得通过简单地连接通道来构建具有共享内存的多处理器(最多 4 个处理器)计算系统成为可能。

可以使用输入输出通道(通过 RDMA 协议)将多处理器机器组合成多机器复合体。

该处理器兼容标准 KPI 1991VG1Ya 南桥,集成了十几个现代接口。

MCST R1000 微处理器的主要范围是用于具有共享内存 (NUMA) 的多处理器系统,旨在实现高性能(例如,用于自动控制系统的计算机系统)、单板嵌入式计算机和工业计算机的创建。

片上系统 MCST-R1000 的框图

处理器内核 (CPU0…CPU3) 实现 64 位 SPARC v.9 架构并具有超标量组织。内核中指令解码的最大速率为每个时钟 2 条指令。每个处理器内核与二级缓存的交换以 32 字节块为单位执行,并以工作频率执行。

二级缓存 (L2Cache) 容量为 2 MB - 由四个处理器内核共享。以 8 列 4096 行组织,缓存块大小为 64 字节数据。4 关联,采用回写策略。

一致性控制器 (CC) 确保多处理器系统和 I/O 操作期间的数据一致性。

系统开关 (SCom) 提供对处理器内核、IOCC 控制器和三个 ISCC 控制器的 RAM 的访问。

内存控制器 (MC) 提供对两个总容量高达 8 GB 的 DDR2-800 RAM 插槽的访问。交换以高达 6.4GB/s 的速率进行。

输入输出通道控制器 (IOCC) 提供与输入输出子系统(南桥控制器)或其他计算系统的交换。

系统间交换通道控制器 (ISCC0…ISCC2) 提供与其他 MCST R1000 处理器的通信。每个远程访问控制器都有一个双工 LVDS 字节通道。使用 DDR 方法以 500 MHz 的频率进行交换。控制器的总带宽为 4 GB/s。

IOCC 和 ISCC 控制器之间的区别主要与交换通道中传输的数据包和信令消息的细节有关。通过 I/O 通道,为外围设备(数据阵列或单个命令)传输数据。系统间交换通道提供对其他系统以及从具有共享内存的多处理器系统中的其他片上系统 MCST-R1000 的内存访问。

其它说法:

俄罗斯 MCST 公司生产的 Elbrus 系列,采用的自主架构,超长指令集, 兼容 SPARC 架构,由台积电代工

这是该系列最新的一款芯片 R-2000,采用 SPARC V9 指令集,2GHz 时钟频率的 8 核微处理器,采用台积电 28 纳米工艺技术制造,并配有内置双通道 DDR4-2400 内存控制器。预估的功耗是 25 瓦。单精度浮点峰值性能为 64 Gflops。微处理器内核包含两个整数算术逻辑单元,一个浮点处理器和一个控制传输设备。 该处理器的微架构完全由 MCST(莫斯科 SPARC 技术中心)的专家研发。 该微处理器是根据与俄罗斯国防部签署的研发合同框架研制的

1.1.6 俄罗斯首款 RISC-V 微控制器 mikron MK32 AMUR

基于开源的 RISC-V 架构,俄罗斯也在投入并且已经有量产的芯片。

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这个 cpu 和普通见到的是不是不太一样啊,有点像计算器的牛屎封装,不过不重要,忽略这些细节,他们也在投入研究 RISC-V 了。

RISC-V 32 位,32 个寄存器,带有乘法器、JTAG 调试器和中断控制器。带有 RISC-V 微控制器的模块的基本调试板包含参考电压源和一个用于连接具有宽电压范围的外部电源的模块。有用于连接可更换 MK 模块和 4 个外围板模块的连接器,可扩展基本调试板的功能。

https://en.mikron.ru/products/mikrokontrollery/

1.1.7 联邦国家机构 “俄罗斯科学院系统研究所联邦科学中心研究所”

根据俄罗斯联邦科学组织机构 2014 年 12 月 31 日第 1422 号命令成立。

研究所活动的目的是:

l 纳米技术、信息和电信技术、计算机系统、数学、物理和信息学领域的基础、搜索和应用研究与开发;

l 确保先进的科学技术发展,加快将科学发展引入生产经营;

l 开展全周期的研发工作,包括在俄罗斯联邦科学、技术和技术发展的优先领域创建工业设计和小型生产线。

l 研究所活动的主题是全面解决纳米技术、信息和电信技术、计算机系统、物理学和信息学领域的问题,包括基础和应用科学研究、开发工作以及由该研究所。

l 该研究所在以下领域进行基础、探索和应用研究:

l 微处理器和通信系统,针对选定任务类别的系统优化,微处理器和通信 VLSI 的自动综合和验证问题,对选定任务类别进行优化;

l 新一代信息和计算系统的架构、系统解决方案和软件;

l 超级计算机的创建和使用问题;

l 先进微处理器、微控制器和通信超大规模集成电路的设计和生产问题;

l 编程自动化的理论和应用问题,操作系统的自动化综合和验证问题;

l 信息安全的理论和应用问题;

l 研究和开发用于创建计算机模型的方法和算法,包括复杂几何和拓扑的对象,以及用于新一代计算系统的可视化工具;

l 医学信息学领域的研究;

l 基于光学记忆、神经网络和全息原理的信息存储和处理新方法;

l 创建具有识别、分类和专家系统任务训练的关联神经光学系统;

l 石油和天然气行业的流体动力学研究和建模;

l 使用高性能超级计算机研究多尺度燃烧过程和化学相互作用;

l 分布式和高性能计算系统、综合体、网络和环境的创建和使用问题;

l 信息通信和信息系统、网络和资源、信息存储系统和网络的创建和使用问题;

l 高性能和分布式计算;

l 数学建模和系统编程。

组织结构

l 信息安全问题部

l 理论与应用代数与数论系

l 教育信息学系

l 应用数学与信息学系

l 数学软件系

l 系统编程部

l 计算系统开发系

l 微技术系

l 可视化软件系

l 可视化和卫星信息技术中心

l 光神经元技术中心

设计的芯片清单,主要用于空间应用,浏览了一下芯片清单,主要集中在一些控制应用和相关外围芯片。地址:https://www.niisi.ru/devel.htm

参考资料:

http://www.mcst.ru

https://www.niisi.ru/

知乎用户 鸭夫人​ 发表

假如国家重振旗鼓打算投入在芯片业,那么请从业人员不要做恶,不要为了国家眼前的困难低薪归国。为了以后的科研人员,为了这个民族的发展,请把价格要高点。傲视演艺圈,拳打游戏业,脚踩国足,狂虐互联网,干死金融业。

加油!

知乎用户 DeepTech 深科技​ 发表

如果半导体芯片产业是一个层层迭迭的百层大楼,那么中国目前发展的最好的集中在最接近使用者的最低层(应用层)少数几层楼,越往上着墨则越少。 而这也是目前中国芯片产业链所面临的最大困境,底层的芯片应用虽然涵盖的消费体量大,但核心技术与专利都掌握在高层的手里,中国虽然就像孙悟空,在应用层面可以做出千奇百怪的变化,但不论怎么变,还是逃不出如来佛的手掌心。

简单描述半导体产业链大楼,从最高层开始是 IP、IP 库、设计工具、制造、材料,然后才是设计,以及最底层的芯片成品,这个大楼形状就像个金字塔,越上面的厂商越少,竞争越少,利润越庞大,而越下层的产品竞争越大,且脱离不了上层的压制。

中国半导体产业其实早有自己盖大楼的想法,而着手重点在于 IP、制造,然后设计。在 IP 发展分为两个阶段,最早其实是想要从无到有自行发展,但后来汉芯、龙芯的成果众所周知,后来政府也放弃了推动完全自主开发,转而以策略合作和并购的方式来取得现有 IP,比较出名的案例就是 ARM 和中国合资创立专对国内授权的企业,另外兆芯取得来自威盛的 X86 核心,而海光则是拿到来自 AMD 的 X86 架构。不过中国还是有些厂商成功打造完全自有的 IP 核心,比如说前几天被阿里巴巴买下来的中天微,但主要是针对嵌入式应用等场景。

制造方面其实与材料有一定的联动,这方面包括了像中芯这类的芯片代工事业,以及如上海新阳等制造硅晶圆的厂商。但这方面的发展同样一波多折,中芯在工艺发展方面屡屡遭遇困难,且工艺世代差距领导厂商三代以上,保守估计需要十年的时间才有机会追上一线大厂,这方面不是单纯资本的问题,而是技术难有积累和突破,芯片制造的工艺雕琢很多时候倚赖的是经验的积累与不断尝试错误、修正,并不是工序的简单复制就有办法达成,甚至不同环境也会影响到工艺的发展,比如说台积电曾经为了要把竹科的工厂的工序搬到南科,却遭遇挫折,良率无法有效提升,而后来才发现是因为南科的空气品质较差所导致。

另外代工厂的工作环境太苦,且需要长时间加班,而中国待遇更高的工作机会太多,比如说 APP 应用产业、新创媒体事业、高大上的还有 BAT 企业等,相较于言待遇不仅较好,工时也不会过度压榨到个人作息。

资本的投入虽可用来改善待遇、购买设备,但真正的技术积累无法用金钱买到,能得到如梁孟松之流的奇人相助则是机缘,如果当初台积电没有蔡力行之乱,梁孟松也不会辗转成为中芯人,过去中芯技术发展不算成功,产能和良率无法有效提升,因此即便是国内厂商的芯片代工订单,多半流到台积电、三星等外人手中,使得制造无法自主。而梁孟松能带给中芯多大的变革,也还有待观察,但至少方向对了,少走些冤枉路是可以预期的。

硅晶圆过去则是集中在日本以台湾厂商手中,但在张汝京的带动之下已经有相当明确的进展。硅晶圆最关键的技术在于加工时对材料的纯净以及表面加工处理工序和精度,这方面技术难度相对较低,因此发展虽较制造短,但已经有机会补上中国整个半导体产业供应链的一块传统缺口。

但是在设计方面,EDA 工具的欠缺是中国芯片产业最难以突破的壁垒。目前设计工具供应商有 Cadence、Synopsys、Mentor Graphics,除了 Mentor Graphics 因为被西门子收购而成为德商外,其余两家都是美商,且因为设计工具本身就是由庞大设计专利和 IP 库所组成,因此进入门槛极高,虽然除了这三大 EDA 工具厂商以外还有些第三方供应商,但是都难以对三巨头造成影响。中国若想要发展 EDA 工具,就必须先补齐专利与 IP 库,并且与主流芯片代工厂商有技术交流,而这个任务的难度恐怕比建立金字塔的其他部分难度都要更高。

好了,最后是最底层的设计和成品,众所周知,芯片设计就是使用 EDA 工具,在一大堆现成 IP 库凑成的蓝图中设计好属于自己的算法或逻辑核心,接着测试、制造,最后才是芯片成品,即便是中国最强大的 AI 芯片设计生态,也都避免不了这些流程。

中国早期也经历过如美国、台湾半导体产业发展那种打磨掉封装,仿制芯片布线的作法,甚至像汉芯,直接打磨掉购买自市场或者是二手回收的现成芯片 LOGO,换个贴纸就变成自家产品。仿制的作法方面,早期结构比较简单的模拟与控制芯片很多都是通过这种方式设计出第一代产品,但通过这种仿造出来的成品效果通常其差无比,因此都只能低价抢市。而打磨 LOGO 通常都蒙混不了太久就会曝光,后来这种作法就几乎没有了。

在经历长久的发展之后,中国的芯片产业类型相当丰富,从电源器件、信号转换传输、感测、逻辑、存储等,都有不少厂商在耕耘,而部分如指纹识别、面板主控芯片、手机处理器等,在市场上都有相当出色的占有率表现,而近两年 AI 议题的火热,更是推动各种专有型、通用型 AI 计算芯片如雨后春笋般不断冒出头来。

这些 AI 芯片可分为两种,一种是类似 Google 的 TPU,是专注于数学计算强化的芯片,主要是大量的乘加器 multiplier–accumulator (MAC),乘加器的结构大家都大同小异,配合少数数据交换与总线 IP 就能设计出芯片成品,这类产品的重点在于算法的效率表现上。

中国在算力核心、主控以及传感元件方面的相关设计、制造一直都相当活跃,

问题在于,过去中国半导体产业的布局一般都没有太长远的规划,而且讲求速效,很难有跨度较长的计划,加上行业太过容易一窝蜂。比如说数年前手机、平板芯片企业的盛况亦不逊于现在 AI 生态的蓬勃发展,但能留存下来的厂商仅是少数中的少数。

而且,大家都争着发展最能争夺眼光的热点产品,反而一些非常基本的产品,如 ADC/DAC、LNA 及 SerDes 等外围器件都没有太多着墨,而即便是在 5G,大厂也是争着做最被注目的专利以及主控部分,PA 这种外围器件也都是想着能用外来的就用外来的,一来关键材料与技术专利较难突破,二来利润较薄,而且做得好也很难吸引到投资人的眼光,以致于供应链对于此类料件的自研兴趣缺乏。而这也就造成产业中的关键供应环节被海外供应商把持,在面临类似中兴的被制裁时,只能恐慌无助,没有办法应对。

知乎用户 空一格 发表

当然是已经世界第二了。

(然而第二没有毛用!芯片是一个赢者通吃的游戏)

任正非:华为必须做世界第一 若第二可能活不下来

然而,美国芯片产业没有短板吗?

目前能够生产 7 纳米制程芯片的光刻机只有荷兰能制造。美国一台也不能生产。

用于生产芯片的硅片 wafer 几乎由日本、台湾、德国垄断。美国一片也不生产。

芯片的生产工艺呢?英特尔、格罗方德、TI 都宣布不再开发 10 纳米以内的制程了,也就是说美国人没有 10 纳米以下的芯片生产工艺。

那为什么是美国制裁中国而不是中国制裁美国?

因为美国在日本、德国都有驻军。荷兰当年是美国从纳粹手上解放的。而台湾,你懂的。

芯片的生产过程包括:设计,制造(光刻机、晶圆片、靶材、光刻胶、研磨液、光栅),蚀刻机,测试、封装。如果中美对比呢?

-———————————– 中国 ————————————————–

设计:华为是最早设计 7 纳米工艺的,兆芯 16 纳米 3GHz 主频 8 核 CPU。

光刻机:上海微电子 193 纳米光刻机可以生产 56 纳米芯片,向 28 纳米迈进。

制造:中芯国际 14 纳米即将量产,12 纳米客户导入。(其中:晶圆国产,靶材垄断,光刻胶国产,研磨液国产,光栅国产)。

蚀刻机:率先进入 5 纳米,占市场半壁江山。

测试:市场半壁江山。

封闭:市场半壁江山。

-————————————— 美国 ———————————————-

设计:高通与华为差不多同时推出 7 纳米芯片,英特尔 14 纳米 CPU。

光刻机:O。(当然了,生产 56 纳芯片的光刻机是有的,也就如此了)。

制造:英特尔 14 纳米,格罗方德 14 纳米。(其中:晶圆 O;靶材有能力自产,但实际为 O;光刻胶自产,研磨液自产,光栅自产)。

蚀刻机:14 纳米。

测试:满足自己需求。

封闭:满足自己需求。

-——————————————————————————————–

指令集、框架及操作系统和生态,这是先占者的红利,不代表技术能力有多强。(兆芯拿到 X86 授权,很短时间就搞出了 16 纳米 3GHz 主频 8 核 CPU,说是中国人在芯片设计是不落后于人的)

什么模拟芯片、射频芯片落后之类的关键还是光刻机来得慢,再一个以前没有需求。华为现在开始使用自己的备胎模拟芯片、射频芯片,也不见得会落后很多。任总多次说华为微波做得最好。

什么 EDA 工具之类的,华为设计时同时用美国的 3 个 EDA 工具跑一遍,然后再用自己开发的 EDA 工具跑一遍。不见得华为自己的 EDA 就差了。

其他国家单独拿出来,能做到像美国和中国这个水平的,更没有。

说实话,台湾省实力很强,可是台湾几乎不自产设备,外面一捏,照样死。

所以,并不是中国芯片实力有多落后,而是中国电子产业太强;芯片产业链的发展没有赶上电子产业链的发展速度。(假设中国的电子产业和印度一样,中国用为芯片发愁吗?)

世界上任何一个国家都不能完全自主生产所有自己需要的芯片

美国之所以能用芯片掐别人的脖子,是因为美国有强大的军事和政治力量,并不是因为美国独霸了技术。

相关回答:

如何看待日本对韩国限制半导体和 OLED 材料的出口?会有哪些影响?英特尔的处理器为什么不用 7 纳米的工艺?假如比特币真的达到了 100 万美元一个,对于那些从未参与过比特币的人们来说,会有什么影响?

知乎用户 煅山 发表

我已经离开芯片设计行业 10 年了。10 年前,我做了 7 年数字和系统芯片设计。大概有 3 款芯片得到了流片和上市销售,并发表过一篇论文,偶尔有人引用。

说一说我对中国芯片业的看法。

为什么我没有再从事于芯片设计这个工作?两个原因,一个是中国芯片设计公司的水平太差,大部分的设计工程师对于芯片设计是不懂的,不光是普通工程师不懂,设计组长,设计经理,设计部长等,对于设计都不懂,所以,只能瞎做乱做。于是,整个从业者都做得很辛苦,加班是常事,有时碰到问题不知道如何解决,加班也搞不出来,想找人问,没有人懂,领导不懂,大学的教授也不懂,硅谷回来的海龟也不懂,最后的项目不了了之,不能进入流片,更不能上市销售。公司拿着风投或者是总部或者是政府的钱,撑个几年,没有收益,最后就是关门大吉。而设计师,从业人员,就是付出了辛勤的劳动,没有任何成果,渐生退意。另一个原因是很多设计师吐槽的薪水低,不如写程序或者金融来钱快,但根本原因,还是因为水平太低,做不出好产品,不能流片和上市销售,公司赚不到钱,公司倒闭,当然就不能有高薪发。

那么是不是完全没有水平高的人呢?也不是,几十万从业者里总有几个聪明人嘛。但是,还是不能使一个单一的芯片开发成功。这要从芯片设计行业的特点说起。

芯片设计行业是一个资金密集,智力密集和劳动密集的行业。首先说智力密集,现在的系统芯片,动则集成上亿的门,高度复杂,绝不是一个聪明人或者几个聪明人能够完成的,需要大量的聪明人集中在一起,通过科学的管理,通力合作才能有所成就。比如说需要 1000 人的公司(设计工程师)。如此这样的智力密集才行。现在中国的芯片设计公司,有几家有这样的规模?没有这样的规模,几个人单打独斗,每天不睡觉的加班,累死也没有办法,做不出好东西来。最后只能心生退意。那么要养 1000 人的公司,如果每人年薪 20 万的话,一年的薪水需要 2 亿,算上五险一金,要 3 个多亿,这仅仅是人力成本。办公设备,场地,电脑,软件等,又是一笔不小的成本。经过 2 到 3 年的设计才能流片,已经花费了 5 亿的人力成本,再流片,一次就是几十,几百万的成本,有 bug 是必然的,又要经过多轮的除错和试制,又是一大笔钱,没有个 10 亿左右,出不了一片好芯片,所以是个资金密集的行业。劳动密集就不用说了,芯片行业是高度竞争的行业,全球玩家一起同台竞技,要打败竞争对手,不加班加点是不可能了。

说了行业特点,再说说当前的行业现状。

基本上国内的芯片公司都不行。海思因为有华为撑着,故可以二十年如一日的存在,现在是赚是亏,还不好说。其他的,展锐如果不是紫光收购的话,现在估计亏得要垮了,中芯微早就不行了,珠海巨力早就不行了,现在来看,基本没有一个成功的芯片设计公司。所以,从业人员纷纷改行。这就是当前行业的现状。兄弟我已经 10 年前就改行了。

知乎用户 火火大马车 发表

首先说说 CPU 的问题

AMD 在 2017 年推出了新一代的 ryzen 系列 CPU,在多核性能上,爆了当年同级别的 intel,但单核性能上依旧有着一部分差距。

这就涉及到一个问题,AMD 和 intel 都为美国公司,都具有 X86 体系的开发经验,而且在十几年前,AMD 甚至一度吊打 intel 全家,直到 intel 改变构架,引入酷睿系列这一全新构架,才一举扑灭了 AMD 的进攻,直到现在依然领先。

为什么同为美国公司,同样聚集了大量 CPU 设计界大牛的两家公司会差别那么大?

做一个简单的举例,当我们在 windows 里的计算器,输入 5 除以 0 这个公式时,我的 windows10 系统计算器会显示这样一个画面

其实,得到的答案上个数学课,哪怕数学课全程睡觉的人都知道,被除数字或者分母不能为零。然而从严谨的角度出发,你会发现,证明分母不能为零的方式有很多种,这个你有兴趣的话,可以在知乎里找找关于零的 “故事”(手滑)。

举这个例子的目的是什么?只是想说明,在 CPU 的世界里,类似的问题很多,谁的证明方法越简单,谁的速度也快,谁就越受欢迎。

但这句话,我们仔细拆开来看,证明方法简单意味着先到先得,那么后来者在 “知识产权” 这堵墙面前就只有两个选择,1. 给钱买下或者租下这个简单的方法,2. 另辟蹊径,找出另一条更简单的办法。

然而,在很多简单的问题上,我们或许穷其一生都没办法找到第二条更高效的路,所以你会发现,此路不通,可还是不想留下买路钱,于是就得想第二个办法,老子不走这条捷径,换条弯路走,但我跑得比更快些,至少要比香港记者跑得更快。

但另两个问题接踵而来,忙中出错和手忙脚乱,忙中出错好理解,当你人为的提高解题速度,就必然会出现算错题的情况(强调:在 CPU 世界里这个举例是不恰当,也不严谨的,仅仅作为一个好理解的方式举例),而手忙脚乱的情况更多些,比如你同时心算出 3 道复杂的数学题,每个答案都小数点后 18 位,又要同时把这些答案写到答卷上,你就会发现,手速跟不上了(这里可以查查关于 CPU 频率的解释,尤其是倍频与外频的解释)。

实际上,在 2000 年,intel 推出的奔腾 4 代设计上,就有着天赋不好,强行提高答题速度的情况,那一年,奔腾 4 也成为 intel 在市场上的滑铁卢,甚至大胆的猜测,奔腾作为高端 CPU 品牌的冻结也与那次市场不利有关。

这些仅仅是我们能够理解的范畴,在 CPU 的世界里,这样的问题多如繁星,基本上,这么来比喻,X86 体系和 windows 相当于出题考官,每过一段时间都会出一份什么鬼都要包含在内的大综合考题,而考题的内容有新的,也有旧的,但考纲早早就会给考生,而且绝对不超纲。。。

那么,你作为一个刚刚买了本《5 年高考三年模拟》的 “新人”,跟一帮已经反复写题几十年的老鸟相比,你根本不会占到便宜,更何况,校规说,如果你写的答案或者证明过程跟其他学霸相同,要么就换解法,要么就花钱买或者租他们的解法,否则就把你开除,什么?这个答案和解法你没偷看学霸,自己想出来的?那也不行,人家早在 1976 年就解出这题了,解法就是你现在写的这个,你怎么证明是你不是抄的?少瞎掰,滚一边去。

于是,在漫长的考试过程中,x86+windows 这所学校的学生就越来越少,直到现在只剩下孤零零的两个学生,之所以还有两个学生,是因为校规受了,学校不能只有一个学生,要不然就要对唯一的学生罚款,而且强行把这个学生的家产给分了,所以 intel 为了不至于落到分家的地步,会对 AMD 放水,偶尔传些小纸条过去。

面对这样的学校,我们当然会说 “这规矩,那规矩,老子换个学校读不行啊?”,对,目前我们国内的 CPU 确是选了这条路,不读 windows 这所学校,而选择读了另外两家学校,一家就是龙芯读的 RISC 学校和华为、小米、瑞芯微等一帮公司读的 ARM 学校,而且两家学校的课纲都源于 RISC。

先说龙芯的阵营里明星,就是 sony 的 playstation,从 1994 年到 2013 年里,sony 这款游戏机一直都是 RISC 阵营里最牛的一员,甚至在 playstaion2 代出来的时候,这款游戏机是要对很多国家禁运的,包括我们。目的就是防止我们拿这个 CPU 去干点别的事情,比如做导弹的核心处理器。但要注意,playstation 之所以牛,并不是说真的牛,而是他只专注干了一件事情,就是玩游戏,如果你让他写字、数账、偶尔帮美女后期自拍照,不是不行,而是得从新开发一次根据他家规则用的软件,要不然,他什么也做不了。

然而,在软件的世界里,同样存在着 “知识产权之巨墙”,我们当然可以在 PS 游戏机上做出一个功能跟 PS 一样的软件,但请别用到 ADOBE 家原来的解题办法,否则就给钱,甚至你给钱,别人也还是不给你用。。。。

这样的问题,同样出现在 word、excel、autocad 等等软件上,所以,无论是已经凉了的 sony 自家 RISC 体系 CPU,还是我们的龙芯 CPU,都得面临这个问题,也就是,无论你好、快、灵加便宜,短期内也没办法找到那么多能在上面运行的工具,结局就是没办法用。

这个才是龙芯最大的尴尬。

还要澄清一下,大家喜欢用 X86 的指标去套到龙芯上也是不准确的,因为大家的构架不同,擅长也不同,我们不应该单纯用频率、核心数量去衡量两者差距,因为已经不是一个体系的东西了。

至于华为、小米、瑞芯微,在 ARM 的体系里,也同样面临着高通这个过去的学霸把题给做完了的处境。甚至可以说,intel 在 ARM 体系里一样败给了高通,且败得一塌糊涂。可以说,在通用 CPU 的世界里,如果 1+1=2 能变成专利收钱,先报专利的那个人都会赶紧把这个对于公司来说的伟大发现变成专利,后来者,要么给钱买路,要么永远只能用 0.5+0.5+0.5+0.5=2 来表达 1+1=2。

上面这一大段话,就是我们在 CPU 设计上所面临的实际问题。

实际上,在所有芯片设计领域,后来者都得面临 1+1=2 不能用的情况,但华为之所以能突破,就是在通讯领域两次大革命中,给出了很多无法代替的解法,说简单点,就是数学与工程学上最美、最快、最暴力的解法,这才从通讯领域实现突围。

但最近的中兴事件,也暴露出我们在这个领域里的短板,一是 FPGA、二是 DSP,先说 DPS,这个国产当然能做,但因为 DSP 的中文名称叫数字信号处理芯片,意味着这家伙只做一件事情,就是数字信号处理,包括接收、放大、解码,如果不考虑专利问题,当然能做,如果考虑专利问题,又回到前面说的怪圈里,别人把能走的最优路径已经走了,你得交买路钱。

即使未来我们在解法上实现突破,实现更好、更快、更强,DSP 本身的编码也是绕不过的,还是得给钱,何况,一般这种事情,给钱也解决不了。

而 FPGA 上,只能说,美国的 IT 产业集群发展,总会带来 “脑洞大开” 的可能,这颗科技树我们也在近几年点开,但跟美国两大 FPGA 巨头相比(intel 和 Xilinx)根本不占优势,尤其在知识产权跑马占荒上。

拿中兴事件来说,中兴不考虑原始客户合同的情况下,不用 FPGA 是可以的,因为可以用 ASIC 来代替(专用集成芯片),这里的区别是,FPGA 可以调整后,适应新的功能或者新算法提高效率,ASIC 则是一锤子买卖,好坏都不能改,从芯片效率出发,ASIC 要比 FPGA 快得多,但维护便利性就差很远了,简单说,不改还好,一改,ASIC 就要重新推到,重新设计、重新调试安装,而 FPGA 只需要做好键盘侠,这个差距就不单是省人力的问题了。

举例,在比特币刚刚出现的时候,矿机都是电脑 + 显卡,每天猛算比特币这道数学题,但专用矿机 ASIC 出现后,ASIC 只做一件事情,就是算比特币,其他诸如开系统、显示桌面、时间、这类事情一律不干,于是专业矿机就横扫了整个比特币挖矿市场。而后来的其他这币那币为什么没有专用矿机(莱特币是有 ASIC 矿机的),一是本身币的价值不大,开发成本大,二是,后来的币有人开了换算法的先河,虽然不多,但投入进去做专业矿机的风险就高了。

上面零零碎碎啰啰嗦嗦那么多,想说的就是一个本质——

在找不到更优更快更好的设计方案,又获得不了专利授权时,我们在 CPU 设计领域的发展空间被压缩得很小很小很小。

下面在啰啰嗦嗦的谈一下芯片生产问题

现在一说芯片生产,懂不懂的都会说,谁谁谁 7nm,谁谁谁 3nm,我们 28nm,垃圾。

这里先不说我们国家 28nm 光刻机多牛或者多垃圾的问题,先看两个事实:

  1. 无论是计算机的 CPU 还是手机的 CPU,运算的频率已经停止发展了,而且未来也将停滞很久很久很久(包括那些拿液氮制冷强行超频的狂人也已经办法不多了)
  2. 无论是计算机的 CPU 还是手机的 CPU 都在朝着多核心发展,比如联发科神功大发,堆 10 个核心

那再看 nm 的意义,首先,无论多少 nm,所有 cpu 的频率都难更高,那么追求 nm 的意义就在于更有利堆核心,如果用 28nm 的工艺去堆核心且晶体数量一样,用的硅片面积就会比 10nm 的大得多,而且,因为面积大了,电阻也就大了,带来的功率增加和热量增加也会非常可怕,这个才是 nm 的真正意义。

从单纯计算的角度,28nm 的 cpu 和 7nm 的 cpu,在晶体数量一样,设计一样的情况下,速度其实是一样的,但面积不一样,所以配套的主板就不可能一样(毕竟主板的 CPU 插槽尺寸不可能整天改来改去,虽然 intel 非常鸡贼的改来改去),功耗不一样,节能程度也就不一样,这个在手机领域就是很严重的问题了,真男人三十秒的电池续航谁也受不了。

所以,nm 之争在现有的计算机 CPU 和手机 CPU 市场上有着关键意义。

然而,但是,可是,芯片≠CPU 且芯片数量>CPU 数量,那么我们的 28nm 就非常有意义了。

实际上,当工艺小于 10nm 后,加工所需要的电力成本就大大提升,如果台湾继续用爱发电,非常不看好台积电未来的 7nm、5nm、3nm 发展,要是韩国也开始用爱发电,那么三星也会遇到用电危机,大规模转欧洲是不可能的,那边绿色电力神教法力无边,转美国和中国就是选择了。近年一季度的智能手机出现销量滑坡,手机 CPU 是不是继续冲 nm,大家都要嘀咕很久,毕竟账是要算的,至于计算机 CPU,看看这两年的 PC 销量就明白了。

nm 之争在更高更快更强下出现爆发,然后要么倒在缩无可缩的 3nm 上,要么更快的自己停在加工成本上升,市场发展瓶颈上。

说句不好听的,即使我们真的马上弄出 3nm 光刻机,在 CPU 市场上国产 cpu 一样难突破,无论手机 CPU 还是电脑 CPU,但其他海量芯片压根用不起那么贵的生产成本,当然,从国安角度,国产光刻机继续做更先进的研发也是必须的,但别指望我们弄出 3nm 光刻机,就能把 ASML 打出屎来,这属于想多了。

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未来国产芯片希望在哪里?

希望多了去了!

《泰坦尼克》在 1998 年上映的时候,特效让当时上高二的我看得一惊一乍的,然后《电脑报》详细介绍了这部电影特效的背景,没用 PC,也没用 windows,用的是专门开发的 linux 系统,包括硬件和软件,你可以认为是搭建了专门的电脑软硬件干了这件惊天动地的事情。

这个世界,在专业领域,通用计算的 CPU 能做的事情很多,但效率远远不如专业硬件,最直观的理解就是玩游戏必须要靠显卡,要不然,CPU 跑到冒烟都只是玩幻灯片。

这里面做个假设,如果专门设计 PC 系统,只跑 ADOBE 旗下的软件,比如只跑 PHTOTSHOP,效率必然比传统的 PC 要高效得多,在视频剪辑领域,ADOBE 旗下的 pr,不管你怎么堆硬件,就是跑不过苹果自己家的 fcp,这也涉及到软件跟硬件匹配的程度问题和专门优化问题。

类似这样的情况多如牛毛。

这些就是未来国产芯片的破局点,对于普通用户而言,电脑和手机只是办公、娱乐、通讯的终端,但对于专业用户而言,芯片就是一个效率工具,效率决定一切。

或许大家会觉得这个市场是我瞎掰的,但近年英伟达推出的 DGX 就是这种需求的一个产物,服务于深度计算的怪物,每台售价 250w 元。

而在未来,人工智能、深度学习的大浪潮下,传统的通用计算会很吃力,着重发力就是发展机遇,我们国家的寒武纪 AI 芯片,阿里达摩院规划的 AI 芯片都属于这个领域范畴,而且记住之前 CPU1+1=2 要收钱的真理,个人很看好这次 AI 芯片的布局和发力。

同样,在其他领域,我们也有发力的,比如大疆 X7 的 CMOS 芯片,就爆完所有日系摄像机芯片(不是单反,是摄像机),所以,希望还是非常多的,市场潜力也是非常多的。

知乎用户 可可的老尸 发表

芯片是一个很长的产业链,按照产业链环节划分,具体可以分为设备、材料、IC 设计、晶圆代工、封装测试五个领域,每个领域都有一定的门槛,下面我分别介绍每个领域的发展情况。

一、材料

芯片实际就是搭建了集成电路的硅片,制造芯片,首先要有硅片。先进芯片的制程已到了纳米级别,这就对硅片的纯度和平整度有极高要求,因此制造硅片并不容易。

制造硅片大概需要以下三个步骤:纯化、拉晶、切割。主要难度在拉晶这个环节,拉晶就是将纯化得到的多晶硅融化,用单晶硅种接触液面表面,然后旋转拉升,得到单晶硅柱。做出的晶柱越粗,可切出的硅片直径越大,芯片制造时的效率就会更高。

主流的硅片为 8 寸和 12 寸两种,国内做的比较好的是新昇半导体和中环股份,去年底时新昇半导体的 12 寸硅片已经通过中芯国际认证,这个领域未来国产替代的空间很大。

除硅片外,芯片制造过程中还需要用到电子气体、靶材、工艺化学品、光刻胶、光刻胶除胶剂、CMP、掩模板等材料。

我国厂商在溅射靶材、研磨液上有所突破,但大多数材料仍需依赖进口。涉及相关业务的国内上市公司有:南大光电、雅克科技、中环装备(电子气体);南大光电、晶瑞股份(光刻胶);江化微、晶瑞股份(电子化学品);鼎龙股份(CMP);江丰电子、有研新材(靶材)。

二、IC 设计

IC 设计类似于做图纸,设计师根据系统、逻辑与性能的要求, 制作具体物理版图的过程。有些企业会将制作的图纸交给代工企业制造,有些则拥有自己的制造厂,华为海思、高通等属于前者,而 Intel、三星等属于后者。

IC 根据功能的不同,可以分为多个子类:

1、存储器:这块主要被韩国的三星、海力士和美国的美光垄断,最近几年存储器涨价让几家巨头赚翻了。存储器国产化率非常低,我国最近几年在存储器领域投入巨资,最具有代表性的是紫光集团旗下的长江存储,未来有可能会打破国外的垄断,但还需要时间来验证。

2、微处理器:在 PC 端,国产实力较弱,暂时没有能力实现国产替代;在移动端,华为海思已经可以设计出世界先进水平的处理器,而紫光展锐的中低端处理器已经成功应用于许多手机厂商。不过无论海思、展锐还是高通、苹果,设计芯片时都使用了 ARM 的架构,ARM 是这个领域的隐形霸主。

3、微控制器:MCU 广泛运用在多个领域。目前国内高端市场被国外厂商占据,国内仅有中颖电子和兆易创新在中低端 MCU 领域迅速实现国产化,主要是锂电池管理芯片,小家电主控芯片等。

4、数字信号处理器:这块同样被国外垄断,国内仅在军用领域有一些突破,民用领域差距很大。

5、模拟电路:与国际巨头差距明显,且追赶难度巨大。

另外在一些更细分的领域,国产厂商也实现了突破,例如汇顶科技的指纹识别芯片已经成功登顶世界第一。

三、制造

有些芯片公司只做设计(Fabless),并没有自己的工厂(Foundry),因此要找制造企业代工。台积电是全球 Foundry 中的绝对霸主,一家拿到了 50% 的份额,台积电先进制程的开发进度几乎决定了行业的发展速度。目前台积电已经试产了 5nm,三星为了与台积电竞争,称要研发 3nm 制程。大陆工厂与台积电的差距大约在 2 代以上,最先进的中芯国际今年一季度刚刚可以量产 14nm 制程,目前正抓紧攻克 12nm;至于排行老二华虹半导体,距离先进制程仍有距离。

另外也有一些芯片企业采用了 IDM 模式,国内长江存储自建了存储器晶圆生产线,制造工艺同样较为先进。

四、封装测试

封测是集成电路产品的最后一段环节,技术相对容易。封装和测试是两道工序,封装是把电路包起来,外部留出接触的 pin 脚;测试则是检测芯片的性能满足设计要求。

国内封测领域有三大龙头,分别是长电科技、华天科技和通富微电,三家均进入了全球封测行业的前十,2017 年时三家总共占了全球封测市场份额的 19%。得益于 2015 年收购了国际封测巨头星科金朋,长电科技无论技术还是规模均牢牢占据国内第一位。可惜蛇吞象并购后并没有给长电科技带来现金回报,星科金朋 2015-2018 年累计亏损了 20.73 亿,也是非常难受。

五、设备

所有的生产都离不开设备,IC 对设备的依赖更强。设备可分为晶圆制造设备、封装设备和测试设备等。晶圆制造设备又分为刻蚀机、光刻机、薄膜沉设备、CMP 设备、检测设备等。

光刻机的技术难度最高,目前被荷兰厂商 ASML 垄断。EUV 是先进制程 IC 制造的重要设备,目前仅有 ASML 可以制造,EUV 是人类科学史上的奇迹,短期国内在这个领域实现突破的可能性几乎为 0。为什么几乎为 0 呢?

现在 cpu 使用的 45nm、32nm 工艺都是由 193nm 液浸式光刻系统来实现的,而 euv 激紫外光光刻机波长一下降到了 13.5nm,这就是其厉害之处,但 euv 本身也是集西方工业大成的作品。位于光刻机中心的镜头,由 20 多块锅底大的镜片串联组成。镜片得高纯度透光材料 + 高质量抛光。

ASML 的镜片是蔡司技术打底。镜片材质做到均匀,需几十年到上百年技术积淀。

光刻机跟照相机差不多,它的底片,是涂满光敏胶的硅片。电路图案经光刻机,缩微投射到底片,蚀刻掉一部分胶,露出硅面做化学处理。制造芯片,要重复几十遍这个过程。

另外,光刻机需要体积小,但功率高而稳定的光源。ASML 的顶尖光刻机,使用波长短的极紫外光,光学系统极复杂。有顶级的镜头和光源,没极致的机械精度,也是白搭。光刻机里有两个同步运动的工件台,一个载底片,一个载胶片。两者需始终同步,误差在 2 纳米以下。两个工作台由静到动,加速度跟导弹发射差不多。“相当于两架大飞机从起飞到降落,始终齐头并进。一架飞机上伸出一把刀,在另一架飞机的米粒上刻字,不能刻坏了。” 而且,温湿度和空气压力变化会影响对焦。“机器内部温度的变化要控制在千分之五度,得有合适的冷却方法,精准的测温传感器。最好的光刻机,包含 13 个分系统,3 万个机械件,200 多个传感器,每一个都要稳定。像欧洲冠军杯决赛,任何一个人发挥失常就要输球。

去年中芯国际买了一台 euv 光刻机,1.2 亿美金,据说是商贸团访问荷兰签署了大量商贸订单,荷兰才同意卖一台 euv 给中国,因为没有 euv,7nm 以下根本没戏。

另外一个比较重要的设备就是刻蚀机,刻蚀设备的难度远远低于光刻机,准备在科创板上市的中微公司的等离子体刻蚀设备已被广泛应用于从 65nm 到 7nm 的 IC 加工制造及封装。另一个国产 IC 设备龙头则是北方华创,北方华创的优点在于全面,目前可以制造等离子刻蚀、物理气相沉积、 化学气相沉积、氧化 / 扩散、清洗、退火等半导体工艺装备。

可以说在芯片设备领域,除光刻机外均有所突破,未来也是国产替代的重点。

六、总结

半导体产业链条长,全球分工分散,没有任何一个国家具备完全自主制造先进芯片的能力。当对手用违背商业精神的招式来限制我们时,任何一个企业都难以招架。不过我们要相信:道阻且长,行则将至

本文属于转载,写的也非常详细,本人少量补充,希望对大家应该有所帮助。

知乎用户 刘平超 发表

从业两年芯片行业者回答。扫了一眼大家的回答,发现认真答题的很少,发现几个大佬出来调侃了一下。我愿提供一些业内新手的看法,供大家行业外的人参考。最近十年,芯片行业在欧美已经是成熟产业,国内反而是迅速发展,我们在中低端芯片已经有了不错的积累,如低端电源芯片,soc,各种 aisc 等等。大陆个人认为比较厉害的大企业有紫光展瑞,华为海思,等等很多知名大公司,其实还有很多千人规模左右的小公司,他们常常专于几个领域的芯片,也可以活的不错,比如我司哈哈。我们差距在于高端芯片,如高性能 CPU,fpga,高端 dsp 等,这些高端市场我们积累还比较少,不过各大厂在大家关注这个行业之前,也已经开始在这些方向发力好几年了,不过不为人知而已。

我觉得大家不用妄自菲薄,我们的优势在于成本低,低端市场已经在被我们逐渐攻破,高端市场企业一直在努力。欠缺的光刻,fab,高端工业控制芯片等因为投资巨大,或者技术要求太高,我们积累也太少,我们一时没有办法取得突破,这也是受到现实的约束没有办法的事。

另外一点,个人看法我们没有必要在 x86 方面花太多太多精力,虽然这个是大家最熟悉的,后发劣势太大,成本太高。个人觉得更加关键的是 fpga,下一代神经网络加速芯片,应用于人工智能的芯片等等,如果我们在这些新的方面能够迎头赶上,我们就已经能够立于不败之地了。在对手已经研究透的方面花很多精力是不划算的。这里比如海思,随着 arm 时代来临迅速抓住机会,在 arm 架构芯片设计领域已经是重要参与者了,国内也还有一些其他类似公司。

顺便说一下中兴被制裁事件的个人看法,其实这个是对手杀鸡给猴看,只要我们不惊慌,冷静下来认真做,对方并没有什么办法。如果真的全面封锁,美国芯片企业业绩大幅下滑,没有了充足研发经费,技术发展也会放缓。我们在封锁下艰难发展自己的技术,这对所有人都是坏事。这一种情况发生的可能性很小。

以上,谢谢大家,ic 新人强行回答,大家批判着看看。

知乎用户 吾爱 IC 发表

作为一个数字芯片设计实现工程师,我来简单说说我的看法。

首先,想要做出一颗能用的芯片就不太容易。

整个芯片设计实现流程涉及 spec 定义,架构设计,前端设计集成,逻辑综合,形式验证,功能前仿真,数字后端布局布线,静态时序分析,物理验证。芯片设计实现后导出一个叫 GDSII 的文件,交付给代工厂进行加工,这个过程业内都称之为 Tapeout(流片)。

芯片回来之前,封装工程师还要进行封装设计。这个设计需要告诉封装厂哪些引脚是要 bonding 的,各个引脚是什么信号以及各个引脚之间的间距是多少等等。

一旦芯片加工完毕,需要将 wafer 送到封装厂进行封装,封装结束后还需要做测试。测试又分 cp 和 fp 测试。为什么要做两种测试呢?因为芯片将来是要用来商业化的,要量产的,不可能就测一部分芯片,就刚拿出去量产的。如果你敢这样,一定会亏得连内裤都找不到的。因为芯片有问题,客户会要求索赔的。

以上仅仅简单罗列下芯片从设计到量产的过程。其实整个过程还是很复杂的,需要各种工程师的协调配合来完成。

下面我简单从 CPU,EDA 工具,代工厂三个维度来看中国芯片产业发展的相关问题。

CPU

相信大家也都知道目前大部分便捷式的移动终端设备,比如手机,ipad 以及各种消费电子类的产品中基本上都采用了 ARM 公司的 CPU。简单的产品可能用 M 系列的 cpu,比如 M3 这类 cpu。手机,ipad 等电子产品多数采用 ARM 公司的 Cortex-A 系列的 CPU,比如麒麟 980 芯片采用的是 A76 处理器。看到这里,很多人会说既然市场这么大,为何国内没有一颗类似的 cpu 商业化呢,为何国内没有企业去抢这部分市场份额呢?

原因很简单。CPU 是中央处理器,就像人的大脑。要想造出一款 cpu 其实不难,关键是做出 cpu 后,你的性能,你的功耗(PPA)能否与市面上的产品相媲美?举个简单的例子,你们公司可能花了好几年时间终于可以实现一颗功能正确的 cpu 了,可是与市面上主流的 cpu 一对比,发现面积是人家的 1.5 倍甚至更大,即便这样可能要实现同样的性能,比如同样的跑分,功耗是别人家的两三倍,待机功耗可能也是人家的好几倍。

面积太大意味着芯片的成本就更高了。因为特定工艺下,一张 wafer 的成本是固定的,如果每颗芯片的尺寸增大一倍,那么这一张 wafer 能切出来的芯片数量就是原来的一半。

功耗太好意味着你的 cpu 可能是电老虎。如果给你推销一款手机,这款手机需要每一个小时就需要充一次电,你还会买吗?

cpu 这种东西本身就比较复杂,它的研发不可能一蹴而就,需要时间和经验的积累。普通企业压根不可能会自主研发这类产品。因为企业是以盈利为目的的,不可能投资个几亿甚至更多,然后等个十年再来看回报的。因此,大部分企业宁可花钱买授权,省心省事(自己做的万一出来的产品有 bug 怎么办)。所以你能看到在研究 CPU 这玩意的大都是研究所,高校,国企等背景的单位。这部分国家其实也一直在加大投入研发,只是需要时间。

另外说一点,目前国内的芯片设计公司大都还是停留在集成各大主要功能模块,比如 cpu,gpu,npu(神经处理单元,AI 必备),视频编解码以及其他模拟 IP。目前全球应该只有苹果,高通,华为海思等公司敢自己改 ARM 的 cpu 架构,当然是他们有自己的实力。大部分还只敢拿来拼装下。这里要给华为点个赞。

因此,国内芯片公司主要还是以拼装集成为主。毕竟大家在金钱面前都比较浮躁,一切都是利益至上。所以希望后面有更多的企业在赚到钱的同时也要为国家的集成电路发展做出点应有的贡献。

EDA 工具

对于数字芯片设计来说,主要的 EDA 工具均来自于美国,分别是 cadence 和 synopsys。自贸易战开打,美国就开始限制各大 EDA 工具的授权使用和服务。虽然国内大公司被限制 eda 工具的使用和服务,会一定程度上影响他们的产品,比如开发一款新产品,可能需要更多的时间,可能用别的 EDA 工具会有很多问题等,但是如果美国一直严格限制甚至全面禁止 EDA 工具的使用,其实反而会极大加速国内自主研发的 EDA 工具的发展。比如国内华大九天的产品,其实早就能用,只不过没他们好用。这个问题就跟上面造 cpu 面临一样的问题。

代工厂

代工厂简称 foundary,也有称 fab 的。它就是负责将 design house 设计的电路加工成物理上看得见的芯片。这步在开头我已经简单做了介绍。

目前国际上主要的 foundary 有台积电 TSMC,UMC,Global Foundary,三星,SMIC,华宏等。当然 inter 也有,不过他们是给自己的产品做加工。其中 TSMC 当属全球第一,Global Foundary 排行老三。大陆最好的算是 SMIC 了,国家也一直在大力扶持本土 foundary 的发展。典型的案例就是国家投入巨资让 smic 买光刻机,国家让国内各大名企参与 SMIC 14nm 工艺的研发和量产。预计 14nm 今年会正式量产。看到这里,你应该知道现在的 TSMC 已经在研发 3nm 了。这就是差距所在。要知道华为大部分的产品其实都是在 TSMC 加工量产的,如果哪天 TSMC 不给华为产能或者不给他们加工,那么短期内其实会面临着严重的挑战。因此,扶持大陆 smic 的举动是必然的。

虽然国内芯片发展现状还与国际水平存在一定的差距,但是最近十年国内 IC 发展非常迅猛,国家也出台了一系列的政策和措施来扶持国内企业和补齐行业人才的缺口。相信在不远的将来,以中国人的头脑,一定可以实现赶超的。

以上仅为个人见解,由于就花了十分钟时间来写,有不对的地方欢迎大家指正交流。当然如果觉得还行,请点个赞呗!另外,如果你还想进一步了解数字芯片设计实现等相关细节,可以访问我的知乎专栏,查看更多内容。

知乎用户 知乎用户 8Rg1Ra 发表

我比较悲观,要有起色早该有了,又不是现在才开始扶持。作为业内人事,我是觉得国家的钱扶持到个别人手中了而不是广大的研究人员。举例 1,好几个同学 15 毕业去张江那上海微电子装备,以为国家大力发展有前途,半年时间都走了!为啥?一个硕士,在张江拿着 6000 工资你会甘心,出差还不能报销。旁边 adi,AMD 应届生都快 25w 一年了。国家的钱呢?

举例 2,好多同学都转计算机去了,毕竟码代码门槛低,工资高很多。搞集电?呵呵,学了这么多工资也就中上,谁这么有情怀去搞啊!!

知乎用户 WillHill 发表

芯片行业不熟悉,但是集成电路专业的认识好多人啊,他们的统一特点是,越牛逼,找工作越不找硬件电路相关工作(好像也没多少岗位能找)

说个自己的事,我自动控制的,按理来说是软硬结合,但是研一一直在焊伺服驱动的板子,纯硬件,那段时间真是暗无天日,相比 cs 一搜十几页都是相似甚至完全相同的问题,我只能在官方下载到文档,然后全靠自己去悟。

最惨的还不是这个,而是周围人和我都统一了认识,那就是我完蛋了,以后找不到工作了,那段时间看写代码的人都好大帅气了好多,终于经过努力,现在成为了一名光荣的码农,有了买房的可能性(再小也是有的。。。),感觉无比幸福

所以不解决人才问题,一时半会不会有多大的改观,毕竟待遇的差距不是两三千,而是两三倍(但自己感觉,硬件难度更高,而且高很多)

知乎用户 返朴​ 发表

中国芯片产业路在何方?

演讲 | 魏少军 (清华大学微电子所所长,“核高基” 国家科技重大专项技术总师,国际电气和电子工程师协会会士)

芯片是人类最伟大的发明之一,是现代电子信息产业的基础和核心。小到手机、电脑、数码相机,大到 5G、物联网、云计算,全部都是基于芯片技术的不断突破。如今芯片越做越小,集成度越来越高,它会不会很快达到极限?我国芯片需求极为旺盛,但是整个芯片产业却还没有进入世界第一梯队,绝大多数计算机和服务器通用处理器 95% 的高端专用芯片、70% 以上智能终端处理器以及绝大多数存储芯片依赖进口。我国芯片产业的现状怎样分析观察?能否后来居上?

(以下为演讲全部内容)

谁缔造了芯片奇迹?

电子管 - 晶体管 - 微处理器 - PC

集成电路是一种芯片,我们天天都在用,比如说家庭当中用到的集成电路有三百块之多。我们在自己家里修一些电器的时候,可以看见有很多黑黑的方块,这些黑黑的方块是什么?就是我们说的集成电路和芯片。

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这里面有大量的集成电路的基本元件,叫晶体管,可能有几十亿支甚至上百亿支。晶体管的原理非常简单,但是真正要把这样的晶体管发明出来,人类还是经过了非常长时间的探索。我们知道,世界上第一台电子计算机是 1945 年在美国的宾夕法尼亚大学发明的,当时用的是所谓的电子管,大概直径在两公分左右,高度有个五、六公分,通上电以后它会发亮,像个灯泡似的。这台电子计算机用了 17500 支电子管,但电子管的可靠性非常差,六分多钟就烧坏一支,一旦烧坏了怎么办呢?就得去换。换的时候,机房里的一些女士就要跑去把电关了,换一支电子管,再重新开机。这样的一个计算机使用效率是非常低的,因此我们迫切的需要能找到一种能代替电子管的元器件。

1947 年在美国贝尔实验室,有三位科学家就发明了后来我们称之为晶体管的这种新的元器件,这三位科学家一个叫肖克利(William Shockley),一个叫巴丁(Walter Houser Brattain),还有一个叫布拉顿(John Bardeen),这三位科学家在 1956 年获得了诺贝尔物理学奖。

这个晶体管发明以后,我们看到它比起我们所熟知的电子管要小了很多,比一个黄豆还小,甚至像一个芝麻粒一样,可靠性非常高,而且反应速度很快。1954 年,美国贝尔实验室用 800 支晶体管组建了世界上第一台晶体管的计算机,这台计算机是给 B-52 重型轰炸机用的,它耗电量只有 100 瓦,最重要它的运算速度非常快,达到每秒钟 100 万次。

晶体管非常好,但是大家还在想,我是不是能把晶体管做得更小?为什么呢?你用这么多晶体管,它还是有焊点,焊点会虚焊,有了虚焊以后可靠性变差,那么我们是不是可以找到可靠性更好的东西呢?所以后面我们就出现了集成电路,也就是今天我们要讲的芯片。

1958 年 9 月 12 日,当时在美国德州仪器公司的一个青年工程师,叫杰克 · 基尔比(Jack Kilby),发明了集成电路的理论模型。1959 年,当时在仙童公司工作的一个叫鲍勃 · 诺伊斯(Robert Norton Noyce)的人,也是后来英特尔公司创始人,他就发明了今天我们都在用的集成电路的制造方法——掩膜版曝光刻蚀技术。所以我们今天讲来讲去,其实我们用的技术是六十年前发明的技术,只是我们今天不断地在规模上、精度上变小而已,这两位科学家发明的集成电路对人类的影响是非常巨大的。

集成电路发明 42 年以后, 杰克﹒基尔比获得了 2000 年的诺贝尔物理学奖,非常可惜的是鲍勃﹒诺伊斯那个时候已经过世了,所以他没有得到诺贝尔奖。

1962 年,当时国际商用机器公司,也就是 IBM,开始用集成电路来制造计算机,1964 年在全球发布了一个系列 6 台计算机,起名叫做 IBM360,功能极其强大,完成科学计算、事务处理等各种各样的内容。

又过了几年,英特尔公司有一位年轻的科学家叫泰德 · 霍夫(Marcian Edward “Ted” Hoff),他设计了世界上第一款微处理器——英特尔 4004。这个微处理器刚开始出生的时候,身世没有那么高大上,是给计算器用的,是一家日本公司去找英特尔公司,让英特尔公司帮忙设计一个芯片。所以英特尔公司它们玩命去干,最后设计给了一家叫 Busicom 的日本公司做计算器。

1981 年,也就是十年之后,IBM 组织了一个团队,跑到佛罗里达去开发了一个到今天影响全世界、全人类的重大产品,就是个人电脑(PC)。当时用的是英特尔的 8088 微处理器,其实它的速度很慢,但是在当时是非常了不起的。

所以,集成电路和芯片的进步,就是不断地从原来的政府应用到民间的应用,从军事应用到一般的民用,而且从一般的、常规的市场商业应用走进老百姓家里。

芯片技术有多神奇?

技术极限和经济预测

今天的芯片技术到底有多神奇?它不断地在微缩,不断地在缩小。缩小到什么程度呢?我们现在已经做到了 7 纳米,估计明年、后年就到了 5 纳米。

纳米是什么意思?大家对纳米没感觉。举个例子,大家可以想像一下有多小。我们看见过我们自己的红血球吗?肯定没看过,但是大家知道我们的一滴血是红色的,因为红血球是红色,映出来血液是红的。红血球的直径有多大呢?红血球的直径是 8 微米,就是 8000 纳米。按照我们今天的技术,比如说 14 纳米工艺制造的芯片,大概是 40 个纳米大小,因此我们可以在一个红血球的直径上放 200 支晶体管。所以大家可以想,这么精密的东西,正是因为它这么小,所以我们能够把大量的东西集成在单个的芯片上去。

大家一定会问一个问题,如果按照我们现在的走法,走到 5 纳米,再往下走到 3 纳米,能不能再走下去呢?我们认为可能某一种特定技术走到一定的时候,它就会停下来,但是并不代表着新技术不会出现。前两年德国科学家就发明了一种称其为 “分子级晶体管” 的新的器件。未来的发展,可能我们的手机会变得越来越小,小到了我们今天不可想象的地步。当然这个小不是说体积变小,是手机芯片的尺寸变小,功能变得越来越大。

但是,任何技术都有它的极限,不可能没有极限。那么芯片技术发展存在哪些极限?

01

物理极限、功耗极限

一个就是物理的极限,它尺寸太小了,其实还有功耗的极限。举个例子,电熨斗的功率密度每平方厘米 5 瓦。5 瓦很小,但是很烫手,我们绝对不敢拿手去直接碰它。

但是集成电路芯片呢?一般的芯片都在每平方厘米几十瓦,所以我们看到的芯片上往往要背一个散热器,上面还有一个风扇。当我们功率密度达到每平方厘米 100 瓦以上的时候,风已经不行了,要换成水冷。超级计算机当中要通水,这边凉水进去那边就变成温水出来。这样的一种热的耗电,这种热效应是非常非常厉害的,如果不加控制,到 2005 年前后,我们芯片的温度已经达到了核反应堆的温度,到 2010 的时候大概已经可以达到太阳表面的温度了,那么这么热的东西可能用吗?不可能用。

因此人们想了一个办法,我们要想办法把这功耗降下来,把原来的单核变成双核。后来延伸到手机,就出现了一个特别有意思的现象,大家去买手机的时候售货员跟你说,买这个手机吧,这个手机是 4 核的,4 核的功能强大,比那个好。另外一个人跟你说,别买那 4 核的,我这儿有 8 核的,8 核的比 4 核好。什么意思呀?实际上他们对这个问题不理解,是因为我们做不成单核,我们把它做成双核,做成 4 核、8 核。从可编程性来说,单核是最好的,但是如果要达到四个核要跑的功率的话,单核的功耗要做得很高很高,太热了。热了怎么办呢?我只好把它拆开,实际上是以系统的复杂性为代价来解决我们的功耗问题。所以,功耗问题成为制约我们发展的非常重要的一个麻烦。

02

工艺难度大

第二个就是工艺的难度非常非常大。集成电路制造过程当中,它的掩膜的层数实际上在不断地变化,从 65 纳米的 40 层,到 7 纳米的时候,到了 85 层。这么多层,每层跑一天的话,要 80 几天才能跑完,对吧?所以我们现在芯片的制造要花费很长很长的时间,都不是短期内能做成的,万一有一个闪失,这个芯片可能就报废掉了,所以它的工艺复杂程度非常非常高。

03

设计复杂度高

第三个我们看到就是它的设计复杂度很高。正是因为有如此多的晶体管放在一颗芯片上,它的通用性就变得越来越差,所以出现了所谓叫 “高端通用芯片”,要去寻找更通用的解决方案,那就把软件引进来。因此我会经常讲一句话:“芯片、软件两者密不可分,没有芯片的软件是孤魂野鬼,没有软件的芯片是行尸走肉。” 我们经常在教学当中也好,工作当中也好,都是要把两者有机地结合起来。

没有芯片的软件是孤魂野鬼

没有软件的芯片是行尸走肉

当然所有这些工艺问题,那还都是技术问题,最最重要的是经济问题。摩尔定律 50 多年的发展过程当中,大概有 55 年的时间,集成电路处在降价的过程当中,直接的效益就是我们电子产品很便宜,便宜到什么程度?我们很多年轻人每半年换一部手机,现在大家不敢换了,因为什么呢?手机变得贵起来了。原因就是芯片的发展由于投入的增加、复杂度的增加,它的成本其实是在缓慢地增加的,28 纳米之前我们的成本是不断在下降,28 纳米之后我们的成本在逐渐地上升。因此我们也可以预测一下,就是未来我们的电子产品不再会像前几年那样不断地降价,估计会再涨价,当然是缓慢地涨。所以我们说,芯片技术的发展过程到今天为止,我们仍然没有看到它的终点。

芯片领域有一个著名的摩尔定律(Moore’s law)。其大致内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔 18-24 个月便会增加一倍,性能也将提升 40%。

半个多世纪以来,芯片制造工艺水平的演进不断验证着这一定律,持续推进的速度不断带动信息技术的飞速发展。现阶段芯片技术发展到了什么水平?未来的发展是否会遇到极限呢?摩尔定律还能继续有效吗?芯片产业的奇迹还能延续多少年?

摩尔定律是不是走到头了?这个争论一直存在。有一件事情,那是 1997 年 1998 年的时候,有一个人发表了一篇文章,说芯片、摩尔定律死了,没戏了。他说你看铜互联,我们原来都用铝,现在铜互联搞了这么多年都搞不下去,没戏,铜肯定走不下去了。第二个说芯片这个东西越做越薄以后漏电,控制不住,所以芯片最小做到 50 纳米也走不下去了。他还以光刻机为例,因为光刻机用的是 193 纳米波长的光源,我们知道波长到一定程度以后它会衍射,变虚了,所以摩尔定律完了。大家后来知道,我们用电镀的技术解决了铜的问题;用所谓高 K - 金属栅的技术解决了所谓介质的问题;然后用一个特别特殊的方法;我们把镜头放水里,利用水的折射把波长一下缩短了。所以现在的光刻机不但可以用到我们今天的 14 纳米,还可以用到 5 纳米。

这三个技术全突破了,大家又问,谁这么不开眼?怎么这么说摩尔定律?谜底揭晓了,是戈登 · 摩尔(Gordon Moore)本人说的。我们看到这么一个科学家,这么重要的一个人,他在讲自己的时候他也未必能讲得很清楚。

谁是全球芯片市场最大的买家?

中国

我们以 2014 年作为一个节点的话,到 2020 年,这 6 年当中,计算机还会增长 46%,手机增长 81%,而消费类电子还要增长 48%。所以说,电子产品的增长是越来越多、越来越快。我个人判断,在我们有生之年,如果找不到能代替半导体的东西,大概现在的电子产品还会按照这种方式继续走下去。我们会一直去享受电子产品带来的各种各样的便利,但是它背后的根本因素在于芯片技术的突破。正因为有如此强劲的需求,全球芯片产业的发展就是非常快。

那半导体的市场是怎么分布的?我们看到红色的是中国,最下面这个紫色是美洲的市场,蓝色的是欧洲市场,灰色的是日本市场,上面的绿色的是除了中国和日本之外的亚洲其它市场。这个数字有点惊人,因为中国市场占了全球市场的 34% ,1584 亿美元,超过三分之一,这是指中国市场用到的。同时,2018 年中国也是增长最快的半导体市场,中国半导体市场增长了 20.5%。我想大家可以想象中国要买多少集成电路——很多!

需求旺盛,供给不足,我国芯片产业如何发力?

芯片发展有其客观规律

大家也许会觉得,我们国家的芯片产业发展好像不那么好,我觉得大家有这种感触是很正常的。

比如前两年,我们有很多话说得比较大,我用了一个词叫 “吓尿体”。我给大家念几段,很有意思的现象,他说 “某某某芯片突飞猛进,为什么美国人都害怕了?” 还有说 “我们的什么什么东西站到了世界之巅”,还有一个说 “我们某某老人从美国回来了,美国人慌了”。

而当我们去年碰到一些事情的时候,态度就 180 度大转弯,转而自己 “吓尿了”,也给大家念几段,比如说:“你不知道中国芯有多烂,你只有读了本文之后你就知道它有多烂”。“中国芯片到底怎么样了,跟人家一比我就彻底失望了”。我不知道我们怎么就这么脆弱,对自己一点信心都没有呢?前两年那种豪情壮志又到哪儿去了呢?

**芯片的发展有它的客观规律,既没有像大家想象的那么好,也没有像大家想象的那么坏。**当然我们现在还不能满足需求,但是只要坚持不懈走下去,我们的发展就一定可以走到我们所希望的那个水平上去。

中国的芯片产业发展速度非常快,从 2004 年到 2018 年中国的芯片产业的发展的曲线图中可以看到,我们从 2004 年 545 亿元涨到了去年 6532 亿元——1000 亿美元,这个增长速度是当期全球增长速度的四倍左右。6500 多亿元,其实是我们的设计、封测业和芯片制造业三业叠加的结果。我们看到芯片的设计业去年达到了 2500 多亿元,这是真正意义上的产品,而我们的封测业 2190 亿元和芯片制造业 1800 多亿元,更多的属于一种加工。

那么,设计、封测、芯片的制造这三者之间是什么关系?举一个例子,设计业就是相当于作家写书,制造业就相当于印刷,封测业就相当于装订,各自的特点是不一样的。我们国家的企业,经过这么多年的发展以后,无论是设计制造还是封测都已经进入世界前列。比如在全球的集成电路设计这个行业当中,前十位有两家企业,在全球的代工企业当中,前十位也有两家企业,而在全球的封测企业当中,前十当中有三个企业。

但是我们跟国际先进水平相比还有相当大的差距。我们的设计业——也就是经常讲的集成电路产品——从 1999 年全行业只有 3 亿元人民币,到去年已经到了 2519 亿,合 370 亿美元左右,已经做到世界第二大。虽然很大,但是我们的产品在全球占比只有 7.9%。中国市场 1500 多亿美元,占了全球市场的 34%,而这里面我们只有 7.9%,那我们有 26% 就要靠进口。

有些同志很担心,说我们买了这么多的芯片,万一哪天人家不卖给我怎么办呢?这是不是受制于人等等,对吧?有这种担心很自然,但是如果我们换位思考一下,作为生产供应商来说他们会担心什么呢?他们也会很担心。曾经有一个外国朋友问我,他说你们买了我们这么多芯片,哪天你们要不买了的话我们怎么办?大家会心地一笑。

这是一个很有意思的现象,我们怕别人不卖给我们,人家怕我们不买。所以这种情况下,最好的办法就是我们自己发展,我们自己多生产点儿,大家都相安无事,这才最好。

我国芯片产业发展面临哪些问题?

供需失配,投入不足,资源错配,人才不足

1

国内芯片产业与需求差距大

其实芯片产业面临的挑战是非常多的,它是个庞大的系统工程。我们还是从产品的角度去看,应该说我们现在的产品结构与我们的需求之间,还是出现了一些失配的现象

去年一天我早上醒的时候,有一个同事打电话给我,说网上有一张图非常地不客观,讲我们很多东西都是 0,让我出来说一说。我急急忙忙爬起来赶快看是什么东西,结果看到这张图以后我就笑了,我就跟他说,你知道这张图谁做的吗?我说这张图是我做的,后来他就不说话了。

原因在哪儿呢?他理解的有偏差。这里面大家看到很多 0%,这个 0% 不是说绝对值的 0,是市场占有率。市场占有率讲百分比,0.5% 以下基本上就可以四舍五入,因为你在市场上确实引不起人家重视,你说我一定要去强调我不是 0,其实没有什么意思。

举个例子,比如说我们全年中国大概要进口使用的 CPU,可能有大概 10 亿只少不了。假如就算 10 亿只吧,那我们有一个企业说我生产了 100 万只,那是很多了,100 万只是不得了的事,但是你把 100 万只跟 10 个亿去比一比的话,你就知道其实你是千分之一,只有 0.1%,所以我们说 0.1% 的时候在市场上看不见你。所以我们看这些东西的时候,不是简单地去看一个绝对值,我们要看它的相对值,也就是市场占有率,这是很重要的一个点

我们可以看到,无论是服务器还是个人电脑,还是可编程逻辑设备、数字信号处理设备,以及我们终端当中用到的一些 IP 核也好,还有一些存储器也好,我们大量的都是 0,这就意味着我们的产业结构、我们设计企业的产品结构跟我们需求之间还有相当大的差距

唯一有两个点大于 10% 甚至 15% 的,那就是移动通信的终端,这个是我们在国际上现在比较强的,占了全球市场大概五分之一。

2

发展滞后,投入不够

我们的制造能力和设计需求之间出现了失配的现象。

我们的制造业要花很多的钱,发展也很快,但还是不够快。我们国内最先进的集成电路制造商,它们在 14 纳米的时候,大概今年(2019)的一季度可以投产,而台湾的台积电的,它们的 16 纳米,早在 2015 年的第四季度就投产了。这中间有三年的差距,这就是我们相对比人家滞后的地方。

除了我们不够快之外,还有一个要命的,就是我们产能不够。如果能找到产能,当然就可以赚钱,但全球都在抢产能的时候,你找不到产能怎么办呢?这时候就很麻烦,那就要亏钱。

我们说集成电路芯片发展需要投资,要投多少钱呢?天文数字!**全球在半导体投资上的统计,我们看到除了少数的几个年份之外,大部分的时间都在 400 亿美元以上,最近这几年甚至都在 600 亿美元以上。**那条红线是我们国家在半导体的投资,它在最底下(见下图)。有人说我们的投资额是在人家的统计误差范围之内,这个话听了很难听,我们也很难受,为什么我们国家在这上面不投资呢?我们对这个产业的了解还是有限,我们比较早地作出了一个错误的决策或决断,认为中国的半导体芯片产业可以通过市场配置资源来良性发展。

这张图上,红线这几年向上翘,翘的过程好像挺多了。但是大家知道它是需要高强度投资的产业,无论是英特尔也好,还是三星也好,台积电也好,每年投资大概都在百亿美元规模。我们也到了百亿规模,但是我们投了很多家,你的投资强度也不够,而且刚刚两、三年,后面要连续投很多年才能看出结果来。

现在集成电路的发展已经成为全中国人民大概都认同的一件事情,所以带来了一个副作用,就是全民大造集成电路。集成电路并不是一个能够遍地开花的事情。我曾经到了一个地方,地方领导说,我们下决心了,要把集成电路做上去,在我们这里建个集成电路厂。我就说,恐怕不行,你这里没钱。我一说没钱呢,人家很不高兴,马上就说你怎么知道我没钱?跟旁边的人说,我给你 50 个亿,你给我把这个事情做起来!我就跟他说,恐怕后面还要再加个 0。

大家对这个数字可能没有感觉。我给大家举个例子,美国核动力航母打击群,尼米兹级的,不是现在福特级的,包含了一艘 10 万吨级的核动力航母、大概 60 到 70 架舰载机、两艘导弹巡洋舰、两艘导弹驱逐舰、一艘核潜艇,还有补给舰全加起来 150 亿美元——我们现在建一个集成电路厂 150 亿美元。所以集成电路厂的建设,往往是需要巨额投资,而且还不是一次性的投资,这个压力很大,这个不是小钱。

我们还有一些地方政府也很有意思,上集成电路非常地热心,我能体会他们对于地方经济的发展是倾注了自己全部的心血。他们看到,一旦在他们那儿建立一个集成电路厂、芯片厂的话,很快会带来就业,带来周边环境,周边的生态的配套,能带来一个大产业,但是他们对于芯片发展的艰巨性了解是不多的。曾经就有一个地方,在当地没有一所大学有微电子专业,也要上芯片产业,我说那你的人从哪儿来?他说我的人可以从外面 “挖” 来啊!我说你让人家从上海坐 4 个小时飞机飞到你这儿来,不太现实吧?第一没人,第二没钱,第三没技术,而集成电路的发展是需要很多投入的。

3

资源错配,产业模式落后

我国芯片产业发展还面临资源的错配

目前,我们的芯片制造业超过 50% 的客户是海外的客户;封测大概也有将近一半客户是海外的客户,是给别人加工。设计业是最需要资源的,可是我们又满世界去找资源,找加工的资源,原因是我们制造业和封测业的技术水平,跟我们所需求的还有距离。

我们原来的产业是以对外加工为主——如 “三来一补” 等等——是加工型的产业结构,现在要变成自主创新为主,要作产业结构的调整。中央提出来要供给侧的结构性改革,其实对芯片来说,我们就是面临这样一个改革。

我们在发展过程当中,其实还面临着一个产业模式的问题。

芯片的发展已经有几十年的历史,其实在发展过程当中,现在跟以前是有很大差别的。过去的叫系统厂商模式, 就是所有的事情都自己做,后来说不行,集成电路每 18 个月产能翻一番,我自己用不了了,出现了所谓叫集成器件制造模式,再往后就出现了所谓叫设计代工模式。

这三种商业模式实际上带来的是不同的结果。中国大陆主要是设计代工模式。这种设计代工模式是好还是不好呢?我们不好去评价,因为是历史阶段决定的。实际上在真正我们的工作当中碰到很多问题,就是很多地方的政府非常热衷于建一个集成电路制造厂,因为一个集成电路制造厂要花几十亿美元,动不动就几百亿人民币,对当地的国内生产总值贡献是很大的。但是它往往不去想,一个像中国这样的国家,总是去做加工这种产业链中下游的事情,那你是不是就把自己框在了一个产业链的中下游位置?所以中央也提出来我们要创新发展。**创新发展在哪儿?在上游。**所以我经常说我们要往上游走。

4

人才不足

我们的芯片要发展它的设计业,芯片设计是一种高科技,人才就成为一个重要的制约因素。

碰到的瓶颈在哪儿呢?不仅质量难以满足需求,现在连数量都难以满足需求,最直接的效果就是,我们现在整个半导体产业在互相地挖人。如果你是从事芯片的话,现在跳槽一定可以找到很好的收入,因为你们的工资可以翻番。

我们作过一个统计,中国大陆从事芯片设计的工程师,平均薪酬已经高于台湾。讲实话,我们能力还不如台湾的工程师,这就意味着什么呢?我们做出来的产品没有人家好,但是我们的成本比人家高,这个情况还没有缓解,所以我们人才团队的短缺是非常可怕的。

前两年,我们在人才培养上遇到一个不大不小的麻烦,就是很多的学生毕业以后去搞投资,搞金融了,当然我自己的学生也有出去做投资做官员的。我总是在讲,如果这样的话,你们干吗要来学这么多年的集成电路呢?还是说他们对于芯片的重要性、对于芯片本身所蕴含的这种无穷的魅力了解得不够,他仅仅是把它当成一门知识来学了。当你真正深入了解芯片、集成电路它内在的东西之后,以及它对外的这种发展影响,那你就会知道,原来掌握集成电路芯片能够带来这么大的主动权。

需求旺盛、供给不足是我们中国芯片产业面临的一个挑战,这是个现实问题,也是我们下一步作供给侧结构性改革的时候一个关注的点。

如果大家今后从事芯片技术的话,我相信从我今天的讲演当中,至少可以掌握到两个重要的点:

第一个点,芯片的发展大概不以人的意志为转移,一直走下去,还会成长一百年;

第二个点,芯片的发展不容易,不是那么简单的,需要高额的投入,需要我们长期坚持。一百年不仅仅是一个数字、一个年份,而是说长期坚持才会有结果。

专家介绍

魏少军,清华大学微电子所所长,“核高基” 国家科技重大专项技术总师,国际电气和电子工程师协会会士。他致力于超大规模集成电路设计方法学、嵌入式系统设计技术和可重构计算芯片技术等领域的研究,拥有数十项中国和美国发明专利,曾荣获国家科技进步二等奖、国家技术发明二等奖。

本文经魏少军教授授权,转载自微信公众号 “中国经济大讲堂”,有少量修改。

《返朴》,致力好科普。国际著名物理学家文小刚与生物学家颜宁联袂担任总编,与几十位学者组成的编委会一起,与你共同求索。关注《返朴》(微信号:fanpu2019)参与更多讨论。

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知乎用户 longjf126 发表

1、芯片你得区分军用、工业用途和民用消费电子用芯片。
2、请限定你要讨论的范畴。
纯粹军用的小众芯片产品没必要讨论。可以讨论是那些军民两用的商业化芯片。
工业用途的芯片(包括宇航级商业化芯片)也是可以讨论的。
民用消费电子用途芯片,这个是市场份额很大的芯片大类别。
3、集成电路 这块分类也比较多,就不多说了。
4、提问者显然问的是中国芯片产业发展的大形势和整体发展水平,是 “面” 的情况,不是“点”。
商业芯片,一般主要是三块,设计、生产、封测。
中国落后的地方,主要是商业化代工生产领域,这个差距主要是在生产制造设备上的短板。
基本被中资掌握控制的代工厂商,比如上市的中芯国际,其最高端的商业化批量生产制造设备在工艺制程上落后于其他代工厂商,比如台积电(总部在中国台湾的代工厂商,受美国影响很大,虽然其主要代工厂大部分设立在大陆),国际上的几大芯片代工厂商都在中国设立了工厂,以便就近供应中国市场——实际上这些工厂投资巨大的固定设施是搬不走的,能搬走的是代工厂派驻的工程师和技术骨干这些人和他们的管理经验、现场管理控制经验以及芯片良品率控制流程经验。
生产制造设备,是受到一些国际厂商供货时间限制的,除非中国自己的生产设备供应商能够自己生产供应同等性能水平的先进生产制造设备给国内的中资芯片代工厂商。
就芯片设计、芯片封测而言,中国最高水平的设计、封测也是世界一流的,至于整体的平均水平,应该还是落后于世界水平的,五个手指没有一般齐的,这很正常。

知乎用户 腾讯新闻财约你 发表

华为海思备胎芯片一夜转正,国民沸腾,在力挺华为之余,我们也不得不思考为何国内的芯片产业一直落后,就算研制出来的芯片也只能当多年备胎,带着这样的问题《财约你》节目组专访了中国工程院院士邬贺铨先生,他表示一方面是之前我们并没有把它提到国家的核心竞争力的高度来认识,另一方面,全球化供应链的便利使得我们没有太多动力下决心在这个领域多做投入。而对于华为长期坚定的投入,邬院士表示华为能够快速推出 5G 终端,都依赖于其芯片技术的支持,“只有自己能完成终端芯片的设计公司,才能够保证产品的竞争力。” 未来国产芯片是否能够立足世界我们不得而知,但是就像华为所强调的 “科技自立”,或许让我们得以预见未来的美好图景。

知乎用户 匿名用户 发表

用切身体会来说一下人才的事情。本科毕业于某 top 工科校电子系,感觉还是能算半吊子人才的(可能不是千人不算人才?),全系最后从事 IC 相关工作或者相关专业研究生 / 博士在读的不到 15%。而且,这个 15% 里还大部分都在国外。一代人有一代人的价值观,多数都转向了 IT、金融领域,先解决现实需求才是第一位的

知乎用户 汪柠青 发表

第三次更新,最近因为美国封锁华为的缘故,导致这个话题又火热起来(难得又收到点赞,所以就再更新下)

华为目前是站在了风口浪尖,最近美国的连续组合拳,拳拳到华为的肉,也是对中国芯片行业的沉重一击。虚则是针对华为,实则是对中国崛起的遏制,中国在芯片行业确实举步维艰,简单从两方面概述,做过设计的人应该知道 EDA 软件的重要性,可用依赖来形容,需要工具去保证设计的准确性,而且国内没有替代产品,(就算现在开发,不经过无数的流片验证,没人会信任工具);另外就是 ARM,做移动端芯片的应该也不陌生,比如手机芯片,常说的 4 核,8 核,主频多少 G,指的就是 CPU 的性能,ARM 是这方面无悬念的老大,现有的架构都是基于 ARM 的,今天刚爆出 ARM 停止向华为授权(消息真实性有待确认),华为海思麒麟系列芯片刚有抬头之势,却遭受如此打击,事事被人牵制,令人心酸

目前美国的精准打击,应该让国内很多企业警醒,对于整个芯片行业是好事,对华为来说是巨大的挑战,是衰落还是跨越,不得而知。站在我的角度希望华为一定要挺过去,华为挺过去则代表中国企业在国际上能站着活,未来的天地广大,如果挺不过去,下一个中国崛起的 “华为” 会不会也遭受如此打击?是否一辈子都受制于人?

希望能够早日追上和别人差距,下次再谈判时,芯片不再是破绽,而是杀招

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二次更新

在 2018 年的尾巴上做一次更新,也算一个年度总结

总的来说 2018 年是芯片人近几年最好的一年了,由于中兴事件的余温影响,明显感受到了各个地方的政策给了这个行业足够的倾斜,资本注入使得许多小型公司,中型公司拥有的扩张的底气,反应到员工身上就是整个行业的工资水平有了明显提高(相较于前两年来说,虽然与各种高薪工作差距仍然明显),就整个行业的发展来说是一件好事

但毕竟技术的高墙不是一朝一夕能逾越的,任何事情都是一个 V 型发展,有高峰有低谷,在船上的人无法知道自己是处于波峰还是波谷。芯片是一个长线的行业,稍稍大型一点的芯片,从成立项目到面向市场,基本需要 2 年左右的时间,一些刚成立的小公司,如果在两年内拿不出有竞争力的产品,资金用尽后,倒闭就是唯一的结果。所以 2018 年是发展的一年,那么 2019 与 2020 年就是结果的一年,是将冲向波峰还是滑入谷底,只能拭目以待了

比特大陆大裁员应该是这个行业最近最轰动的新闻之一了,比特大陆在比特币暴涨的 2017 以喷潮之势进入人民的眼球,说到比特大陆,都是:有钱,任性。但随着 2018 年,虚拟货币的连续下跌,比特大陆也迎来自己的波谷,转型迫在眉睫。所以一个公司昨日还处于浪潮之巅,今日就要被卷入发展的洪流中了

近日在知乎上看到个问题,大约是问互联网是不是迎来离职潮,其实不止互联网,整个经济都是不景气的状态,所以作为一个普通的 “搬砖” 工,真的要如履薄冰,保持终生学习的习惯,再面对未知的明天也能多一丝信心!

祝好!

//* verilog 分隔符 *//

底层工程师,说下我眼中的行业

介绍一下自己,我主要做数字 IC 前端方面的工作,主要表现在写 RTL,顺带也会做一点点流程相关的工作。因为我是本科毕业就出来工作,工资行业垫底,不过当初为了能做上技术岗也就坚持下来了,现在依然是行业小白一枚

芯片行业现状确实是夕阳行业,偏向于传统行业了,处于后摩尔定律时代,现在已经没有爆发式的增长了,技术壁垒已经到了一定厚度,想有重大突破真的太难了。芯片行业的门槛很高,包含方方面面,总体可以分为设计,工艺,器件。现在中国的大学又是广撒网式的教育,然后每一点都要学,从逻辑电路,数字电路,模拟电路,固体物理学,半导体物理学,甚至还会学习一点通信知识以及基础物理知识,一堆晦涩的课程,懂行的人应该知道,其中一项就够学习一辈子,所以大学的教育能给的只是入门概念,是一本典型《集成电路从入门到放弃》的书

好不容易熬过大学,“有幸” 进入这个行业后,才发现理想和现实的差距,首先一款稍微复杂的芯片一般研发周期大概为一年半到更久,成功的前提是从初期定架构,到电路实现,到流片,到测试,到量产,每个阶段要完美完成。再则开发成本之高,研发人员的工资要付吧,最最最重要的是流片的成本,光罩,这些也是大头。软件行业一个 bug,马上修改连夜发布新版就可以吧?芯片行业一个 bug,小则 ECO,大则退版重新设计,然后又光罩,流片,钱又出去了,可怕的是芯片的 bug 超级难查,实际的芯片由于电路的一些效应,在电脑上仿真运行和实际内部的逻辑工作可能会有差别,很难定位到真正出问题的点,芯片不能像软件那样,有很高的容错率,而且由于摩尔定律的存在,如果一个项目拖长了,就算最后成品做出来,早已是行业的淘汰品,以至于最后可能会亏本卖,一般的小企业如果这样折腾几次,估计也濒临倒闭了

由于行业的特殊性,所以资本根本不愿意投钱,谁会冒险押宝在一个两年的项目上,而且回报也不高,高风险低收益,没有资本注入,行业肯定死气沉沉,反应到我们底层人上就是可怜的微薄工资,面对现在的高房价,想买房和精卫填海一般了吧?并且我们工作也不轻松啊,行业大多数实行不定时工作制,本质就是免费加班,996 是常态,关键真的操心,每一步都如履薄冰,还是要面对芯片回来不能动的现实,所以在著名的水木社区微电子板块上,都是在劝转行,这就是行业现实

钱少是一方面,另一面还有就是,做芯片得不到正向反馈,由于和国外的差距,很难产生成就感,自己都无法认同自己所做的事,真的是一个悲剧。前段时间中兴事件闹得沸沸扬扬,为啥国内做不出高端芯片,首先是中国起步真得太晚了,另外生产也被别人掐脖子,受限于《瓦森纳协议》,中国无法购买最尖端的光刻机,无法尝试前沿的技术,所以台积电 7nm,中芯国际 28nm 也能说得通,当然这不是完全原因,从业人员也要负相应的责任,国外老工程师很多,国内 30 岁还不转管理岗就要被淘汰了,没有技术沉淀的氛围。

总体来说,中国芯还有很长很长一段时间要走。

前段时间朋友圈流行过一幅图,上面写着男儿要么拿起枪保家卫国,要么干微电子,虽然很鸡汤,但是在困境时喝一口鸡汤又未尝不可,希望人们多点宽容,从业人员能多点工资,也希望我能够走上:数字 IC 小白 –> 数字 IC 大白 –> 数字 IC 小牛 –> 数字 IC 大牛,而不是:数字 IC 小白 –> 前 IC 从业人员

知乎用户 匿名用户 发表

安防行业做驱动,只说说处理器这块。

ti 快凉了

海思接近于垄断,但是不敢全部用,担心被华为搞死

很多慢慢开始使用 x86 平台

其他平台比如瑞芯微什么的也开始在用

知乎用户 关中中年刀客 发表

芯芯之火,可以燎原

在对于时局的估量和伴随而来的我们的行动问题上,我们芯片业内有一部分同志还缺少正确的认识。他们虽然相信芯片国产化的高潮不可避免地要到来,却不相信芯片国产化的高潮有迅速到来的可能。因此他们不赞成和国际芯片巨头在华买办进一步合作的计划,而只赞成在桌面操作系统,移动处理器架构,电脑 CPU 这三个领域关起门来搞自主研发。同时也没有再厉害的技术,要得到广泛的应用都必须依附与强大的行业生态和消费市场的观念,因此也就没有用强大的行业生态和消费市场去巩固和扩大并促进芯片国产化高潮的深刻观念。他们似乎认为在距离芯片国产化高潮尚远的时期做这种建立产业生态的艰苦工作为徒劳,而希望用比较轻便的强力行政干预下关起门来造原子弹的方式去提升国产芯片水平,等到全国各个芯片细分领域的研发工作都做好了,或做到某个地步了,然后再来一个全国芯片产业大整合,那时把行政的力量加上去,就成为全国范围的芯片国产化。他们这种全国范围的、包括一切地方的、先解决技术后建立生态的理论,是于中国乃至全球芯片的实情不适合的。他们的这种理论的来源,主要是没有把中国是全球芯片产业巨头们相互争夺的最大消费市场这件事认清楚。

如果认清了中国是全球芯片巨头必将争夺的最大消费市场,则

一,就会明白全世界何以只有中国有如此大的芯片净进口量,国际芯片巨头为何在华营收有着如此大的比例,而且何以这个比例,一天扩大一天,直至完全依赖于在华的市场;

二,就会明白美帝国主义内部无产阶级芯片从业人员问题的严重性,因之,也就会明白特朗普将制造业移回美国何以有现在这样的煽动性。

三,就会明白市场是资本主义核心,技术服务于市场这个口号的正确。

四,就会明白相应于全世界只有中国,是国际芯片巨头长期混战的兵家必争之地,这件怪事而产生出来的另一件怪事,即几乎 100% 的电子器件都有在华加工的环节。因此所有芯片业技术的发展和提升,归根结底都是为了满足在华芯片市场的需求。离开了在华芯片市场,所有技术提升都会变得无效和没有意义。

五,也就会明白芯片国产化率低,并不都是国产芯片从业人员和相关政策本身的问题,而是在华芯片市场的绝对重要性,造成了在华市场成为所有国际芯片巨头的兵家必争之地,造成了所有芯片巨头为了在华市场,不断倾注巨资进行科技研发。

六,也就会明白单纯的闭门造原子弹,不能完成促进芯片国产化高潮的任务,而类似中资控股 ARM 在华事业部这样,把国外先进技术吸引进来,让其在华扎根发芽,开花结果直至无法自拔,让社会主义的糖衣炮弹软化国际芯片巨头在华的买办们,麻痹他们,直至最后有计划地股权介入,管理介入,最终同化他们。而我们终极的目标是,我们的技术是我们的,你们的技术还是我们的,归根结底全球的技术都是我们的。

必须这样,才能树立全国芯片国产化的信仰,如美式民主之于全世界然。必须这样,才能给美帝国主义内部的芯片无产阶级从业人员揭竿而起以甚大的困难,动摇其基础而促进其内部的分解。也必须这样,才能真正将国际芯片巨头在华买办们培育成为将来芯片国产化的主要工具。总而言之,必须这样,才能促进芯片国产化的高潮。 犯着芯片国产化急性病的从业人员不切当地看大了国产化的主观力量,而看小了技术提升需要资金和时间长期积累的客观规律。这种估量,多半是从主观主义出发。其结果,无疑地是要走上盲动主义的道路。

另一方面,如果把芯片国产化的主观力量看小了,把反国产化的力量看大了,这也是一种不切当的估量,又必然要产生另一方面的坏结果。因此,在判断中国芯片业形势的时候,需要认识下面的这些要点:

(一)现在中国国产芯片技术虽然弱,但是中国的终端消费市场,以及整个全球芯片产业链大幅深陷中国的力量却在不断的加强,且是远远强于全球任何地方。这样就可以解释现在西方各国虽然芯片技术水平均强于中国,但是其国内芯片消费和产业链的完整性均远远弱于我国,故其未来芯片技术的进一步提升,其主要目的都是为了服务与中国的芯片产业生态及需求。现时中国芯片国产技术的力量虽然弱,但是因为所有服务于芯片产业技术提升的力量和资源均集中并聚焦于中国,因此中国芯片国产化的进程,会远远快于全球的其他国家。大国之崛起,依赖全球为我提供资源,是为下策;依赖全球为我提供劳务,是为中策;依赖全球为我提供技术,是为上上策。

(二)四一七中兴通讯事件后,芯片国产化的主观力量确实有所削弱。若仅依据某些现象来看,自然要使芯片从业人员发生悲观的念头。但若从实质上看,便大大不然。这里用得着中国的一句老话:“芯芯之火,可以燎原。” 这就是说,现在虽只有一点小小的力量,但是它的发展会是很快的。它在中国的环境里不仅是具备了发展的可能性,简直是具备了发展的必然性,这在海思在移动通讯芯片领域快速取得的成就已经得到证明。我们看事情必须要看它的实质,而把它的现象只看作入门的向导,一进了门就要抓住它的实质,这才是可靠的科学的分析方法。

(三)对反芯片国产化力量的估量也是这样,决不可只看它的现象,要去看它的实质。当前期《厉害了我的国》播出时,有些芯片从业人员真正相信了大国崛起的神秘力量,把美帝国主义看的一文不值,恨不得一泡尿撒到别人脸上去。到现在还被传为笑谈的 “要打就要打痛它” 就是当时估量美帝国主义的口号。在这种估量之下,就必然要产生政治上的盲动主义。但是到了次月中兴制裁之后,一部分从业人员又有 “扒下中国芯片业内裤” 的说法提出来了。

其实,那时特朗普为了在国内拉选票已经到了十分露骨的地步,而美帝国主义内部庞大但羸弱的无产阶级集团成为其重点谄媚的对象。一方面通过企业降税以兑现扩大内需的承诺,另一方面以限制移民防止外来人员分一杯羹。然而美就业率已经达到其 20 年最佳水平,国内处于完全就业状态。故以上所有谄媚无产阶级之举措,最终势必带来劳务市场工资水平的急剧上升,反过来进一步刺激国内芯片业巨头制造重心逃离本土的决心,进而使其在华买办集团规模的继续扩大。也正是在这些自相矛盾的谄媚其无产阶级的经济政策皆失效后,特朗普才将矛盾的焦点转移到中国,以示其为美之再次伟大不遗余力之决心。就是那个时候,我们的业内从业人员也不免为那种表面上的情况所迷惑,而发生了悲观的论调。“扒下中国芯片业内裤” 的说法正是在这种背景下诞生。

(四)现时的客观情况,还是容易给只观察当前表面现象不观察实质的芯片从业人员以迷惑。特别是我们在芯片业工作的人,一遇到制裁,或核心芯片被禁运,或遭到强大竞争者专利诉讼,往往不自觉地把这种一时的特殊的小的环境,一般化扩大化起来,仿佛全国芯片业的形势概属未可乐观,芯片国产化的前途未免渺茫得很。所以有这种抓住表面抛弃实质的观察,是因为他们对于一般情况的实质并没有科学地加以分析。如问中国芯片业国产化高潮是否快要到来,只有详细地去察看引起芯片业国产化高潮的各种矛盾是否真正向前发展了,才能作决定。既然国际上芯片巨头相互之间、芯片巨头和最大的芯片消费市场——中国之间、芯片巨头和它们本国的无产阶级之间的矛盾进一步发展了,国际芯片巨头争夺中国芯片市场的需要就更迫切了。

国际芯片巨头争夺中国市场一迫切,国际芯片巨头及其买办集团在华的投资和研发力度就会进一步加大。因此就造成各国际芯片巨头之间在华一天天扩大、一天天激烈的竞争,这些芯片巨头间的矛盾,也就日益发展起来。伴随各国际芯片巨头相互间矛盾的深化,其对中方资本介入后带来的市场,资金和政策红利的渴望也就日益迫切起来。而这种对中方资本介入的迫切需求,和社会主义糖衣炮弹培育起来的,坚决站在帝国主义内部无产阶级芯片从业者对立面的,庞大的帝国主义在华买办集团,就必定会团结起来,将其核心技术神不知鬼不觉的逐步出让给中方资本。随着这个过程的不断深入,各国际芯片业巨头对华事业重心将持续转移,造成其国内无产阶级芯片从业者的就业环境进一步恶化。而这种变化势必造成其国内无产阶级芯片从业者联合起来,不断对资本家提出更多更苛刻的诉求,转而进一步加剧恶化国际芯片巨头在国内的生存环境,从而继续加大技术重心对华转移的力度。如果我们认识了以上这些矛盾,就知道美国的芯片资本家们是处在怎样一种皇皇不可终日的局面之下,处在怎样一种混乱状态之下。就知道芯片国产化的高潮,是怎样不可避免,而且是很快会要到来。

“芯火燎原” 的话,正是时局发展的适当的描写。只要看一看三星,海力士不断扩大其在华产能,英飞凌,ARM,恩智浦,高通等国际芯片巨头不断的和中资成立中国子公司,就知道这个 “芯芯之火”,距 “燎原” 的时期,毫无疑义地是不远了。

所谓芯片国产化高潮快要到来的 “快要” 二字作何解释,这点是许多芯片从业人员的共同的问题。马克思主义者不是算命先生,未来的发展和变化,只应该也只能说出个大的方向,不应该也不可能机械地规定时日。但我所说的中国芯片国产化高潮快要到来,决不是如有些人所谓 “有到来之可能” 那样完全没有行动意义的、可望而不可即的一种空的东西。它是站在海岸遥望海中已经看得见桅杆尖头了的一只航船,它是立于高山之巅远看东方已见光芒四射喷薄欲出的一轮朝日,它是躁动于母腹中的快要成熟了的一个婴儿。

知乎用户 微回收 发表

在核心的一些芯片,比如 AD 转换芯片、CPLD/FPGA(复杂可编程逻辑器件与复杂可编程逻辑阵列)以及射频芯片等领域,欧美依然处于技术垄断阶段。

FPGA 是指一切通过软件手段更改、配置器件内部连接结构和逻辑单元,完成既定设计功能的数字集成电路。FPGA 可以通过设定而实现各种复杂的功能电路。就好像一个机器人一样,你想要跑步快,就把你设定为博尔特,你想要游泳猛,就把你设定成孙杨。

FPGA 诞生于 80 年代,一开始饱受质疑,当 FPGA 加入数字信号处理、嵌入式处理、高速串行和其他高端技术时,在 90 年代中后期,FPGA 开始发光发热。FPGA 在市场应用广泛,主要应用于通信设备的高速接口电路设计、数字信号处理方向 / 数学计算方向还有可编程片上系统(用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上)。

身为发明者的赛灵思和后来将 FPGA 应用于可编程片上系统的阿尔特拉基本上垄断了 FPGA 市场,提前布局的专利保护对后来者形成了强大的市场壁垒,几乎封锁了所有通向 FPGA 商用产品的通途。二十多年来,上百家企业曾经想要冲击 FPGA 市场,都铩羽而归。

紫光集团曾经想通过购买 Lattice 来破开垄断局面,遭到特朗普政府的强势打压,如今中国电科、同创国芯、AGM 等众多国产企业正在努力依靠自主研发,突破封锁。在中低端市场取得了不错的成绩。CPLD 在有些时候也会被纳入 FPGA 之中,两者之间的区别主要是在架构和工艺上会略有区别,但基本原理都是相同的。

射频被认为是模拟芯片皇冠上的明珠,但模拟芯片一直是中国的弱项,主要是模拟芯片更加依赖研发人员的经验,中国属于后进者,经验较少。2017 年国产射频芯片市占率只有 2%。国内射频 PA 厂商唯捷创芯 2018 年打入了华为供应链。海思早已开始射频 Transceiver 的研发,但前期测试结果相对不太理想。

射频芯片之所以难度系数很高,因为他很依赖设计研发人员的经验,即使是最自信的设计人员,对于射频电路方面也要面临带来巨大的设计挑战,并且需要专业的设计和分析工具。而在这方面,国产的技术人员储备还十分少。

拆除屏蔽罩后就可以看到 pcb 的正面主要是手机的射频芯片

AD 转换就是模数转换。顾名思义,就是把模拟信号转换成数字信号。这方面的主要垄断厂商是 ADI、TI 等。

可以看到,在这些重点芯片垄断领域,中国厂商已经开始了艰难的破局之路,虽然在高端芯片上还差的远,但是在低端已经取得了成果。

另外,芯片制造业两大至关重要的技术, 蚀刻机和光刻机, 在蚀刻机上我国已经攻克 5nm 技术,与欧美差距进一步缩小,但是在光刻机上,全世界只有荷兰的 ASML 能够制造顶级的光刻机。中国自主研发出世界首台超分辨光刻机,才达到了 22 纳米,通过双重曝光可以达到 10 NM。

而芯片设计工具 EDA(电子设计自动化)。在集成电路发展的早期,人工即可完成集成电路设计。但随着摩尔定律的推进,要完成单位平方毫米内上亿个门级电路的芯片的设计,则必须通过 EDA 辅助工具进行芯片设计。

目前国际上主要有三大集成电路 EDA 公司,分别是 Synopsys,Cadence,Mentor Graphics。三家在 EDA 行业的市占率几乎形成垄断,且均为美国公司。

使用 EDA 工具的混合信号芯片设计流程

从 2016 年,华为海思工程师透漏来看,华为海思已经自研了 EDA 工具,真牛!据说海思成立了近二百人的 DFT team,除正常完成公司的各大项目外,还有团队专门做 DFT 工具,一个项目,三大 EDA 公司的工具跑一遍,自家工具跑一遍,过不了的地方就找三家的 AE 找来仔细问,AE 再反馈到 R&D 那里。

欧美之所以在芯片领域做到了技术垄断,除了因为如今的科技、整个文明社会的框架、标准都是欧美制定的,他们拥有多年的技术储备。还有就是芯片领域的技术含量太过于密集了。

整个芯片领域从研发到设计再到生产,每一个步骤的技术难度之高,如果没有顶尖的半导体专家和一流的工具设备,根本没有办法完成,比如画板子、晶圆、流片、制程、封装、光刻等。

国产光刻机流片

另外芯片行业资金极度密集,生产线动辄数十亿上百亿美金。而且往往投入数年还没有任何回报,像华为海思 15 年投入近 2000 亿元人民币,在前十年所有投入几乎都打了水漂,华为海思总裁何庭波压力巨大,华为高层常常提议取消芯片研发,最终在任正非的支持下,才得以继续,终于在 2013 年, 海思终于实现盈利, 员工更是达到了 5000 人。

但是目前国产芯片在努力发展状态。我们要警惕欧美低价倾销战略,破坏我们的发展,就拿 EDA 工具来说。

上个世纪 90 年代,国家就已经牵头国产电子设计自动化软件(EDA)的开发,国产 EDA 先后在工作站和 PC 上开发成功。刚刚成功,西方世界就立马解除了对中国的 EDA 禁供。
相比起西方世界的成熟 EDA 工具,国产 EDA 被打的很惨,从此丧失了发展的动力。国产 EDA 的发展就很缓慢了。国产亿次机和光传输等,遭遇同样的经历。还有就是 Wi-Fi 和 WAPA 之争。

还有就是李楠说的 ARM 低价授权,这么便宜的架构为啥不用,慢慢地被麻痹,放弃了发展自研架构

这就是西方大国的博弈之道:首先对你封锁,将你限制在一穷二白的境地。但如果一旦压不住,就马上张开怀抱吸纳你进入他们的阵营,他们成熟的技术和产品任你使用。热情的表象后面,动机是要把你自己的产品扼杀在幼年期。

当然,大疆也用这套方法干死了美国最大的无人机企业,一套技术用一次可以,用久了就不行了。

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知乎用户 古时 发表

我国的什么航空航天,芯片产业大都在一二线城市,这些城市房价高企,而这些产业薪资又不高,你让新一代有聪明头脑的人才如何愿意进入这些行业?这些行业老一代的人才仗着自己有几套房,出租赚的钱,理财赚的钱比工资收入还高,思想也当然自然懈怠,这样能发展好?

可是一群拆迁户,炒房的或者买房早的,看见人家抱怨几句房价,还指着年轻人说中国这么多城市,何必待在一二线城市,或者为何不买郊区的。人家学微电子啥的,产业只在一二线有,你叫人家跑到县城去买房吗?或者人家买个郊区的,天天上班坐车两三个小时,下班两三个小时,你以为是神仙精力?

国家最好把这些产业移到内陆三线城市吧,控制好房价,把人才吸引过去,别在一二线搞了。

知乎用户 秋雨晨曦梦 发表

最高赞不愧是公众号,一股 10 万 + 风格,科普当然还是不错的,评论很多赞的专业性就不谈了,槽点太多。

看来专业性和传播力天然有矛盾。

昨天写的华为台积电的回答,没啥干货,说点事实,动动情绪,几十万阅读几千赞,真是吓到我了。以前费劲老半天,认真思考,认真写的最多也就几百赞。

看来大多数人来知乎逛就是消遣放松的,但遗憾的是专业朋友越来越少了,很多也不更新了。

至于芯片现状,讨论太多了,咱也不敢妄加评论这么宏大话题,这里就不多谈了。只说一点,那些回答讲各种产业发展大势的,国之重器扶持的,都没问题。

但随便劝人学半导体入行的,讲国内行业待遇丰厚的,讲奉献的,有一算一,劝你做个好人。

很多人要知道,吹华为没问题,我也吹,但不要别劝人。很多人自己都在体制内,或者是自媒体之类的,你让他自己去签奋斗者协议,你看他去不去。

知乎用户 白话互联网 发表

其实早在十几年前,我国就做出了自己的芯片和操作系统。

2001 年,方舟一号 CPU 横空出世,被当时的媒体称为改写了中国无 “芯” 的历史。接着,国产操作系统,国产应用软件相继被研发出来,还得到了政治上的支持,试图挑战 PC 时代的因特尔和微软。当然,结果是失败了。

最近几天中美掰手腕愈演愈烈,金毛大统领那边几乎是把能使的招全使出来了。国内媒体呢,各种标题党,断章取义的文章等等,挑拨公众的爱国情绪。像什么芯片、操作系统这种尖端技术,总是会被舆论推上风口,说什么受制于人,中国无 “芯” 之类的。但其实,技术并不是最重要的,最重要的是「商业的力量」

难道因特尔处理器的开发技术真的那么难吗?其实并不是。但是由于美国对知识产权特别重视,Intel 把 x86 芯片相关专利全注册了。意味着,如果还是走 x86 技术路线,每一步都相当艰难,官司打不起啊。于是绕开 Intel 的专利,是唯一的选择,当然,这条路更艰难。

但再怎么难,我国强大的工程师们(倪光南院士领导的团队)还是做出来了,就是前面提到的 2001 年推出的方舟芯片。当时的计划叫方舟计划,目的就是要打造我国自主研发的芯片和操作系统。

但是芯片做出来之后,发现当时的中国的下游企业根本没办法基于这个自主研发的芯片做出产品原型。说白了我们可以理解为,这个还属于半成品,下游企业没有把它加工成成品的技术和能力,核心技术都掌握在老美手上。

那怎么办?只能自己做呗,所以又费了九牛二虎之力,团队还是做出来了。做了硬件还没完,想要颠覆 wintel(windows+intel),就不能用微软的 windows 操作系统,必须自己做一个。终于,基于开源 Linux 的国产操作系统也在步步维艰的环境中诞生。

到了这里可以说,技术上的壁垒已经攻克了,但还不能算成功。任何多么牛 X 的产品,只要没有实现商业化,永远只能算是实验室产品,而商业化的路一点也不好走。

商业化的时候才知道,因特尔的微处理器芯片和微软的 windows 操作系统以及其上的应用软件组成了一个强大的生态系统,这个生态系统有着极其强大的护城河。

什么意思?操作系统可以看成是一个平台,左右联系着「用户」和「应用软件」两端。设想这样一个场景,你拿着一个比 windows 还流畅的新系统找到用户,用户会问你,你这个系统上有什么应用软件?没有的话要它有什么卵用。或者说你拿着这系统去找到软件公司,说,我这个系统特别好用,开发几款软件吧。这时候,软件公司会问你,你这系统有用户吗?没有我开发了有什么用。

而这时候的 wintel 呢?已经有了非常丰富好用的软件,已经有了大量用户。那么显然,在自由选择,自由竞争市场上,用户没有任何理由来使用新系统,软件公司也不会冒如此大的风险来为新系统开发软件。

一个操作系统,需要的软件不是一个两个,而是源源不断的,需要不断满足用户的需求,显然自己的干不了的。

而既然自由市场解决不了这个问题,就用 “硬” 手段吧。由于团队背景强,倪院士德高望重,得到了政治上的支持,开始在全国进行招标,慢慢地,浏览器、播放器、办公软件等等基本的应用软件有了。那就继续找用户吧,还是用政治手段,北京市政府身先士卒,集体采购,抛弃了英特尔和微软,把电脑都换成了国产的芯片和操作系统。

而也正是因为这个 “硬” 手段,亲手把中国 “芯” 推上了断头台。由于新系统不兼容,替换成本太高,原来在 windows 下使用的文件都用不了,导致公务员系统瘫痪了,纷纷要求换回原来的系统。再加上断了因特尔和微软的财路,惊动了美国高层,在内外夹击的压力下,方舟计划只能宣布失败

从这个故事我们可以看出来,技术是需要攻克的第一步,但并不是全部。类似的例子,在移动端时代也出现过,当年的 windows phone 系统,也试图挑战谷歌的安卓系统和苹果的 iOS,当然,结果是,沦为炮灰。

所以无论是在电脑还是手机,直接采用现成的微软、谷歌等的操作系统是最优的选择,也是市场的选择。

网上一出现 “要造出自己的操作系统”“华为发怒了,美国怕了” 等等等等挑拨群众情绪的言论,很多就被带跑了,殊不知一件事情之所以是现在的模样,肯定有它的逻辑所在。

按照之前在「创新者的窘境」中讲的逻辑,只有在发生重大技术变革的时候,处于弱势的一方才有可能颠覆强者。

同样的道理,在因特尔 + 微软,谷歌 + 苹果 + 高通这么强势的情况下,正面刚,显然不是最优选择。于是,推进「中国制造 2025」计划,就是在积累技术、积蓄能量,期待在一次技术变革的出现的时候弯道超车。

补充:

有读者在怀疑当时的自主操作系统,怪我之前文章没有说清楚,当时的系统叫 “红旗 Linux”。有兴趣的朋友可以查查,真不是我瞎写的哈哈

- 参考资料 -

方舟计划的故事参考自梁宁一段关于国产芯片和操作系统的往事。我写的比较通俗,有兴趣的朋友可以看看原文,写的比较详细。

知乎用户 購麗彍鴐蕂鷉顗 发表

天天说我国互联网技术多么发达多么牛逼,呵呵,没有芯片等硬件设施能有互联网的发展?

软件互联网是建立在硬件的基础上,没有硬件发展,就是无稽之谈!

这和先有鸡还是先有蛋的问题一样,没有硬件设施,你把程序写在纸上,在纸上能运行吗?

看看乔布斯和比尔盖茨的对话,可悲的是这两个人是美国人,中国人只有花钱买然后用,自己没有这些核心技术。


硬件行业需要提高待遇,国家应该加大投资,因为硬件行业花钱比软件行业高多了,但是待遇却不如 IT 金融。

而且培养一个硬件方面的人才用的时间和金钱很多,想学硬件自学成才可能性几乎为 0,软件就容易多了。你要是不信硬件难,你就去自学一下微电子专业必学的量子力学、电磁场与电磁波、数字逻辑电路设计、模拟集成电路设计等等 50 个与物理、数学、电子、控制、算法、计算机等有关的基础课程,注意这只是基础课程,而且就算你全学完了这些课程,你还是不会设计实用的芯片,还要自学硕士课程和找实际项目工作两三年,好了你终于会设计一点芯片电路了,但是现在你距离真正的设计人才还是很远。

附加:微电子专业的部分课程:

高数、英语、C 语言、C++ 语言、python 语言、Verilog、VHDL、嵌入式脚本语言、普通物理学、普通物理与实验、数学物理方法、理论物理(含导论)、近代物理实验、固体物理、量子力学、信号与系统、通信原理、电子线路及实验、微机原理及实验、数据结构、半导体物理及实验、模拟电子技术、数字电子技术、集成电路设计原理、集成电路_CAD半导体器件物理、半导体物理、计算机原理与结构、电子薄膜材料与技术、集成电路工艺与实验、计算机控制技术现代通信技术、可编程逻辑电路原理、集成电路EDA_设计技术、敏感元器件及应用、单片机原理及应用、微电子应用实验、微电子设计实验、高级程序设计ASIC 设计专用集成电路设计)、计算机网络与数据通信、嵌入式操作系统原理与设计等。

试问这些自学能学会吗?

网上有很多辅导班说几个月成为 java 工程师、web 工程师之类的,但是你见过让你几个月成为硬件工程师的辅导班?

阳光宽频网

一般越难学的技术越高端,越难学的技术越是技术死穴

而且硬件不仅有设计还包括制造、测试、代工、材料等等工作,繁琐,需要的知识储备不仅仅是代码这么简单。

现在的房地产是的使得很多人从赚钱少的实体制造业转向了赚钱多的金融和 IT,但是金融和 IT 却是很虚拟的经济,只是让 GDP 变得好看一点,对于综合国力的提升不如实体经济的硬。

当然金融和 IT 也不能放弃,也要发展。


另外,我国的机械、汽车行业和德国差距也很大,看过一个回答:机械行业离开了德国的母机能造出什么来?

生命科学技术也和美国差距巨大,光看大豆就知道了,有些人还是无脑反对转基因,转基因技术对人类来说大方向是有利的。


芯片的完全国产化不亚于核弹和导弹技术的研发

核弹和导弹至少在 80 年代以前成功研发,至少我国是世界第三核大国,当然因为核弹是保家卫国之本

但是芯片从 80 年代开始努力了好几代人了,起色不大,你看见我国有和欧洲、日本、韩国、美国相提并论的高性能芯片了吗?芯片只是近几年才重视,现在不能等了,再等下去只会浪费更多的时间、财力、物力、人力。

有一些人说,手机行业属于国际分工和经济全球化。

呵呵呵,先说实现所有配件、技术、资源和核心的全部自生产自供给,再来说实现国际分工和经济全球化的话。

先有所有的完整体系了才能谈国际分工的事情,否则一旦战争爆发,敌国封锁技术,就很吃亏。

就像这样的事情:

约里奥 · 居里先生(居里夫人的女婿)忠告中国:要反对原子弹,自己先要有原子弹。 约里奥 · 居里先生说:” 我听说你要回中国去?我说是的。他问什么时候回去?我说 8 月。他说,这样啊,你回去告诉毛泽东,要保卫世界和平,要反对原子弹。 你们要反对原子弹呢,就必须自己先要有原子弹。原子弹的原理又不是美国人发明的。你们有自己的科学家嘛。钱——就是钱三强,还有你呀…… “ 杨承宗归国后,把约里奥 · 居里先生的这些话告诉了钱三强。后来,钱三强回忆说,1951 年杨承宗回国后对我说过这件事。我当即把杨承宗带回的话转告了科学院办公厅副主任丁瓒,请他向中央反映
注意:居里夫人一家包括丈夫、大女儿、女婿都是科学家


有人还说:中国天天和外国比,不累吗?

可是不与外国先进技术比较,你怎么知道差距,然后怎么改进?不比较不改进永远活在落后的世界里吗?就像电视机,你不比较不改进,难道要一直用二十几年前显像管的大头电视机?

全中国人要过上美帝的美好生活,必须要成为全球的、大部分的、关键的行业领域最强,可以地域性、少部分、不关键的行业领域处于中等偏上、或中等水平

当然和别人先进技术比,就是承认我们落后,落后又何妨,只要朝着最先进直至超越已经存在的先进技术一时的落后也无可厚非。

成为一个超超级大国必当应如此,因为我们的目标是星辰大海,星辰和大海还没有征服,因为我们的核心技术没有成熟,中国人作为人类的一员,不能等地球过了几千年后还没有冲出地球移民外星,锁死在地球上,因此发展芯片为代表的核心技术刻不容缓。(草稿)

知乎用户 匿名用户 发表

专业相关,不请自答,如有错误,请指正。

芯片制造的差距并不是单个方面,它是工艺的各个方面。许多智能手机或电脑都是中国制造,但是装有的中国 “芯” 却寥寥无几。

以前国家对微电子的重视程度是不够的,1200 亿元扶持也就 200 多亿美元,美国一个公司就投入这么多的了。刚起步的时候我国半导体还是可以的,因为大家也都刚起步,差距也小,但接下来各种 MOS, 场效应管,集成电路,CPU,存储器已经问世,半导体春天来的时候,我们丧失了最好的机遇。现状半导体方方面面被国外控制,技术封锁,专利网交织,对后来者说还是很吃亏的。而且集成电路属于高精尖产业,需要投入的生产线花费是巨大的,跟建立一个核电站差不了多少了。

今年美国的 DARPA 已经投入 7500 万美元研究人体芯片,在人工智能方面,再炫酷的技术都要落到芯片上,中国的人工智能芯片望尘莫及。工欲善其事必先利其器,人工智能的根本是智能芯片,离开芯片你没办法找到第二种人工智能的实现方法。

说正题,集成电路产业总体上分为设计、制造、封装测试三大部分,先说在制造方面的差距:

(1)晶圆制备的差距

目前世界主流的 IC 衬底都是硅,通过化学反应提取电子级硅精度为 99.9999%。运用电子级硅制造硅碇,这里硅的单晶生长技术主要有两种,悬浮区熔法和直拉法。然后将硅锭切割成 Wafer,切割成厚度为几百微米。在晶圆的厚度和质量的要求方面,中国的晶圆制造就与世界存在着差距,一些低端的国产率较高的芯片,其中很大一部分买的国外的晶圆,然后自己切割,装外壳测试一下就是成品了。国内早期的技术就不如国外,不过随着国内集成电路的发展已经能实现。

(2)光刻技术的差距

现在说的 32nm,7nm 都是指的栅沟道宽度,而至关重要的一步就是光刻技术。光刻工艺主要两种,光复印工艺和刻蚀工艺。光刻机很贵的,国内大部分会买国外淘汰掉的光刻机,日本人保养的好,并且淘汰苛刻,国人更喜欢从日本购买。瓦森纳协议每过几年都会更新禁售列表,比如 2010 年 90nm 以下的设备都是不允许对中国销售的,到 2015 年就改成 65nm 以下的了,这些是美日严格限制出口的。

(3)材料

生产半导体芯片需要 19 种必须的材料,缺一不可,且大多数材料具备极高的技术壁垒。

其实回溯历史,致敬前辈,我们的集成电路也有家底。

我们国家的 IC 师从苏联,从模仿到自主设计,主要依靠从苏联获得的技术图纸和苏联在 156 工程中援建的电子管工厂设计、生产自己的计算机。

1952 年成立电子计算机科研小组,由数学研究所所长华罗庚负责。

1954 年,计算机小组转到中国科学院近代物理研究所,在钱三强的领导下工作。

1965 年,中国自主研制的第一块集成电路在上海诞生(比美国晚了 5 年),从此中国进入集成电路时代。

国内早期的 IC 发展国内科研环境不好;中苏关系恶化,中国已无法得到苏联技术支援;西方对中国进行严格的技术封锁;科研力量和生产厂家全国东西南北遍地开花,科研力量分散;未能将 CPU 研发独立于计算机的研发;文革时期过于频繁的政治运动影响了科研工作的正常开展,科学家受到冲击离开了科研一线…………

下图是我们做实验用的光刻机,当时汞灯坏了修了好几次,四次光刻做成了 BJT。在光刻间待好久出去世界都粉红了。

知乎用户 甲子光年​ 发表

目前,我国的半导体产业出现了对全球分工态度迥异的两派实践

一边是 “全部自己来” 的北派。

它们多脱胎于学术机构,在 2000 年前后集中出现:

1999 年,方舟成立(倪光南院士与市场化公司方舟科技的合作);

2002 年,北大众志成立(2001 年北大众志对应的实验室 MPRC 成立);

2008 年,龙芯成立(课题组成立于 2001 年,2008 年公司成立)。

另一派是接地气的南派,由完全以市场为导向的民营企业组成,其成立高峰期同样在 2000 年之后:

2001 年,展讯成立(2013 年紫光收购展讯,2014 年又收购锐迪科,2016 年整合为紫光展锐);

2001 年,炬力成立;

2001 年,瑞芯微成立;

2004 年,澜起科技成立;

2004 年,海思成立(华为子公司);

2004 年,兆易创新成立;

2007 年,全志成立。

在发展路径上,北派多是一套人马,两块牌子,双重目标:既要完成国家重点任务——在当时中美不睦的大环境下,攻克自主可控的 CPU,摆脱对美国的依赖;也要通过成立公司,探索市场化。

这就不难理解,龙芯、众志都选择了一条最凶险的路:从最上游的指令集开始,一层层往下游做,构建自有体系,挑战 CPU 高地,试图捅破 Wintel 联盟,不做底层技术有求于人的 “买办芯片公司”。

如北大众志,先后在 1999 年做了完全自主研发的指令集及架构 UniCore,又在 2003 年做出了包含 UniCore 核的 PKUNITY-863 CPU;龙芯趁 2008 年金融危机,低价获得了 MIPS 指令集授权,并对其进行了大量扩展,发展出了自己的指令集 LoongISA;方舟则通过做嵌入式的 RISC 类型指令集,绕开 x86 的垄断,在 2001 年推出了中国第一款自主设计研发的嵌入式芯片,方舟 1 号。

南派的共通点则是完全融入全球分工,从最没技术门槛、最下游的买现成芯片做起,一层层往上游和底层 “洄游”。

20 年弹指一挥间,暂且不表培养人才、支持军工等特殊领域的进展,仅在产业化上,两种相向而行的路径,产生了截然不同的结果

架构决定生态,无论是完全自主研发还是基于 MIPS 指令集扩展,绕开了 x86 的北派——龙芯、方舟、北大众志,成功做出了自己的芯片,却补不齐生态短板

正如梁宁在去年中兴事件后广为流传的《一段关于国产芯片和操作系统的往事》中所写:

对话永远是这样:

我:“我们有自主知识产权的 CPU,我们还有 SoC 的能力,这样,我们可以极大地把你要的功能集成,贵司可以更灵活地定义你产品的性能和体积。”

对方:“哎呀,对不起。我们没有能力基于一块 CPU 开发产品原型。都是 Intel 或者他的 Design house 做好公板,我们选一个,然后基于他们的公板我们再开发。”

我们这才发现,Intel 不是做出了 CPU,而是培育了一个基于 CPU 的开发生态系统

敌不过 Wintel 联盟,北派深陷于市场化泥潭。

它们曾通过自己做办公软件、甚至配套硬件来闯出一条路:

如众志推出了与 PKUNITY-863 CPU 适配的操作系统(基于开源的 Linux),并进一步推出了使用 PKUNITY-863 的 “网络计算机”(要连网才能使用各种应用的电脑,起初具有成本优势,但很快在价格上被更强大的产品碾压);方舟也做了可更好适配自有芯片的永中 Office 套件和 NC 瘦客户机(一种网络计算机)。

这几乎回到了 60 年代,IBM 的 “高度垂直整合模式”。

但 IBM 这么干时,微软、英特尔还不知道在哪儿;中国半导体北派这么干时,计算机软硬件领域已是巨头林立。

结果不难想象:这些一体化的产品在好用、便宜的 Wintel 联盟面前并无战力。

最终,方舟 CPU 停止开发,永中破产清算;龙芯和众志则主要在军工等领域获得政府订单,但仅从收入上,在大陆范围内也难以跻身头部厂商。

而南派的打法却很 “接地气”——从低端到高端,从简单到复杂逐渐演进,形成了多层次的商业进展。

南派中的第一种是,紧跟市场需求,什么赚钱做什么。

比如在 MP3 产品大行其道的 2005 年前后,珠海炬力凭借 MP3 芯片 (多媒体影音主控芯片)获得了快速发展,在 2005 年出货 7000 多万颗,销售收入突破 1.5 亿美元,并在第二年成为全球销量最大的 MP3 芯片厂商。

2010 年前后,瑞芯微和全志又后来居上,进军平板市场,早早开始购买 ARM IP 研发平板 CPU,成了当时南派中的新一代佼佼者,客户也从国内厂商逐渐变为惠普和谷歌(chromebook)。

海思则属于另一类:主要服务于华为的战略目标,做与通信紧密相关的交换机芯片、基带芯片;并在近年随华为手机业务的发展,开始挑战高门槛的移动端 CPU,成了近 7 年中国芯片设计公司的收入冠军。

最近 10 年来,排在中国 Fabless 厂商前 10 的多为南派厂商。

南北殊途、结果迥异,是因为对全球分工的不同态度;态度差异源于,是否清醒地承认行业发展的规律和现状:

经过 50 多年的积累、发展,这么多公司的生死起伏,半导体产业已形成了专业、细致的分工,一环扣一环的合作体系,和短期内难以打破的生态配合。

PC 时代是 Wintel 联盟横扫天下;移动时代则形成了 ARM+iOS、Android 对下游芯片和终端厂商的强大话语权。

中国作为半导体技术和商业化上的后发选手,尤其是在技术门槛最高的 CPU 领域,即使国内市场庞大,也很难自成一派,去与物美价廉、生态成熟的国际芯片产品硬碰硬。

在「甲子光年」去年关于国产自主 CPU 之一北大众志的文章《北大理科一号楼芯片往事》中,提到了中国半导体 “不融入全球分工” 的一种可能性:让国家给一片“小市场”。

这种观点认为,政府应在黑暗森林里围个篱笆墙,构建一个小森林,“把国外芯片挡一挡”;让真正自主可控的中国 CPU 在小森林里按市场规则竞争,再让胜出者去和黑暗森林里的国外产品竞争。

但即使是在国家看起来可以控制的政府办公、国企办公、教育领域,当市面上的 CPU 比国产 CPU 性能更高、价格更低时,让部门牺牲利益支持国产,仍有巨大阻力。

关于更多大陆半导体的探索以及芯片产业 4 次拐点中经历的沉浮,欢迎关注甲子光年,阅读原文:

芯片历史的 4 次拐点,一部后发者崛起史 | 甲子光年

知乎用户 夏晶晶​ 发表

我,CPU 架构师

我能设计挑战 Intel 的 CPU

但最近加班较多,困得不行,可能会写 bug。

现在只要你转账七元,让我买一杯 7-11 的现磨咖啡,或者王者荣耀带我再上一星,就一定能重整旗鼓。

若是你今天帮了我,一定设计最好的 CPU 来报道你。

刷新补充一下信息 (ಡωಡ)

新赛季开始了,求知乎大神带上星。

安卓微信 19 区账号:粉粉色的大象

上赛季星耀三

位置:辅助,中单,上单

常年加班,晚十点后才能上线

知乎用户 岁月聆音 发表

最近两件事揪住了中国人脆弱的内心,一件是中兴被美国制裁禁止进口芯片,面临破产。一件就是北大校长念错了四个字。这都让我们沉痛反思:我们中国真正的科技软肋是什么?

记得潘石屹曾经讲过一个故事:我爷爷的名字叫潘尔燊 (shēn),字乐伯。燊字很难认,一般人读不出。但爷爷告诉爸爸说,他刚到黄埔军校时,蒋介石点名,燊字读对了……

想说两句,是因为我就是个电子工程师,美国说要停止供货的那些芯片,有些我可能也用过。不光我用过,我想大部分中国的电子工程师都用过。

我主要做数字电路这一块,当然,模拟的、射频的也见过一些。在我印象中,我基本就没有用过国产芯片,因为根本就没有可用的。比如时钟锁相环这一块,基本上就是 TI 公司的,ADI 公司的,或者 IDT 公司的,就在这里头挑。FPGA 芯片,就是 xilinx,altera 这几个。

中国芯片落后么?肯定是落后,而且是全方位的落后。从设计能力到制造能力,中国目前都差一大截,尤其是制造能力,这个是事实。就像我们觉得华为啊中兴啊很厉害,但是他们依赖的很多重要技术就是被包在芯片封装里面的那些外国玩意。

既然落后,我当然希望中国在这方面赶上去。但是,我并不觉得这个是生死攸关的,不计成本的问题。

首先,没有大家想的那么危险。就像中兴这事,看不出来美国有利用芯片技术全面扼杀中国科技企业的意图。

中兴犯错犯得太离谱,一个错误连着一个错误,蠢得跟当年水门事件里尼克松手下那帮人似的,换成欧洲公司都有可能被美国收拾。当然,美国在这个时机翻出这事,是有给贸易战加码的意图,但如果无限夸大,那就有点阴谋论了。

其实,你有多安全,很大程度上并不取决于你掌握的科技有多全面。

现代这个世界,中国不可能把所有重要领域的科技能掌握到,你再厉害也有受制于人的地方。你不惜代价追赶芯片技术了,精密仪器追赶不?飞机发动机追赶不?传感器追赶不?都不惜代价么?那哪来的那么多代价?

说到底,谁能万事不求人呢?

你的安全程度,不是取决你能不能自力更生,而是取决你多大程度上能嵌进世界经济体系里去。你嵌进去的程度越深,你依赖别人的地方越多,但别人依赖你的地方也会越多。大家彼此牵制,就没有人能随便把你赶出局。美国现在真要扼杀中国制造,他自己的经济也会出大问题。这就是因为我们已经嵌到这个经济体系里去了。

该追赶的技术还是要追赶,但是还是要重视成本,重视商业逻辑。其实中国要寻找技术突破点的话,最好的选择还是把主要精力用在一些可能发生重大变革,重大洗牌的技术领域,这就是我们所说的弯道超车。技术领域发生重大变革的时候,大家的技术起点一定程度上会被拉平,谁如果占据先机就会占很大的便宜,最适合新玩家进入,比 AI 就可能是这样的一个领域。

一个日趋成熟稳定的行业,硬去赶超就不见的划算。

电子芯片技术我觉得就属于这样的领域,用不了多少年,这个技术就会到物理尺度的极限,很难再有翻天覆地的变化,技术差距的缩小只是个时间问题,到那个时候起作用的可能就是纯商业逻辑。该研究还是要研究,该发展还是要发展,但是用打仗的思维不惜代价地插入这个领域,真的不见得划算。

再扯远一点,中国现在的技术瓶颈是芯片么?

我觉得不是。当然也不是钱。中国每年的技术研发投资已经是世界第二,并不缺钱,真正缺的还是优秀的教育。

当然,我上大学是很多年前的事情了,说的不一定准确。反正我个人的感觉是:中国的教育适合培养大量的、合格的工程师,但是极不适合培养出顶尖的科技人才。

中国大学带有浓厚的官僚气息,脑子里还是管理的思维,不是求知的思维,总体还是上级管下级那一套。让发论文大家就拼命发论文,让出成果大家就拼命凑成果。说到底,大学没有真正尊重知识。

这样一个环境里,是很难出现费曼、霍金那样的人物。在这个气氛下,中国的基础研究很难真正发展上去,而理工科出身的人都知道:基础研究是最重要的。真正决定一个国家未来技术水平的,就是你现在的基础研究水平。除了基础研究以外,尖端方面的技术研究肯定也存在这个问题。

中国大学的教育方法,可能比较适合培养出大量我这样的工程师,穿着格子衫,背着电脑包,编着代码,设计着电路图,干活倒也不出什么错,但也就是普通工程师。

这些人当然也很重要,没有这些人物,中国也无法取得这些年的进步。但是中国要想升级换代,在国际分工里占据比较高的位置,光靠这样的人就不行了。

中国人很聪明,也很努力,受过高等教育的人数量又如此庞大,按照道理来说,应该出很多很多一流的创新性科技人员。但是现在数量明显不够,而且如果没有留学这个渠道,恐怕数量还会更少。

我觉得真正的问题就是出在教育上。从小学的时候,我们就不鼓励孩子真正去创新,去求知,到了大学,我们还是不鼓励孩子真正去创新,去求知。中国不时爆发出的乱七八糟科技丑闻,我觉得也是一个缩影。最近出的那个事儿,我觉得也是一个缩影。

长远来看,这个才是中国真正的瓶颈。

此外,我还想说说另一个问题,就是西方到底对我们有没有敌意?

我前面说过,认为美国要用芯片技术全面扼杀中国科技企业,这个肯定是阴谋论的,目前看不出美国有这个意图,限制是有的,但谈到扼杀,恐怕美国做不到,做到了代价也太大。

不过美国对中国确实是有一些敌意的,至少是有些警惕。其实不仅是美国,欧洲恐怕也有,只不过有美国站在前头,衬托不出欧洲而已。

欧美对中国的这种态度,当然是有他们的道理。如果我是欧美人,我也会警惕中国。

我觉得这里有两个原因。

一个原因是中国和他们差别太大了。我们和他们是两种社会状态,两种生活方式。美国和中国之间就不仅仅是国家之间正常的竞争,而且多少也是两种未来社会的竞争。

比如在历史上,英国是世界老大,德国要兴起,苏联要兴起,英国都会拼命搏斗,但是美国兴起,它就没这么大抵触。两个世界老大的交接是非常和平的。这是因为英国人和美国人社会状态方式没有什么本质不同,我衰落了虽然不爽,但是不是生死存亡的问题,不是要改变我生存方式的问题。

就像如果加拿大成了二十一世纪的老大,美国人当然也会不爽,但也就是不爽而已,但如果俄国要成老大,你看美国又是什么态度?现在中国崛起,欧美(尤其是美国)的警惕,肯定带有这种社会意识层面因素。

第二个就是经济层面上的。

中国在世界的崛起主要是靠规模和体量。目前中国人均 GDP 大约是美国的六分之一到七分之一,全球就已经在谈论中国崛起了,如果中国人均 GDP 达到了美国的三分之一到二分之一,那 GDP 就会大大超过美国。虽然 GDP 不能直接对应影响力,但肯定是有作用的。当然,能不能达到这个这个数字,还是个未知数,但是毕竟是可能的,大家都在考虑这个可能性啊。

如果到了那一天,对世界经济意味着什么?

考虑到中美税收和福利之间的区别,中国人均 GDP 是美国一半的时候,人均收入可能连三分之一都不一定到。这就意味着世界上最大的经济体,从一个富国变成了一个比较穷的国家。这在历史上是比较罕见的。影响力最大的国家,它里面的工人,可能不再是一群相对富裕的、享受各种福利、有强大工会的职工,而是一群相对比较穷的、没有什么福利的、没有什么工会传统的职工。

这样的经济体靠体量和规模成了主流,那么对欧美普通老百姓来说,肯定不是一个利好的消息。

以往的世界经济主导国家的兴起,比如 19 世纪上半页英国工业革命的兴起、19 世纪下半叶德国经济的崛起(德国是全世界最早搞工人福利的)、20 世纪美国的崛起(当时美国工资比欧洲高出一截),都是把主流国家的待遇和福利往上拉,只有中国的崛起(如果真的崛起的话),很可能是把其他主流国家往下拉的。

他们当然会警惕啊。

但不能说他们警惕了,咱们就不发展啊,但是发展模式,确实存在不同的选择。

你要是问中国会不会发展到上面说的那个水平,我觉得从长远看是肯定的。从中短期看,我不知道。

我觉得不光我不知道,整个世界上也没有人真正知道。

身体残缺,思想健全,生活艰辛,永不言败!

知乎用户 Xi Yang 发表

瑞芯微和海思了解一下。

另外 CPU(再加上手机 SoC)只是一部分。别的起码还有 DSP 和各种 ASIC,海思就是视频编解码芯片做得比较好的。

MIPS 现在被 ARM 挤占得非常惨,传统的路由、工控等优势领域被不断侵蚀,想向上搞 PC 更是根本不可能的事情。龙芯的主要意义在于教学科研。

知乎用户 忙里偷闲 发表

这个问题太大,随想随说吧。

公开数据显示,最近几年国内的 “芯片”(或者说集成电路)进口量超过 2500 亿美元,早就是最大的单一进口产品

而这个数字还在持续上涨,大面上看,中国的芯片状况是很惨的,所以不少高票答主的回答中弥漫着近乎绝望的气息。

特别是去年华为以一己之力对抗美国政府,17 年中兴被掐死脖子签下类似 “马关条约” 的和解协议,总让人觉得国内的芯片属于美国一管控,中国就歇菜。

但我反倒觉得,国内未来的芯片状况一定是稳中向好的。

一个简单的逻辑是,芯片要用在产品上才会有价值。最大的芯片用量在手机、在电脑、在基站、在服务器,而以上的产品最大的市场在中国,甚至最大的终端品牌也在中国。

如果川普真想冒天下之大不韪严格要求这些终端设备的供应商停止向中国供货,有一个说一个,那些躺着 IC Insight 前十的芯片设计企业股价跳水肯定比中兴还严重,而可能性更大的,则是川普像肯尼迪一样被一颗能转三次弯的子弹命中。

可以想象前段时间中美贸易的磋商会谈

美:你停止研发 5G,你要叫买路钱,你要交税,否则掐你中兴脖子,掐你华为脖子;

中:你牛 X(无破音),你不卖给我确实要死皮,但你不卖给我卖给谁呢?

美:。。。。。。

所以现状么,更多是大而不强,但想掐死中国,也没什么可能。

要知道自 1985 年高通拿着一大堆通讯专利刚刚成立,那时候的美利坚可以说是华人之光。Intel、TI 这一类的公司比现在的 FLAG 风头更胜。我一个大哥 90 年代的时候在某 Design House 做工程师,某一年年会直接开在了洛杉矶星光大道,和湖人夺冠似的花车游行,晚上在五星级酒店开香槟,搂着金发碧眼的姑娘。说到此处大哥抬起头感谢那时候美国承平未久,否则手里搂着的不知道是有色人群还是 LGBT,不然岂不是政治不正确

这一类 90 年代的天之骄子从国外回来难免有刻在骨子里的骄傲以及对国内芯片行业的抵触。毕竟 20 年过去了,国内半导体公司做的东西大多没有超过他们刚工作时的水准,难免有一种 “美帝牛逼,国内菜鸡” 以及 “我的青春就是吊” 的混杂感情,对国内的芯片行业发展自然有一种不切实际的高要求,仿佛目前上万亿的投资如同大跃进一般必定会大打水漂。

其实国内的这种 “以市场为诱饵引入资本,以低成本为凭借帮忙打工、以低端机覆盖市场,逐步走向核心供应链” 是最适合国内发展的策略。在这种策略下,芯片这种核心器件在目前恰恰处于以前做不到,现在开始追的状态。

两个角度分析现状:一个是落后到爆炸,整体离国际先进水平差十几二十年;另一个角度来分析,叫做农村包围城市,只剩最后几个硬骨头。

总体来说,我觉得还是乐观的。

三星电子 2017 年的年报很有意思。家电板块利润率不足 10%,手机板块利润率 20% 左右,半导体元器件板块利润率 40%+。

并不是家电和手机板块没利润。国内黑白电视时代,彩电可以当做大嫁妆;大哥大时代,手机是万元户的标志;都是毛利吓人的主,只不过长虹、格力、TCL、华为、小米、OV 的崛起,使得国外的品牌不得不降价竞争。

芯片一样的。

每年数十万 985、211 的理工科毕业生,数百亿的资金投入,从 0 到 1,大部分已经完成了,但从 1 到具备全球竞争力,还是要花时间的。

知乎用户 米果 发表

从国际范围来看,处于第三梯队,接近第二梯队,十年内可以坐二望一。

第一梯队毫无疑问是美国,在半导体设备,制造,芯片设计,基础 ip,eda 软件领域都是最高端,而且学术界工业界的基础研究,应用研究都很强大,人才济济,互动频繁。最近几年在人工智能无人驾驶的风口下,资金重新活跃。比如特斯拉就把原 Amd ryzen 架构师挖走去做无人驾驶领域了。

第二梯队,欧日韩台,各有特点。他们各自在一些细分领域优势仍在。但很明显,欧日在衰退。韩台在半导体制造领域有优势,但随着中国的崛起,韩台在制造代工领域份额会下滑,参考面板行业。

中国目前属于第三梯队。先说制造领域,中国已经在存储,代工,面板领域有巨量投入,五年内势必崛起,十年会对韩台造成威胁。在设计领域,总体实力已经超越韩台。相对来说,半导体设备领域需要更长的时间,只有半导体制造业有一定话语权,设备业才会逐渐实现进口替代。

纵向来看,中国这些年在半导体领域进步巨大。设计业进步最大,海思,展讯,汇顶等都有拿得出手的产品。而且越来越多的系统厂商涉足芯片设计,比如小米,海康威视,大疆等。同时,携人工智能的春风,百度,阿里等纷纷投入巨资。风投的进入,这两年出现了无数高质量的芯片设计公司,比如比特大陆,寒武纪,地平线,深鉴科技,海光,肇观电子,天数智芯!制造领域投资巨大,有各种新的代工生产线,ddr nand 生产线投产,且重金挖来台湾半导体业人才,如果管理得当,五年内开花结果指日可待。接下来,半导体设备领域进步较慢,除了听说中微半导体在 cvd 设备有突破,在光刻机,300mm 晶圆制造,刻蚀,电化学抛光领域还没有重大突破。

总体来说,中国现在最缺的是人才,尤其是高端人才。我们的高校科研院所实在是令人绝望,这么多微电子学院,出不了什么高端人才。大家可以看看每年的 issue 有多少是大陆发的。在器件设计领域,有在国际上知名的教授吗。在基础 ip 诸如 adc adc pll rf 领域,有拿得出手的研究成果吗。也许是我孤陋寡闻了。

以上

知乎用户 AnnaLi1426 发表

麒麟 980GPU 性能和能耗比测试。

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有愿意来成都华为做 GPU 的牛人吗?

主要是做麒麟芯片的 GPU,急需大量数字芯片 / 逻辑设计和验证人才。

老大说怕言多语失我就不多写了,有意者请私信索取 JD 和联系方式。

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以下信息来自第三方测评,为外部公开信息:

GPU 性能和能耗比

GPU 的性能和能耗比一直是麒麟 960 和麒麟 970 的一大痛点,而麒麟 980 是世界上第一款使用了 Arm 全新 Mali G76 GPU 的 SoC,华为表示麒麟 980 的 GPU 性能相比麒麟 970 提升 46%,能耗比则大幅提升 178%。

在 3DMark Sling Shot Extreme Unlimited 的图形测试中,Mate 20 和 Mate 20 Pro 都展现出了可观的峰值性能值,与麒麟 970 相比提升相当显著,但在达到热平衡之前仍然有较大的波动。

在 GFXBench 测试最新的 Aztec Ruins Vulkan 场景中,高质量模式下,Mate 20 和 Mate 20 Pro 的性能表现在安卓阵营里独树一帜:峰值性能并不是特别高,但持续性能几乎与峰值性能相同。而在普通质量模式下,Mate 20 Pro 则表现出比 Mate 20 更高的持续性能

在 GFXBench 测试最新的 Aztec Ruins Vulkan 场景中,高质量模式下,Mate 20 和 Mate 20 Pro 的性能表现在安卓阵营里独树一帜:峰值性能并不是特别高,但持续性能几乎与峰值性能相同。而在普通质量模式下,Mate 20 Pro 则表现出比 Mate 20 更高的持续性能。

在 GFXBench 测试的曼哈顿 3.1 场景中,麒麟 980 的峰值性能和持续性能也均有可观的提升。与 Aztec Ruins Vulkan 场景相比,Mate 20 和 Mate 20 Pro 在曼哈顿 3.1 场景中的峰值性能和持续性能表现出了正常的差异,性能与大多数骁龙 845 设备相当。

遗憾的是,麒麟 980 的性能表现和此前的预测非常吻合,但能耗比与预测相差较大,功耗要比此前预测的 3.5 瓦高出 1W,最终麒麟 980 的能耗比相比麒麟 970 提高了 100%,仍然是相当大的代际改进。外媒 Anandtech 表示,此前华为官宣的 178%能耗比提升,可能是指麒麟 980 在与麒麟 970 相同的性能时的比较。

而在 T-Rex 测试场景中,麒麟 980 相比麒麟 970 的峰值性能提升幅度要小得多,在 Mate 20 Pro 上的持续性能只提升了 50%。但 T-Rex 测试场景已经比较老旧,在现代 SoC 上的帧速率普遍非常高,通常可达到一二百帧,因此在许多方面都会受到制约,很难搞清楚瓶颈究竟在哪里,参考价值远不如更加现代的曼哈顿 3.1 和 Aztec Ruins Vulkan 测试场景。

知乎用户 NeoL​ 发表

不是国产芯片都不行,大部分类型的芯片已经做到国产,并且可用 (可用是指没有大 bug,和有竞争力是不一样的好不好)。

但是国产芯片从开发到制造测试整个过程中用到的 EDA/PR 软件 (S,C 和 M 三家),设备仪器 (比如 ATE 测试机器,高速示波器啥的),还有 soc 系统中很多关键的第三方 IP(比如各种接口的 phy),很大一部分都无法绕过美帝,一旦人家不支持了,很多开发测试工作都要歇菜。

简单说,国内整个芯片上游很大程度上都依赖于美国,国内企业做厨子的能力没问题,但要种菜造锅,还做不到。

再补一句,国家要认清应该扶持的企业,现在大部分芯片企业都只是厨子,造锅的种菜的更需要支持。利益相关:本人 soc 厨子一枚。

-—– 看到关注不少,我也加点料 ——

大概说几个我理解的国内芯片企业的角色:

海思:做很多菜式的厨子,做出来大部分都卖给华为爸爸了,自己也种很多菜,但辣椒洋葱几个必备菜还种不出来,不会造锅子。

展锐 (展讯锐迪科):两兄弟都是会一些菜式的厨子,做出来大部分薄利多销放市场上卖了,展哥哥尝试过加价卖但好像市场不买帐,自己有种菜。紫光爸爸对这两儿子态度一般。

松果:以前叫联芯,厨子,角色跟锐迪科差不多,小米爸爸给改了个名字。

中兴微电子:厨艺不错的厨子,基本都是卖给中兴爸爸,但爸爸最近被美国揍了,连着儿子一起揍的,不给锅用了。

寒武纪:第一个种番茄的菜农,自己炒点小菜,最近可能想做专职厨子多赚点钱,因为种番茄的越来越多了。

华大九天:难得一个造锅子的,但质量还不知道咋样。

比特大陆:第一个做奥利奥的厨子,自己吃,也卖得挺好,也在尝试做主流新菜以避免只吃奥利奥营养不良,目前看养挺肥。

中天微:一直做 A 菜系的厨子 (经评论区提醒不是 A 菜系,是 M 菜系,跟龙芯类似),没啥突出成绩,身在杭州,最近被阿里爸爸收了。

飞腾:一直做 A 菜系的厨子,爸爸是国家队。

其实国内还有很多好厨子,兆芯、瑞芯微、全志、盈方微、国科微、景嘉微… 暂不一一列举了。

突然发现自己下意识把工艺厂商忽略了,也算在造锅的里面的话,中芯国际、上海华力微、武汉新芯都是不错的锅匠。

其中中芯各种锅都造,还自己种点菜炒点菜,造锅水平离美国大佬还差五六年水平吧。

武汉新芯专门做煎锅,其他锅不做。

上海华力微拜师欧洲锅匠,但水平还是一般吧。

知乎用户 van derek 发表

国内芯片实在是太弱了。

从每年研发费用看,

  • 英特尔公司 超过 800 亿元人民币
  • 台积电 超过 140 亿元人民币,(另每年有 600 亿人民币的资本支出)。
  • 高通公司 超过 320 亿元人民币,(其中不包含芯片制造)
  • 博通公司 超过 190 亿元人民币
  • 美光科技 超过 124 亿元人民币
  • 联发科 超过 100 亿元人民币,(其中不包含芯片制造)
  • 英伟达公司 超过 90 亿元人民币,(其中不包含芯片制造)

【数据说明请看注释 1】

国内芯片营业收入最高的四家公司,除了比特大陆公开了财务报表,其他都不可查证,但是可以通过营业收入和研发费用的比例推测研发费用。中国最大的 10 家芯片公司还有几家已经上市,所以可以参考年报中的数据。【注释 2】

  • 华为海思营业收入 387 亿人民币,按照 14.65% 推算研发费用,研发费用是 56 亿左右。
  • 比特大陆 2018 年上半年研发费用是 8700 万美元,预计全年研发费用是 12 亿左右。
  • 紫光展锐营业收入 110 亿元人民币,参考华为的研发费用比例,研发费用是 15 亿左右。
  • 中兴微电子营业收入 75 亿人民币,参考中兴通讯的研发费用比例 11.91%,研发费用是 9 亿左右。
  • 韦尔股份 研发费用 8.4 亿
  • 紫光国微 研发费用 5.0 亿
  • 汇顶科技 研发费用 5.9 亿
  • 士兰微 研发费用 2.7 亿
  • 兆易创新 研发费用 1.6 亿

如果不够直观,那么可以看一个直观的图,下面每一艘船(航母)的长度代表每个企业的研发费用。

如果单独把美国、中国台湾、中国大陆最大的无晶元芯片公司单独拿出来比较,研发费用是这样的。

中国芯片公司的研发费用实在是太低了,这个行业就是一个资本密集型的行业,研发支出就好比入场券。没钱 = 没有入场的资格

【注释 1】:除了比特大陆参考了招股书的数据,其他数据采纳的是 2017 年的数据,2018 年的企业年报还没有公布。我查证了各个 Fabless IC 公司的财报,研发支出比例大约在 12% 附近。

【注释 2】:前 10 大芯片公司排名参考了集邦咨询 2017/12 的报告。有几个企业查不到可靠的研发投入比例,所以略掉没写,分别是华大半导体(52 亿营收)、智芯微电子(38.7 亿营收)、中星微电子(22 亿营收),没有考虑海外并购的豪威、ISSI、安世半导体等。

航空发动机制造和芯片制造哪个更难?如何看待中国将不计成本加大芯片投资?中国芯片没救了吗?

知乎用户 陈大宝 发表

其实最应该担心的是 EDA 工具的问题。现在集成电路动不动就几亿颗晶体管,手动设计完全不可能,必须依赖 EDA 工具。

然而 EDA 工具企业是在上个世纪就已经经过了充分竞争的。最后活下来的就只有 Cadence 、Mentor、Synopsys 三家美国企业。EDA 的黄金时代已经过去了,在经过了充分竞争之后,这个行业高度垄断,杀进去是一片红海,新的公司不会得到资本的青睐。现在的 EDA 企业很少很少,而且这几个巨头也是在不断的并购和被并购,最近 Mentor 被西门子收购,其他两个巨头也是吃掉了无数小公司才活到现在的。

EDA 工具软件的复杂程度不低于 Windows 系统,它涵盖了电子设计的整个流程,包括系统级设计,功能验证,IC 综合及布局布线,模拟、混合信号及射频 IC 设计,全定制集成电路设计,IC 物理验证,PCB 设计和硬件仿真建模等。

国内在这方面也是刚刚起步而已。当时中兴就是被 Cadence 取消了 license 授权,公司芯片研发直接瘫痪。

中兴现在拿的出手的芯片也没几颗,但华为就不一样了。海思是可以拿的出世界级芯片的,万一美国人在 EDA 工具上釜底抽薪,海思的芯片研发不说瘫痪,研发速度至少大大放缓。

这应该就是中国芯片现状吧,建立在他人地基之上的空中楼阁。

知乎用户 盛硕丰 发表

作为一个转业了的 “逃兵”,我觉得

@丘吉尔八卦

@谷雨

两人的答案,其实联系起来看,就是现实主义者和理想主义者、悲观和乐观的看法之间的角度问题而已……

从宏观的技术成就上来看,国内微电子和芯片产业,过去二十年,做出的贡献和成绩,是不容置疑的。从一无所有开始,一路做到现在的阶段,从技术积累跟国外代差二十年,到落后五年,这里面的努力和成绩,做个直观的类比,大致类似于:别人搞出了汽车、坐在汽车上设计飞机的时候,我们还是坐着手推平板车设计着自行车;别人坐上飞机开始设计火箭了,我们总算是坐着自己的汽车,然后也开始学着人家的经验、自己设计飞机了…… 老实说,以这样的开局,能够不让差距进一步拉大,还实现了差距的缩短,已经是实属不易了。这里面,整个行业付出的努力和血汗,都是实实在在的成就。

但这样的成就背后,是千千万万的从业者在个人人生方面做出的牺牲堆起来的,或者再说的难听一点,是拿成千上万个 个体 \ 家庭,牺牲自己的利益,堆积起来的成就。

为什么这么说?

在过去的二十年里面,一个二十多岁刚出校园的本科 \ 研究生,在互联网行业干上十年,只要不是个人学习能力和工作能力太差,那基本是衣食无忧的。稍微有点能力和天赋的,在国内互联网公司里,基本都能做到 中层 \ 总监的级别。做的更好一点、再幸运一些的个人,赶上过去几年中的任何一波风口,自己找个团队出来凑一个 BP、做一个公司,很大几率就能立即实现财务自由,成为人生赢家,一辈子也就够了。而相比之下,毕业入行芯片产业,埋头干上十年,多少人敢说自己敢跟毕业时同一起跑线但进了互联网行业的同学比一把收入和生活水平的?对芯片行业来说,没有成千上万的从业者的支撑,能有过去二十年的成就?但对于这些个人来说,可以说都是放弃了自身挣钱 \ 转型的机会、放弃了自己家庭提升社会层级的机会,为行业、为国家做贡献了。说得不好听一点,属于把自己一辈子搭进去,创造了价值贡献给行业了。在这样的背景下,在校生、应届生转换跑道确实是大规模存在的,业界公司招人的门槛下限一降再降也是事实,行业的工资就只能开那么高,前几届学长的人生轨迹在那里摆着,多少人能顶住热钱的诱惑和清贫的折磨呢?多少人愿意眼睁睁看着 “同龄人弃自己而去” 呢?又有多少人,一毕业、甚至没毕业就筹划好了转行呢?

所以说,芯片行业成绩不假,但是整个业界接下来的发展,并不乐观。一个行业的新鲜血液的质量和数量,是会直接地作用在整个行业下一个阶段的发展上面的。过去十年二十年国内微电子、电子方面的新鲜血液的转行流失,是一个现实存在的事实。招进门的入门级从业者少了,那积累下来的中等水平、高级水平的从业者,数量能不受影响么?

芯片卡脖子了,我们可以自主研发;设计软件被卡脖子了,我们大不了先用盗版凑合、同时自主研发。但人没有了,行业怎么办?就算现在国家拿出真金白银来刺激行业,但落到底层和入门从业者身上的,会有多少?不多的话,转业之风能止住么?今年各大公司校招,入门职位月薪能比往年高上 2000 块么?两千不行的话,一千行么?口号叫的再响亮,宏大叙事讲的再激情,能先拿实实在在的待遇的提升,堵住行业新鲜血液流血不止的口子么?

毕竟对一个个活生生的人来说,情怀是不能当饭吃,不能顶在头上遮风挡雨的;而对一个行业、特别是芯片这样周期很长的行业来说,想靠从业者苦守清贫来超车到世界第一,是不现实的。

知乎用户 飘南 发表

先说致命缺陷:国内芯片行业的死穴在制造而不是设计。在于芯片制造设备不能自主可控而不在其他。

国内的 fabless design house 不少,circuit design 和 IC layout 人才和技术储备都还算丰富,但这些在芯片行业都处于相对不那么核心的位置。国民骄傲海思半导体就处在这个位置,阿里收购的那家公司也是在这个位置,绝大多数国内所谓的芯片厂商都在这个位置。真正核心的做 process 的在一些 fab(自主可控的 fab 估计只有中芯国际了)里面也还是有一些人才和技术储备,不过都是基于进口的 fab 设备研发,这些设备国产化率感人(无限趋近于零),基本上这些都是无根之水,设备断供便万事休矣。

另外 EDA 工具软件和标准也差不多被美国厂商垄断了,据了解国内的有华大九天,不过这个不了解不好说。

芯片这个行业就好像赛车游戏,我们国家培育和储备了不少赛车手,却连个拖拉机都造不好。现在美国不卖赛车给中兴这个优秀车手了,其他车手没有唇亡齿寒却还在弹冠相庆。。。

所以目前国内的芯片现状基本上是空中楼阁,只要设备被制,整个国内芯片行业的下场就不会比现在的中兴好到哪里去。

个人认为要真正实现芯片强国的目标,靠搞几个 CPU,基带 IC,FPGA,DRAM,OP Amp,PLL,ADC/DAC 什么的是没有用的,搞再多的台积电高通这类公司也没用的。攻克 ASML,Applied materials 这类设备厂商的技术才是治本之道,赛车这个游戏光有车手没有车是不行的。以为设计几款牛逼的芯片就能自主可控的说法当个笑话看看就好。要论芯片救国,真正能当救世主的是长春光机所、成都光电所、上海微电子设备这样的设备厂商。海思不行,马云爸爸的中天微也不行,一众莫名高潮的 design house(车手)还是别太乐观了。

知乎用户 jack 发表

知乎用户 经传股事汇 发表

一、芯片牵涉到国家信息安全,而且需求庞大,所以被国务院列为五大支持产业,并且成立产业基金,提供政策和资金支持

无论军工、航天、国家信息处理上,还是在电脑、手机、汽车智能、人工智能上,芯片都是核心,芯片是智能的底仓架构,芯片相当于人的大脑,伴随着制造业向智能的升级,只要是智能,都必须用到芯片,所以芯片牵涉到国家的信息安全,而且制造业的升级发展,对芯片的需求很庞大。

2015 年 “两会” 中,国务院提出“支持发展移动互联网、集成电路、高端装备制造、新能源汽车等”,其中集成电路首次被单独列出作为战略行业。芯片也就是集成电路行业,是十三五规划以及今后很多年,国家重中之重的要大力发展和攻坚的项目,工信部也成了了多个集成电路的产业基金,誓将攻破技术的难点。

中国芯片需求量占全球 50%,有些应用的芯片占 70-80% 以上,而国产品牌芯片只能自供 8% 左右。

中国关键领域的芯片对外依存程度过高,例如,在存储芯片领域,中国存储芯片市场规模达到 2465.5 亿元,占国内市场比重 23.7%,其比重超过 CPU、手机基带芯片,而中国存储芯片产业基本空白,几乎 100% 依赖进口。在 CPU 领域,除了华为以外,国产手机目前几乎没有使用国产的 CPU 芯片。

中国进口集成电路体量非常大,据海关总署 2016 年全年数据,我国集成电路进口金额为 2270.26 亿美元,同期原油进口金额仅 1164.69 亿美元,两者差一倍。

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二、芯片的产业链,上游的技术壁垒最高、利润率最高,下游的技术壁垒较低

通常来说,完整的集成电路产业链主要包括芯片的设计、制造、封装、测试四个主要环节,此外还衍生出包括集成电路设备制造、关键材料生产等在内的相关支撑产业。其中设计环节是芯片产业的上游,即根据用户的需求制定所需要的芯片模式,而其中又包括逻辑设计、电路设计、图形设计等子环节;芯片制造是中游,具体又包括晶元、切片氧化、校准、扩散等很多细分子环节;封装和测试环节通常绑定在一起,具体又包括划片、装片、电镀、电性测试、老化测试等重要子环节。

根据产业链划分,芯片从设计到出厂的核心环节主要包括 6 个部分:

1,设计软件,芯片设计软件是芯片公司设计芯片结构的关键工具,目前芯片的结构设计主要依靠 EDA(电子设计自动化)软件来完成;

2,指令集体系,从技术来看,CPU 只是高度集合了上百万个小开关,没有高效的指令集体系,芯片没法运行操作系统和软件;

3,芯片设计,主要连接电子产品、服务的接口;

4,制造设备,即生产芯片的设备;

5,圆晶代工,圆晶代工厂是芯片从图纸到产品的生产车间,它们决定了芯片采用的纳米工艺等性能指标;

6、封装测试,是芯片进入销售前的最后一个环节,主要目的是保证产品的品质,对技术需求相对较低。

三、芯片产业链中的全球分布:上游设计集中在美国;下游代工厂集中在韩国和中国台湾

上游的芯片设计产业,技术壁垒较高,基本上长期被海外巨头(如英特尔、三星、高通等)所垄断,全球前 20 家集成电路设计公司大都在美国。2016 年英特尔、三星、高通、海力士芯片销售额排名稳居前四位,其中英特尔仍是全球最大的半导体供应商,其次是三星,高通排名第三。全球前 10 大芯片厂商销售额占比达到 55.4%,行业呈现高度集中局面。

表:2016 年全球前 10 大芯片厂商的销售额以及市场份额

中游和下游的芯片制造业和封装测试环节,相对属于劳动密集型产业,技术壁垒不太高,主要分布在劳动力相对密集的亚洲,例如中国台湾、韩国。中国的劳动力成本都具有较大优势,导致芯片制造和晶圆代工产业近年来在国内崛起。

四、芯片上游是中国十年以内很难能做出来的,目前只能在下游努力和取得突破

芯片上游设计的技术门槛太高,是绝对高科技的环节,是欧美科技发展的结晶,就连后来日本和韩国科技的迅速发展,还都很难在这个环节上取得成功。芯片的核心技术必然被欧美封锁,2017 年 9 月份美国特朗普阻止一个财团收购美国芯片制造商 — 莱迪思半导体,因为该财团的成员有一家中国风险投资公司,这是过去 27 年里美国总统第四次否决了这样的一项交易。

芯片的设计不仅仅需要砸钱就能突破的,而是需要科学技术的全面革新和时间的沉淀,需要人才的持续培养,周期比较长。所以芯片技术的国产化,是一个漫长的过程,不可能一撮而就,而且芯片的很多细分领域,也未必就一定能够国产化,至少 10 年内都看不到国产化的可能。芯片从构思、设计、制造、然后做成方案,做到电子产品里面,再推到市场,周期都要 2 年。

例如,芯片制造环节用的光刻机厂家 ASML,先进的型号一台在近 10 亿人民币,而且供不应求,先进的型号也卖给中国。里面用的蔡司的镜头,一套 2000 多万美元,不给中国出售。

即便在技术壁垒不高的下游行业 — 晶圆代工,即芯片制造工厂,台湾的台积电 / TSMC 做的最好,最先进的工艺到了 7 纳米,而且这种生产线,投入在 100 亿美元上下。

在晶圆代工,中芯国际排名第四,投了那么多钱,到现在才 28 纳米,而且工艺良率还很差。

表: 芯片产业链中,全球和国内主要厂商和市场份额

虽然华为设计了自己的芯片,被认为是中国芯片设计的划时代意义,能与欧美抗衡,其实非也,华为的芯片设计公司叫海思,MTAE10 里面的主芯片就是用自己设计的麒麟芯片,但是这个芯片的设计工具软件来自那垄断的美国公司,芯片里面还集成了很多买来的知识产权核,包括 ARM 的 CPU IP。

总之,在指令集、设计等产业环节中,绝大多数技术壁垒比较高的环节,中国芯片产

业地位非常薄弱,与欧美芯片产业企业存在较大差距;而在圆晶代工、封装测试等技术要求相对不高的环节,中国凭借其劳动力优势,则有望率先崛起,成为有希望赶超世界平均水平的领域,而目前中国大量的封测企业,正在全球范围内并购封测公司。

五、在芯片产业链中,A 股相关的上市公司

A 股中,有二十多家与芯片相关的上市公司,分布在产业链中的各个环节:

芯片设计环节,主要由兆易创新、汇顶科技

芯片制造环节,晶圆代工是龙头中芯国际;溅射靶材的代表攻势是江丰电子;晶圆切割龙头是大族激光。

封测环节,封测龙头是长电科技、华天科技、通富微电;封装材料是丹邦科技

检测设备是长川科技。

表:国内芯片产业链及主要厂商梳理

知乎用户 何处飞​ 发表

十年前在欧洲顶级的电子系读硕学习芯片设计。研一的时候来了一批清华大学的 EE 硕士交换学习一年。某门模拟电路设计的老师是一个很著名的教授,在第一节课说在我们学校百分制考试,拿到 70 分就是优秀,80 分是极其优秀,绩点平均 80 分以上,整个工学院千百来人一年也就那么一两个,100 分是不可能的。结果清华的学生就在他的课上考了 100 分,一年的平均绩点差不多有 90 多分,秒杀所有国外学生。而这批学生,交换结束回清华毕业后,都去搞金融了。

知乎用户 SigmaLive 发表

从业人员忍不住答一下,设计不熟悉,答制造方面吧。

目前中国的情况其实应付封锁还是能满足的,不至于关键行业一下崩溃。比如芯片制程目前世界领先是快到 7nm 了,而国内自己最先进的还是 28nm,预计后两年中芯会到 14nm。虽说落后,但落后一两代的技术足够大多数应用了。至于生产设备方面,国内也有,不至于一下没得用,只是性能差很多。而且,资本主义国家的同盟也不是铁板一块,要买先进设备即使美国封锁,日本等国家的还是能想办法买到的。

巨大的差距在市场化方面。芯片生产良率不行,成本和产量必然会不如竞争对手。生产设备更是。这不光是能做到什么精度的问题,即使精度达到,设备不稳定,三天两头出问题,客户显然不愿意买。这些方面目前都是靠国家政策和补贴,也不知何时能摆脱国家补贴。从前景看,制造工艺方面中国应该会继续前进,在五年内达到比世界最先进差一代的水平,但赶上甚至超越这个就说不准了,需要天时地利人和。在设备方面,垄断性的寡头已经形成,新的公司想要站住脚是极其困难的。

知乎用户 cao sir​​ 发表

在缺芯大潮下,主机厂宁愿选择停产也不敢贸然切换国产芯片,给国产芯片带来了什么启示?

知乎用户 Nick cKing 发表

这个问题应该结合 “上游”EDA 公司和 “下游 “系统厂商的观点看。

这些人的观点中,EDA 公司得出的结果时间上比系统厂商早一点,系统厂商得出结果比工信部早一点,工信部得出结论比媒体早一点,媒体得出结果比老百姓早一点。

为什么呢?因为 EDA 公司在项目成立期就跟这些 IC 公司打交道,因此了解他们的能力底细。

系统厂商要等到 IC 公司产品出来几代、充分打磨了,才开始采用,因此时间上要慢个 1-3 年。工信部要等到系统厂商大规模采用 IC 公司产品因此给这些 IC 公司发展起来了,时间上要慢个 3-5 年甚至更多。媒体,他们要等到 IC 公司上市挣股民钱的时候才会出现。

Synopsys(新思科技)CEO Aart de Geus 博士:“。。。20 多年前,在 Synopsys 刚在中国成立新思科技的时候,当时我们的合作伙伴并不是最为顶尖的公司,但是通过我们的帮助和介入,Synopsys 见证了中国在技术领域的演进,也很自豪能够参与其中,帮助中国的人才培养以及产业的发展。现在很多中国的公司也已经成为最为先进的公司,我们正在跟他们进行合作。”

“在过去的 5 到 7 年之间,我们看到很多中国的半导体设计公司已经成为业内领先,有的甚至达到了世界级的领先地位。我们很庆幸和其他中国公司一起见证了彼此的成长,现在可以说是一家成年的公司。当前,我们欣喜的看到一个新的趋势,就是会有来自中国的旺盛需求推动新的技术和项目,从而推动 Synopsys 的整体发展”。——2018.6.7

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因此,在现在这个时间点,特朗普通过中兴事件刺激中国无论官方还是中国制造的系统厂商发展中国芯片业,无论如何都只能看做是天意。即:原来大家还争论是否通过政府支持的方式发展 ic 产业是错误的,是否应该支持国产、自己产问题还有争论,现在不争论了:

因为政府不希望自己的脖子老卡在别人手里,“关键技术要不来、买不来、讨不来”;

商业系统厂商,越是大的公司,越不希望自己落入 zte 这样被一招封喉休克的境地。不管是格力五百亿搞芯片,还是别的还没发声的厂商可能通过找本土 ic 公司入股的方式启动项目和购买产品,都是刀架在脖子上的事了。

而在这个时候,恰好本土 ic 公司实力已经准备好了。这不是天意是什么啊!多少年之后,人们就会感叹,所谓时来天地皆同力,此言不假。

2018.6.26

知乎用户 耗子侠 发表

我从从业者角度强行答一波,行业太大,难免了解不全,了解不深,有错误请指正。

—————说明部分—————

以下均为基于个人见解的打分。满分 5 分。

5:顶级

4:强

3:一般

2:弱

1:渣渣

渣都不剩就不写了

打分基于总体,个别冒尖的 5 分公司不一定能代表整体,整体很弱不代表该国家地区没有牛逼公司。

目前整体有一定实力的国家地区只有美国,台湾,韩国,大陆,欧洲,日本。主要给这些国家地区打分,其它例如印度,新加坡,以色列虽然某些方面还行但太不全面,暂时忽略吧。

分类可能不合理不正确,请指正

————— 0. 总体 —————

美国 5

台湾 3

韩国 3

大陆 3

欧洲 3

日本 2

————— 1. 设计方面 —————

美国 5

欧洲 3

大陆 3

台湾 3

韩国 2

日本 2

————— 1.1 桌面以及服务器 cpu —————

美国 5

大陆 3

————— 1.2 移动终端处理器 —————

美国 5

大陆 5

韩国 4

(arm 算在 IP 里)

————— 1.3 AI —————

美国 5

大陆 4

欧洲 3

————— 1.4 汽车 —————

美国 5

欧洲 4

————— 1.5 模拟设计能力 —————

美国 5

台湾 5

大陆 2

————— 1.6 IP —————

美国 5

欧洲 5

————— 2 EDA —————

美国 5

大陆 1

————— 3 制造 —————

台湾 5

美国 4

韩国 4

大陆 2

欧洲 1

————— 3.1 存储器 —————

韩国 5

美国 4

大陆 1

————— 4. 封装 —————

台湾 5

美国 4

大陆 3

————— 5. 设备 —————

美国 5

欧洲 5

日本 3

大陆 1

————— 6. 材料 —————

美国 5

日本 5

大陆 1

————— 7. 未来展望 —————

大陆 5

美国 4

台湾 3

韩国 3

欧洲 3

日本 1

我想我们好好干,会渐渐牛逼的

知乎用户 石大小生​ 发表

先收好两张图。

如果把芯片从无到有的过程划分开来,我们来看看芯片制造的各个环节我们国家发展到哪个地步了!

1、原材料:大部分的原材料仍依赖进口,预计在今年部分材料国产化率最高可达 80%,最低 16%。此前最高 25%,最低 5%[1]

只说下硅片:

把沙子氯化了再蒸馏,可以得到纯度很高的硅,切成片就是我们想要的硅片。硅的评判指标就是纯度,你想想,如果硅里有一堆杂质,那电子就别想在满轨道和空轨道之间跑顺畅。

太阳能级高纯硅要求 99.9999%,这玩意儿全世界超过一半是中国产的,早被玩成了白菜价。芯片用的电子级高纯硅要求 99.999999999%(别数了,11 个 9),几乎全赖进口,直到 2018 年江苏的鑫华公司才实现量产,目前年产 0.5 万吨,而中国一年进口 15 万吨。

难得的是,鑫华的高纯硅出口到了半导体强国韩国,品质应该还不错。不过,30% 的制造设备还得进口……

高纯硅的传统霸主依然是德国 Wacker 和美国 Hemlock(美日合资),中国任重而道远。

1. 微处理器:PC 端暂时没有实力强劲的可替代产品,但有不少企业已经研发出性能相当于英特尔七代 i5 的处理器。移动端华为海思已经可以设计出世界先进水平的处理器。
2. 存储方面:基本被三巨头(三星、海力士、美光)企业垄断,国产方面有长江存储、长鑫存储、福建晋华。
3. 其他芯片(微控制器、模拟电路、数字信号处理器):这些方面基本被国外厂商占据,并且国产厂商要想追赶上有一定难度。

2、设备:目前光刻机的技术难度最高,先进的光刻机被荷兰厂商 ASML 垄断,短期国内在这个领域实现突破的可能性几乎为零,目前上海微仅研制出了 90nm 工艺。CMP 基本被华海清科赶上,中微的 CCP 刻蚀还是挺强的,北方华创总体还是很强的,正在朝 IC 领域大力发展。

3、制造:制造这个方面想必不需要我多说,世界领先的工厂就那么几家,能够生产 7nm 乃至 5nm 芯片的也就台积电和三星,国内中芯国际能够量产 14nm 制程,还是有不少的差距。

4、封测:还行吧,江阴长电、通富、华天等。

全球封测市场规模增长明显,预计 2019 年整体规模将超过 300 亿美元, 2023 年将达到 400 亿美元,市场集中度较为明显,前十大厂商市场份额约为 80%,市场主要被中国大陆和中国台湾厂商所占据 [2]

全球封测市场中国台湾、中国大陆以及美国三足鼎立,2019 年中国台湾占 据半壁江山,市场份额为 53.9%,排名前十的企业中有六家来自中国台湾,中 国大陆近年来通过收购快速壮大,市场份额为 28.1%,相较于 2016 年 14% 电容 份额有较大的提升,美国仅有安靠一家排名前十,市场份额为 18.1%。

别太高兴,这部分利润低。。。

5、EDA 软件:国内华大九天、概伦电子等。

全球 EDA 领域的受垄断情况却最为严重。业界排名前五的 EDA 企业均来自于美国,全球将近 95% 的 EDA 市场,都被掌握在美国企业手中。

华大九天成立于 2009 年,是中国规模最大、技术实力最强的 EDA 巨头,在我国有着重要地位。目前,华大九天已经拿下了平头哥、京东方等重要客户,在全球服务了约 400 家客户 [3]

**在人员规模、业务规模上,华大九天都在国产 EDA 之中,占据了半壁江山,其拥有商业化产品 20 多种。**同时,华大九天还拥有 288 项申请发明专利。由此可以看出,华大九天的强大实力。

然而,与 Synopsys、Dadence、Mentor Graphics 这三家 EDA 龙头企业相比,华大九天还有着明显的实力差距。这三家企业,手握全球 EDA 行业 80% 的市场,难以撼动。

对此,华大九天并没有退缩。近来,在 2020 中国(深圳)集成电路峰会上,华大九天副总经理郭继旺表示,将开启国产 EDA 创新之路。

总结:

说说我关注的国内存储芯片发展现状

在中国的存储芯片市场上,许多公司都在加紧部署新的晶圆厂,无论是从资金上,还是技术上,都马力十足。长鑫存储的第一家晶圆厂已经宣布了 19nm 技术的计划,总产能 12 万片 / 月,产能从两万片每月提升到三万片,推迟了一年多,于 2019 年底开始生产。长鑫存储计划在其 Fab 1 附近再增加两个晶圆厂。此外,长鑫存储也定下了下一步目标,预计在未来 2-3 年时间推进 LPDDR5 DRAM 产品开发,工艺升级到 17nm 以下。

朱一明表示,长鑫存储的最初技术来源是奇梦达,通过与奇梦达合作,将一千多万份有关 DRAM 的技术文件(约 2.8TB 数据)收归囊中。

长鑫存储在此基础上,通过国际合作,前期利用合作伙伴 ASML 的研发线,展开世界速度的快速迭代研发,据悉,目前已持续投入研发的晶圆超过 15000 片。

长江存储在武汉的第一个工厂是一座单层建筑,每月产能为 12 万片晶圆。利用其全资子公司武汉新芯(XMC)现有的 12 英寸工厂,长江存储于 2017 年成功设计并制造了首款 32 层 NAND 闪存芯片。2019 年 9 月 2 日,长江存储宣布 64 层 NAND 闪存芯片已投入生产,基于 Xtacking 架构的 256Gb TLC 3D NAND 闪存已投入量产 。2020 年 4 月 13 日,长江存储宣布通过与多个控制器合作伙伴的合作,其 128 层 1.33Tb QLC 3D NAND 闪存芯片 X2-6070 通过了 SSD 平台上的示例验证。据悉,长江存储的母公司清华紫光集团计划在武汉的第一家晶圆厂旁建造第二家晶圆厂,原定于 2020 底开始,但目前进度已经加快了。尽管清华紫光集团没有透露该工厂的年产能以及投资金额,但该公司正在考虑在十年内对其 DRAM 业务进行总计 8000 亿元人民币的投资。

重庆清华紫光集团于 8 月 27 日宣布,已与重庆市政府签署协议,成立研发中心和 DRAM 晶圆厂。该晶圆厂预计于 2022 年完工,每月生产 10 万片晶圆。该晶圆厂最初计划于去年开始建设,但因为贸易限制以及新冠疫情而推迟了。

兆易创新于 2020 年 4 月宣布,计划通过非公开发行新股筹集 43.2 亿元人民币,为进军 DRAM 存储市场提供资金。除了自己的 DRAM 计划,兆易创新还将投资长鑫存储。

补充:

长江存储 128 层 NAND 即将投入生产,仅落后美光两个季度

2019 年,长鑫存储的 DRAM 落后领先的 DRAM 制造商至少两代,到 2021 年,长鑫存储将落后美光、三星和 SK Hynix 三代。

2018 年,长江存储的 32 层 NAND 落后世界领先的 NAND 制造商三代,但随着长江存储路线图的加速,在 2020 年宣布推出了 128 层 NAND,计划于 2020 年第四季度投入生产,这意味着长江存储的新 NAND 将仅仅落后美光和 SK Hynix 两个季度,与 Kioxia/Western Digital(WDC)112 层 NAND 不相上下。值得一提的是,长江存储的第二个 NAND 晶圆厂的建设计划将提前。长江存储的 NAND 器件使用的是 DUV 浸没式光刻技术制造,即便是没有 ASML 的 EUV,也能够生产 3D NAND 芯片。

长鑫存储明年四季度将超南亚科技,17nm 内存明年问世

根据 TrendForce 公布的 2020 年二季度全球 DRAM 内存芯片市场数据显示,三星、SK 海力士、美光这前三家 DRAM 大厂占据了全球市场 94.6% 的份额。排名第四的则是南亚科技,市场份额仅 3.2%,其他的厂商份额均不到 1%[4]

显然,在 DRAM 内存芯片市场,头部的三家大厂已经形成了强势的垄断地位,留给其他厂商的空间非常小。不过,在国产 DRAM 芯片厂商的努力之下,依托于国内庞大的市场需求,国产 DRAM 芯片的市场份额也在快速提升。

在 11 月 12 日由集邦咨询 (TrendForce) 主办的 MTS2021 存储产业趋势峰会上,TrendForce 公布了 2020-2021 年全球内存厂商晶圆投片量的预估数据。

根据该数据显示,自去年四季度长鑫存储的 DRAM 芯片成功量产之后,其晶圆的投片量持续增长,今年一季度投片量虽然只有 1 万片 / 月,但是随着长鑫存储的 DRAM 产品在客户端的进一步拓展,其产能也在持续扩张,到今年四季度其投片量已经快速提升到了 4.5 万片 / 月。而根据 TrendForce 的预测,到 2021 年四季度,长鑫存储的投片量将达到 8.5 万片 / 月,届时将成功超越目前排名第四的南亚科技(7.1 万片 / 月),成为仅次于三星、SK 海力士、美光的全球第四大 DRAM 芯片厂商。

根据此前的规划显示,长鑫存储将在 2021 年完成 17nm DRAM 的技术研发。

最后,半导体相关就业,接受 1V1 付费咨询

参考

  1. ^ 不吹不黑,你知道中国芯片产业的现状吗?是巨弱无比还是强到窒息 https://mp.weixin.qq.com/s/GVFcg6n-gAV5tqEz67hNZQ
  2. ^ 半导体封测 国内 VS 国外! https://mp.weixin.qq.com/s/cYepMPJh3efzCCfNOcCOFQ
  3. ^ 打破美国技术垄断!华大九天正式宣布,开启国产 EDA 创新之路 https://mp.weixin.qq.com/s/yLtVkn5SK0AH_IrYVUmY3A
  4. ^ 增资 149 亿!长鑫存储获大基金力捧,明年成全球第四 https://mp.weixin.qq.com/s/meVPQwksWTLNOVNHXaGOsg

知乎用户 huang liu 发表

大学时候是信息工程专业,分方向时候,有微电子的,本校微电子还算国内不错,很多人选这个方向。

出国之后,发现实在是差距太大了。中国的大学教育,教的基本都是几十年前的陈旧知识,什么二极管,啊焊接电路啊,很多老师还乐在其中,或许他们本身就是那个年代的学霸。搞得特别难,考的特别难,整的学生失去信心,但是实际到了社会工作一点用都没有。国外的课程首先比较切合实际,其次本身动手能力要求也高。自己做小型的处理器,自己做小型无人机的飞行的课程比比皆是,有趣又又深刻。

本人的大学是欧洲五大理工之一,大学大楼的底下,是地下室,里面的工艺线比当年中国最好的工艺线还要好,系里面一共是 10 几个 IEEE FELLOW,国内大学最好的工艺线跟国外大学简直不值一提。发的论文, ISSCC JSSCC,比中国全国加起来还要多。清华大学有个组,派了几个学生到我们大学实验室做实验,然后发了合作的一篇,被视为清华的大突破。那年的上交也发了一篇,类似的和早稻田的合作。

硕士第二年去实习,到了比利时 IMEC,欧洲最好的半导体机构,里面清华复旦的一堆堆的,公认的全欧洲最好的,研究水平领先业界好几年,和台积电有深度的合作。工艺线都是最先进的,这里的学生出来自然水平会很高。当然,因为欧洲自身产业发展的问题买很多博士后来都去了美国发展。

另外一拨人去了 ASML 实习,当然核心技术不会让你碰,也就是做做外围设计,工作基本都是外包或者是售前服务之类。几个朋友被派到台湾韩国工作了,ASML 的技术也就不说了。

差距确实很大,本质来说,欧洲技术是互相公开的,可以互相学习借鉴研发,几百年的积累不是白搭的,但是因为欧洲市场的原因,缺乏美国那产业支撑和创新,可是白人又骄傲的不愿意和中国合作,问题所在就是这里。中国人在欧洲收到的震撼教育还是很可怕的。

我们那年最好的中国学生,欧洲两年后去了美国博通实习一年,后来在业界世界头号大佬手下读了博士,已经算是最先进最牛的人了。中国人不是不聪明不努力,只要你给同样的机会,中国人一定可以做起来。中国最大问题还是工业体系差,瓦森纳协议的禁运造成的。

知乎用户 珣玗琪​ 发表

现状就不多说了,给大家一点展望。

之前曾经修过一门优化课,教授典型的美国老白男,耶鲁本科,斯坦福 phd。虽说在经济系任职,但总说自己是个工程师。计算机系新的 faculty 真没几个美国人了…

有节课外时间的讨论课,只有七八个中国学生来了,大家围坐在一桌,老师很感慨。说三十年前我在尼泊尔和中国的边境协助修一个工程,那是我对中国最初的印象,想不到三十年后我会有这么中国学生… 大家都说美国十万刀,国内怎样怎样… 但是美国做芯片的也在被掏空啊

美国年轻人有几个学这些的?学经济金融政治律师哪怕当个全是肌肉的网红也比学这个强啊。

他们已经牛了三十多年了。

远的不说,同志们,再有几年那一代牛的一逼的工程师就要退休了。

说到这你们想想川普的班子,特别是这些极端反华的几位,有几个 70 以下的?平均年龄也就能跟中顾委一拼

知乎用户 融轩主人​ 发表

后排吐个槽。没有任何利益相关。

某些劝退论者的嘴脸让人想到了天涯上一位名叫联合光子的精日以及她的一段极为无耻的言论:

炎黄子孙历来斗不过小日本,各位还是歇歇吧
大东亚共荣不是挺好的吗?
干嘛非要和日本人斗,斗不过还得给人家当伪军,损害你们的形象

——以上论调出于此人发表于 2003 年的神文《中国与日本的真实差距》。

现在有更多的劝退党,在用个人利益重复着联合光子的言论。

看到这个问题毛泽东的崇拜者主要集中在社会什么阶层?之后,决定取匿。

贵乎某些人的嘴脸真让人觉得——O kawai i koto.

更新一下,作为我引用那个精日的话的解释。

在那篇文章出来之后,天涯网友 “雪亮军刀” 发布帖子《驳联合光子的<中国和日本的真实差距>》予以反驳。

遗憾的是,由于天涯论坛的某些操作,我已经难以找到该帖子的全文。但是有几个焦点性的内容是还有留存的:

1、根据年增长率计算,我拿日本目前 GDP4.6 万亿美元和中国 GDP1.4 万亿美元(答主注:应当是 2004 年数据),及我在网上查到的,日本年增长 2003、2004 年度实际 GDP 分别为 + 0.2% 和 + 0.4%(日本大和证券数字)和饱受下调后的中国年增长 7% 的数据计算,中国的经济总量有希望在 2030 年前后追平日本。(当然,此计算方法将有些中国 ** 非得为日本 GDP 增长做贡献的因素排除在外。)
2、对于日本,我们要学习它,研究它,甚至模仿它,但最终的目的不是建立个什么狗屁圈,而是要在经济、军事等领域最终压制它,做掉它。军刀无能,不能早生几十年在昆仑关杀敌,和平年代,但商场如战场。军刀愿意用平生所学为中国的经济尽最微薄的一点力。

此事后来形成了 2005 年左右天涯国观区的一场著名论战。

当然,现在我们早就在经济领域超过并压制日本了,科技领域也在赶超,文化领域跟上并赶超应当是近几年就能看到的事。

所以,现在我们在面对的就是那个最大的 boss:美利坚合众国

当然,还是有人看到星条旗就双膝酸软的。就好比那个以美国空降兵的名义在微博上宣传美国价值观的人。“汉奸” 二字是对这种人的最好评价。

融轩生而逢时,与诸君共同面对美国这个世界政治经济文化科技各方面的大 boss。

我的战线,在文化领域和教育领域。

大家加油。

知乎用户 对我笑笑​ 发表

讲两件身边的事,仅供参考。

第一个,工作原因,接触到一家制造红绿灯设备的工厂。跟老板交流惊讶发现,他们家生产的设备依赖的是美国的芯片,这个时间段正是芯片之殇在媒体上闹得最凶的时候。这次经历才让非专业的我突破以前的认知,认识到芯片不仅仅是手机电脑才有,其他任何智能化设备都需要。

第二个,也是因为工作原因,接触到一家生产电动车充电桩的工厂。由于对芯片有了新的认识,这一次跟老板聊天,我特意问了芯片的相关情况。也是美国芯片,不贵,几十块钱,但是其他的一切包括产品设计、软件开发都要自己做。一个核心技术人员告诉我,做这个软件开发,说难也难,说简单也简单。最后这个充电桩卖多少钱呢?慢冲几千块,快冲几万十几万都有。所以相对于整体售价,和利润相比,这种芯片价格真的很低。

各位看到这里觉得,这种芯片还需要自己研发吗?

我的看法是,根据市场选择,几乎永远也不会出现这类国产芯片。除非中美关系极端恶化、政府投钱支持等情况出现。


这几天有点小忙,知乎不时提醒某些人的评论,没时间一一回复,这里统一作答。

1. 质疑一,通用芯片问题。再次声明本人非专业出身,我也动手查了下 ADI 官网,除了能看到提供某类型芯片,没有看到通用芯片的说法。或者可以这么理解,解决某些问题可以用某某芯片。同时,不同设备需要的芯片性能不同,可选择的范围也很大,某些芯片的通用性是存在的。

2. 质疑二,芯片价格问题。脱离市场脱离数据谈价格就是耍流氓。红绿灯的市场有多大?充电桩的市场又有多大?某些人张口就来,几十块利润很高。我这个地方有两家生产充电桩的企业,按照市里要求新建小区按户数 30% 必须设置充电桩,老旧小区 10%。市里计划 2019 年到 2020 年棚改 11.9 万户,新房没查到具体数据,只能大概算出我地今明两年棚改需要充电桩数量为 11900,每个芯片按 60 块计算,需要的相关芯片售价为 71.4 万,两年利润估计高点也就 50、60 万。对于一家成熟企业,这利润还可以,对一家从头开始的企业,这利润能干什么。当然,以上我列举的数据都是网上查到的,真实性准确性有待商榷。但是根据我地唯二企业之一的某工作人员的谈话了解到,该企业某月的电动车成交金额大概十几万,按十五万推算大概成交了 30 套,按某人说单价几十块的利润,真的好高哦。

3. 质疑三,价格低也要国产问题。大家普遍担心,外国人耍混卡脖子。这个真没必要过分担心,这么多年了,我们国家被卡脖子的还少了吗,要是真的严重,国家早就想方设法突破。告诉大家一个新闻报道的技巧,前段时间铺天盖地的芯片问题,其实也是有意识的造势,真相应该是国家提前布局了相关企业,然后再发布这些消息。所以不必杞人忧天,同时也希望芯片上下游整个行业越来越好。

4. 我的质疑。知乎是一个传道授业解惑的平台,你是专业人士,请用通俗易懂的话解答,装逼显得你很牛吗?就算你是业内人士,你也只是做其中一小部分工作,有什么不屑甩一句你不懂?!芯片再高大上,到最后也是柴米油盐酱醋茶。

知乎用户 翟羽健​ 发表

知乎用户 AI 财经社 发表

无芯何以中兴

「 中兴被禁 」这一事件持续发酵。有人声讨美国挑起贸易战,有人疾呼中国要实现自主可控的芯片产业,有人评述中兴不诚信,也有人愤怒于华为中兴在原创技术上「 太不争气 」,还有人反思中国基础创新缺失的深层原因。而这一切最终指向,中国企业缺的并不仅仅是「 芯 」。

记者|周路平

编辑|赵艳秋

4 月 17 日一大早,来公司上班的中兴员工都收到了一封内部邮件,他们被告知,美国商务部对公司激活了(美国向中兴出口商品的)拒绝令,公司已于第一时间成立危机应对工作组,在各个领域都分析并制定应对举措,并特意嘱咐大家保持平稳心态。

实际上,消息于头一天晚上在一些微信群中开始传播。起初是英文外电报道,而此时中兴绝大部分员工还蒙在鼓里,直呼「 真的假的 」。几分钟后,国内各大网站就推出了消息译文。

消息称,美国商务部宣布禁止美国公司向中兴出售零部件、软件和设备,时限长达 7 年。之后,英国国家网络安全中心(NCSC)也发出建议,告诫电信行业不要使用中兴的设备和服务。

一家美国企业告诉 AI 财经社,在昨日一早就收到公司法务部发来的邮件,要求暂停对中兴出货。而这家企业生产的产品是技术门槛并不那么高的一类芯片。

**「 如果一刀切,全禁了,对中兴的打击是致命的。」**中兴一位供应商的高管对 AI 财经社表示。中兴的核心产品,从手机到基站,从交换机到路由器,对美国芯片依赖很强。这意味着,中兴用完了目前的存货,很快将面临无米下锅的危机。「 别说七年,一年都扛不住。」

中兴也几乎不可能在欧洲等其他地区找到完整、有竞争力的替代方案。即使有,需要更换基站和服务器的芯片,相当于把东西重新设计一遍,还需要很长时间做可靠性试验,保证产品「 10 年不坏 」。

事件在一天中持续发酵。有人声讨美国挑起贸易战,有人疾呼中国要实现自主可控的芯片产业,有人愤怒于中兴甚至华为 「 太不争气 」,还有人反思中国基础创新缺失的深层次原因。

制裁中兴始末

中兴被美国盯上还得回溯到 2012 年。中兴将含有美国制造的配件和软件产品出口到伊朗,合同数额达到数亿美元。但此前,在美国的推动下,联合国已于 2010 年 6 月通过了对伊朗的制裁,美国也通过了《全面制裁、问责及撤资伊朗法案》。

中兴偷偷卖电信设备给伊朗的事情最终被美国发现。据外媒报道,此事是一名曾在中兴美国分公司法务部工作的律师,主动向 FBI 检举的,并允许 FBI 拷贝他工作电脑中的资料。

美国商务部工业与安全局(BIS)还获得了两份中兴的内部机密文件。据《财经》报道,这是 2014 年中兴一位高管去美国时,在机场被扣下检查,被发现在电脑中有两份规避文件。而在这两份名为《关于全面整顿和规范公司出口管制相关业务的报告》与《进出口管制风险规避方案》的机密文件中,描述了中兴通过设立、控制一系列相互「 半隔断 」的公司,向受美国制裁国家出口受控产品的事实。

据了解,中兴在美国监管机构调查器件,找了无锡一家上市公司作为隔断公司,通过卖给国内公司的形式,最终卖到了伊朗。

电信行业人士向 AI 财经社透露,向伊朗售卖禁运设备多是通过第三国转运,要把设备的 Logo 擦除,或者换成别家的 Logo。由于这些国家受到西方制裁,造成类似基站、交换机、服务器等通信设备没有办法从正规渠道获取,而销往这些国家的设备往往利润更高。

「 2013 年 11 月,不顾中兴通讯法律部门的反对意见,中兴通讯前任 CEO 召开了高层会议,决定重启与伊朗的转口业务。中兴通讯的伊朗总部被授权去寻找愿意与伊朗公司做生意的第三方,并愿意单独与中兴通讯签合同,将货物转运去伊朗,价格好商量。」BIS 后来公布过一份对于中兴通讯调查分析。

美国的处罚在 2016 年 3 月到来了。美国商务部以中兴「 违反美国出口限制法规 」为由,对中兴采取限制出口措施,时间长达 7 年。

后来经过多方博弈和谈判,中兴要缴纳 11.92 亿美元罚款,当时合计人民币约为 82.2 亿元,其中 3 亿美金暂缓缴纳。最终是否支付,取决于未来 7 年中兴对协议是否遵守并继续接受独立的合规监管和审计。同时,凡参与违规行为的中兴通讯高管必须辞去管理层的职务,部分员工也要接受相应处罚。

而美国向中兴及其子公司发放临时许可,暂时解除对两家公司的出口限制措施,保证它可以正常采购美国元器件、软件和设备。

2017 年 3 月,中兴最终认罚。双方签署协议,除了罚金,中兴还将进行内控整改,包括解雇公司 CEO 史立荣在内的 4 位高层,并通过减少奖金等方式处罚 35 名员工。但问题来了,中兴实际上只解雇了 4 名高级雇员,未处罚或减少 35 名员工的奖金。

这一点在两年后的复核中惹恼了美国政府。不仅如此,美国商务部还给出另外一个理由,中兴通讯在 2016 年 11 月 30 日和 2017 年 7 月 20 日的报告中作了虚假陈述,高达二十次。

「 中兴通讯精心策划了一系列的计划来防止美国政府取得证据,例如从外部顾问那里删除或隐藏与调查相关的文件和信息。该计划甚至还包括成立了一个由 13 人组成的工作小组,名为合同数据挖掘小组。该小组在 2016 年 1 月至 3 月期间,毁灭了全部与伊朗业务有关的资料,并且小组的邮件每晚都要删除,以免暴露行动。」

「 对于中兴而言,问题很严重,但一定可以解决,我相信国家一定会出面。」一位不愿具名的芯片专家对 AI 财经社表示,「 中美两国还有很多牌可以打。」虽然中国在半导体上的牌不多,但在其他方面的牌还挺多,「 一定能达成一个新的平衡点。」

这件事情发生在中美贸易战的大背景下,虽然美国商务部说,贸易战和对中兴禁运是两码事,但它在这个时间点重罚中兴,不免让人联想。

「 制裁是做给中国政府看的,作为谈判的一个筹码。」制裁出来后,美国半导体公司的股票大幅下跌,对美国国内也形成巨大压力。

中兴事件,已经成了国家层面的较量。中国已在 4 月 4 日采取反制措施对美国大豆、汽车、化工品等 14 类 106 项商品加征 25% 的关税。除此之外,中国商务部还在审核美国高通对另一家半导体企业恩智浦的并购案。该并购案耗时日久,为商务部近年来首次使用两个 180 天期限没有审核完成的案例。这也许是中国的另一张牌。

太委屈还是不争气?

「 高端芯片 90% 以上依赖进口,这还是比较客气的说法。」业内人士对 AI 财经社说。这是中国的现状,尽管政府扶持芯片产业多年,但中国在芯片自给率上,尤其是高端芯片上,并没有特别大的突破。

一位中兴和华为供应商的高管对 AI 财经社介绍,尽管华为与中兴都有芯片部门,但通信基站上从中央处理器到天线放大器,「 全球没有几家企业能做,严重依赖美国进口 」。在手机领域,从主芯片、闪存到天线,中兴也几乎绕不开美国。

在十七八年前,中兴和国家开发投资公司共同建立了中兴集成电路,在全亚洲最先开始了 3G 手机基带芯片研发。「 当时比华为海思要领先 。」

但中兴的文化不太鼓励试错,最后董事长侯为贵选择了放弃,团队解散,很多人去了海思。「 中兴目前应该是有技术储备的,但没有两年,是做不出来的。」当年中兴集成电路一位人士对 AI 财经社回顾说,「 这么大公司,当初放弃很可惜,现在比较被动。」

美国宣布制裁中兴之后,国内一些媒体认为美国政府做得太狠,中兴在这个时间点遭到如此严重的处罚,一定程度上受到了中美贸易战的影响。

也有业内人士将矛头指向了中兴,认为中兴没有按规则办事。「 现在回过头来看,中兴并没有诚心诚意地整改。」

一位在中国电信工作过 6 年、目前在 AR 领域的创业者,对中兴特别是华为如今的表现提出了质疑。他观察到,华为等企业之前由模仿发展、用跟随壮大,历经 30 年终成巨无霸。如今有钱有实力,却仍然不去做改变世界的东西,还在采用「 车灯理论 」,只照亮前方 200 米,这给国内其他企业做了坏榜样。

他透露,在最近几年与华为的合作中发现,华为并不鼓励颠覆式创新,即那种「 从零到一 」的开创性创新,而是大都从事「 从一到 N 」的工程性创新,这不用冒太大风险,可追求商业上的成功,但从骨子里已与美国谷歌、亚马逊等企业有了巨大差别,当然也就吃不到头啖汤。

而在不久前流出的一篇华为内部文章中,有员工批评总裁任正非对业务表现出「 收 」的导向。「 老板说未来要浅滩捡鱼,但浅滩捡鱼能做啥呢?」

一位华为前员工也发现,在华为的规模做到世界第一后,华为内部的人也很焦虑。「 以前有老大哥在带着你走,至少知道前面是一片金矿,只管跟着往前走。而现在你是老大了,没有人带着你了,你怎么去走?」任正非承认,华为已经进入了无人区。

不过,一位芯片专家对 AI 财经社表示,不能把板子都打在华为身上。在他看来,华为已经在部分领域做出努力和突破,例如手机上的核心处理器。

他呼吁产业界应该都沉下心来,把今天的坏事变成好事。他将半导体行业的发展与精准扶贫做类比,排好优先级,确定下一个方向,集中精力做好。「 国产化说了这么多年了,但没一个精准的导向。」

他举例称,面板企业京东方,一开始也曾被骂得狗血淋头,但最后拿出结果来了,可部分替代进口。他认为芯片行业也应该如此,虽然芯片领域有客观存在的难题:比起面板,技术更难,范围更大。

分析师徐力持有相同的观点,他认为「 中国既不像某些人说的那么强,明天就横扫世界,也不像某些人说的那么差,自产率为零。」

云知声 CEO 黄伟称,这件事会让一堆投了**「 骑着小黄车送外卖,顺带看个小视频 」**的机构意识到,过去想在模式创新里挣快钱的,其实都是挣小钱,真正的价值还是科技硬实力。

中兴事件发酵一整天中,很多媒体在自省中国「 缺芯 」现状,呼吁建设自主可控的芯片产业,但一位人工智能从业者在朋友圈中说:芯片业自嗨了,不是缺「 芯 」,缺的是更基础的东西,比如设计工具、工艺、材料…….「 可这些东西后面是什么呢?是基础研究、人才、文化、价值等大环境,而不限某个具体行业。」这道出更深的原因。

中国如今的巨头企业,包括互联网巨头,都依靠模仿式创新兴盛。中国真正的原创技术非常少。国人一直强调微创新、本地化创新。从根上讲,是缺乏创新的整体机制。 但在未来 20 年,中国成功的企业,一定是那些真正做到技术原创的企业。

中国正在实施一带一路战略,中国企业也迎来新一代出海高峰,在这个过程中要讲求诚信和合规。

在如今看起来非常不利的事件中,很可能让中国科技企业有机会反思看清问题,最终把坏事变好事。

知乎用户 Whoami​ 发表

更新说一句:

今天美国佬一枪干死了中兴微电子,这说明美国佬现在可以对国内所有芯片设计公司精确打死。美国司法部一条指令下来,全世界所有 foundry 都不会接你司的单子,让你一天之内就凉掉。

我们就是这个待宰的水平吧~ 二十年耕耘,不过是在人家案板上的自嗨吧~

没有芯片制造设备的制造,就算你补上了芯片设计的全部漏洞,也都只是沙中之塔。别 naive 了,重点真不是现在缺多少芯片,而是先进芯片制造设备能力太不足。

看了我这段牢骚,以后媒体们再吹嘘我们出了什么什么芯片都可以一律无视了,没有基本设备的能力,你随便怎么设计人家想掐死就掐死

之前的内容:

不咋地不咋样,那么怎么办呢~

广度上还是挺广的,涉足领域范围上说不定真是世界第二第三。质量上那就没法说了。

设计上最尖峰可能是测量仪表用的模拟芯片,AD/ 射频之类,这个不为大众所知,但我们实在差太远。这玩意多少有点儿玄学,但是外国佬 ADI 之类确实搞得好。

工艺来说,各类 cpu 是工艺优秀的代表。这个我们只从 cpu 设计角度还是能提一下 (毕竟有海思龙芯之类),但是抛掉设计我们最后用的是人家的 foundry,用的是人家的工艺,所以这个实际上也不行~ 外人看到的海思之类的很光鲜,但那个应该算市场的成功,技术上说服力不足。

生产设备,工艺开发,数字设计,模拟设计 (包括射频),看着比起 md 欧洲,虽然不能说是一无是处吧,但也差不多是没啥好说。

这一行是被美国佬抓住命根子的,能不能摆脱窘境就看各位了。靠国家是不行的,国家投钱机制有问题,只会给近亲单位撒钱,补贴他们用质次产品低价垄断市场,搞掉正常发展的国内企业。国内近亲企业只会玩这套,让他们出优质芯片打败外国佬,他们是没这能力的,有补贴吃的情况下,连意愿都没。

补充一下,刚听到消息,tsmc 已经停止了中兴订单,全世界 foundry 也会跟进停掉对中兴的服务,所有 foundry 无论国内还是国外,都或多或少用美国佬的器件。

这说明一点,当前状态下,无论中兴华为,无论之前怎么布局 ic,只要底层光刻机设备能力不握在手里,美国佬随时能掐死你。

产业链最上游在美国佬手里,技术金字塔我们一定要爬上去,踢掉美国佬。

知乎用户 与非网​ 发表

我国的芯片产业还不是很发达,芯片人才也很缺乏,不过发展还是很快的。本土芯片来说龙芯还是发展不错的。

目前,随着 IC 工艺的发展,下游终端设备以及应用市场的不断丰富,对电源管理芯片的需求和性能的要求都在不断提升,逐渐延伸出新的特点和发展趋势。电源管理芯片虽不像 CPU、GPU 那样吸睛,但也逐渐成为了一个相对稳定的市场,成为业界关注的重点细分领域之一。

与非观察室》连线创道投资咨询创始人步日欣,就 “本土电源管理芯片产业的现状与困境” 进行讨论,窘势与挑战之下,寻找突围之路。

1:如何在低谷折腾出浪花?

赛迪顾问统计数据显示,2012-2018 年,国内电源管理芯片行业市场规模从 430.68 亿元增长至 681.53 亿元,年复合增速达 7.95%,行业整体保持着稳定增长的状态,预估到 2020 年中国电源管理芯片市场规模将增长至 860 亿元。

2012-2018 年中国电源管理芯片行业市场规模增长情况(单位:亿元,%)
图源:前瞻产业研究院

然而,国内市场长期以来被欧美企业和进口产品主导,占据 80% 以上份额,国内电源管理芯片公司竞争较为分散,主要围绕家电、消费电子等中低端市场。

对此,步日欣表示,中国的电源管理 IC 行业确实是处于中低端水平,基本上被德州仪器、高通、亚德诺半导体、美信和英飞凌等国际大厂垄断,这是一个不争的现实。

但是,在成长规模和技术方面,中低端市场相对来说也是一个非常成熟的市场,并不代表此类市场没有机会,反倒是大规模的市场,给了后来者不断入场的机会和可能性。有助于催生有特色和竞争力的本土电源管理芯片企业。

比如正在准备申报科创板的芯朋微电子,逐步从家用电器到数码产品,最终到新能源汽车这样一些电源管理芯片延伸;比如南芯半导体,聚焦在数码产品的快速充电、USB 充电等领域。在新的市场需求和应用场景下,衍生出新的特色和竞争力。

2:新进者涌入市场,动机何在?

尽管面对市场份额被外企瓜分殆尽的困境,目前本土电源管理芯片行业仍表现活跃,每年在不断涌入新进入者。据前瞻产业研究院不完全汇总,2012-2018 年期间,平均每年新增企业数量约 61 家左右。截至 2019 年 8 月底,行业企业数量约 1200 家左右。行业毛利率平均值接近 30%。

虽然本土市场的参与者众多,但在产业规模及高端产品的竞争力上与欧美厂商仍存在差距。在此现状与困境下,是什么吸引着每年如此数量的新进者入场呢?是否可以认为该行业毛利率较高且随之不断吸引着行业新进者?

步日欣反驳了这个误解。“30% 的毛利率基本上是本土整个 IC 设计企业平均的毛利率水平。对于芯片设计,特别是模拟 IC 行业严格来讲,30%—40% 的毛利率其实是挺可怜的。

从另外一个角度也能够印证此观点,对比国外的电源管理芯片龙头企业(德州仪器、ADI… 等)可以发现,其毛利率高达 70% 以上,倘若某个产品的毛利率低于 40%,是要被抛弃掉的。

因此,并非毛利率高吸引着每年大量的新进入者入场,更大的吸引力可能在于整个足够大的市场空间,让其有理由相信自己能够在该市场中存活下来,进而争取到一定的市场份额。

3:本土企业突围的两个 “小米模式”

本土电源管理芯片行业在未能突破中低端领域,抢占到较大市场份额之前,要认识到模拟 IC 是一个比较依赖团队技术和经验积累的行业。基于当前现状,要想进一步提升竞争力,赢得终端客户的信赖。本土企业有哪些靠谱的升级途径?

对此,步日欣归纳成是两个小米模式。

  • 小米、华为投资模式

如果上游的芯片厂商能够跟下游的设备厂形成一个战略同盟,可以大大缩短其产品进入到主流供应链的一个周期。比如小米投资的帝奥微电子,华为哈勃投资的杰华特微电子。这是两个典型的电源管理芯片企业被下游厂商战略投资的代表,其产品可以同下游的小米、华为等一系列的设备厂商形成一个产品上的互补,这是一个比较讨巧的模式。

  • 小米加步枪模式

按部就班的小米加步枪模式,需要从行业低端的应用入手,甚至说山寨产品都要去争夺市场份额,然后慢慢过渡到 ODM 的一些产品。

然后只有不断的靠着真枪实弹在战场上拼刺刀,利用本土自身的人力优势、成本优势、服务优势,努力跟国外厂商去争夺一部分市场份额。

当然,前者可遇不可求,小米、华为也不会投大量的上游元器件厂商,所以如果能抱住小米和华为的大腿,对企业的成长肯定是非常大的一个优势;后者则是大多数企业成长绕不开的途径,任何新技术和新应用的产生都是这样一个过程,外企不断后退,本土企业不断进军,把市场份额从国外龙头企业手中不断的抢夺过来,这需要一个缓慢的市场演进的过程。

4:星星之火能否燎原?

如整个 IC 行业一样,中国的电源管理芯片行业目前仍旧处于一个偏早期的发展阶段,只能说有了星星之火。典型的像士兰微、圣邦微电子、富满电子、晶丰明源,芯朋微,上海贝岭等电源管理芯片企业。

与国际模拟 IC 大厂相比,本土模拟厂商除了电源管理芯片产品的性能和市场存在差距之外,产品链的种类与丰富性也存在诸多不足。

从国际上的模拟 IC 大厂可以看到,没有一家只是专注于电源管理芯片,都是在追求全品类,产品链丰富的方向发展。

步日欣指出,这也是本土电源管理芯片企业未来的发展方向,要不断扩展自身的产品线。

好让星星之火,逐渐燎原。

5:创业公司怎样接到投资机构的橄榄枝?

“集成电路行业怎么投?如何评估企业的核心竞争力?是每个投资机构都在迷茫的问题。”

步日欣对于电源管理芯片行业中企业价值的判断分为产品技术、产品市场两个方面。

  • 产品技术

对于投资机构来讲,其实是很难去评判团队技术是否先进。步日欣表示:“如果单靠项目团队列出来的几个产品参数对比,很难得出有说服力的结论。

因为目前大部分的创业团队对标的都是 TI、英飞凌这样的国际大厂,每一款产品同样如此,而且每一款产品都号称在性能参数、稳定性等方面远远优于或者等同于国际大厂的产品。

这样会给投资机构造成很大的困扰,感觉好像随便抓一个创业团队的人员出来,就可以做出一款具有国际竞争力的产品。所以这就形成了从技术角度来做判断的难点。”

因此,关注团队背景成为了比较功利或捷径的判断团队是否具有技术先进性的方式。如果团队是国际大厂的核心研发团队出来的人员,就默认为可以对其技术专业背景做背书。

  • 产品市场

除了产品和技术层面,产品市场是另外一个需要关注的重点。

每一款产品应用的下游终端设备决定了其市场空间的大小,产品市场空间的大小又决定了创业企业最终成长的规模。因此,创业公司选择切入市场的产品领域,成为影响投资机构核心评判的标准。

此外,市场空间的另一个维度还在于创业公司最终能够在市场空间里面获取多大的市场份额,能否打入到主流产品供应链,进入以后能占多大的市场份额 …。这些都是至关重要的,往往决定着一个创业团队的生死存亡。

也决定着投资机构是否愿意伸出橄榄枝。

6:大基金、国家政策等如何 “推波助澜”?

在政策和资金方面,中国政府当前都正在大力推动芯片的国产化。

针对半导体和集成电路这样一个门类复杂的行业,国家的鼓励性产业政策其实都是从宏观上进行推动,起到的更多是一个政策引导和示范作用。从国家层面上来讲,能够在芯片设计、制造、封测和材料、设备这样几个大维度上进行侧重就已经很不错了,很难再下沉到某一个细分领域。

总的来说,国家政策起到引导和示范效果,后续大部分的事情需要市场化的机制来发挥作用。步日欣以大基金为例说明,大基金虽然挂的是国家光环,但其本质上还是带有基金属性,需要跟盈利挂钩,要考虑投资回报和投资周期等问题。因此,很大程度上大基金的投资方向是有一些短平快的考虑,不会投一个 10 年,甚至 20 年都没有可能突破的行业,其投资重心还是会偏向一些已经偏成熟的企业。

对于整个集成电路行业,相较于几千亿的大基金规模,步日欣认为大基金对于一二级市场的带动效应反而才是最有价值的地方。

就像,钱或许只能激起一点小浪花,政策的示范效应才能带动浪花迭起,渐成浪潮。

结语

上述各部分无不展示了本土电源管理芯片的现状与困境。可见,现状窘迫,困境丛生。

“十年磨一剑,稳打稳扎,练好内功” 成为步日欣口中本土产业追赶的不二法门。

同时在新兴应用、国家政策、资本市场的变动与助力下,给了本土企业谋求长远发展的新的机会和希望。

于本土电源管理芯片产业来说,像极了《双城记》里的这句话:“这是一个最好的时代,也是一个最坏的时代。”

好在依旧有机会绝处逢生,不停追赶;坏在究竟要付出多少努力,才能抹平昔日之差距。

所谓现状与困境,无非打破现状,才能突破困境而已。

围观网友互动现场,请戳:

本土电源管理芯片:窘势与挑战下,寻找突围之路 - 模拟 / 电源 - 与非网

知乎用户 知乎用户 6BeA96​ 发表

总有工业雅利安出没特别逗。

芯片工业是一个国家能把上下游吃干净的吗? 高通背后有多少家供应商知道吗? 骁龙是 arm 公版架构,高通就负责填充架构和整合方案发给下游 foundry(台积电),后面的封测还要拜托日月光一大堆。系统生态依附于 google

高通这么大都做不到设计制造封装测试一体。

不少人黑英特尔挤牙膏,台积电步进到 7nm 还在挤 14nm 的牙膏。这其实也反应了一个公司通吃产业链越来越困难。

知乎用户 匿名用户 发表

一个偏题回答过百赞了!诚惶诚恐!一开始只是看到关于芯片的现状就忍不住吐了个槽!现在我想为某芯说两句好话了!

某芯从企业定位上就不是一个研发型的公司,只是代工生产!我在职的时候为骁龙代工过,现在不知道还合不合作!整个企业都是良性的!只不过有一点让公司从上到下有种邪性的感觉,就是国家的重点扶持!下面括弧里的内容是听当时工程部的人说的,真假不知道,所以我不会为此站在大街上等宾利 (芯片制造最重要的,最难搞定的,是生产用的机台,也就是机器!当时北京某芯重金从国外某企业收购多部二手机台,国家给予资金支持,所以里面猫腻很大。当时也听说做到某某部负责人享受国企科长处长级待遇,具体不了解!我只记得我在职时候的事,当时很多小领导和大领导已经默认自己是国企职工了,所以行事作风出现了神奇的一面!传统文化这个说法我不是很赞成,但是很邪性是真的,人家都说出淤泥而不染,这里都是拼了命的往淤泥里钻!)

除了人与人之间的氛围之外,某芯国际的一切都可以说是很棒的,员工可以福利买房 (北京呦!而且远低于市场价!),有公司建的员工子弟学校 (上一阵那个上海某芯小学不是还爆出食品质量问题吗!),制造部一线员工还有学历晋升,直接请老师到公司会议室来讲课,学费直接工资里扣,好像是有公司补助!

某些方面,某芯真的挺好的,非常的好,就是那一丢丢的小毛病。

我爱国!

我希望祖国强大!

我也希望国产芯片行业能有更好更 NB 的发展!加油吧!

…………………………………………………………………………

以下是原回答:

我保证下面提到的几点,全部属实!如果我蓄意捏造抹黑某公司,我不得好死,出门被被车撞,撞还撞不死,半死不活植物人

芯片行业了解的不太多。

在某芯国际上过班,

我不是一个偏颇的人,之前也做过销售,自认为正常和人打交道没问题,甚至同事变好友也很正常!

但是,但是,但是,

在这家公司里,

制造部,

从上,

到下,

从部门负责人,

到公司最低领导人,

都有一股子邪劲!

跟大家分享一些片段,我因为那年刚结婚求稳定才在朋友推荐下瞎了眼进的公司!接下来的一年里,真的是刷新我的人生观,事业观!

一,公司月会,恰巧九十月份那会,公司订单比较少,所以上班都比较散漫,没什么活干,部门负责人在月会上的发言:九月份十月份是所有市场,卖袜子的,卖手机的,卖车的,卖房的,都是淡季,所以咱们公司现在订单比较少很正常!

我能理解你想表达的意思,但是金九银十您没听说过吗?当时会场都在全神贯注听他讲话,只有我笑出了声!我现在都不知道他是怎么联想到卖袜子的!

二,公司年会,运动会,开发区文艺晚会,等等等等,都要把制造部姿色不错的姑娘调走,占用上班时间去排练舞蹈。

部门负责人原话是这么讲的:我知道抽人去参加排练工作上人手不够,但是希望大家理解一下,上面领导喜欢,大家都克服下困难,领导喜欢的,我们要支持!!

我:????? 这么直白?真不怕挨骂吗?

三,因为工作时上二休二,12 小时工作制,每次月会前,都要占用下班时间练厂歌,美丽的某芯我的家!不管你白班夜班,都得练!因为我住的远,通勤基本 2 个小时 +,我去跟我们科长说,放我先走吧,我真受不了,练两个小时,我再通勤俩小时,真猝死了我是真的不值!我们科长人不错,说:跟我说没用!领导让留的!!!我虽然不情愿,但是没办法,练到差不多还要把领导请过来验收一下成果,领导很会做人:嗯,唱的很好,感谢大家的支持,因为毕竟关系到我们部门的形象,需要我们大家一起努力,时间也不早了,大家是下班没走吧?还是今天休息来的?

唉,你可能都无法想象那个丑恶的嘴脸!真让人恶心

四,一开始我以为是赶巧,一把手二把手这样。后来一把手升任北京制造部总负责人,二把手升一把手,但是印象不错的科长升任二把手,然后也被同化了!我就崩溃了!虽说人最终要变成自己讨厌的那个样子,但是我还是想努努力,尽量不变成自己恶心的那个样子!

五,我真不是地域黑,真不是!北京某芯国际的一线员工大部分是西部某省 (不是自治区) 的中专生!可能真是涉世不深,不会与人相处!跟他们打交道那真的费劲!交接工作那叫一个难受!他来接班,他查的那叫一个精细,这都没问题,可以接受!但是我来接你的班,我问啥你都不知道你自己觉着合适吗?说个话嘟嘟囔囔,我问东他说西,问南他说北,你自己不觉着别扭吗?按说,这种情况女生比较多,对吧!

诶呀!!!可不是!!!!有这毛病的基本都是老爷们!!!那给你气的!!女生反到好接触!诶呀!越想越难受!!!

而且,这部分人还特别受领导赏识,说是能吃苦耐劳!!??我操!现代社会的吃苦耐劳我真不知道是什么意思!好像就是那些学历提升机构给你推销的时候,随口说的那一句,资本家剥削完你,还要好好夸夸你,给你高绩效,给你口头和实质的嘉奖!不然你怎么会老老实实开开心心的接受剥削呢?所以,为了避免这种情况,提升学历,充实自己,是非常必要的!

一年以后,我实在受不了了!上班就是接受摧残!

我离职了!!!

这是我生命中做的为数不多最伟大的决定!

几年过去了,我现在都庆幸!!!辛亏没说服自己忍下去!!!

再给大家更新一个我觉着挺有意思的几件事:

我还在职的时候,有一个人来应聘一线管理岗位,就分到了我们这,每天都是跟着我们跑,我很多好朋友都是东北人,所以觉着跟东北人有好感,吃饭,休息,抽烟都在一块!我还跟他开玩笑,说以后不幸你做了我的科长的话,那你可要好好提拔提拔我!

有时候觉着心里别扭了,也顺嘴跟他唠叨两句,我还劝他,说,你走吧!趁着现在试用期,省事!你这种人不适合在这个环境下生存!大哥说,我觉得挺好的呀,只要按时完成自己的工作,保证自己工作没问题,努力做到优秀,谁还能明着欺负咱还是咋滴!我对着大哥深情一笑,你会懂的!

后来呀,大概半个月,也就是七个班过去之后,我就没见过他!我加了他的微信,还问他,大哥你调哪去了?怎么见不着你了?

大哥跟我回:兄弟,这特么不是人待的地方,我该干哈干哈去吧!以后也别联系我了!!!

我一脸懵逼!

这是给他造成了多大的伤害呀?连这个地方的人都不愿意联系了!

第二件,我发小听说我工作上两天休两天,一个月还有个 4-5K,他也想来!我说你来吧,要考试的,英语啥的,你做好准备。我发小笔试没问题,面试的时候 HR 问了他一个问题,

问他为什么从上一家公司离职!我发小说,因为家里要收麦子了!家里忙,就回家了!!HR 又问,今天家里收麦子的时候还回去吗?我发小说,今年不用了,今年我们家用收割机了!!!

我当时听他说我笑了半个多小时,说你是真的皮!瞎特么搞!

后来!!!

哥们收到了入职培训的通知!

我操!

怎么滴,家里用了收割机就这么肆无忌惮吗????

!!!!!!!!!!!!!!

知乎用户 老扎古 发表

这是一个最坏的时代也是一个最好的时代,既有诸侯列国也有群魔乱舞,anyway 最后也会大浪淘沙

知乎用户 匿名用户 发表

其实这几年是越来越差的。以前有些国企军工厂做的电容电阻都很不错,后来都破产了,电容称斤卖。。。

知乎用户 不值一提的角色 发表

讲述国产 28nm 产线最新进展及半导体设备(光刻机等)国产化现状。

知乎用户 江平舟​ 发表

最近看到条让人气愤的新闻:

根据《日经亚洲》报道:2020 年,中国的半导体自给率仅为 16%,远远低于预期。

日经引用的是市场研究公司 CB Insight 的数据,而且这 16% 还包括了在中国设厂的境外企业,如台积电,三星,海力士等。

如果再剔除在中国大陆设厂生产半导体的台积电、三星、海力士等公司的话,那大陆真正的半导体自给率,恐怕只有 10%。

换句话说,2020 年中国大陆市场所需要的半导体产品,90% 依赖境外企业。

这是一组让人看了不是遗憾,悲伤,而是让人看了很怒愤的数据。

那么,数据真实性如何?

有一个很直观的东西可以佐证该数据,那就是中国的半导体进口额。

中国海关数据,2020 年中国集成电路,进口额 3500 亿美元,增长 14.6%。

(半导体主要四大部分组成,其中集成电路占 85%,所以业界通常将 “半导体” 和“集成电路”等价)。

(而在这 3500 亿里面,芯片进口又占大头。)

同样是 2020 年中国原油进口约 2000 亿美元,和半导体的 3500 亿相比,都更少。

可见中国半导体的重要性和自立根生的难度,越来越大。

根据报告内容,如果中国还是保持现在的状况,那么到了 2025 年,中国半导体自给率,也将只有 19%(包括中国境内的外国企业生产的半导体)

这才是个较重打击,表明了中国还是难以摆脱对境外企业的半导体依赖。

半导体是科技界的 “原油”,没有半导体产品,那任何科技产品都没法生产,如果不能把半导体命运掌握在自己手里,那对国家安全的威胁,不亚于原油。

其实国家早就注意到了这一状况,并且制定了一系列方案来应对,但到目前为止,却成效不彰。

2015 年《中国制造 2025》计划出炉,半导体自制,成为该计划的重点核心产业(可见已体认到半导体对国家安全的重要性。)

2025 计划中设定:到 2020 年,半导体自给率达到 40%,2025 年要达到 70%。

可如今 2020 年的自给率,不增反降,如果剔除三星台积电等境内企业,只有约 10%。

为什么会这样?或者说造成这一状况的原因是什么?

这其中有两大原因:一个是美国打压,一个是门外汉式的半导体发展政策。

我们来仔细说说。

因为中国半导体技术比国外落后不少,要技术追赶,最快的方法就是买。

买!

这也是为什么前些年老可以听到中国企业收购国外哪家半导体企业了。

最具代表性的就是 “中国紫光”,曾被称为 “半导体并购之王”,它先后收购展讯和锐迪科。

随后又要买美国的 “西部数据”,又要收购台湾省的矽品精密,还要买台湾的南茂科技。

还要买法国的智能芯片制造商 Linxens。

财大气粗的紫光,绰号 “半导体食人鱼”,就像暴发户逛精品店一样,随手指着世界上的半导体企业,这家,那家,这家,我全都要了。

我全要买,我不差钱!

紫光,是中国那时代的半导体缩影,试图靠着财大气粗的买买买,用最短时间追近中国半导体产业的差距,尽早实现《2025 中国制造》中设定的:半导体自给率 70% 的目标。

2021 年,半导体食人鱼紫光集团,宣布破产重组,暴发户最终搞得一地鸡毛。

紫光为什么会完蛋?恐怕鸿海的郭台铭说的很清楚。

郭台铭说:“像紫光这种企业就是搞炒作的,他不干实业,赵伟国(紫光老板)他就是个炒股的投机客,瞄准中国大政策要弄半导体,他就疯狂收购半导体企业,以此来吸引投资。”

紫光,看着很大,却是犹如庞氏骗局般的炒作,一旦炒作不下去,破产就是注定结局。

而打断 “紫光炒作之路”,最终让紫光破产的背后一大原因,就是靠“买买买” 的路线,走不下去了。

一开始中国还能买买境外的半导体企业,可随着特朗普上台,全面打压中国,让中国对境外企业的收购,都变得异常敏感。

美国外资投资委员会(CFIUS)开始强势插手中国企业的并购案,阻止中国收购美光科技,收购西部数据等多起跨国收购案。

同时也掀起了西方共同抵制中国收购半导体企业的行为。

这等于是活生生打断了中国用 “买买买” 来追赶技术的方式。

买不行了,那就加大投资,自己来技术追赶吧。

可半导体的技术投资,是一个长期日积月累的过程,不是今年我投了,明年或者后年就能有结果的。

更何况中国过去,一直忽视半导体领域的投资。

来看看 20 多年来,世界半导体投资前两名的企业。

![](data:image/svg+xml;utf8,)

常年来,世界半导体投资企业三强:三星,台积电,英特尔,中国大陆企业从来没有上榜过。

不客气的说,2010 年以前,中国对半导体产业投资,完全可以忽略不计。

那时候中国对半导体产业的投资,比芝麻绿豆还小。

用清华微电子研究所所长,魏少军的话来说:

那时候的中国半导体投资,在别人的统计误差范围之内(比喻非常少)。

一直到 2014 年,中国才开始注意到要加强半导体领域投资,可就算是 2017-2020 年,大陆的半导体产业投资合计大约为 447 亿美元,仅仅是同时期的韩国三星的一半。

投资比别人少,投资周期比别人又短,技术自给率能追上来才奇怪,追不上来才是正常。

这里面,还有一定的旧思维作祟,也就是改革开放初期的那种 “造不如买” 的惯性思维。

当时中国国际环境较好,造不如买是行得通的,因为别人肯卖给你。

而且最初就是把规模和数量搞上来,让中国成为世界工厂,高科技投资,投入太大,赚钱周期太长,根本没法赚快钱。

可一旦国际环境不好了,别人尖端产品不卖给你了,那状况就麻烦了。

2014 年,中国开始大力投资半导体。

2014 年才成立了国家集成电路产业基金,首批规模 1200 亿,当年也是炒作的沸沸扬扬,这个大基金一搞,中国半导体要起飞了。

可如今 2022 年了,2020 年的半导体自给率才 16%!

我就想问,这么多钱,去哪了?

2018 年中美交锋白热化,科技战领域更是前沿阵地,美国加大对中国高科技的打压,这同时也加速了中国对高科技领域,尤其是半导体领域的产业扶持。

更庞大的钱,涌向半导体。

可结果呢?

喂了狗了。

从 2019 年开始,中国的半导体注册企业,大规模的增加。

2019 年,新增半导体企业,2 万家。

2020 年,新增半导体企业,1.5 万家。

2021 年,新增半导体企业,1.5 万家。

2021 年,中国现存半导体相关企业 11.84 万家,同期中国半导体自给率,仅为 16%!

我就想知道,这 11.84 万家半导体企业,仅贡献了 16% 的自给率,那么这些企业,他们到底在干什么?

造玩具呢?

阿猫阿狗疯狂的涌入半导体领域,表面看起来红红火火,风风光光,可掀开帘子仔细一看,蚊蝇成群。

一窝蜂的成立半导体企业,讲白了就是,国家撒钱了,大家快去骗钱啊!

国家撒钱,是为了挽救中国半导体产业,为了不被西方卡脖子,为了国家安全。

可这一帮卖国贼,快马加鞭的去骗钱,骗补,直接造成了大笔大笔的半导体开发资金,喂了狗。

典型中的典型,就是 “武汉弘芯半导体”,投资 1280 亿人民币,曾名列湖北省重大专案项目,可见省里对弘芯的期望。

可这玩意儿,就是个彻头彻尾的骗局!

据新华网报道:

弘芯千亿骗局的幕后黑手,化名曹山(真名,鲍恩保),小学学历,却长期把自己包装成台积电副总、宏基美国纽约第一副总等假名义,到处行骗。

先后在马鞍山,庐江,灵璧设骗局行骗,他所到之处,留下的除了烂尾项目,就是一地债务。

在武汉搞了弘芯骗局后,这人又转到济南,去搞了泉芯骗局。

武汉急于追上国家半导体产业东风,想打造 “中国中部数据港”,被这骗子耍的团团转,这骗子甚至还请来台积电前大将,半导体教父“姜尚义” 来弘芯主持大局。

随后通过蒋尚义,在半导体领域的雄厚人脉,弘芯从荷兰买到了光刻机,还盛大的搞了个光刻机进厂仪式。

这更加深了政府认为,弘芯是玩真的。

但这只是弘芯,更大骗局的铺垫。

造价数亿的光刻机,进了弘芯厂,一天没用过,就被抵押给了农业银行。

国贼的钱骗到了,拍拍屁股走人。

新华网报道:2020 上半年就有报告《武汉东湖区投资建设经济运行分析》,报告指出:

弘芯持股比例:武汉临空港投资集团 10%,北京光量蓝图持股 90%。

其中 “国企临空港” 投资的 2 亿注册资本已经实缴,可北京光量的实缴资本,始终为零。

“弘芯存在大量资金缺口,随时面临资金链断裂的巨大风险。”

可是这么一份扒皮弘芯的报告,却不知是何原因,马上被删除,此后就再没人多提弘芯是骗局这话。

直到弘芯真的烂尾。

这就很像什么?这就很像所有人都知道他是骗局,可却没人敢说,没人敢指出国王没穿衣服。

直到第二年资金链断裂,骗局曝光。

意外吗?老实说一点不意外,很多人早知道他就是骗局,早死晚死的事儿,唯一的问题是,他死了的责任,别让我来负就行了。

千亿骗局的弘芯,在整体烂尾后就一直在打官司,幕后黑手曹山(真名鲍恩保)调查的怎么样了?不知道。

谁来为那么大的骗局负责?也不见人负责。

一切都跟糊涂账一样。

而除了武汉弘芯之外,成都格芯,也是大烂尾项目之一。

成都格芯,初期投资 600 亿人民币,厂子造好了,设备却再三拖延,到 2020 年工厂全部停工,贴上封条,工地工人就地遣散。

淮安德淮半导体,投资 450 亿人民币,高额投入后,入不敷出,投资很大,回报却很少,最终资金短缺,资金链断裂,德淮宣布破产。

德淮半导体破产后,落得个上京东拍卖平台,公开拍卖的下场。

最终被人以 16.6 亿人民币,接盘。

当年 450 亿的项目,最后 16 亿接盘,巨额损失算谁的?

还有陕西的坤同半导体。

坤同半导体,办的时候轰轰烈烈,投资 400 亿搞半导体大项目,可最终项目搁浅,工地全部停工,未来又是一片烂尾楼。

南京德码半导体,投资 200 亿人民币,找来以色列芯片公司合作,可最终德码因为还不起债,沦为 “失信被执行人”,公司也成为“欠薪,欠款,欠税” 的三欠公司。

南京政府成德码烂尾,最大受害者。

另外江苏时代芯存,中环航太,成都超矽,华芯通,

中晟宏芯,层出不穷的半导体骗局和烂尾。

你如果仔细去查这两年半导体企业破产的新闻,遍地都是,看的叫人气愤。

但里面的套路却是大同小异。

都是利用地方政府想要积极响应国家号召,大力发展半导体产业,而粗暴上项目的结果。

这群利用中国大力发展芯片契机,实行诈骗的人,才是真正的卖国贼!

可另一边的一个根源问题就是,针对半导体产业发展的方向性错误。

半导体具有三大特性:

大投资,长周期,高风险

我们看起来中国好像往半导体产业里撒了很多钱,但这个钱,并不够多,还远远不多,未来要撒的钱,只有更多。

而且这个撒钱的方式,错了。

半导体绝不能够搞全社会式的百花齐放式的投资。

半导体产业,百花齐放,最终的结果必然是一地鸡毛。

面对半导体产业如此的前沿科技,必须把投资全部集中到几家或者十几家企业。

像是一年新注册 2 万家半导体企业,全国 11.8 万家半导体企业,乍一听好像百花齐放,可业内懂行的人,就知道这是个笑话。

世界上没有比半导体产业,更需要集中力量 “办大事” 的了。

像现在这样搞,东边一家西边一家,全国几万家,初期投资钱烧完了,造出来的产品技术差,水平低,根本没人买。

要追赶技术,就继续烧钱研发,可烧不起研发,入不敷出,资金链断了,公司破产。

想要真正扶持起来一家,能在世界上站稳脚跟的半导体企业,就要有至少十年不赚钱,且不断往里大量烧钱的觉悟。

台积电怎么起来的,三星半导体怎么起来的?

哪一家不是通过长年的大量烧钱起来的?

可中国现在,天女散花般的投资,地方政府急于想要 “半导体政绩”,丝毫不懂这产业的特性,外行领导内行。

让骗子有空子可钻的同时,大量资金也白白烧掉。

总的来说,我们无法改变境外势力怎么想的,美国也不会放松对中国高科技的打压,但我们可以调整自己内部的方向。

杜绝 “百花齐放式” 的纸面繁荣,认清半导体产业的客观发展规律,列出半导体领域重点发展企业,对这些企业进行重点投入和开发。

做好半导体产业,长期亏损,长期烧钱的准备。

只有这样,才有可能做到真正的半导体自主,才不至于自给率仅有 16% 的窘境。

为了中国的高科技未来,半导体的粗放式发展,该歇歇了。

感谢各位的点赞,转发和分享。

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知乎用户 匿名用户 发表

买得起房吗?

买不起,那说个屁。

住不起,还有什么好说的。

还不如去别的行业。

中国衰落怎么办?与我何干,天塌下来还有个子高的,北京那块儿有我的房子吗?那我为什么要管?炒房得时候一个个的 high 到顶,现在让我拿着两三千块钱自己都养不活为了情怀奋斗?呵呵

端起碗吃肉,放下碗骂娘,还盯着别人手里得人,你们的脸在那儿???

我就想不通了,一群家里几套房天天不上班游手好闲无所事事的人指责这月薪几千生活无望的员工不爱国没有情怀不为中国奋斗跑去别的行业工作,哪儿来的脸?

知乎用户 匿名用户 发表

知乎用户 网易智能 发表

跟进一下~

标普全球市场情报 (S&P Global Market intelligence) 公布最新数据显示,今年截止到当日,中国半导体公司通过公开募股、定向增发以及出售资产的方式筹集了近 380 亿美元 (约合 2500 亿元人民币) 资金,比 2019 年全年募资总额高出一倍多。

图:9 月份在北京国际科技产业博览会上展出的中国芯片设计

与此同时,根据企业注册跟踪机构汇编的数据显示,今年有 5 万多家中国企业注册了与半导体相关的业务,是五年前注册总数的四倍。其中许多公司与芯片行业联系并不密切,如房地产开发商、水泥制造商和餐饮企业等。这些公司在将自己重塑为芯片公司,以期受益于政府激励计划,例如免税和政府资助等。

半导体对智能手机、汽车和其他出口商品制造商来说愈加重要。作为世界上最大的半导体进口国,海关数据显示,中国去年购买了 3000 多亿美元的外国制造芯片。位于华盛顿的半导体行业协会的统计数据显示,中国企业供应的半导体只占全球市场的 5%。

专注于投资半导体初创企业的上海投资公司 Winsoul Capital 董事总经理 Adam Zhao 说:“这事关维护供应链的稳定。”

图:随着专业人才涌入,今年注册与芯片相关业务的中国公司数量创下新纪录

自上世纪 50 年代以来,中国政府就曾投入大量资金以培育国内芯片产业,但人才瓶颈、投资错误及其他因素阻碍了它的发展。不过,近期的努力更多地依赖于私营部门,而不像过去那样由国家推动。

研究公司龙洲经讯分析师王丹 (音译) 表示:“现在全社会都在努力培养国内资源,这样就不会有企业因供应链不稳定而陷入瘫痪。”

2019 年有智库发布白皮书称,到 2022 年,半导体行业的技术人才缺口将超过 25 万。因此各高校正在优先开展旨在培养新一代半导体专家的项目,以解决半导体行业的技术人才短缺问题。

华兴证券半导体研究主管 Szeho Ng 表示:“芯片开发没有捷径,积累工程师经验和技术诀窍才是成功的关键。”

华为创始人任正非曾表示,由于美国的限制,其智能手机处理器库存即将告罄。他强调称,培育强大的国内芯片行业非常必要。华为之所以面临困难,是因为 “中国的产业无法生产出我们设计的先进半导体芯片”。

加大芯片投资力度的中国公司包括电子商务巨头阿里巴巴和电动汽车制造商比亚迪。不过,还有像甘肃上峰水泥公司这样缺少芯片经验的企业,该公司向一只投资基金注资 3800 万美元,为半导体合资企业提供资金。上峰水泥在备案文件中提到,该公司正在寻求分散投资。(小小)

知乎用户 未来的 Researcher 发表

经评论

@云将东游

提醒,斯坦福前校长做 MIPS 的 John Hennessy 退休了。

———————2020 年 1 月 24 日更新——————

评论里有些朋友说我看不起国内高校。请提高阅读理解谢谢。这样评论的是没有注意到我说国内高校企业发 ISSCC 数量大增还是你压根不知道 ISSCC 是什么来这显示没做过阅读理解。我说 “高校那些领导班子是做什么出身的”,这是个疑问句,而不是反问句。另外,我们在说的是芯片,芯片本身就是当下需要重视的,目前的高校领导班子是做什么的确实顺应了过去我们国家发展的需求使得一些领域取得领先。然而,我借用高校领导班子说的是我们过去对芯片的重视不如美国等发达国家,仅此而已。

———————2020 年 1 月 22 日更新——————

有一些朋友在下面评论说我的比较或者比喻不恰当。

首先,我吐槽快手等 App 的送红包只是单纯的 diss 有一些互联网公司畸形的营销。我认为通过送红包这种东西来营销是严重阻碍了正确的勤勤恳恳人们的价值观。过度的流量网红经济也严重阻碍了年轻人奋斗的心里,人的精力就那么多,都去关注你通过畸形营销营造出来的假象谁还去艰苦奋斗?可能很多年轻人本身也有错包括家长教育不到位。

跟我说快手都是大数据分析的,我承认自然有大数据,毕竟我们人多。那我请问,微博比快手早很多,微博有没有大数据?按照时间和用户量微博应该比快手大数据多吧?腾讯有没有大数据?**作为软件互联网公司,本身就是科技。我哪里说快手没有科技了呢?**只是在人工智能 “时代”,不要听风就是雨觉得大数据就是高端科技。有的是,有的不是。**如果你说推荐算法,快手确实有,微博也有啊!**微博几年前的东西了?**人家也是根据你看的微博给你推荐微博啊。淘宝亚马逊也是根据你买的东西给你推荐东西啊。但是快手菜单里有这么一句话大概是 “为用户提供的视频是算法推荐的,无法人工干预”,扯淡呢?这种靠流量赚钱的公司,人家网红营销给它钱它不让人家上首推人家怎么涨粉丝赚钱?“无法人工干预” 也有人信?**无法人工干预我是不是可以说整个视频系统就是一个 Unsupervised Learning System,如果真做到这个,我估计快手市值可以赶超腾讯了。而且国外会求着快手分享自己的技术。

思考一下最近的广告,快手春节抢红包 10 个亿,抖音抢红包 20 个亿。请问这个广告的目的是什么?增加年味?企业这么善良了?本质上是为了宣传企业形象吧?类似于广告。**然而做广告不是应该有实打实的产品吗?**苹果营销做广告你知道苹果质量好去买它的产品。如果苹果也要做广告圣诞瓜分红包 50 个亿你会不会觉得库克疯了?

你抢了红包,几亿个人看了广告去抢了红包,这个过程中所有人浪费的时间去做实事是不是能创造更多价值?如果一个公司发红包就可以增加知名度获得认可,这个价值观是不是错了,只要有钱就代表好?我给你一个人发一块钱,你觉得我好,然后来我的 App 充钱 10 块,这种赚钱方式是不是不对?**我玩抖音快手 App 按理说享受了的应该是直播服务,所以做广告不应该宣传的是直播质量吗?**为什么广告单纯只说 “上快手,瓜分 10 亿红包”?请问关于钱的广告需要做吗?我难道不知道钱好吗?

———————— 以下是原回答 ————————

一个委婉的回答。

先说一个令人高兴的事实:

**今年的 ISSCC,有中国企业高校参与发的论文已经超过 20 多篇了,其中也有中国初创芯片公司的论文,**很欣慰。虽然大多数是 AI 芯片相关哈哈,不过今年 ISSCC 主旨就是 “Hardware for AI”,不知道 AI 还有几年,App 都还没有很大的商用,硬件的商用还是要等的。

再说差距:

麻省理工(MIT)的现任工学院院长(Dean, College of Engineering)Anantha Chandrakasan 在 2017 年就任,他是做集成电路设计的。电路设计最高级会议 ISSCC 到 2013 年的 60 年历史他发的数量最多。不过当了院长之后估计忙了这两年很少发了。

斯坦福(Stanford)校长是做计算机架构的,曾经带领了 MIPS 的研发。

加州伯克利(UC Berkeley)的现任工学院女院长 Tsu-Jae King Liu 是做微电子的,FinFET 是她和 Hu Chenming 带领研发的,是电子器件的一场革命。

**再看看国内高校那些领导班子是做什么出身的,你就可以看出个大概了。**别说高校和工业不一样。科技界的通理就应该是通过一代又一代的教育培养人才。英特尔的创始人不是学校出身吗?EDA 巨头 Cadence 是伯克利出身的好吧?就说集成电路最早的 Jack Kibly 做的那个板子,人家是 UIUC 出身的。再看看国内高校出身的几个 “巨头”,清华的快手?确实混得不错都上央视新闻表扬年度科技品牌了。

只是我们国家人太多,可以通过别的手段发展所谓的 “科技”,想想快手当时的未婚先孕事件,就算现在打开还都是推荐一群女的跳舞,然而所谓的瓜分几亿红包一堆群众买账,还成了春晚独家合作伙伴,有钱一起赚?**快手的科技含量我就不吐槽了。看看有多少个短视频 App 就知道了,**只是用户有一个短视频 App 就够了,所以早起的抖音快手发家了。

只要这种大家每天看得见的畸形营销还存在(瓜分红包,免费送礼),神经病吧?哪个发达国家这么做广告的,我感觉这是上个世纪类似于大妈大爷排队几个小时等送东西的升级版。毕竟那会只有大妈大爷闲,现在年轻人闲还不愿意等,手机互联网快正好满足了这一大批人。

**电子产业作为互联网的基础,我们国家作为大国,走向发达的路上,电子早晚要和美国等发达国家硬碰硬,**我们必须在电子方面做到尽可能的垄断,然后像任正非先生所说的为全人类服务。既能保证硬碰硬时我们不输给别人,也能承担作为大国为所有人服务的责任。

互联网赚钱归赚钱,**其实全世界都知道当下软件计算机赚钱,但是在很多发达国家已经有了芯片良好的基础,也就是说,互联网现在赚钱也不影响他们芯片已经赚的盆满体钵的事实并且有足够的客户基础和出口额。**美国高校看得明白,再重视你互联网,开人工智能专业提供人才给工业界,领导班子应该是咋样人家不傻。我上面也说了,毕竟是工科世界三大名校,认为可以说明一些问题。**相比较而言,互联网在国内的大众认知和企业重视程度远大于芯片电子。但是我们在这个软件计算机赚钱的时代却没有良好的芯片电子基础,**而且这个差距有一部分就是因为一些互联网大公司的畸形营销和没良心行为(比如难以注销帐号)来拉拢中低端市场并且我们国家这方面的用户居多,导致人们对芯片认知不足并且国内资本严重短视不愿意为前期烧钱的芯片产业投资,并且没有芯片自主产业导致了相关人才岗位严重缺失,恶性循环。

**自从华为这样有担当的企业站出来之后,这个软硬件差距在逐渐缩小,**用户对硬件的认知在提升,ISSCC 中国参与的论文数量大增是一个体现。知乎关于华为和芯片的问题回答数量质量在提升,国内芯片初创公司数量质量在提升,相关从业者待遇在提升,等等,但必须再接再厉。

十年河东十年河西。2020 往后,谁赚钱,我们看看再说。谷歌一直都需要自己的人工智能加速,脸书有了自己的 VR/AR 实验室作为相关硬件开发的支持。苹果开发自己的芯片一直是它们的战略之一。华为这方面已经很牛。

知乎用户 匿名用户 发表

上海兆芯最有可能做出商用的 x86 CPU,从而推动到政府,再进而有可能推广向大众。私以为 x86 才有个人前途

(有背景,战略明确,有资金)

知乎用户 丘吉尔八卦 发表

芯片的问题永远无法做到像互联网一样的快速发展。即使面临中兴被制裁,所有人都看到了被扯下了遮羞布的中国科技现状。

在这种情况下紫光国芯的股价也羞羞答答涨了 9.99,之所以说羞羞答答,涨了一天的时间才完成了这 9.99。显然投资者对这个问题是谨慎的。
为什么谨慎? 因为芯片问题不是我国擅长的撸起袖子开始干的模式。凭着一股劲就能解决的问题。大家喜欢说两弹一星,两弹一星一共生产了多少?能实现批量生产么?显然不能,那批量生产的难点在哪里,第一工业基础,第二人才储备。可惜的是,这两点目前中国都没有。就目前的现状来说,工业基础基本上被房地产毁了。人才储备基本上被互联网吸走了。

假设这一切都在,那是否可以快速发展呢?答案依然是否定的,此处

@陈近南

,引用一下他的观点,因为差距很大无法短时间内超越,无法超越美国现有的技术,那么芯片制造设计公司就很难获得比其他投资方式更高的盈利。像任正非说的,海思的意义不在于他能生产多么好的芯片而在于他存在就能让美国不会漫天要价,从这个角度来说,芯片公司的老板们各个都是慈善家。自己研发新产品咣咣的砸钱,承担着很高的失败风险,只为了让别人的产品卖的便宜一点。这显然是不现实的。然后就是抄版图由于原理弄不清所以质量也不怎么滴。然后发展到买现成的贴牌。最后,只能国家出手,然后就是弄虚作假。。。然而美国很清晰的知道中国的实际发展水平,对此也十分喜闻乐见

中国有没有自主研发的芯片,有没有勤勤恳恳工作的芯片工程师,当然有的是,同样要正视自己和顶尖的差距。做过研发的都知道,你要实现一个功能不难,但是你每提升产品的一点性能所需要付出的努力不是等量的而是指数的关系。在性能提升初期,你可能有前人的经验,国外的参考文献。到后期外界的助力就会越来越少。难度却一再提升这就是我们所说的技术壁垒,为什么软件可以跨过这个壁垒?软件试错成本太低了,软件的试错成本可能是我跑了几个月的程序白跑了,但是一次流片好多钱,而且国内还没有机械必须去国外,而且做完了你也不一定能知道问题在哪里,不能在关键节点抓信号就意味着这是一个黑盒测试,给你输入输出你猜问题,想解决方案能不难么。芯片设计和制造是一个真正的科研行业,需要很多尊重他的人愿意为他付出。而很多外人不懂,在互联网世界待时间长了,心静不下来,也不太尊重科学和科研从业者了

至于芯片行业的前景,实话实说,依然不看好技术差太多,人心浮躁。搞芯片的兆芯在上海,海思在深圳。最好的资源和人才在一线城市是理所当然的。但是这份理所当然对于 90 后们来说就不一样了,没有经验的 90 后和 80.70. 甚至 60 放在一起排排坐,结果可想而知。于是有了二线城市崛起。前人靠着房子在一线过上了老婆孩子热炕头的生活,最应该奋斗的 90 后们得不到资源,看不到外界在二线也过着安逸的生活。可悲的是,现在二线城市也已经居大不易了。

我国现在面临的形式之所以严峻,在于美日韩德已经把控了整个产业链形成了一个闭环。在这个产业链形成之前,我们可能只需要做好一个就能够拥有话语权,但是现在我们需要整个产业链都赶上别人,才能保证自己的科技发展不受别人限制。

至于我国和他国的差距,感谢

@五道口塑料回收站

推荐了

@宁南山

的一篇文章 “星星之火,可以燎原 – 国产半导体设备制造产业发展概况”。文章很长我把结论粘一下,侵权立删

我看到所有芯片相关的回答对芯片发展都是 10 年起,这不单单是一个时间的问题,也是大家对现状的看法,10 年间存在多少变数,需要多少付出,这都是作为决策者需要考虑的问题。国家的支持肯定能缩短这个时间,但是能缩短多少,这就是个很大的问题

而且这个问题能不能解决,要怎么解决。1. 要看国家接下来的布局和政策是否真的能有利民生和实体的发展。贪腐问题到底能解决到什么地步。多少钱能花在刀刃上,能产出成果。2. 要看外交是否给力,能够拉到盟友。否则我觉得就安心的当美国的小弟。享受着全球化的福利,用底层和中层供养着上层的模式等待新社会的诞生。人生怎么样都是过,国家也是。

如果我们可以在芯片方面将技术共享做的更好,仿照国外企业并购可以获得更多技术并且降低运营成本的思路,应该侧重对专利技术的补贴,假如 a 公司需要 b 公司的技术,那么购买专利的钱由国家出一部分或全出,配上相应的监管。让技术真的流通起来达到不浪费人力资源的目的。未尝不能有所改善。这会需要很长时间进行改变,短期内无法看到成果,不过短期内应该可以看到中兴的结果,天佑中兴

阿里刚刚公开了 600 页的技术全景图,我把二维码贴在下面想要的可以看一下。

~~~我是更新的分界线~~~

人民日报发文要不计代价发展芯片行业,围观群众(就是我)表示提出接下来的一些猜想,不喜勿喷。

就像评论里说的这是国家用钱能解决的问题。那么钱怎么花呢,不用想一部分给紫光这样的国企,相关的研究所高校也会有份,这都应该是直接给钱的。然后就是对私企政策福利。那么问题来了,全方位落后的前提下国企们之前的产出效率就不怎么高,给谁多给谁少。这个评价标准谁来定,按照我国的一惯习惯,按论文数决定,于是就喜大普奔了,大家继续发文章。如果国家觉得这个标准不行那换一个,就变成了人治,这个决策者可就要扛起巨大的责任和面对巨大的利益诱惑。所以希望祖国越来越强大。

如果给私企补贴,就更热闹了,对于谁能拿到补贴的判断标准该如何制定,资本和国家意志之间的博弈,私企出力,国家出钱,怎么保证专款专用,以及较高的转化率,出了问题怎么办谁负责?这个部分我还没有工作,确实没能力继续。

~~~我是更新的分界线~~~

阿里出手了,链接是机器之心关于阿里收购中天微的文章。互联网的触角真的要伸到民生的各个方面,长此以往就不会产生问题么?总觉得哪里还是怪怪的,不过总之是件好事,心疼芯片工程师们要开始 996 的生活了,不过马云爸爸的待遇应该还是很好的

http://mp.weixin.qq.com/s/h6zBAxKpiklOnjC-mnGU4w

知乎用户 赛博汽车 发表

在汽车不断朝着智能化方向发展的今天,芯片价值越发显现,根据麦肯锡数据预计,2030 年国内仅 L3 及以上的高阶自动驾驶汽车的半导体规模即可达到 130 亿美元。根据半导体在智能汽车上应用领域的不同,开源证券将其分为计算及控制芯片、存储芯片、传感器芯片、通信芯片、能源供给芯片等。

目前,中国汽车芯片市场长期被国外厂商垄断,国产芯片市占率不到 10%。但,一方面,“芯片荒” 问题持续发酵,芯片持续供不应求;另一方面,美国对中国芯片的 “封杀”,也让国内市场感受到技术压力。基于此,一大批国产芯片企业正在萌芽发展,寻求国产替代可能性。

01

计算及控制芯片:老将与新秀

计算及控制芯片智能汽车之 “眼”,以微控制器和逻辑 IC 为主,主要用作计算分析和决策,包括主控芯片和辅助芯片。从应用场景来看,计算芯片可以划分为智能座舱芯片和自动驾驶芯片、车身控制芯片。

智能座舱和自动驾驶芯片方面,英伟达、高通、英特尔、三星、瑞萨等厂商凭借优越的芯片性能和供应链积累,在中高端座舱芯片领域占据大半江山。国产领域近年来,除了华为,也有如地平线等初创企业冲出突围,开始落地上车。

目前,华为智能座舱芯片已搭载入极狐阿尔法 S 华为 HI 版,根据此前信息显示,新车车内座舱搭载的是麒麟 990A 芯片,具有 3.5TOPs 算力,支持 5G 网络连接;自动驾驶芯片上,华为主要采用将传感器、芯片、算法绑定销售的全家桶式方案,能够帮助主机厂快速上车量产,有消息称,搭载入极狐阿尔法 S 华为 HI 版或为麒麟 990A 芯片。

地平线合作伙伴也以中国品牌为主,已经公布搭载地平线征程系列芯片的车型有长安 UNI-T、UNI-K、奇瑞蚂蚁、智己 L7、广汽埃安 Y、广汽传祺 GS4 Plus、岚图 FREE、思皓 QX、2021 款理想 ONE 等。上市车型目前多搭载征程 2 和征程 3 芯片,且智能驾驶和智能交互芯片为两个系统。据地平线创始人余凯称,伴随着征程 5 的发布,未来智能驾驶和智能交互会合在一个芯片上进行计算。且与一些芯片公司不同,地平线所有芯片拥有完全开放的生态和完备易用的工具链, OEM 厂商可以在芯片、算法中的任意层次购买服务。

相对而言,车身控制芯片对算力要求较低,通常以 8 位或 32 位的 MCU 芯片为主。这部分芯片也被外资厂商高度垄断。它是汽车的微控制单元,可以理解为控制汽车各个部分的中枢神经,用以承载并实现不同的功能,一辆传统汽车平均用到 70 颗以上的 MCU 芯片,每辆智能汽车可能采用超过 300 颗 MCU,因为也是 “缺芯” 浪潮中最 “缺” 的品类。在此次背景,比亚迪电子、杰发科技、芯旺微等一批企业正在加速替代。

几乎在造车的同一时间,比亚迪已经开启了半导体研发之路。不过,由于车企背景,比亚迪的半导体主要是内部供应,从其公布的客户名单来看,2018 年 - 2020 年比亚迪一直稳居比亚迪半导体第一大客户的位置,销售额贡献超 50%。尽管比亚迪半导体招股书称,其已进入小康汽车、宇通汽车、福田汽车、北京时代、英威腾、蓝海华腾、汇川技术等厂商的供应体系。这些都不算主流乘用车企,且外界观望态度更多。不过,随着比亚迪半导体寻求独立上市,或能拿下更多客户。

成立于 2013 年的杰发科技为四维图新全资子公司,下设上海途擎微电子有限公司。杰发科技专注于汽车电子芯片及相关系统的研发与设计,在合肥、深圳、上海、武汉设立有研发及市场销售中心。杰发科技于 2018 年推出车规级 MCU 芯片 AC7811,截止 2020 年 12 月已累计出货几百万片。第二代 MCU 芯片于 2020 年推出,目前已上车。根据官方信息,杰发科技已落地通用、大众、上汽、一汽、长安、吉利、东风、奇瑞等多家车企旗下车型。

02

存储芯片:刚刚才起步

存储芯片,顾名思义,主要用于数据存储功能,包含 DRAM(动态存储器)、SRAM(静态存储器)、FLASH(闪存芯片)等。

传统汽车上存储产品多数应用在导航系统、仪表盘等场景中,汽车智能化趋势下,车载存储应用逐渐丰富,开始应用在 360 环视、自适应巡航、高端 HUD 系统等,车载储存产品单车用量提升。

与此同时,智能汽车对瞬时计算的要求提高,逐渐转变为计算平台,车辆需要对传感器所捕获的大量资料进行实时处理,这就对带宽和空间需求提出了更高的要求,越来越多的芯片企业聚焦这一领域。

不过,国内相关供应商较少,此前存储芯片供应商多聚焦于消费电子领域,仅 2019 年底,北京君正通过并购北京矽成(ISSI)进入了车载存储芯片领域。

ISSI 主要产品包括存储芯片和模拟芯片,主要有 DRAM、SRAM、Flash 和 Analog 四种,下游领域包括汽车、工业级医疗等行业。北京君正此前从事国内 CPU 设计,收购完成后搭建起了 “CPU + 存储芯片” 平台,北京君正希望双方能形成有效联动,一方面,ISSI 可以借助君正大力开拓国内车用存储芯片市场,另一方面君正可以借助 ISSI 的车载平台将 CPU 设计能力逐步导入至汽车市场。

但,ISSI 在车规级存储芯片领域还未有更多经济效益体现。根据北京君正发布的 2021 年第三季度财报数据显示:芯片方面,汽车智能化使得汽车上的数据量越来越大,数据的传输、连接和融合需要互联芯片,这块市场保持高速增长。公司今年加大对车载互联芯片的研发投入,Q3 单季度亏损约 670 万美金,预计明年将开始贡献营收,并有望在将来为公司成长提供长期动力。

尽管兆易创新、聚辰股份等存储芯片供应商也在加快向车载领域开拓,不过总体来看,国内供应商在这一领域动作较慢。

03

传感器芯片:自研加并购

传感芯片,主要是用于探测、感受外界的信号,并将探知的信息转变为电信号或其他所需形式传递给其他设备。主要包括 CMOS 图像传感器(CIS)、图像信号处理器(ISP)、激光雷达芯片等。

CIS 芯片是车载摄像头中价值量最高环节,目前已有国内厂商进入头部。根据 Couetpoint 数据统计,2019 年全球车用 CIS 市场份额前三的厂商分别为安森美(60%)、豪威科技(29%)、索尼(3%)。

其中,豪威科技于 1995 年成立于美国加州。2016 年初,美国豪威科技被华创投资、中信资本和金石投资收购,成为北京豪威科技有限公司的子公司;2019 年 8 月 1 日,韦尔股份收购了北京豪威科技有限公司 85.53 的股权。

从 2005 年开始量产第一颗车用图像传感器至今,豪威科技在汽车领域出货量累计已超过 8 亿颗。2014 年 4 月,豪威科技加入英伟达自动驾驶汽车发展生态系统,并推出了第一组与英伟达 DRIVE AGXAI 计算平台兼容的 CIS 系列。

目前,豪威车用 CIS 主要销给欧洲客户,产品用于奔驰、宝马、丰田、大众、特斯拉等整车。

ISP 芯片方面,豪威也有布局。除此之外,富瀚微早在 2018 年便发布首款车规级前装 ISP 芯片,能够支持前视、环视和车内摄像头等不应用场景;今年 4 月,北京君正也拟定增 14 亿,其中 2.37 亿元用于车载 ISP 系列芯片的研发与产业化项目。

激光雷达芯片上,一部分激光雷达企业选择自研,以企业禾赛科技为例,其在招股书上显示,公司拟募集资金 20 亿,投向激光雷达的研发设计、产品方案、生产制造等关键环节。具体而言,主要用于智能制造中心项目、激光雷达专属芯片项目和激光雷达算法研发项目。在禾赛看来,自研芯片的使用为产品在性能、集成度和成本上带来了竞争优势。

另有一部分专门从事激光雷达芯片的企业,包括纵慧芯光和长光华芯、南京芯视界、博升光电、睿熙科技等,前三家华为都有投资入股。其中,纵慧芯光在车规芯片领域,已完成 AEC-Q102 车规认证,且公司自有外延产线;长光华芯拟通过 IPO 发展 VCSEL 及光通信激光芯片项目;南京芯视界产品包括单光子雪崩二极管 SPAD 芯片,可实现超高灵敏度光电探测以及单光子器件阵列高密度集成度。

与此同时,睿熙科技已与多家车企合作,完成用于车载激光雷达的 VCSEL 芯片定制开发,该芯片峰值输出功率数百瓦,支持逐行按序点亮;博升光电可通过单层 HCG 光栅替换现有 100 多层的 DBR 反射镜,大幅简化了 VCSEL 外延结构,缩短了外延生长时间,提高了生产效率。

04

通信芯片:优劣势分明

通信芯片,则主要用于发送、接收以及传输通信信号,包括基带芯片、射频芯片、信道芯片、电力线载波通信芯片等。无论是对于单车智能,还是车联网,通信芯片都足够重要。

目前基带芯片领域,在海思芯片短缺的背景下,高通一家独大。

车规级通信模组上,国产厂商具有绝对优势。根据开源证券相关报告,2020 年上半年,国产厂商在国内前装通信模组市场份额超过 90%,其中移远通信(35.99%)、慧瀚微电子(17.53%)、SierraWireless(17.04%,广和通收购其车载模块业务)位列前三。

涌现出华为、大唐、高新兴、移远通信等为代表的一大批 C-V2X 芯片模组企业,大唐高鸿顺利实现 C-V2X 车规级模组 DMD3A 量产。

此外,国外企业高通与高新兴、移远通信等国内模组厂商广泛合作,推动 C-V2X 芯片组在中国的推广应用,Autotalks 积极与大唐等中国厂商进行 C-V2X 芯片组级互操作测试。

另一个重要的通信芯片——以太网芯片形势则是不容乐观。

在智能汽车时代,电子电气架构和软件架构齐变革,车载以太网将成新一代主干网络。不过目前全球仅 NXP、博通、Marvell、瑞昱、Microchip、德州仪器六家供应商能够实现以太网芯片量产。国内仅裕太微电子等少数企业在进行研发,不过远未到可以量产阶段。

裕太微电子是一家车载核心通讯芯片研发商,成立于 2017 年,该公司在苏州高新区和上海市张江高科技园区两地均设有研发中心,于 2021 年第四季度正式推出第一代 2.5G 以太网芯片并对外送样测试,值得一提的是,华为、小米都投资了裕太微电子。

05

能源供给芯片:自给率不足

能源供给芯片主要用于保证和调节能源传输,以分立器件为主。具体包括电源管理芯片、晶体管(IGBT、MOSFET 等)等。

纵观全球电源管理芯片市场分布情况,欧美大厂同样占据绝大部分份额,根据 Yole 数据,德州仪器、高通、模拟器件、美信、英飞凌、安森美、恩智浦、戴洛格半导体、瑞萨电子合计市场份额超过 75%。

国内产业长期面临自给率严重不足的局面,直至国际贸易形势变化触发了芯片国产化的浪潮,这一局面才出现一些转变。包括闻泰科技、南芯半导体等企业加速向电源管理芯片拓展。2021 年 7 月,闻泰科技发布公告,子公司拟收购英国晶圆制造资产 Newport Wafer Fab(NWF)100% 权益,加码功率半导体与车载电源管理芯片业务全球化布局。

IGBT 产品上,英飞凌依旧是绝对的龙头老大,从 2019 年国内新能源汽车 IGBT 模块市场来看,市场占比 58.2%。比亚迪市占率为 16%,另一家中国企业斯达半导为 13%。而从全球 IGBT 市场看,比亚迪半导体和斯达半导话语权更低,所占据的市场份额均不到 2%。

从制造工艺看,目前,比亚迪已经发展到第五代 IGBT,可对标英飞凌第四代 IGBT 产品,后者已经做到第七代;斯达半导稍快一步基于第六代 Trench Field Stop 技术的 650V/750V IGBT 芯片及配套的快恢复二极管芯片,已在新能源汽车行业实现应用。

“中国现在冒出来很多企业,也是和华为一样,专心致志做一件事的。一个人一辈子能做成一件事,已经很不简单了。为什么,中国 13 亿人,我们这几个人把豆腐磨好,你那几个企业好好去发豆芽,把豆芽做好,我们 13 亿人,每个人做好一件事,拼起来就是伟大祖国。”

这是几年前,华为创始人任正非在新闻联播节目上的一段讲话。

如今,在科技日益发达、全球化不断加速、产品越发精细化的今天,专心做好一件事格外重要。期待在全球 “缺芯” 的当下,中国有企业能够“补位”,专心做好一件事,成为芯片领域的“华为”,亦或是“宁德时代”。

知乎用户 有鸡大米​ 发表

首先 EDA 软件,这个前文没怎么提,实际上 EDA 是芯片设计的工具,相当于芯片设计的上游,有软件才能搞设计。这个目前基本上都把握在美国手里,国内最好的公司就是华大九天,不过只能够提供产业所需 EDA 解决方案的 1/3 左右,加上国内其他小公司的产品,国产工具能够提供全流程 EDA 解决方案的 1/2 左右。也就是如果美国断供,我们只能设计半成品,根本没法用。

而且华大九天的工具还在突破 14nm,而三巨头的工具早就已经在 5nm 实战了。芯片的设计工具和其它软件不同的地方在于 EDA 是连接设计和制造的纽带,和制造工艺强相关。一套成熟的 EDA 工具不但需要上游芯片设计公司使用,更需要下游晶圆代工与封测企业的支持。EDA 软件再牛,画出的图纸代工厂不支持也是白搭,就好像你用.net 写的代码没法跑在 java 平台上。目前全球的代工厂都是围绕三大 EDA 厂商设计工艺,华大九天想在其中插一脚很难。

如果想摆脱国外控制,唯一的出路就是构建自己的生态,毕竟代工厂的目的也是为了挣钱,如果越来越多的芯片设计公司使用国产 EDA,也会倒逼代工厂围绕国产 EDA 设计工艺。不过想要突破西方几十年构建起的体系,只能说任重道远。

芯片设计这块是我们唯一拿的出手的东西,比如龙芯、华为海思、紫光展锐都处于第一梯队或第二梯队。不过设计不需要庞大的基础设施投资,门槛比较低,几个刚毕业的学生攒个工作室就能开干,尽管做到世界领先也很难,但整体上只要舍得在研发上投钱,基本上都能搞得定。但是目前的问题是我们的设计还只能依附西方构建的生态,装修的再精美也还得依托房子的架构,离开上游的 EDA 软件和代工厂,再好的设计也不过是空中楼阁。

光刻机方面目前上海微电子光刻机目前加工工艺是 90nm,这已经是国内最先进水平。计划 2021 年交付 28nm 光刻机,这个差不多是 ASML2012 年的水平,也就是说我们整体上差不多落后十年,不过已经很不错了,28nm 基本上能够支持大多数的应用。

代工厂方面,中国大陆晶圆制造第一阵营包括中芯国际和华虹,中芯国际营业额世界第 5,华虹世界第 8 ,看起来好像还不错,实际上两兄弟的销售额加起来在全世界的占比不超过 10%。芯片行业的特点就是赢家通吃,前两名台积电和三星基本占了大部分的份额,后面的也就是喝点汤,而且中芯的制程现在只能到 14nm,距离台积电的 5nm 差了好几个代差,制程落后的带来的首要问题就是利润低,台积电一块芯片挣 10 块,中芯只能挣 1 块,还只能接那种台积电不屑于接的单子,如果要算利润,我们的占比还要再低几个百分点。

更严重的是原材料、技术严重依赖美国技术,而中芯国际现在已经进了实体清单,意味着中芯已经被枪顶着脑门,开不开枪全看美国人心情,这种情况下中芯能走出多远很难说。

存储芯片,尽管合肥长鑫、长江存储、福建晋华已经开启了追赶模式,势头也还不错,不过需要注意的,存储市场基本上还是被三星、海力士、美国三家公司垄断,技术有了,能不能抢占市场依然存疑。

封测说是国内领先,实际上设备国产化率也不到 10%,依旧会被卡脖子。

大家看出来了吧, 在现有格局下,我们的芯片处处受制。究其根本,还是起步太晚,进入了美国主导的生态系统。

任何一个行业生态都很重要,构建生态的终极目标是让整个行业以你为主,你来制造标准,大家都围着你转。而且这个生态的主导者可以在链条的任意一段产生,比如 intel 虽然只生产芯片,但他在在 PC 领域就是生态的核心,所以他能拿利润的大头,像联想什么的尽管牌子响,实际上就是个二鬼子,吃点人家的残羹冷饭。苹果处在产业链的下游,但是他牌子硬,就可以在手机领域拿利润的大头,苹果吃肉,软件、代工厂吃菜,封测什么的厂商喝点汤,其乐融融。

现在的芯片产业链,处处都有美国的身影,美国才是这个链条幕后的操纵者,想要打破这种生态,最好的方法是换赛道。

硅原子的大小是 0.12nm,一旦小于 1nm,就进入量子世界,那是个跟宏观世界完全不同的世界,最大的特点就是不确定性。实际上到 2nm 以下,不确定性就开始出现,倒不是说大家集体群魔乱舞,大部分都还是按规矩来,问题是万一有几个电路不按套路出牌,该是 0 的时候变成 1,那计算结果可就差到姥姥家了,一粒老鼠屎坏了一锅汤,整个芯片变成废品一件。

所以目前的硅基芯片已近看到了天花板,不出意外,芯片制程的技术更迭将会放缓,如果想突破天花板,只能是另找出路,所以现在各国都在加大碳基芯片的研发力度,比如石墨烯

如果换了赛道,大家处在同一起跑线,西方没了先发优势,输赢全靠体格,那我们的机会就来了。

不过石墨烯目前还只是实验阶段,远没有达到能应用的程度。即便将来走出实验室,从试用到量产再到构筑全产业链,没个几十年下不来,而且这可是上万亿的市场,上上下下养活了多少人?想让旧势力退出历史舞台远没有那么容易。

所以在能够看得见的十几年之内,现有的格局不会有太大变化,我们还得在圈子内继续玩。

好在美国也并不是想和我们完全脱钩,他的目标把我们锁死在中低端,让出高端利润高的那部分养着美国人。这个背景下,我们完全可以先在中低端深耕, 14nm 以下我们没法突破,就 14nm 以上做文章,等站稳脚跟再慢慢往上爬,事实上 14nm 以上制程完全可以满足绝大多数芯片需求。

大家都知道因为摩尔定律的存在,芯片行业的特点是技术进步太快。这就导致现有技术还没完全发挥潜力,马上就进入下一个技术周期。尽管芯片厂商可能也不想跑那么快,不过只要有一家冲到前面,别人也只能跟着跑,否则制程落后一个代差,出门都不好意思跟别人打招呼。可是实际上,很多功能在旧技术和新技术下实现起来没什么区别。

所以我们完全可以回过头看看之前成熟的技术是不是还有潜力可以挖掘,在现有制程下深耕,制程不变的情况从从应用层面做优化,也能满足大多数应用。

好比土豪买电脑不计成本,出来新款就入手,旧的再好也不用了,你是学生党,兜里没多少银子,舍不得更新换代,那就得在旧电脑上折腾,加个内存条,整个超频,扩个硬盘什么的,除了看起来旧,用起来跟新电脑没什么区别。

比如海思设计水平一流,主要问题是先进制程找不到代工厂,那完全可以把手机、服务器这种技术要求高的芯片设计转到别的兄弟公司,集中精力挖掘通信、网络设备、家庭数字芯片的潜力,同时拓展业务,在 OLED 或者汽车芯片上发力,这些芯片对制程要求不高,以海思手机芯片头部的设计能力去设计汽车芯片,相当于高中生做小学生作业,属于降维打击。

当然每个行业对芯片性能的关注点也不尽相同,手机芯片因为尺寸小,所以制程就是关键指标,而汽车芯片更关注工作环境和可靠性,转行还需要技术上有一些调整,而且汽车厂商一般都有固定的供货商,长期合作互相信任,一个外来户想插一脚也还得做很多工作。

好在从年初开始芯片短缺潮,汽车芯片属于重灾区,如果利用好这个机会,也不是没可能。

现在关键问题是国内的代工厂不行,产能跟不上,芯片行业就是讲究个赢家通吃,现在台积电一家就占了代工市场 60% 的份额,每年从国外进口的芯片将近 3000 亿美元,超过石油进口额,长此以往卡脖子是一方面,关键完全依赖进口,国内的代工厂就没什么生存空间。

本来这个问题也不大,现代工业本来就是全球分工,一人负责一段,各赚各的钱,其乐融融。不过川总上台后,大搞美国优先,把自己那段护的牢牢的,不让别人碰不说,还不动不动就威胁要脱钩,摆出一副我就这样,你们看着办的样子。特别是这次华为被整的这么惨,完全是美国动用自己世界警察的地位,逼着大家不给华为代工,把华为从芯片产业链强行踢出去。

川总这么一搞,影响特别不好,大家看着华为的惨样心里都犯嘀咕:明天会不会轮到我啊?保险起见,设计生产一起抓吧。

正好从去年开始,疫情叠加各种影响,芯片成了卖方市场,代工厂都成了大爷,各种涨价,订单还是雪片一样飞来。有的芯片大厂加钱都找不到人代工,所以世界各国都认识到芯片生产的重要性。

比如我国已经定下在 2025 年实现 70% 芯片自给率的目标,而欧盟也计划在 2030 年,由欧洲生产制造的先进芯片占全球的 20%。连始作俑者美国自己也吓了一跳,没想到代工厂这么重要。再一琢磨,台积电、三星两个代工厂都在东亚,万一有点风吹草动,中国会不会来个以彼之道还施彼身?所以美国积极邀请了台积电到美国建厂,并且准备了 370 亿美元,用于扶持本土芯片制造业。

当然了说是邀请,其实韩国、台湾都是美国的小弟,大哥给你说了请字,也就是客气客气,你要真不见外,那自然也有大刀大棍伺候。而且最近不是汽车芯片短缺的厉害嘛,美国就找到了台积电要求插个队。尽管汽车芯片利润薄,台积电也只能捏着鼻子腾出机器专门给大哥定制,没办法,当小弟就是这个样子。

我们没有小弟可以欺负,只能是自力更生。不过我们的优势就在于庞大的市场,市场又可以分两个方面说,一个是需求市场,一个是资本市场。

庞大的需求市场一方面能养活国内的代工厂,另外一方面也能吸引海外先进技术进来建厂。我看前一阵台积电说在南京扩充生产线,还招来国内一片反对声,说会冲击国内的代工厂。这就有点想当然了,以我国广大的芯片市场,再多建几个工厂也容纳的下,而且外资来建厂,自然能把先进技术和人才带进来,长期看对我国芯片行业发展是好事。

此外我们国家还有全球第二的资本市场,2014 年国家大基金成立后,已经有了示范效应,最近又在整顿资本市场,给教育互联网什么的降降温,引导大家把资金投向年芯片,人工智能这种高科技企业,资金这方面应该是没什么问题。

有这两个市场支持,所有的问题迟早会得到解决。

文末有几个思考和大家一起探讨。

一是要警惕资本的无需扩张,所有资本都是逐利的,为了挣钱他们会利用一切机会收割韭菜,最基本手法的就是炒作概念。所以网上的消息也不能全信,写文章的很多都是拿工资的,配合资本大鳄股市圈钱。特别是看到什么 “突破,” 打破“这类的字眼,更要小心,就是准备在股市受智商税的,什么都信你就成韭菜了。

而且我们现在有个趋势,一窝蜂上设计公司,设计门槛低嘛,不需要那么多的投入,招几个高校里的博士教授做幌子就能成立一家公司,来不来上班先不管,公司就可以名正言顺的打着芯片的旗号圈钱。实际上我们国家不缺设计企业,卡脖子不在设计,再上产能就是重复建设,也希望监管部门审核的时候擦亮眼睛,加强审批,别让这些骗钱的企业上市圈钱。

这个事情我们吃过大亏。比如咱们前面说的 2004–2005 年间发生的 “汉芯” 造假事件,这个事影响非常恶劣,导致随后几年芯片从业者都抬不起头,大家看搞芯片的都像骗子,当年的龙芯因为这事不知道遭了多少白眼,好在是顶住了。前两年的武汉弘芯,上千亿的投资砸下去,只收获了一个烂尾的厂房,唯一的一台光刻机刚买来就拿去抵债,芯片制造业的老前辈蒋尚义也被拉进来垫背,几乎成了另外一个“汉芯”。所以芯片行业如果不监管,很可能像前两的的光伏行业一样,产生一大堆骗补的企业,光伏我们好歹挺过来了,芯片能不能迈过这个坑可就不一定了。

而且芯片这事一定要国家整体把控,日本、韩国包括现在的美国都是借助举国体制才能立足。一是像全球市场供大于求的时候逆势增产这种违背市场经济的操作,也只有国家兜底才能执行的下去。二是如果大家各自为战,必然导致重复建设,企业之前互相挖人,就跟一个篓子里的螃蟹似的,大家互相拉扯,最后谁都爬不出去,只能是便宜外国人。

本来按照自由竞争的理论,经过一轮又一轮的大浪淘沙,把最能打的留下来,这个符合自由经济的理论。问题是我们现在面临的是追赶阶段,外部压力这么大,集中力量都不一定搞得定,火力分散更没戏了,所以必须要国家主导,统筹安排。就跟韩国似的,企业之间分工合作,枪口一致对外,各自突围。总有那么一两个会冲到前面,到时候以这些突围企业为核心,慢慢构建小生态,以点带面,等根据地连成片就再也不怕制裁了。

对我们普通人来说,能做的就是支持国货了。

大家注意我说的是从消费端去支持国货,而不是强行要求那些大厂支持国货。大家也不要脑子热,中芯不给华为代工就骂,小米用高通芯片就说人家是二鬼子。这些企业需要在国际上打拼,如果因为支持国货,丢掉了海外市场,甚至被打趴下,那才是最可怕的。

道理也不复杂,现阶段我们想发展,关起门来搞肯定不行,一定要依附在现有的生态下,先站稳脚跟,再求突破,先有生存才有发展。如果为了支持国货把自己搞残疾了,以后再想翻身可是连本钱都没了。

消费端就无所谓了,大家尽量出一份力,而且有时候需要我们无脑支持。什么叫无脑支持?如果国货物美价廉,你打着爱国的旗号买了,那不叫支持国货,那叫鸡贼,都物美价廉了还用你支持啊,肯定是各方面比不过外国货,所以才要你支持嘛,自然选择,那就不叫支持了。

所以有时候需要我们做出一点牺牲,比如如果我们对 5G 没有具体的需求,那完全可以买华为的 4G 手机,没必要非得追求先进。比如我想不出来买 5G 手机能干啥,那就先 4G,等 5G 应用场景完备了再考虑升级。荣耀手机搭载展锐的芯片,那我们就优先入手,制程低就低一点,无非影响手机的续航和体积,只要不玩游戏,一般应用场景你体会不出来有什么差别。

当然长期看,能不能抢占市场还得靠厂商自己争气,不过现在这个局面,我觉得适当支持一下无可厚非。

最后多说一句,从根上说,我们的敌人只有美国。日韩台芯片产业看起来强大,其实是美国通过几次产业布局刻意为之,说白了他们都是美国人养的 ,大哥想收拾你分分钟的事。所以最近美国要求三星台积电交出生产经营数据,那话说得非常自然,就跟检查自己家孩子作业似的,一点也没客气。我看这两货还有点不愿意,不过估计最后该交还得交,谁家孩子没挨过大人两嘴巴啊。

知乎用户 小胖 发表

谢谢邀请。

中国芯片现状这个问题范围太大。我们先讨论 CPU 产业。

龙芯的架构来源于 MIPS 指令集,好处在于可以在此基础上发展自己的架构。龙芯发展这些年,为我国培养了许多人才,而且为军方供应提供保障。

兆芯是国内目前生产 x86 cpu 的公司。它来自于台湾威盛。作为曾经的亲历者,十几年前的威盛技术能力还是不错的。但现在早就被海思甩在后面。兆芯短期的问题是内部股东如何协作。目前大股东是上海联合投资,威盛是小股东。两者关系决定了公司的发展。长期来看,兆芯面临的问题是 INTEL 的授权。上次授权时间到 2018 年。

还有一家做 CPU 的公司,海光集成电路。用 3 亿美金买下了 AMD Zen 架构,用于生产国内服务器 CPU。海光之前是曙光子公司,后来股份买给成都国资委私下的基金。海光管理层也来自计算所。海光目前还集中于如何把 AMD 设计物理实现及制造出来。对架构消化和吸收还有很长的路要走。

另外,我们还不得不提到另一家公司中晟宏芯。 它拿到了 IBM 的授权,要做 power pc 架构的 CPU。但项目也无疾而终。

推荐大家去看看下面那篇。对对国产 CPU 的现状会有进一步了解。

https://mp.weixin.qq.com/s/iC2JibPrCSHBhCewLeGa5g

知乎用户 耶和 发表

这次中兴事件,很多人认为中国没有早早在芯片领域发展导致现在吃亏了,这种想法是很幼稚的,因果关系都没有搞清楚。现在为什么受到制裁?正是因为中国要在高科技制造领域加大投资,这触碰到美国的红线,所以才有贸易战芯片制裁这些幺蛾子,如果早十年投资这些行业,信不信贸易战会早十年到来。十年前如果打贸易战,中国是没有多少还手之力的,现在至少能让美国溅身血。

知乎用户 匿名用户 发表

看了一圈都是设计大佬,作为一名 FAB 狗,我只想说芯片不只是只有设计,半导体设备,各个工艺对产能,良率有很大影响的。

有时候在半导体下面看到一些回答,觉得国内的大多数其实还是看不上制造业,传统制造业也好,现在的半导体制造业也好,觉得就是工厂,简单的体力劳动工作毫无技术可言,仿佛设计弄好了,芯片就能随便造出来一样。什么 FAB 找一些初高中生也能干活,事实真的如此么?

半导体不像金融 IT 行业一般,脑力劳动可以通过虚拟的渠道实现。半导体的制造设计要有,但是更多的是要实打实的试出来,不停的测试,调试,各项参数都有不小的影响。现在都在强调设计的重要性,然后呢?继续找别人代工?

据我所知国内目前的 FAB 管理之混乱,待遇不高,根本留不住有能力的人,人才都没有,谈何发展?

大家都在都在讨论一道菜如何做的好吃,结果研究了半天,真正想去做的时候,发现锅也没有,厨师也没有。

知乎用户 Feng Henry​ 发表

在你满怀希望的时候,又感到绝望。

在你感到绝望的时候,又看到希望。

大概这就是国产芯片的现状吧。

你觉得这东西终于差不多了,再转头看看世界 TOP,觉得差距大得令人绝望。

当你觉得没可能追赶上了时,结果发现某个技术终于攻克了,又觉得有希望。

知乎用户 匿名用户 发表

今天刚好问了导师这个问题,导师是这样回答的:

半导体行业,虽然需要砸进天文数字的钱,但也不是说砸钱就能搞起来,资金 + 设备 + 人才 + 经验,缺一不可,而经验是最主要的,可以这么说,半导体行业,原来发展起来的就起来了,原来没起来的,后面永远起不来了!!

听到这心里还是有极大的失落感的… 不过这就是现实!

有人肯定也想问中国有没有什么厉害的半导体工业的厂商,很遗憾的告诉你对不起没有,像样的成规模的基本为零…

知乎用户 速石科技 fastone​ 发表

现状就是还有相当长的路程需要追赶

就拿芯片行业中的一块非常重要的版图——EDA 来说

我们有一块业务

就是给用 EDA 的半导体企业提供云端算力支撑

对我们来讲

无论是国产还是海外 EDA

优化哪种其实难度差不了多少

可惜

就我们已经观察到的客户选择来说

传统三大 EDA 厂商(均为海外企业)

至今仍然占据着绝大部分的市场

国产 EDA 应用的声音很小很小

而 EDA 又是芯片设计上游中的上游

可以说是发源地了

其重要性不言而喻

展开说下我们碰到的具体情况

首先我们搞的是**云端高性能计算(Cloud HPC)**

这玩意儿在很多行业可以应用

在半导体行业

许多企业在使用 EDA 时

可能由于各种原因(比如算力波峰、硬件预算不足、紧急任务等)

发生公司机房机器不够用的情况

这个时候

云计算短时间能提供海量算力这个优势

就非常符合半导体企业的这个需求

而且由于云端资源弹性非常大

价格往往也不高

算力池也是海量的

可以说优势非常非常大

举几个我们正在做和做过的 EDA 上云案例:

速石科技 fastone:EDA 云实证 Vol.7:揭秘 20000 个 VCS 任务背后的 “搬桌子” 系列故事速石科技 fastone:EDA 云实证 Vol.4:国内最大规模 OPC 上云,5000 核并行,效率提升 53 倍速石科技 fastone:EDA 云实证 Vol.1:从 30 天到 17 小时,如何让 HSPICE 仿真效率提升 42 倍?

希望有朝一日能够在我们的云平台上

看到各大半导体企业

要求使用国产 EDA 上云跑

各位 “跨行的同行”

请务必加油鸭!!!

码字不易,喜欢请点个赞哦~

知乎用户 王先生 1 发表

评论里有人问,为什么互联网发达的美国的互联网不会影响微电子行业,这里回答一下。

互联网行业以及金融行业在美国一样会从人员上吸微电子行业的血,但是为什么美国受到的影响小呢,因为美国可以吸引全世界其他国家的微电子工程师去美国工作,包括中国的微电子工程师,每年有大批工程师移民美国,中国的,印度的,东欧的等等,同时美国的微电子行业的收入是很高的。所以这方面不会受到太大影响。而中国的微电子工程师只能自己培养。

——————————————————-

毁掉中国芯片产业的就是互联网。

互联网,这个因为有大量的利润存在,几乎不用国家投资什么,就有无数的人力和财力进来,国家只要做好政策引导和提供基础设施就可以了,下一个焦点就是 5g 和 5g 带动起来的物联网的发展,究竟核心是物还是网,规谁说的算,目前还没确定,网方面有信息优势,但是物方面上百年的传统工业技术的积累也不容易打破,智能汽车行业目前就是典型的物网相争,但是无论怎样,这个行业其实是芯片行业的下游。

至于芯片,这个行业国家投入不多,发展相对于其他行业发展很慢,同时因为投资周期长,风险大,利润低,民间资本很少进入。芯片从设计生产制造测量绝大多数核心技术都在国外,特别是美国佬手里。

就拿我想对了解的多的测量方面,泰克和安捷伦这两家美国企业几乎垄断了所有的市场,他们的母公司通过不断并购重组,越来越强。国内新型 lcd 以及存储器等等产品线都依赖于这两家公司的设备,否则无法验证自己产品是否满足设计需求,是否合格。所以某种意义上说国产的芯片大部分都是其下游产品。

至于芯片的其他工艺,也大多如此,有说法,高端芯片的生产制造大概 2000 多道工艺,美国独占了其中的六成以上,另外四成美国也可以独立完成,只是成本上不划算。中国连 5% 都没到,所以在这个 5g 以及未来人工智能的心脏行业,中国是完全受制于人的。

中国目前正在大力发展芯片,并且提供了极多资源。但是个人认为,对中国芯片产业打击最大的并不是国家投资或者国外竞争,打击最大的偏偏是中国蓬勃发展的互联网企业。

芯片产业是高投入,高技术,高风险行业,人的智力的作用在其中起巨大作用,但是中国互联网的发展把中国绝大多数微电子工程师吸引到了互联网行业,这对微电子技术的发展是致命的。

培养一个微电子工程师需要十几年甚至几十年的时间,泰克美国克利夫兰和俄勒冈的研发团队里 50 岁以上的微电子工程师比比皆是,这些人不是短时间能培养出来的,这是他们能够垄断行业的基础。

但是在国内,比如水木清华的 bbs 里的微电子论坛,这些中国最优秀的微电子工程师,未来国家的微电子专家们讨论最的的话题是转行互联网做软件,一个微电子方面的硕士博士,以他们的智力,转行互联网大概也就几个月的时间,但是当他们想要再做回微电子,几乎是不可能的。

如果不解决这个问题,我们的芯片产业只能维持在设计层面,或者低端产品的制造方面,永远无法染指高端制造部分。

现在中国大学生学理工的人正在减少,学金融的再增多,金融是上等人,理工就是下等人。辛辛苦苦学习 20 年,谁也不愿意我出来做下等人。同样在行业内部,互联网收入高,有限的电子计算机通讯专业的学生都回向互联网流动

知乎用户 匿名用户 发表

中国的芯片现状不知怎样,但我知道中国芯片工程师的现状差不多是这样的

——

万恶的资本主义中产阶级,理想的社会主义家徒四壁。

知乎用户 虚笃 发表

中国芯片研发的发力点并不在民用芯片。最强的芯片公司应该是中车。

他们自己的 IGBT 厂很牛啊,做的功率芯片连国家电网都买不到。

这就是中国高铁为啥这么牛的原因之一。

https://zhuanlan.zhihu.com/p/26271885

https://www.zhihu.com/question/24834673

知乎用户 肥叔 发表

在当下的时局,问这个问题,八九和中兴被美国禁售有关。

我来开个脑洞。

中兴被禁运和美国在叙利亚一百多颗导弹被打下来七十颗有关系。

这七十多颗被打下来的,集中在前几波攻击。

考前几波导弹全部被击落,只有最后几波攻击目标是废弃的军事设施,才没有拦截。

这意味着,美国想靠不死人的方式甘于他国基本没可能了。

老美出了这档子事,肯定要反思。

第一个反思就是要看谁出口设备给他们的。

于是中兴被搞出来了。

这个脑洞可以么?

知乎用户 ht1987 发表

申威还是不错的,但是这东西光有个 CPU 是没用的,需要软件加硬件,产学研一整套产业链。中国缺的不只是 CPU,而是没有整套产业链。

没有完整的产业链龙芯一点用都没有,只能军用。

举国之力或许能搞出来一个 CPU,一台电脑里面大大小小几百上千个芯片,得举多少个国。举一个产品容易,举起来一个产业链是不行的。

标准这东西一旦确立那就阶级固化了,所以中国才拼了命的搞 4G,5G 标准,标准一旦确立后来者根本没有机会。芯片领域也是一大堆标准,CPU 也是有指令集标准的,但都不在中国手里。这就是游戏规则,都不是研发能力能挑战的,就算中国造出来比 intel 强的 CPU 也没用,搞芯片是有后发劣势的。

其实任何国家单独搞起来一个产业链都是比较困难的,最好是大家都分一杯羮,你中有我,我中有你。现在有两个问题,一是美国不愿意跟中国分,二是中国完全依懒美国,美国根本不用鸟中国。

知乎用户 这是新昵称 发表

芯片行业是一个很大的产业链。

整个产业链中,又包括了设备、原材料、晶圆生产、IC 设计、晶圆代工、芯片封装、芯片组装测试。其中尤其以设备为重中之重,因为设计的出来,造不出来也是白瞎。

这里面的知名公司:

设备:荷兰 ASML、美国应用材料、日本 Nikon,其中荷兰 ASML 公司占有光刻机的大部分份额

原材料:美国陶氏杜邦等。

原始晶圆:日本信越半导体、胜高科技、台湾环球晶圆、德国 Silitronic。这几家几乎占据 90% 的市场份额。

IC 设计:美国博通、高通、英伟达、AMD,台湾联发科,大陆华为。这几家大家基本都知道,手机芯片,电脑芯片设计公司,基本都熟悉。

晶圆加工:韩国三星、SK Hynix,美国 micron、Intel、台湾台积电、联电,大陆中芯国际长江存储,大陆的技术还和前面的差的相当大。闪存颗粒中,三星、海力士和美光占有 90% 以上的市场份额。晶圆代工中,四家台湾公司占据 70% 左右的市场份额。

芯片封测:台湾 PTI、日月光、大陆长电科技等,封测领域也是由台湾占据主导优势

目前大陆的发力点在 IC 设计和晶圆制造,但是目前由于技术积淀不足,差距很大。

更新

https://www.zhihu.com/question/300804117/answer/689159536

知乎用户 知乎用户 GN5o2v 发表

海思员工表示,放弃吧,还不如多搞几套房子

知乎用户 科学声音​ 发表

先谈 “中兴禁售”

2018 年 4 月 16 日,美国的商务部下达了对中兴长达七年的禁售令,这个禁售包含两部分意思。

  • 一是禁止美国公司向中兴公司出售任何有技术含量的软硬件,准确地说这个出售是广义的,免费赠送也算是出售,用商务部的原话就是不得订购、买卖、使用、送交、存储、交易、转让、运输,包括开源的安卓系统中兴也不能用,因为安卓是谷歌的,说的通俗点就是只要是美国货,中兴公司连碰都不能碰。
  • 另一层含义是中兴公司的产品不能在美国销售。

可能大家没想到,2017 年的最新数据显示,中兴的手机是墙内开花墙外香,中兴手机在美国的市场份额排名第四,占 11.6%,排在苹果、三星、LG 之后,排名第一的苹果大约是中兴的三倍,中兴手机在美国的出货量大约是 460 万台。

禁令是即时生效的,所以也就意味着,从禁令下达的当天开始,中兴原计划销往美国的手机瞬间就变成几乎不值一文的库存了。这个打击对中兴来说是休克性的,中兴的股票也马上就停牌了。在中兴工作的据说八万名员工瞬间不知道该干什么了,当然这是比较夸张的说法,中兴的产品线也并不是完全依赖美国货。我相信在这种公司的危难时刻,一定还是会有大量的中兴员工同心协力、共渡难关的。

那这次美国人为什么下手这么狠呢,原因到底是什么?

根据美国商务部的文件,是这么说的:

中兴公司违反了 2016 年与美国商务部的一份调解协议,当时中兴公司因为违反了美国商务部关于美国产品的出口限制条例,违规将含有美国技术的产品出售给伊朗等国家,所以美国商务部对中兴实施了 8 亿多美元的处罚,其中有 3 亿美元缓期执行,但前提是中兴公司要承诺做到很多事情,如果不能做到,那就会遭到长达 7 年的禁售令。结果中兴公司实际上没有按照协议规定扣除 35 名员工的奖金,被美国抓住了证据,于是美国商务部就按照当初的协议下达了禁售令。

大致来说就是这样一个过程。我相信详细的具体过程肯定是非常复杂的,中兴公司也一定会有自己的理由。那这中间的是非功过我没有资格去评说,也不是我的宗旨,我只是把事件的背景给听众们交代一下。

腰杆子硬不起来的甲方

这件事情,我想,会给很多并不理性的爱国者上了一课,**那些整天用一种很极端的方式号召抵制美货的人在我看来就并不是十分理性的,这次事件就告诉他们,有些产品,我们买不到才是更大的悲剧。**我们总不能一边高喊抵制美货,一边又骂美国人不卖东西给我们吧?这种情况是很矛盾的。

同时,这件事情也让很多普通中国人吃了一惊,原来在市场经济中,也并不都是顾客就是上帝啊。可能有很多人都觉得现在这个时代甲方都是腰杆子最硬的,谁有钱谁有底气,只有卖货的求着买货的,哪有买家求着卖家的道理呢。在我们作为个人的日常消费中,确实是这样的。但是在世界贸易的大格局中,尤其是涉及到高科技产品的贸易中,其实并不都是这样。

大家可能不知道,很多中国公司,包括中兴、华为这样的大公司,拿着钱去买美国、德国、日本等国家的高技术含量的产品时,往往并不容易,有时候还要通过一些有活动能力的中间人才能买到。即便买到了,也必须签署同意非常多的附加条件。

但也有很多情况下,我国的公司费了很大的周折,填写了大量调查表格,又经过了长时间等待后,只得到对方回复的一封邮件,写道:

很抱歉,我们不能将该产品卖给贵公司。

有时候,中国的公司花很高的价钱去收购国外一家负资产的公司,可能就是为了这家公司拥有的某一台先进的设备或者某个有研发能力的团队。我们经常说,钱买不来知识、人品、气质等等非物质层面的东西。实际上,有时候,连物质层面的科技产品也是没法用钱买来的。

其中,最最重要的高科技产品就是芯片——一块小小的集成电路。

它的原料就是一把沙子,提纯成单晶硅后,在上面刻上成千上亿个半导体单元。但这是我国现在面临的一道高高的技术门槛,如果我们不能自己迈过去,就有可能遭到别国一剑封喉式的打击。

芯片到底是怎么做出来的呢?

一块芯片的诞生,要经历

  • 设计、
  • 制造、
  • 封装、
  • 测试

四个阶段,缺一不可,越是前面的步骤技术含量就越高,越往后就相对容易一些。

最大的差距——设计

中国和美国目前最大的差距就在芯片的设计上,这种差距是全方位的差距,不但有技术本身,还有人家先发的专利保护优势。

芯片设计本身又要分成很多个层次,最基础的层次就是指令集架构,相当于建楼房的基本框架结构,这种框架结构目前基本上掌握在美国人的手上。在框架结构上继续细化的设计中国和美国、日本、德国的差距也很大。如果从销售额上来说,中国的紫光公司是中国最大的芯片设计企业,可是它目前也仅仅具备设计内存芯片的能力。

从先进性上来说,华为的海思麒麟芯片是中国自主研发的最高成就了,不过,它依然是建立在国外的 ARM 框架下,当然用别人的框架还有很多其他复杂的因素,并不仅仅是技术因素,但技术因素是最重要的因素之一。

还有,麒麟芯片中非常至关重要的数字信号处理器 DSP 买的是美国德州仪器的技术,华为还研发不出替代品。所以,如果美国对华为也禁售,那么理论上,华为的麒麟芯片也无法生产了。除了手机芯片我们勉强还能算有自主研发能力外,其他广泛使用的民用领域芯片,例如 CPU、GPU 等等,我们几乎都还是空白。

制造

芯片的设计图出来了,就要进入到制造环节,如果制造技术跟不上,设计的再好也不行。衡量制造水平的高低有一个最重要的参数,就是芯片半导体单元的密度,这个一般用多少纳米来衡量。这个领域最强的是美国、中国台湾和韩国。

中国大陆目前具备的最先进的生产线是 28nm 的,但是国际最先进的已经小于 10nm 了,我们还与国际先进水平有至少两代的差距,我这还是用的中国的最好的水平跟国际上的平均水平比,如果跟他们最先进的去比,那差距就更大。

**总之,我们在制造领域的差距,业内人士都知道,也是非常巨大的。**如果台湾能回归祖国的话,这一块的差距倒是可以瞬间抹平,只是台湾问题就更复杂了。

封装和测试

相比设计和制造,我们在封装和测试这两个环节上的差距倒是并不大,甚至在工厂规模上还远超美国,但工厂规模还是不能代表技术,用到的设备和技术依然还严重依赖进口。

总之,如果大家看到有些乐观主义的文章说,设计制造芯片也没什么了不起的,技术没那么神秘,只要愿意投入研发资金,搞出来并不难,这么说是不客观的,如果真这么容易,中国早就搞出来了。

对比国力不仅仅只有 GDP

有些人在谈论中国的成就和世界的地位时,往往眼里只有 GDP,尤其是在谈到日本时,总是拿 GDP 来嘲笑他们发展停滞了,可是,如果从科技的发展来看,日本不但没有停滞,还把中国甩在了后面。

我觉得,中国人在对待发展这个问题上,我们也需要一次认知升级,我们不能再只盯着 GDP 来与世界各国比较了,我们还要跟他们比

  • 全民的科学素养
  • 科技企业的软实力
  • 科研体制的活力
  • 全民对科学活动的重视程度。

在这次中兴事件后,我也看了大量的评论文章。

有两种倾向我都是反对的,

  • 一个是速胜论,以为我们只要拿出铁人的牺牲精神,不怕苦不怕累,咬紧牙关就能在三五年内打破国外的技术垄断。
  • 还有一个是**亡国论**,从一个芯片技术的落后就全面否定我国这三十年来在科技发展上取得的所有重大成果。

我国的军事技术、航空航天技术、巨型计算机、量子通信、超级工程建设技术等等,那也都是实打实的取得了巨大的进步,该有的自信我们绝不能丢掉,要相信中华民族的伟大复兴迟早会到来。我做了那么多期节目,今天是第一次在节目中喊了一次口号,那是看了很多亡国论的文章实在忍不住了。但是,我其实心里很清楚,喊口号其实是最没有实际作用的做法。

芯片很难做,无论是设计、制造还是封装,都有非常高的技术含量,也没办法靠几个归国的高级人才就能解决。它是一个国家综合科技实力的体现,是一个国家在厚厚的土壤上才能成长出来的花朵,要想造出好芯片,要从娃娃抓起。全民科学素养就是这层厚厚的土壤。我们与美国的真正差距就是这层土壤的差距。

在面对中兴禁售事件中,有些人高喊着口号,有些人痛骂着国民劣根性。也有一些人,默默地咬紧牙关,用自己力所能及的点滴工作为我国的科技发展做一些贡献。而我,通过中兴事件,越发感到自己正在进行的这项科普事业的重大意义,我虽然不能直接为中国今天的科研起到促进作用,但是我在做的是默默地耕耘土壤的工作,或许,明天中国取得的科技成就会有我的点滴贡献。

我今天就像是一个农民,为了这片土壤的肥沃,辛勤地翻土、浇水、施肥,这些工作说实话并没有太多的技术含量,只是一些体力活,但这种工作也必须要有人做,一片茂盛庄稼的诞生,每一个环节都需要做好。

而你作为我的听众,或许正在竖立世界观的过程中,或许正在选择未来攻读的方向,也或许是年轻的父母,我想,我们都少喊一点口号,少骂几声娘,咬紧牙关,志存高远,或许我们今天的努力,可以让中华民族的伟大复兴早一秒钟到来。

解读《环球科学》:享受最前沿的科普盛宴科学声音科普馆

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知乎用户 匿名用户 发表

身处南京某所,辗转于中山东路 524,深耕于正方中路 166,专业造芯。对于外行人来说,与其告诉你芯片具体如何,不如告诉你从事芯片行业相关人员的收入如何。1. 专科生,占所百分之 50 以上,每月到手 3000 上下波动,头半年只有 2000 左右,包吃不提供住,绝大多数是南京土著图个安逸会来,劳务派遣合同无公积金。2. 本科生,占所百分之 10 左右,近些年校园招聘,至少双一流或 211 的本科生,比如南航,南理,南邮,南工业,且签订劳务派遣合同,入职一年内会维持到手两三千的水平,第二年每月到手 4000 上下波动,公积金按最低交两三百吧,无房补,包吃,可申请有偿宿舍,不贵。3. 研究生,近些年,只招 985 硕士,比如东南,西交,电科,占所百分之 35 左右,转正后每月到手 6000 上下,公积金+房补共 3000 上下,企业编制,包吃,可申请有偿宿舍。4. 博士百分之 5 左右,最近招的清北能占一半,转正后每月到手 8000 上下,事业编制,公积金+房补共 5000 左右。综合来看,本科最惨,最爽还是不缺房的大专,天天十分安逸。至于房价,这个位置距离新街口 25 公里,所旁几百米处绿地 2.5 万一平的毛坯,再往北只会更贵,3 万朝上,再往南有禄口 1.2 万毛坯限价房你大概率抢不到,剩下的新房 1.7 万左右。肯定有人说,你们工作一定很闲吧?是的,现在下午 2.55 呢,我正在刷着知乎答题呢。跑题没?没有。题目问中国芯片如何?你学历高,你先猜。

知乎用户 刘晓阳 发表

人工智能时代,没有芯片搞球。

但我觉得最重要的还是资本无情,**没有有耐心的钱。**互联网企业都是商人,商人只谈商业模式,只做商品,不做产品,更不做生产工具。

相机里,小米(小蚁)和 DJI 的区别,就是 DJI 在做工具,小米在做商品,只收智商税

CPU 还只是一部分。

题主的目光,应该还在于民用的通用处理器。如果不玩游戏,龙芯 3 已经达到了应用目的。

但龙芯拿到的钱太少了。

通用处理器并不会是主流芯片。

一定要根据芯片的应用场景来说。

未来,不会是现在这种人和人自己有自己的处理器。游戏会是云的,无人驾驶会是云的。

服务器有服务器的。

一言以蔽之,物联网,皆有芯片,但计算能力的要求千差万别。

但无论哪一种芯片,最重要的,就是存储芯片,甚至将直接影响中国的国运。

三星这个狗娘养的,手机炸翻了之后,就滥用地位,把内存炒翻了天。

AI 芯片

寒武纪,华为确在 PPT 上只字未提。

图像处理芯片、感光元件

感光元件,市场的绝对主流是索尼。过去,图形处理器和感光元件各自独立,但索尼的堆栈式感光元件,进一步模糊了区别。

2012 年,国内就有 APS-C 的感光元件了。

线缆芯片

MFi 认证这种。完完全全是垄断税。现在似乎一个 1 刀。以前更高。一条线就得给苹果一个芯片费。

知乎用户 肥鲶鱼 发表

不只是芯片,广大的制造业,中国都很难拿出手,为什么,炒房兴邦,软件兴邦,你实体经济做半辈子可能等于金融软件出门的工资。实体经济成本最大的是试错,还需要时间的积累,而中国要腾飞,要快速实现中华名族伟大复兴,没有时间给你积累。

知乎用户 南墙不回头 发表

实名反对 @谷雨的回答。

这位答主贴了一堆数据出来,强行有理有据。在你抓取这些数据之前,你有考虑过,这些数据的来源以及背后的修饰吗?

我未曾经历过曾经的赶英超美,但至少历史书上学过,知道有那么一个全民大炼钢的时代。我不想说你有多么的不对,因为在你的思维模式下我也没有发言权。但我希望你贴数据之前自己能明白数字背后的一些东西,而不是简单地用这些数据去反驳那些行业里浸淫多年的思考与总结。

这个问题我一直没有回答的原因就是我知道这下面必然是各种撕。你骂被说不爱国,你捧被说五毛。但既然我在这下面留下了自己的一笔,我还是要说一说。

哀其不幸,怒其不争。这是我对中国芯的总结。

中国办事一向有一个特点,叫集中力量办大事。我不知道集成电路产业算不算大事,但一定没有集中力量。我能看到的就是各种砸钱各种买买买。可是这个行业不是说你买了两台设备,你请了两个牛人,你买了几行代码就有用的。这是一个需要沉下心来去一点点琢磨一点点去钻研的。

你们都在夸中芯国际,什么盈利啦,14nm 啦。可是你们知道中芯的 28nm 搞了有多久?他们宣称的 28 量产,可真正的良率有多少?还是我想对谷雨同学说的那句话,所有你看到的表面数据,经过了多少层层的修饰,你有真正深入地去了解过吗?

我刚来公司的时候我的 leader 天天对我说,小伙子赶紧转互联网,趁年轻。可是我喜欢这一行啊,我喜欢对着波形找 bug 写代码啊。真希望有一天,我能看到大量 CS 的同学转来 EE。

哈哈,也许那时候我们可以来讨论下怎么把中国的集成电路做到真正的世界第一。

知乎用户 芯电易 发表

半导体因其优越的性能和在国民经济、国防安全、社会民生等领域的广泛应用,成为国际社会科技竞争的焦点之一。当前,我国已开始全球最大、最复杂、发展最快的能源互联网建设,已建和在建全球最高运营速度、最长运营里程、最佳效益的高速轨道交通,并正在发展全球增长最快的新能源汽车,全球最大规模的 5G 移动通信,以及全球产能最大、市场最大的半导体照明产业。半导体自主可控发展需求迫切。中国半导体产业该如何发展是一个复杂的问题,涉及到战略目标设定、产业定位、技术路线、发展路径、金融支持、人才培养与集聚等多方面。在当前国际国内新形势下,中国半导体产业实现 “自主可控” 发展具有一定基础也具有可行性。

一是当前是进入半导体产业的最佳窗口期。这一时期相关的国际半导体产业和装备巨头还未形成专利、标准和规模的垄断,存在 2 ~3 年的窗口期。

二是有一定的技术和产业积累。中国精密加工制造技术和配套能力在迅速提升,人才队伍基本形成,具备开发并主导这一产业的能力和条件。

三是良好的国际合作氛围。越来越多的国外大学和研究机构愿意与中国进行合作研究,并转移成果。此外,每年大量在国外著名高校、科研机构和企业工作并掌握核心技术的专家学者和团队回国创业。

四是市场需求的驱动。中国市场的多元性和需求梯度为未来市场提供了机会。

五是中国的制度优势。具有中国特色的 “政产学研用” 协同创新模式,为新兴产业的发展提供了可借鉴的经验和成功的可能性。

知乎用户 冬知 发表

先看看东南卫视播出的《芯芯之火,何以燎原》。这是在美宣布对华贸易制裁和对中兴实施芯片禁运之前。

http://www.bilibili.com/video/av19382650?share_medium=android&share_source=copy_link&bbid=A3DB2DA0-3DC6-4956-8130-66CDE88245CF695infoc&ts=1524123551968

龙芯非常有远见和担当,但国家没有给予有远见的扶持。技术官僚只相信现成的市场,走别人铺的路,无非交点过路费就能挣钱。从未想过有一天别人连你的过路费都不稀罕。或者以此为紧箍咒,轻而易举的就让中国所谓的高科技 ICT 企业陷入不断让步又不断依赖的恶性循环。
如果未来还有第三种计算体系,我相信是 LL(LOONGSON+Linux)

……………………………

历史,绝不是空白的。看看从 1960 到 2000 年的这 40 年的时间里,中国政策和产业到底发生了什么。

https://m.wallstreetcn.com/articles/3286541

矫枉必须过正。是中国政治治理传统。把孩子连同洗澡水一起倒掉,为改革而改革,整个领导层的思维和行为模式变成了西方眼中的杀马特,这本身就不叫实事求是。

…………… 分割………………

知乎用户 太昊悦和 发表

芯片之旗帜,在智能芯片。

弯道超车好,若硬怼,由田忌赛马所体现之哲学角度观察,感觉挺傻的。你说呢?

特么的,既有芯片领域,ISO/IEC/ITO 标准引用成本巨高,国标凡有引用者,皆需掏钱。成本,成本,成本。

受托复核一份方案,顺手查查是否符合国标而已…… 去尼玛德,掀桌子不干了,穷。

工业标准化,自己整晚了没辙。

但智能化,走着瞧。

有句流传多时的俗语:

一流企业做标准

,二流企业做产品

,三流企业做项目。

应分别表述其本质:

统统缴钱不杀一流垄断化

,年年皆能开张二流工业化

,一单够吃三年三流暴利化。

人民,惟有广大人民加入其中,低成本的获取知识,低门槛的得到知识,知识才有更多被激活的可能性,当无数已激活知识汇聚成洪流,才能推动人类文明进步。

科学,有国界。技术,助科学。

科学技术,为人类文明进步而服务。

没有技术运用,科学甭想得到经费。

科学禁锢难行,技术不能凭空集成。

逻辑互锁,构造完美。

科学昌明,技术发达,相互推动,互相促进,足以为法币之背书。

人类未来希望,确在中国无疑。

知识有价没?有。应尊重,但请合理。

知识可否暴利化?起开,滚,望速死。

不查不知道,一查吓一跳。

哥儿们不傻,真不傻。

知乎用户 匿名用户 发表

讲讲自己的经历吧……

国内 211 光电小本,港校 MPhil, 老板也是 ISSCC 常客…… 读完之后发觉,香港的 IC 公司基本上不是萎了就是關門大吉了。國內吧,去海思啥的,感覺比較苦逼,畢竟身邊太多同學同事都去過海思工作,口碑不大好。去美帝?没博士学位基本没门,读博还得四五年呢。因此畢業就去某研究院做板级系统设计。做了一年多后,跳槽去某美帝芯片公司,目前在职。

当时来的一帮读芯片设计的小伙伴们,有的转金融,有的转码农,有的转律师,还有跑去澳洲种菜的。能够坚守阵地的就剩下一两个。听说种菜那哥们月薪还 3 万。

嗯,我也在准备转,已经考了 CFA 一级, 计划读 MBA, 迎娶白富美走向人生巅峰。嗯,美梦中都有,该睡觉了,明天继续搬砖。

知乎用户 史中​​ 发表

龙芯,在中国人心中是一个巨大的 IP。 我们这一代人对于龙芯的期待,不亚于我们的父辈期待第一颗原子弹的爆炸。作为国产芯片的 “代言人”,龙芯身上承担了太多的期待。只不过国产芯片的路,显然比想象中更为艰险和漫长。

之前写的一篇旧文,详细介绍了龙芯及发展,应该可以解答你对龙芯所提出的问题。

本文作者史中,希望用简单的语言解释科技的一切。

2017 年 4 月,龙芯带来了一个好消息:推出新一代代表着国产最高水平的芯片。

其中,最为亮眼的莫过于龙芯 3A3000 和 3B3000。从实测数据来看,这款芯片的综合性能已经超越了 Intel Atom 系列和 ARM 系列 CPU。这个性能,用中国工程院院士倪光南的话来说,已经达到了可用的水平。日常的使用、办公、出差都没有任何问题。

【史上最强的龙芯 3A3000 处理器】

很多童鞋都好奇,龙芯的芯片究竟有多大能力呢?龙芯总设计师胡伟武对这些芯片做了详细的介绍。

龙芯在做哪些芯片

@史中 告诉你,识别龙芯的芯片,有一个窍门:

  • “1” 开头的芯片,是 “小 CPU”。是根据需求定制的专用或嵌入式芯片。
  • “2” 开头的芯片,是 “中 CPU”。对标的是 Intel 的 Atom(阿童木)系列。适合平板电脑、办公电脑等低功耗的通用便携计算。
  • “3” 开头的芯片,是 “大 CPU”。对标的是 Intel 的酷睿 / 至强系列。用途是桌面计算机或高性能计算

可以看出,龙芯的目标只有一个,那就是全球第一的芯片帝国 Intel。那么,龙芯的芯片水平离 Intel 还有多远呢?别急,先来看看龙芯追赶 Intel 的计划。

【“龙芯之父” 龙芯中科总裁 胡伟武】

“龙芯之父” 胡伟武说,龙芯目前的芯片计划分为三代:

第一代:“地板上” 的 CPU

实现时间:2013-2014

介绍:简单来说,这一阶段就是努力鼓捣出一款 CPU。不过,对于龙芯团队来说,这并不是从零开始。之前计算所有一些很厉害的研究成果,可以制造出满足特定需求的 CPU。但是通用处理能力低。这些芯片大多是满足国家特定需求,市场并不是很认可。

这个阶段已经完成。

代表的芯片是:3A1000、3B1500、2F、2H。

第二代:“空中” 的 CPU

实现时间:2016-2017

介绍:这个阶段,主要任务是 “认真” 做一款能卖出去的 CPU。其实对一个 CPU 的最高认可就是有人买单。这批龙芯 CPU (单核)性能上是第一代产品的 3-5 倍,超过凌动(Atom)、VIA 和 ARM。这些芯片的性能算不上顶尖,但是可以在很广泛的领域使用。客观上来说,一个桌面芯片达到了 ARM 和凌动的水平,是可以卖得很好的。

这个阶段在今天也已经实现。

代表芯片:3A3000、3B3000、2K1000、7A

第三代:“天花板上” 的 CPU

实现时间:2019-2020 年

介绍:这一阶段的 CPU 要追上 AMD 全系列的水平。如果能实现,距离英特尔顶尖的至强(Xeon)芯片差距就不是很大了。这个时候,单核芯片的性能就会遇到物理天花板,就像现在的 Intel 一样。这时,需要用增加核心数量来提高整体的计算性能。(Intel 在 2010-2012 年就已经触及了天花板)

到这个时候,龙芯就可以在市场上试着和 Intel 和 AMD 比划一下了。

代表芯片:3A3000/4000、3C5000、2K2000、7B

从过去的发展路径来看,虽然磕磕绊绊,但胡伟武吹出去的牛总算都实现了。未来龙芯要做的,就是把 “天花板上” 的 CPU 造出来。

仰望星空之前,先来脚踏实地,看看这最新出世的龙芯 3A3000 究竟怎么样。

龙芯芯片究竟怎么样

顶级芯片:3A3000

3A3000,就是胡伟武口中的 “在半空中的 CPU”。说他在半空中,主要是指技术水平——没有达到顶尖,却已经很强。

对于这款芯片,我认为有几个关键词:

1、目前国产最强

由于目前 CPU 都是多核心的结构。所以比较芯片的绝对性能,有一个简单粗略的办法,那就是单独核心拉出来 “单挑”。胡伟武介绍,3A3000 这款芯片,在国产所有芯片里面单核性能最高。

2、超过 Atom 和 ARM

具体性能方面,3A3000 是龙芯上一代芯片性能的 3-5 倍。从下图来看,与 VIA 和 AMD 的主流中端芯片比较,数据几乎相当,有些指标优势很大,有些指标不相上下。

普通人也许不太理解这样专业的指标,你只要知道,这个性能超于 Intel Atom 或者顶级手机当中的 ARM 处理器,相当于 Intel 和 AMD 高端处理器的性能。

3、距离 Intel 最强技术仍有 30% 的差距

虽然性能相当于 Intel 的高端处理器,但未到这些处理器大厂的顶尖水准。实际上作为一个成立不到十年的企业,从一穷二白的出发点,难以追平国际顶尖企业也情有可原。目测这款 CPU 和顶尖的 CPU 还有 30% 左右的性能差距,这个大概是一代技术的差距。要追赶上这一代的差距,目测还需要 3 年左右的时间。

4、纯自主研发

倪光南院士曾经说:核心技术不可能买来,买来的一定不是核心技术。自主研发一直是龙芯的标签。胡伟武介绍,龙芯 3A3000 除了厂家提供的基本单元外,其中包括 CPU 和内存控制器在内的所有的模块都是自主设计的,没有引入第三方 IP。

这种自主研发的好处,简单来说就是:一旦发生中美严重对抗,美国很容易攻击 Intel inside 的设备,却很难攻击 “龙芯 inside” 的设备和系统。

大众芯片:2K1000

除了最强的 “3” 系列,龙芯在 “2” 和“1”系列也推出了新品。

“2” 系列本来是对标 Atom 系列的芯片,从 2017 年的 2K1000 来看,性能比上一代 2H 提高了 3-5 倍,但距离 2014 年的 Atom J1900 芯片处理能力还有 20% 左右的差距。

不过,这样的处理器性能已经可以使用在终端机和工控机之上。实际上,这款芯片虽然不是龙芯最强的芯片,确是最能让客户买单的一款通用 CPU。

特种芯片:1H

“1”系列不拼运算能力,拼的是极端条件下的稳定工作能力。例如 “1” 系列的前辈 “1E” 和“1F”现在就转载在北斗卫星之上。“龙芯在北斗卫星上稳定运行了两年,没有一次反转锁定的错误。”胡伟武骄傲地说。

至于 “1H”,则是一款神器。它将会用在地下数千米的石油钻探探头上,工作温度在 200 度左右。对于这种超高温条件下的稳定工作,一直是芯片界的核心技术。中国一直想掌握高温芯片技术,但是美国对我们实行了严格的技术封锁。

胡伟武还记得,在搭载这款芯片的钻头下井试验的时候,一个石油行业的老专家倒满一杯酒,对他说:

我十几年没喝酒了,今天我要敬你一杯。这么多年没有人能做出这种芯片,你是我们石油行业的功臣!

国产芯片从一无所有,到如今可以上天入地,中国科学家所付出的艰巨努力让人动容。

【搭载龙芯 1H 的石油钻头】

比起性能,龙芯更要在生态上追赶 Intel

但是技术上追上 Intel,和让每个人都用上龙芯,是两个完全不同的事情。

在技术和市场之间,认为技术更难的往往活不久,认为市场更难的才能活得很好。

胡伟武异常清醒。

在我们的认识中,国产科技经常 “有意” 忽略市场,偏安 “党政军” 一隅。龙芯在开始阶段,也同样紧抱 “党政军” 大腿。不过,发展到今天,龙芯已经意识到 “党政军” 的市场过小,要想成为对标 Intel 的伟大企业,必须进攻企业终端市场,进而开发个人市场。

龙芯一体机和《人民的名义》】

生态的价值人人都知道。

你为什么不买龙芯电脑
因为安装不了 Windows
为什么要安装 Windows?
因为我习惯的软件和游戏都在 Windows 上啊!

Intel+Windows 的生态,庞大得让人生畏。但是龙芯必须在巨头眼皮底下奋力 “折腾” 出自己的生态。

胡伟武觉得,这个事情虽然难,但没有想象中那么不可能。当然,在个人电脑方面,Intel 制霸天下,但是这个世界并不仅仅有个人电脑这一个大市场。

龙芯的打法是:主攻 Wintel 生态的薄弱环节——终端和工控领域。

终端和工控是龙芯的领地

终端是指党政、能源、金融、电信等等行业使用的终端机,偏专用性质;
工控是指在工业领域对生产设备进行控制的智能设备。

基于这个方向,胡伟武的秘诀是:抓住 API。

全中国会用 Java 的工程师有 600 万,而却找不到 10 名懂得 Java 引擎或者 JavaScript 虚拟机的人。

胡伟武感叹。

换句话说,中国的现状是绝大部分工程师都只会在上层做开发,而把开发者和 CPU 连接起来的中间接口就叫:API,API 很少有人会做。

龙芯要做的是,为市面上所有龙芯的潜在用户开发好用的 API,让开发者可以舒服地开发出应用程序。简单来说就是,龙芯制造出各种形式的 “乐高模块”,程序开发者只需要按照自己的需要,拼插乐高积木就可以了。这样的话,基于龙芯开发就变得像游戏一样容易,而且让人更加享受。

根据官方数据,下游客户中,基于龙芯的软硬件开发人员已经有一万人了。

【华三研发的基于龙芯 3A3000 的交换机】

开源社区也是龙芯的领地

这个事情,同样反映在龙芯的社区和开发者队伍上。

如果你在龙芯开发者论坛注册,可以用极低的价格购买到龙芯的板片或电脑。基于这些硬件和 Linux 内核系统,你可以开发一切你喜欢的东西。对于龙芯生态有持续贡献的人,还可以得到 “工分”,这些工分将来是可以换取龙芯公司分红和股权激励的。

实际上,在各个高校中,基于龙芯芯片的爱好者社团已经有很多。龙芯也决定把一些低端的处理器核源代码开放给高校,让学生可以完整了解 CPU 内部代码结构,成为中国芯片的后备力量。

开发者是很挑剔的,但是在他们面前,我们的 3A2000 和 3A3000 已经不丢人了,真的。

胡伟武感慨。

【基于龙芯和开源系统制作的 “坦克车”】

虽然说龙芯已经建立了强大的生态还为时过早,但不妨来看看 Intel。中国工程院倪光南院士说:

1995 年 Windows 3.2 退出市场,至今 Wintel 的生态建设已经经过了 30 年。而相比 Intel 早年的发展,龙芯的脚步已经很快了。

仰视 Intel,龙芯道阻且长。但是,如今下游基于龙芯 CPU 的软硬件研发人员已经达到上万人。几年间龙芯有了如今的生态,并不容易。

需要说明的是,从三年前开始,政府已经放弃了对龙芯的支持,龙芯的最新芯片,都是龙芯中科公司靠卖一片片芯片赚来的钱研发的。从这个角度看,相比动辄拿国家几十亿研究经费的芯片团队而言,龙芯可以拍着胸脯问心无愧。

就像胡伟武所说:有一种胜利来自煎熬。

龙芯用自己的故事,证明了世界还算公平。

附加上之前写的关于麒麟操作系统的采访。

史中:银河麒麟系统的前世今生

自我介绍一下吧。我叫史中,是一个倾心故事的科技记者。我的日常是和各路大神聊天。如果想和我做朋友,可以关注微博:@史中方枪枪,或者搜索微信:shizhongmax

不想走丢的话,你也可以关注我的自媒体公众号 “浅黑科技”

知乎用户 榴莲芒 发表

其实反思中兴事件,会发掘出中国在科技体系、证券市场中的诸多问题。中兴在美国认缴了 9 亿美元罚款,赔了钱却不反思,反手在 A 股市场上提出了增发 130 亿元人民币的预案,并且被监管部门认可。股民的钱既然这么好赚,在美国被罚,罚款却是加倍从中国的股民兜里出,难怪中兴不用汲取教训。中兴甚至会庆幸,终于有机会狠撸了股民一次羊毛。有了沪深股市这个可以随便支取的大钱袋子,谁还有动力在高精尖的科技研发中奋力一搏?

知乎用户 昂捷电子 发表

相比于国外,我国半导体产业起步要晚二三十年,因此国内相关的人才储备也相对较少,再加上半导体产业虽然属于高科技,但是相关的公司毛利率和净利率并不高,甚至还不如一些消费品类的公司,因此过去几十年来,我国在消费品方面逐步拓展开来进入全球市场,但是半导体产业确实软肋,尤其是我国产的消费电子产品,内部的很多核心组件来自于国外进口。

但是,华为被美国各种围追堵截之后,国内从官方到普通民众对芯片研发和生产有着强烈的反响,整个社会都在鼓励半导体产业的创业和创新,很多台湾省、美国的华人也都响应号召回到国内从事半导体创业,国内的一些大型企业也纷纷涉足半导体研发。

尤其是这两年,国内大型企业跨境半导体产业的状况越来越多,成绩也是非常的喜人。

最近,地平线公司发布了征程 5 系列芯片,单颗芯片就可以提供高达 128TOPS 的 AI 算力,并且支持 16 路摄像头感知计算,以及毫米级的协同,还支持自动驾驶所需要的多传感融合、预测和规划控制等需求。很明显这颗芯片是专门为自动驾驶所设计的,是一款车规级的智能芯片,可喜的是地平线 5 系列芯片已经与多个国产品牌达成了合作意向。

与此同时,vivo 也发布了自己的芯片,这颗芯片是 ISP 芯片,专门用于处理影像和图片而设计,对此 vivo 动用了 300 人参与开发,就是继小米发布澎湃 C1 图片芯片之后,又一家厂商向自研芯片涉足。

更令人意外的是,百度最近也在芯片方面给出了一个大动作。

今年 4 月 21 这一天,原本隶属于百度旗下全资控股的一家公司,突然增加了三个有限合伙的投资公司股东,并且公司性质由法人独资变成了中外合资,注册资本也从 1165.2 万元增至 1426.8 万元.

短短的两个月后, 6 月 24 日, 这家公司原来的董事、经理全部撤出, 换成了 6 个新面孔, 法人代表也出现了变更, 注册资本也由 1426 万元增加到 1660 万元,公司股东数量更是增加到 10 个, 公司名也改了。

百度这一举动,在当时并没有引起太多的人在意,然后众所不知的是,这一举动是在为 8 月份百度这一场发布会做准备,为昆仑 AI 2 代芯片的发布会做准备。

这一动作就是,百度将子公司从原来的星云融创(北京)科技有限公司, 变更成了昆仑芯(北京)科技有限公司。换而言之,这等于宣告百度要把芯片作为一个业务线进行独立发展,把芯片从自给自足提升到面向市场。

要知道,2019 年底百度就发布了昆仑第 1 代 AI 芯片之后,之后在 2020 年初就量产,但是百度并没有将芯片的业务线独立出来。

果然,8 月 8 日百度世界大会发布的则是第二代昆仑 AI 芯片已经进入量产阶段,并且第二代昆仑 AI 芯片采用的百度自主研发 XPU 架构,采用的高端先进 7nm 制程工艺,而且已经和多款处理器完成适配。

百度公司涉足芯片开发,并且将 AI 芯片作为独立业务,并不令人意外。

因为百度近 5 年在人工智能、AI 技术以及自动驾驶等领域,都取得了不小的突破,由百度开发的 “小度” 人工智能助手,已经走进了千家万户,在各平台的口碑也相当不错。

此外,百度依托于强大的科研实力,在 AI 芯片领域也频频传出捷报。2018 年,百度发布首款 AI 昆仑芯片,第一代昆仑 AI 芯片可以很好地实现云计算和边缘计算,根据测试,昆仑 AI 芯片最高可达到 260 万亿次定数运算性能。

从第二代昆仑 AI 芯片适配处理器和操作系统来看,意味着这款芯片未来除了应用于智能生态场景外,很有可能也将全面覆盖下沉市场。作为百度首款自研 7nm 芯片,相信百度第二代昆仑 AI 芯片未来将成为英伟达等国际巨头强有力的竞争对手,毕竟无论是性能,还是制程工艺方面,昆仑 2 在 AI 芯片领域都可以说是排在第一梯队。

纵观手机企业向上游突破,研发芯片,互联网企业利用资本优势从事 AI 芯片路线,传统的芯片企业开始向车规级芯片转向,这三个现象说明,中国芯片产业正在呈现出蓬勃的生机力,都已经把创新和前瞻科技研发作为公司未来的新的增长点。

**这也就难怪,最近美国对华为的政策有所松动,解禁了华为在车规级芯片方面买卖的限制。因为我国国内的 AI 芯片、车规级芯片都在突飞猛进,**如果美国本土企业无法提前与华为达成合作,中国国产的芯片将占据华为自动驾驶解决方案,届时美国的芯片企业就无法在中国市场获得大量的订单了。

相信,随着百度、阿里、腾讯等企业相继布局芯片领域,我国的芯片产业将越来越丰富,芯片涉及到的产业链也越来越多,进而会加速提高我国芯片的自给率,摆脱目前芯片自给率较低的困境。

关于宏德伟创科技
宏德伟创科技有限公司总部位于深圳市,具有 20 年电子元器件分销经验, 是电子行业著名的混合型电子元器件一级授权代理商和现货分销, 方案技术综合服务商,同时也是中国电子市场价格指数数据采集点,半导体应用联盟发起单位,华强网十大优质供应商。
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公司拥有先进的管理体系,完善的客户服务体系和一批高素质的销售服务队伍,一直坚持 “质量保证、共荣共赢、不断创新” 的经营理念,以专业精神,持续发挥在技术、资金、人力资源方面的优势,为国内外客户提供一流的方案设计、品质、价格等一站式元器件采购服务,立志成为中国最好的电子元器件供应商,为中国半导体行业贡献一份微薄之力!
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知乎用户 知乎用户 r78xKw 发表

这个回答里面凡是没数据,全篇文字的高赞答案,都是 LJ

知乎用户 掉脑袋切切 发表

有位匿名答案写的很好:

芯片行业虽然涉及很多具体产品行业,但是毫无疑问:这是一块有无限钱途的地方。

既然是个钱途光明的行业,但是中国相关领域还是很难赚到钱,可能才刚刚入门,甚至连门都进不去 ············· 比如紫光 NAND 和 DRAM,在最近才正式发力。

有人提到待遇问题,最后这个问题演化成了大体四种撕逼方式:

“两弹一星的年代人家怎么能艰苦受罪”

“体酿恶我陷思”

“外国待遇好,所以水平高”

“都是房价的错”

···················································································

裆燃撕逼的结局是谁都不服谁。

其实道理很简单:

打个比方:

同样一条饮食街,火锅 A 店生意火,招服务员月薪 3000 + 提成;火锅 B 店生意淡,只给服务员开 2000 固定薪水。

显然问题不单单出在待遇上。

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【未来谁能为中国制造一颗自主且高性能的 CPU?】

未来短期内,估计很难看到一款零售国产 CPU 达到题目中的要求。

因为【自主】二字,包含太多东西。。。。

如果从制造角度看,甚至龙芯也有很多不是自己工艺制造的——意法半导体代工制造前两代龙芯,第三代没查过,不过也十有八九是意法。

国内完全具备自主设计 + 独立制造 CPU 的条件还不成熟。而进入零售市场,又是一段艰辛旅程了。。。。

龙芯官网的数据:

28nm 制程

4 核 1.5GHz(最大)

DDR3 1600(最高)

而现在英特尔和 AMD 正在玩 14/12nm,英特尔正在冲击 5GHz··············

光是制程上就落后至少 2 代,主频上还没有冲入 3GHz,架构上更不必说了 ··········

—————————————————————————

【龙芯是否有前景?】

龙芯进军零售市场不现实,主要市场在各种工程机、低功耗服务器,军用也会涉及。

前景二字,又很难说。。。

如果是跟 Ai 二位竞争,这前景还是要很久。。。甚至没前途。。。

如果是做好自己的一亩三分地,巩固自己已有阵地,倒可以算【有前途】···············

————————————————————————

【国产芯片现况如何?】

了解不深,但是个人感觉并不理想:

DRAM 自主制造的是 DDR3,还只是消费级 OEM 为主。DDR4 目前的消息是主要用海力士颗粒,自研发 DDR4 要在年内完成开发,正式产品怕是要看 2019 年了。

NAND 自研发颗粒还在 TF 卡之类的低端存储上有,中高端产品,如 SSD,紫光还在用英特尔颗粒。

CPU 国产零售一块没有,只有品牌整机出现过,但是很快被 Ai 两家挤下去了。

甚至就连电源,也是各种台系日系电容。。。国产连电容都给人的印象是被怀疑。。。

屏幕京东方,好不容易生产赶上来了,技术却总差一些,被人骂:只会吸股市的血。

其实芯片这种行业,并不讨人喜欢:高投资、高风险、技术密集、技术门槛又高,回报时间又超长。一旦亏本,很可能就是颗粒无收。。。。而到了具体从业人员,由于企业技术落后,产品竞争力差,利润低,而企业为了发展又需要大量资金投入,有限的利润无法给员工提供更好的低于,所以待遇上吸引力很差几乎是不可避免的,

显然这种投资不是一般人做的。个体参与的积极性也很低。

知乎用户 Alley​ 发表

目录

  • 一、调研背景

  • 二、芯片行业概述

  • 半导体产品概述

  • 集成电路 IC 概述

  • 逻辑器件

  • 微处理器(MPU)

  • 模拟芯片

  • 存储芯片

  • 集成电路分类

  • 集成电路作用

  • 集成电路 / 芯片产业链概述

  • 芯片厂商经营模式概述

  • 三、芯片行业发展里程碑

  • 四、芯片行业市场分析

  • 全球市场规模

  • 中国集成电路市场规模

  • 中国现状

  • 五、芯片行业下游应用分析

  • 六、芯片行业国家政策分析

  • 七、中国集成电路行业未来展望

  • 中国集成电路行业发展趋势

  • 中国集成电路行业面临的挑战
    一、调研背景
    近年来,中国集成电路产业快速发展,市场规模和技术水平都在不断提高。芯片是指封装后的集成电路,是信息产业的核心之一。随着人工智能、智能制造、汽车电子、物联网、5G 等为代表的新兴产业快速崛起,集成电路成为我国信息技术发展的核心。
    二、芯片行业概述
    集成电路,英文为 IntegratedCircuit,缩写为 IC,是一种微型电子器件或部件; 采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,这样,整个电路的体积大大缩小,且引出线和焊接点的数目也大为减少,从而使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母 “IC”(也有用文字符号“N” 等)表示。集成电路中的晶体管数量都是上百万级的,像苹果 A 系列,高通骁龙系列,华为麒麟系列的芯片,晶体管数量达到了几十亿、几百亿的级别。
      集成电路具有体积小,重量轻,引出线和焊接点少,寿命长,可靠性高,性能好等优点,同时成本低,便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用,同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备,其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍,设备的稳定工作时间也可大大提高。
    半导体可分为四类产品,分别是集成电路、分立器件、光电子器件以及传感器四大类。其中集成电路属于半导体行业的第一大产品种类,根据 WSTS 数据显示,集成电路市场份额在 2019 年占整个半导体市场的 82%,占据着全球半导体的绝大部分市场份额。
    半导体产品概述
    半导体产品主要包括两大类:集成电路 IC(即我们常说的芯片)和 半导体分立器件(D-O-S)。
    集成电路(IC,俗称芯片)又主要分为四大类:存储器逻辑器件微处理器模拟器件。其中,存储器、逻辑器件、微处理器,都称为数字 IC;模拟器件,即模拟 IC。

半导体分立器件可分为分立器件(二极管、三极管等)、光电子器件和敏感器件。
分立器件是与集成电路 / 芯片相对而言的,指普通的电阻、电容、晶体管等电子元件,是最小的元件,内部没有集成的东西。代表器件:半导体晶体二极管、半导体三极管。
光电子器件指利用半导体光 - 电子(或电 - 光子)转换效应制成的各种功能器件。代表器件: 发光二极管(LED)和激光二极管(LD)、光电探测器或光电接收器、太阳电池。
敏感器件是传感器的重要组成部分,能敏锐地感受某种物理、化学、生物的信息并将其转变为电信息的特种电子元件。代表器件:热敏电阻器、压敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、磁敏电阻器、气敏电子器、湿敏电阻器。

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集成电路 IC 概述

逻辑器件
1)逻辑器件分类
逻辑电路,是一种离散信号的传递和处理,以二进制为原理、实现数字信号逻辑运算和操作的电路, 它们在计算机、数字控制、通信、自动化和仪表等方面中被大量运用,逻辑电路可以分为标准化和非标准化两大类。
逻辑器件分类

全球逻辑芯片的厂商很多,但以国外玩家为主,大多数的逻辑芯片厂商都是无晶圆的 IC 设计厂商,比如 AMD、英伟达高通、苹果、华为等等,竞争壁垒极高。
国内逻辑芯片发展速度较为缓慢,除了在移动端 CPU 领域有一定的突破,其它领域的发展都与世界顶级公司之间存在很大的差距。其次,我国的研发大多局限在应用端,涉及底层架构、颠覆性创新的成果较少。
另外,逻辑器件为追求性能,一般追求先进制程生产,主要由台积电、三星等代工厂来完成。芯片代工领域需要的技术及资金投入更为巨大,门槛更高,玩家也相对有限,但是竞争却非常的惨烈。
2)不同类型逻辑器件介绍
(1)CPU
中央处理器(CPU),是负责信息处理、程序运行的执行元件,按照架构和性能的不同被广泛应用在个人计算机、移动电子设备、游戏机、路由器、激光打印机等设备上。
CPU 指令集是 CPU 中计算和控制计算机系统所有指令的集合。目前 CPU 可以分为复杂指令集(CISC)、简单指令集(RISC)两大类。
复杂指令集主要为 X86 架构,简单指令集又可以细分为 Arm、MIPS、RISC-V、Power-PC、Alpha 架构,其中生态较为完善的是 Arm 架构,基本占据简单指令集 9 成的市场。
我国厂商在底层架构指令集和 IP 的设计上比较落后,因此多采用 IP 授权或指令集授权的方式开发 CPU。
近几年随着国内手机等移动电子产品的发展,国内在移动芯片设计方面取得了突破,华为海思基于 ARM 架构的移动芯片设计水平跻身世界前列,不过遭遇美国打压,现在没人给代工他的高端芯片。
(芯片架构,一般指的是指令集,就是 CPU 使用的语言。CPU 执行计算任务时,程序在被执行前需要先翻译为 CPU 可以理解的语言,这种语言就是指令集,x86、ARM、MIPS 都是指令集的代号,也是全球三大芯片架构。)
在封测层面,上世纪末成立的通富微电通过合资、收购等途径获得 AMD 在国内的封测厂,是国内唯一掌握高端 CPU 芯片封测技术的公司。
在 IP 开发、指令集编制等上游行业,以及 7nm 或更精细的 5nm 先进制程逻辑芯片制造领域,国内企业还没有实现突破。需要提下的是,芯原股份(688521)的泛 GPU IP 已获 NXP 等全球龙头认可,在 CPU 方面,虽然芯原没有相关 IP,但已经开始布局。
国内做 CPU 的公司很少,主要公司基本都未上市。

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国产 CPU 龙头。龙芯:是中国科学院计算所自主研发的通用 CPU,采用自主 LoongISA 指令系统(简称龙芯架构),兼容 MIPS 指令
(2)GPU 芯片
图形处理器(GPU)最初的应用是处理图形数据,与 CPU 相比,其并行处理的能力更加强大。在个人计算机中,CPU、GPU 的主板往往决定产品的性能。
GPU 市场主要由 Intel、AMD、Nvidia 三家瓜分,长期占领 AI 商用计算和民用市场的绝大部分市场份额,为多家公司提供 GPU IP。
在 GPU 行业,我国拥有的芯片开发经验比较少。截至 2021 年 3 月,国内 GPU 相关的企业或机构只有 18 家,其中上市公司有
景嘉微
航锦科技
(3)FPGA
现场可编程逻辑门阵列(FPGA),是一种可以对电路功能进行编程定义的半定制电路。FPGA 具有无限次编程的特点,且开发时间短、延迟低、能耗低,被广泛应用在视频图像处理、通信、数字系统模数转换、嵌入式系统等行业。
单块 FPGA 的计算能力没有 GPU 强大,但将通用结构的 FPGA 芯片构造成一个规模宏大的并行的计算结构,就可以满足类似 GPU 的应用需求。
相较于 CPU、GPU 千亿美元的市场,FPGA 市场规模达比较小,仅 100 多亿美元,但增长很快。据 Gartner 统计,2019 年我国 FPGA 市场规模为 176 亿元,预计到 2023 年我国 FPGA 市场规模将接近 460 亿元,增长远高于世界水平。
全球 FPGA 市场主要被美国 Xilinx、Intel 两家企业垄断,市占率分别为 49% 和 34%;国内 FPGA 市场国产率低于 1%。
目前我国已经有企业掌握了 28nm FPGA 技术并实现生产应用,但离世界领先企业的 12nm 制程和顶尖 7nm 制程工艺的 FPGA 芯片还存在着不小的差距
(4)CPLD
复杂可编程逻辑器件(CPLD),属于高密度、高速度和低功耗的可编程逻辑器件,现在一般把所有超过某一集成度(如 1000 门以上)的 PLD 器件都称为 CPLD,规模大、结构复杂,属于大规模集成电路范围。
CPLD、FPGA、GPU 比较

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说以下 AI 芯片,当前主流的 AI 芯片主要分为三类,GPU、FPGA、ASIC。
其中 GPU、FPGA 均是前期较为成熟的芯片架构,属于通用型芯片,ASIC 属于为 AI 特定场景定制的芯片。
ASIC,也叫专用集成电路,是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。目前用 CPLD(复杂可编程逻辑器件)和 FPGA(现场可编程逻辑门阵列)来进行 ASIC 设计是最为流行的方式之一。
国内三种芯片的设计水平都与行业前列有着较大的差距,且以非上市公司为主。
寒武纪(688256)**:**2020 年 7 月 20 日在科创板上市,2016 年成立当年即发布了世界首款面向人工智能场景的专用芯片寒武纪 1A 处理器(Cambricon-1A)。公司的芯片已经应用在云端服务器、边缘计算设备、终端设备等多个应用场景。华为海思自 2017 年起发布的麒麟 970 和麒麟 980 均搭载了寒武纪提供的 AI 芯片。
微处理器(MPU)
1)MPU 介绍
**MPU(Micro Processor Unit):**微机中的中央处理器(CPU)称为微处理器(MPU),是构成微机的核心部件,也可以说是微机的心脏,可以简单理解为增强版的 CPU。它起到控制整个微型计算机工作的作用,产生控制信号对相应的部件进行控制,并执行相应的操作。
MPU 不是为任何已有的特定计算目的而设计的芯片,往往是个人计算机和高端工作站的核心 CPU。Intel X86,ARM 的一些 Cortex-A 芯片如飞思卡尔 i.MX6、全志 A20、TI AM335X 等都属于 MPU。
此外,MCU 和 SoC 容易和 MPU 弄混。
**MCU(Micro Control Unit):**叫微控制器,是指随着大规模集成电路的出现及其发展,将计算机的 CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种 I/O 接口集成在一片芯片上,形成芯片级的芯片。
**SoC(System on Chip):**指的是片上系统,MCU 只是芯片级的芯片,而 SOC 是系统级的芯片,它既像 MCU 那样有内置 RAM、ROM,同时又像 MPU 一样强大,可以运行操作系统,可以简单理解为是 MCU 集成化与 MPU 强处理力各优点二合一。
2)MPU 分类
微处理器可以分为三类:计算机 CPU 处理器,手机应用处理器,嵌入式微处理器。
**计算机 CPU 处理器:**占 MPU 市场规模的比重为 50%,是主要应用领域,主要包括 PC、服务器、平板电脑 CPU,代表公司有英特尔、AMD、苹果等。
**手机应用处理器:**占 MPU 市场规模的比重为 30%,代笔公司主要有高通、联发科、苹果、华为海思、紫光展讯等。
嵌入式微处理器:占 MPU 市场规模的比重为 20%,主营应用领域为智能家居、物联网设备等,近年来市场份额快速提升,近五年复合增速为 10.76%。A 股代表公司有全志科技、瑞芯微、北京君正、晶晨股份等。
模拟芯片
1、模拟芯片分类
模拟芯片主要包括电源管理芯片和信号链芯片。模拟芯片中因电子系统基本均需供电,因此电源管理芯片为主体,占模拟芯片市场比例约为 53%,信号链芯片市场占比约为 47%。
**电源管理芯片(power IC):**是在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片,主要分为 AC-DC 交直流转换、DC-DC 直流和直接电压转化(适用于大压差)、电压调节器(适用于小压差)、交流与直流稳压电源。电源管理 IC 是功率半导体的重要构成部分,全球市场约为功率半导体市场的 50%。
**信号链芯片:**是一个系统中信号从输入到输出的路径中使用的芯片,包括信号的采集、放大、传输、处理等功能。通信和消费类应用是信号链模拟 IC 的最大用途应用,根据 IC Insights2019 年预测,通讯类模拟芯片占比约为 38.5%,消费电子模拟芯片占比约为 10.2%。
模拟芯片分类:电源管理芯片占比 53%

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资料来源:公开资料
2、模拟芯片特点
模拟芯片种类复杂、生命周期长,工艺制程要求低,设计工艺依赖经验积累,需要高知识产权制造工艺支撑。
由于模拟芯片由于下游需求范围广,需要根据下游不同领域进行定制设计,且定制芯片功效发挥与芯片制造工艺相结合。国内大部分芯片厂商需要根据晶圆制造工厂标准工艺进行芯片生产,目前仅有少数国内厂商拥有成熟自主模拟 IC 制造工艺。
模拟芯片与元器件结合更加紧密,需要考虑元器件布局的对祢结构和元器件参数匹配形式,需要设计人员充分熟悉了解元器件特性、拥有成熟的拓扑结构设计与布线能力,模拟芯片的设计十分依赖工作人员日积月累的经验
存储芯片
存储芯片,又称半导体存储器,是以半导体电路作为存储媒介的存储器,用于保存二进制数据的记忆设备,是现代数字系统的重要组成部分。存储芯片按按照断电后数据是否丢失,可分为易失性存储芯片和非易失性存储芯片。易失性存储芯片常见的有 DRAM 和 SRAM。非易失性存储芯片常见的是 NAND 闪存芯片和 NOR 闪存芯片。

从中国存储芯片行业竞争格局来看,市场主要由国外存储芯片巨头领导,细分领域也落后于国外及台湾厂商 (如 NOR Flash 的旺宏 / 华邦等),但近年来国内厂商奋力追赶,已在部分领域实现突破,逐步缩小与国外原厂的差距,其中,兆易创新位列 NOR Flash 市场前三,聚辰股份在 EEPROM 芯片领域市占率全球第三,长江存储 128 层 3DNAND 存储芯片,直接跳过 96 层,加速赶超国外厂商先进技术。
集成电路分类
按照不同的处理信号来分类
集成电路可以分为模拟芯片和数字芯片两种。
处理模拟信号的芯片叫做模拟芯片,处理数字信号的芯片叫做数字芯片。
模拟集成电路: 用来产生、放大和处理各种模拟信号(指幅度随时间边疆变化的信号。例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等),其输入信号和输出信号成比例关系**。经常用于处理连续性的光声音、速度、温度等自然模拟信号,处理的信号都具有连续性的。**最典型的就是正弦波,如下

数字集成电路:。传递、加工、处理数字信号的 IC,主要处理离散的电学 “1” 和“0”信号,处理的是非连续性信号,都是脉冲方波,就是离散信号,简单点就是不连续的。

在现在的芯片中,早已经不是单纯的模拟芯片或者是数字芯片了。现在的芯片里面既能处理模拟信号的部分,也能处理数字信号的部分。主要看哪个多哪个少,如果处理模拟信号的部分多一些,就叫做模拟芯片,反之叫做数字芯片。
举例:
比如一台电脑主板,最主要的是 CPU,其次是逻辑存储器,这些都是数字化器件,但对自然环境的检视,如对声音信号、对影像信号的拾取,就要依靠模拟器件。
相比而言,数字芯片设计通常为大型团队作战,研发周期较短,生命周期仅有 1-2 年,平均成本高,因此价格较高,下游需求主要集中在服务器与消费电子上。
模拟芯片的设计十分依赖工作人员日积月累的经验,一般为小团队作战,研发周期较长,产品使用周期较长(10 年以上),价格相对较低,下游领域广泛、需求分散,可以应用于消费电子、汽车电子、工控医疗等

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按照不同应用场景来分类
如果按照这个标准类分类,大概可以分为 4 类,民用级(消费级),工业级,汽车级,军工级(还有人把航天级芯片当作第 5 类)

**

**

按照制造工艺来分
集成电路按制作工艺可分为半导体集成电路和薄膜集成电路。膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。
半导体制造工艺皇冠明珠,随摩尔定律逼近物理极限。摩尔定律指出:“集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔 18-24 个月就翻一 倍;微处理器的性能提高一倍,或价格下降一半。” 根据摩尔定律,制程节点以 0.7 倍(实 际为根号 2 的倒数)递减逼近物理极限,从 1μm、0.8μm、0.5μm、0.35μm、0.25μm、 0.18μm、0.13μm、90nm、65nm、45nm、32nm、22nm、16nm、10nm、7nm、 5nm、3nm。
我们平时经常听到 7 nm 芯片,14 nm 芯片等等,都是按照这个工艺来分的。

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按集成度高低分
  集成电路按集成度高低的不同可分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路和巨大规模集成电路。
按导电类型不同分
  集成电路按导电类型可分为双极型集成电路和单极型集成电路,他们都是数字集成电路。双极型集成电路的制作工艺复杂,功耗较大,代表集成电路有 TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL 等类型。单极型集成电路的制作工艺简单,功耗也较低,易于制成大规模集成电路,代表集成电路有 CMOS、NMOS、PMOS 等类型。
按照用途分类
  集成电路按用途可分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电路、电脑 (微机) 用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。
  (1)电视机用集成电路包括行、场扫描集成电路、中放集成电路、伴音集成电路、彩色解码集成电路、AV/TV 转换集成电路、开关电源集成电路、遥控集成电路、丽音解码集成电路、画中画处理集成电路、微处理器 (CPU) 集成电路、存储器集成电路等。
  (2) 音响用集成电路包括 AM/FM 高中频电路、立体声解码电路、音频前置放大电路、音频运算放大集成电路、音频功率放大集成电路、环绕声处理集成电路、电平驱动集成电路,电子音量控制集成电路、延时混响集成电路、电子开关集成电路等。
  (3) 影碟机用集成电路有系统控制集成电路、视频编码集成电路、MPEG 解码集成电路、音频信号处理集成电路、音响效果集成电路、RF 信号处理集成电路、数字信号处理集成电路、伺服集成电路、电动机驱动集成电路等。
  (4) 录像机用集成电路有系统控制集成电路、伺服集成电路、驱动集成电路、音频处理集成电路、视频处理集成电路。
按外形分
集成电路按外形可分为圆形 (金属外壳晶体管封装型, 一般适合用于大功率)、扁平型(稳定性好, 体积小) 和双列直插型.
集成电路作用
  (1) 减少元器件的使用。集成电路的诞生,小规模的集成电路使内容元器件的数量减少,在零散元器件上有了很大的技术提高。
  (2) 产品性能得到有效提高。将元器件都集合到了一起,不仅减少了外电信号的干扰,也在电路设计方面有了很大的提升,提高了运行速度。
  (3) 更加方便应用。一种功能对应一种电路,将一种功能集中成一个集成电路,如此一来,在以后应用中,要什么功能就可以应用相应的集成电路,从而大大方便了应用。
集成电路 / 芯片产业链概述
集成电路 / 芯片的产业链上游主要是集成电路 / 芯片制造所需的原材料和生产设备。
集成电路 / 芯片的生产工序主要涉及芯片设计、芯片加工、封装和测试。
集成电路 / 芯片主要应用于通信设备(包括手机)、PC / 平板、消费电子、汽车电子等下游行业。

1 集成电路 / 芯片的主要工序
集成电路 / 芯片的主要工序为 IC 设计、晶圆制造、封装和测试。IC 设计公司根据下游用户(系统厂商)的需求设计芯片,然后交给晶圆代工厂(即晶圆制造厂)进行制造,其主要任务就是把 IC 设计公司设计好的电路图移植到硅晶圆制造公司(即硅片制造商)制造好的硅片上。完成后的晶圆再送往下游的 IC 封测厂,由封装测试厂进行封装测试,最后将性能良好的 IC 产品 / 芯片出售给系统厂商。
2 集成电路 / 芯片上游
集成电路 / 芯片的上游包括原材料和在各生产环节的主要生产设备。原材料包括晶圆制造材料和封装材料。晶圆制造材料包括硅片、光罩、高纯化学试剂、特种气体、光刻胶、靶材、CMP 抛光液等。封装材料包括抛光垫等和引线框架、封装基板、陶瓷封装材料、键合丝、包装材料、芯片粘结材料等。
其中硅片是最重要的原材料,晶圆的制造就是在硅片基础上进行的。硅片的制造本文暂不讨论。
3 集成电路 / 芯片下游应用
根据 SIA 数据,2016 全球集成电路 / 芯片下游终端需求主要以通信类(含智能手机)占比为 31.5%,PC / 平板占比为 29.5%,消费电子占比 13.5%,汽车电子占比 11.6%。半导体产业除了传统通信类设备及 PC 驱动外,物联网、5G、AI、汽车电子、区块链及 AR/VR 等多项创新应用将成为半导体行业长效发展的驱动力。

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芯片厂商经营模式概述
先进制程进入 IDM 与代工两大模式竞争阶段。半导体产业目前有两大商业模式:
1)IDM (Integrated Device Manufacture,整合器件制造商)模式同时完成设计、制造、封测和销 售四个环节。
早期的半导体制造企业为 IDM 模式,例如英特尔自 1968 年创立,为 IDM 模 式的代表。IDM 优点在于规模经济性以及对内部全流程的掌握和整合优化,产品开发时间短、 厂商具备核心技术优势,多适用于大型企业;然而 IDM 模式长期发展带来的问题是投资规 模巨大、沉没成本高,随着制程发展需不断投入新产能,对中小型公司不太适用,因此产生 了设计 + 代工的垂直分工模式。
2)垂直分工模式则是无晶圆厂半导体设计公司(Fabless) 专注于设计和营销并将生产外包于晶圆代工厂(Foundry),将封装测试分工至封测厂 (Outsourced Assembly and Test,OSAT)。
台积电于 1987 年开创晶圆代工的商业模式, 推进制造与设计、封装相分离。随着制程更细微的发展趋势拉动研发、建厂开支急剧增长, 推动 IDM 公司持续扩大委外释单,向 Fab-lite(部分 IDM + 部分委外)、Fabless 模式转移, 例如英飞凌、恩智浦、意法半导体均较早采用了 Fab-lite 策略将部分订单转移至台积电。

三、芯片行业发展里程碑

从全球半导体行业每个主要细分领域的市场份额来看,2019 年,美国在逻辑芯片和模拟芯片方面明显领先;
韩国在存储器方面领先(美国紧随其后);
欧洲在分立器件方面领先。
总部位于中国的企业在逻辑芯片市场的占有率为 9%,在分立器件市场的占有率为 5%,中国哪个领域都落后,芯片实现国产替代任重道远。
四、芯片行业市场分析
全球市场规模
市场方面,以集成电路为主的半导体行业在过去几十年里整体处于上涨 趋势,据 WSTS 统计数据,自 2017 年起全球半导体销售规模已经连续四 年超过 4000 亿美元。2019 年,由于存储芯片厂商产能扩张,市场供大于 求;且模拟芯片需求也有所下降,导致世界半导体销售规模出现下滑。 随后的 2020 年,疫情导致芯片出现短缺,全球销售规模又随价格波动和 需求的增长而小幅上扬。

从区域分布来看,WSTS 统计结果显示,2020 年亚太地区 (除日本) 半导 体市场规模为 2675.90 亿美元,占全球市场的 61.78%。而据美国半导体协会(SIA)数据,2020 年中国半导体行业市场规模为 1517 亿美元,占全球比重 34.5%,虽然较 2019 年世界占比 34.9% 有所下 降,但仍是全球最大半导体消费国家。

中国集成电路市场规模
据 IC Insight 统计,2020 年我国集成电路市场规模为 1434 亿美元,约合 9894.6 亿人民币(以 2020 年美元兑人民币平均汇率 6.90 计算),市场规 模逼近万亿。我国芯片制造的产值也有了一定的提升,但这一产值数据 包含外国及中国台湾公司在中国大陆投资的制造厂贡献的产值,仅仅中 国大陆的公司 2020 年芯片制造产值仅为 83 亿美元,相比千亿美元的市场 规模,大陆芯片企业制造的产品仅满足了内需的 5.8%。
据芯思想研究预估计,2020 年中国大陆地区芯片制造公司营收排名前五 名的企业中,三家都由外资投资建设,其中三星西安、英特尔大连两家 企业占据前两名,海力士无锡排名第五;中资企业中,中芯国际、华虹 集团跻身前五,营收与三星西安的差距还很大。据 IC insights 机构预测, 中国集成电路市场规模自 2021 年起将保持 9.2% 的年复合增长率,在 2025 年达到 2230 亿美元。而中国的芯片制造规模将略快于整体市场规模 的增长,保持 13.2% 的年符合增长率,至 2025 年约为 432 亿美元。目前 我国集成电路的国产化替代率还很低。

受原材料价格波动大影响,我国集成电路行业市场规模和集成电路制造 业产值在过去五年内呈现小幅波动,但国家统计局数据显示,我国芯片 制造业保持高速增长,近五年符合增长率高达 18.68%,显著快于市场规 模增速。集成电路产量已经连续两年突破两千亿块,2020 年增速更是高 达近 30%。

尽管我国集成电路产量增速迅猛,但我国集成电路供应量与需求量之间 的差距过于悬殊,大量的芯片仍然需要通过进口获得。据海关总署统计, 2020 年我国集成电路进口金额 3500.4 亿美元,出口仅为 1166 亿美元, 进出口贸易差达高 2334.4 亿美元,较 2019 年的 2039 亿美元再度扩大。

中国现状
在整个芯片产业链中,我国除了上世纪七十年代起步的封测技术较为领 先外,芯片设计、制造行业的整体水平还与领先国家有较大的差距。其 中,在芯片设计领域,我国移动处理器设计水平与世界差距较小,其他 细分领域均较为落后,缺乏高端芯片设计话语权;在制造环节中,先进 制程工艺最为 “卡脖子”,据中芯国际官方网站介绍,其 14 纳米 FinFET 技术于 2019 年第四季度进入量产,是中国大陆目前最先进水平,而 2021 年 4 月台积电 3 纳米工艺芯片已经进入试产,远远领先大陆水平。
制造工艺

制造设备
我国芯片行业的支撑产业发展也与世界存在差距。高端芯片的制造主要 依靠光刻机为核心的制造设备,目前我国在低端光刻机国产化进程上, 取得了一定的成果,而尖端光刻机技术被荷兰 ASML 公司垄断。

芯片占有率
在芯片设计领域,知识产权竞争十分激烈,中高端芯片几乎被海外厂商 垄断,中国企业在全球集成电路产业中长期处于中低端领域,逻辑、存 储等高端芯片仍依赖进口。据国务院发布的相关数据,2019 年我国芯片 自给率仅为 30% 左右,提升高端芯片国产化率,实现高端芯片设计制造 的国产化替代将是中国芯片产业下一阶段的重要奋斗目标。

半导体产业结构变化
中国集成电路产业结构也逐步从附加值相对较低的封装测试领域向附加 价值更高的设计领域转型。2012 年至 2020 年前三季度,芯片设计在中国 半导体产业所占比重从 29% 增至 45%,2018 至 2020 年增长增速加快。

全球半导体 TOP10
虽然中国集成电路产业发展道路艰难,但中国依旧诞生了一批优秀的芯 片厂商。据 IC Insights 发布的 2020 上半年全球半导体厂商 Top10 中,国 产企业海思半导体位列第十。但受到制裁影响,年末 Gartner 做出的统计 中,全球半导体营收前十名的企业又被外国公司占领。

四、芯片行业下游应用分析
终端市场结构
近年自动驾驶、人脸识别、通信技术 和云计算等新兴产业的快速发展促使集成电路行业本身加速进步,以适 应更多元化的应用场景和更庞大的算力需求。 从终端应用需求来看,通信行业(手机)、计算机是半导体行业的主要 需求侧。据美国半导体行业协会数据,2019 年全球半导体应用中通信行 业和计算机行业应用占比分别为 33% 和 28.5%。

虽然智能手机和计算机贡献了半导体终端应用过半的需求,市场庞大, 但这两类产品已经步入存量市场,它们对半导体市场需求增长的拉动帮 助并不明显

物联网
物联网产业迅猛发展是芯片需求增长的一大推动力,物联网产业感知、 传输、平台、应用四层架构中的每一层级,都需要各类芯片的参与。其 中物联网终端层、边缘计算层和应用层对芯片的需求更加多元化,数量 也相对较大。

据 GSMA 统计数据显示,2020 年,全球物联网设备连接数量高达 126 亿 个,GSMA 预测到 2025 年这一数字将达到 246 亿。近年来全球物联网设 备数量高速增长,五年后全球物联网设备数量近乎翻倍。

智慧汽车
以智慧汽车为例,目前汽车集成了更多提升驾乘体验的功能,如驾驶辅 助、车联网、智慧座舱等,已经远远超出了作为代步和货运工具的角色。 而这些智能化的功能都由复杂的机电系统完成,这些系统通常是由机械 设备、传感器和多种芯片共同组成的。智慧汽车的发展也使得汽车对芯 片的需求不断提升。据中汽协预测,到 2022 年,中国品牌电动汽车平均 芯片数量将高达 1459 颗。

智能可穿戴设备
智能可穿戴设备也是物联网的一大应用领域。近年来,智能可穿戴设备 市场不断扩大,据 Gartner 统计,2019 年全球用户在可穿戴设备的支出 为 461.94 亿美元,2020 年达到 689.85 亿美元,增幅达到 49.3%。随着下 游市场快速扩大,上游芯片需求也将水涨船高。

智慧工厂
智慧工厂的建设也如火如荼。与面向消费者 的设备不同的是,智慧工厂、工业互联网应用的芯片多为工作温度范围 更广、设计使用寿命更长的芯片,其在制造与封装工艺上的要求也更高。 在芯片种类方面,工业应用中对电源管理芯片、信号链芯片等模拟芯片 的需求更大,对微控制器、逻辑芯片等也有一定需求。
数据显示,2016 至 2019 年,全球工业互联网市场规模复合增长率超过 5%,总量已经逼近 8500 亿美元,市场体量庞大。机构预测在 2020 年至 2025 年,这一市场将继续保持 6% 左右的复合增长率,在 2025 年市场规 模将超过 1.2 万亿美元。

智慧安防
智慧安防也是备受关注的行业,行业又可以划分为城市安全、企业及机 构安防、家庭安防等不同的细分领域,每一领域中都有。智慧安防设备 包括监控设备、人脸识别摄像头、中央计算平台、智能报警器等,这些 设备都需要芯片实现一定的功能。据中安网数据,2020 年全国安防行业 增长率为 3%,总产值达到 8510 亿元。2019 年,智慧安防在整个安防市 场的渗透率约为 5.5%,可以预见这一比例在未来短期内将会极速上升。 据估算,2026 年前后我国智慧安防市场规模将达到 2500 亿元人民币。这 一市场快速增长的同时,会拉动对显示控制芯片、各类通信芯片、微控 制器、用于 AI 计算的逻辑芯片等不同芯片种类的需求。
云计算
云计算等后端算力同样对芯片有巨大需求。云计算是将计 算能力以服务的形式提供给用户。数据中心则是云计算服务的基础设施, 其主机房包含了交换机、服务器和其它与之配套的设备(例如通信和存 储系统)。 由于数据中心需要对大量原始数据进行运算处理,对于芯片等基础硬件 的计算能力、存储能力等都有较高要求。 据赛迪顾问数据,截至 2019 年,中国数据中心数量约为 7.4 万个,约占 全球数据中心总量的 23%,机架数量由 2016 年的 124 万架上升至 2019 年的 227 万架,年复合增长率超 20%

5G
在数据传输端,5G 技术的应用也推动芯片需求的增长。除了在消费端的 应用,如手机里的 5G 基带芯片,大量的芯片需求来自于 5G 基站的建设。 不同于 4G 基站,5G 信号频段的特性决定了将信号覆盖同样的面积,其基 站数量将是 4G 基站的 2 倍及以上。据工信部数据显示,截至 2021 年 3 月 底中国 5G 基站数量达 81.9 万座,2021 年预计新建基站 80 万座。同时, 高盛预测,中国 5G 基站将在未来五年循序渐进式增长

六、芯片行业国家政策分析
为了提高中国自身芯片研发能力以及降低西方技术封锁对我国科技产业 的影响。自 2014 年以来,我国依据集成电路行业情况一方面出台政策对 集成电路从业公司进行税收减免,另一方面制定技术战略发展纲要指导 集成电路行业技术进步,多方面政策共同推动集成电路行业进步。

七、中国集成电路行业未来展望
中国集成电路行业发展趋势
封测业市占率稳超 20%
国内封测业起步早,产业规模大,龙头企业发展态势也很稳健。目前中 国大陆封测业龙头企业长电科技市场占有率稳居世界前四,通富微电与 天水华天市占率稳定在世界前十。在技术层面,长电科技与世界龙头日 月光、安靠的技术水平不相上下,都能够实现 SiP、TSV 等先进封测技术 的运用。目前我国封测产业将发力突破高密度芯片封测,弥补技术短板, 同时业内企业需要逐步扩大产能,比肩日月光、安靠这样常年占据世界 20% 市场份额的国际大厂。

在芯片产业的三个环节中,我国在每一环节的发展都与世界顶尖水平有 一定的差距,芯片设计存在比较明显的偏科发展、芯片制造中先进工艺 难以突破、芯片封测还未实现大规模和高集成芯片的封测能力。同时我 们也要肯定两千多家芯片从业企业对中国芯片发展所做的贡献和突破, 让我们在诸如通用 GPU、移动 CPU 设计等领域跻身世界顶尖水平。
在 “十四五” 开年之际,各地方政府对所管辖区域芯片行业的长处与短 板应有清晰的梳理。在新一轮的项目招商和落地过程中,优先着力于充实优势领域的产业链,补齐产业链缺少的环节和板块,向上游或下游产 业链延伸发展,发挥地方产业特色,将过去积累的芯片产业资源聚拢、 活化,形成规模化、链条化的产业聚集区和产业园。芯片行业是资金密 集型与技术密集型产业,对资金、人才、产业成熟度的要求都比较高, 地方政府在招商引资的过程中,对于新的芯片门类、新的产业方向要谨 慎落地,避免企业水土不服,造成资源和时间的浪费。
在国家优惠政策、产业基金充沛和庞大内需的推动下,可以预见在不久 的将来,我国芯片行业将有更多的领域跻身世界前列,立于世界之巅。
中国集成电路行业面临的挑战
虽然我国芯片行业在市场和政策的双重促进下正保持着高速发展,但我 们也应该清楚地认识到我们存在的短板和不足。综合来看,我国芯片行 业已经面对或未来将会面对的挑战将会主要出现在生产设备难以突破、 设计工具自主水平低、材料发展水平有待提升、行业人才存在缺口等方 面。
生产设备难以突破
先进的芯片制造工艺高度依赖尖端的芯片制造设备,我国在最重要的光 刻机上与世界领先的 EUV、DUV 机器都有不小的差距,在多年的探索中 进步较为缓慢。除了光刻机之外,我国企业生产的用于薄膜沉积和离子 注入的设备与世界水平差距较大。

目前世界顶尖芯片制造商——中国台湾的台积电已经在测试 3nm 工艺制 程,5nm 工艺制程已经实现商用。生产设备国产化水平无法满足高端芯 片需要的现状下,荷兰 ASML 公司拒售最先进的 EUV 光刻机严重限制了我 国高端芯片制造的发展。在美国对华科技企业发起一系列制裁后,我国 顶尖的芯片设计公司海思便无法通过台积电进行高端芯片的代工,国内 无法满足生产需求的现状下,相关业务发展不得不陷入停滞。目前,芯 片制造关键设备基本都被日本、美国的设备制造商把持,一旦国际政治 环境出现恶化,我国芯片制造的其他环节也会直接陷入产能无法继续提 升的窘境。
设计工具自主水平低
芯片设计主要需要使用 EDA 仿真软件等设计工具,据雷锋网援引赛迪智 库分析师的发言,2019 年在 EDA 市场国产化替代率仅约 10%,且份额基 本被产品较为全面的华大九天占据。世界顶尖的三家 EDA 设计软件公司 Synopsys、Cadence 和 Mentor 都是美国公司,我国的华大九天、芯远 景、芯禾科技、广利微电子等企业也能够提供部分环节的 EDA 软件,但 在技术成熟度和完整性上与顶尖企业还存在差距,在高端芯片设计中, 中国企业还没有非常好的本土化软件可以替代。
材料发展水平有待提升
在芯片材料方面,我国的大尺寸硅片、光刻胶、掩膜板制造技术与目前 的芯片设计水平还存在差距,许多门类的材料不能满足国内企业生产制 造需求,需要依赖进口。在设计软件、芯片制造设备、芯片制造核心材 料,部分封测设备上都存在短板,导致我国芯片行业发展受到国外限制 的领域较多,容易在政治环境较差的时候陷入发展停滞的局面。
行业人才存在缺口
我国集成电路长期以二级学科地位发展,直到 2020 年 7 月底才被确定设 立为一级学科独立发展。学科等级也影响了高等院校和科研机构对集成 电路的独立支持,独立的高校和学院近几年才逐渐设立,如南京市于 2020 年 11 月设立专门的南京集成电路大学,清华大学于 2021 年 4 月 22 日 才成立独立的集成电路学院,这对行业人才的专门化培养有很大的影响。
据《中国集成电路产业人才白皮书(2019-2020 年版)》数据显示,截 至 2019 年年底,我国直接从事集成电路产业的人员规模在约为 51.19 万 人,同比增长 11.04%。相比 2017 年的 40 万人,2 年增长了 11.19 万人。
该白皮书预测,2022 年集成电路整体从业人员要达到 74.4 万人左右,缺 口尚有近 25.2 万人,设计与制造领域人才缺口均在 9 万人左右。值得注意 的是,2019 年从业人员增量相比 2018 年呈现略微下滑趋势,尽管许多高 校通过新开设专业或扩大招生规模来提高相关行业人才供给,但数据显 示 2019 年仅有 12% 的集成电路专业毕业生进入本行业工作,人才与岗位 的矛盾也很尖锐,未来从业人员规模是否会出现高速增长尚不可知。

知乎用户 文以载道古律师 发表

国内一直在重新发明轮子。

又贵又不好用。

这些人唯一的理由是设想某一天被封锁,断供。

这些冷战思维在全球化时代是不合时宜的。

然后,美国终于做到了。让无数认为全球化势不可挡的中国人闭嘴了。

怪不得,郭台铭说一个世界,两套系统。

我觉得美国制裁华为的行为比加征关税严重得多。

知乎用户 匿名用户 发表

设计这块还勉强能撑撑场面,追起来也相对容易一流末吧。制造中最强的中芯国际,国际二三流的水准吧。设备和原材料三流末吧。。。

在校的学生中,脑子比较灵的转金融计算机了。相对出色点的基本走的设计这块。制造这块又累工资又低,真的是靠爱发电了。985 研究生上海 fab 月薪税前 8 千,感受一下。。。

知乎用户 匿名用户 发表

IC 逃兵答一个。本人读博期间一篇 JSSC,一篇 TCAS1,也灌水了其它几个 journal 和 conference,模拟混合电路方向。

讲一个我朋友的经历。

他读 phd 期间,没有 JSSC,但是 TCAS1 三篇,其它 TCAS2 之类的 journal 和 conference 若干,回国申请某一个双非一本被拒,理由是 论文数量少,影响因子低。然后去了某国内 IC 大厂,太累。跳槽到一个外企,安逸。

知乎用户 奇普乐芯片​ 发表

最近几年间,我们在各种产品的宣发会上都可以听到:

当他们在介绍自家产品芯片的时候:22nm、14nm、10nm 等数字在不断地跳跃。

这些数字是什么?为什么每一个数字的减少就意味着性能的突破?

这些数字其实意味着:相关芯片制程工艺的具体数值是产品性能关键的指标

芯片的先进制程,简单来说就是把芯片从大做小,具体是指芯片晶体管栅极宽度的大小,数字越小对应晶体管密度越大, 芯片功耗越低,性能越高。
就如:骁龙 835 用上了的是 10nm 制程, 在集成了超过 30 亿个晶体管的情况下,体积比骁龙 820 还要小了 35%,整体功耗降低了 40%,性能却大涨 27%。

但要实际做到这一点却并不容易,从芯片的进化历史来看,芯片的研发主要遵循着摩尔定律:

在最小成本的前提下,集成电路所含有的元件数量大约每年便能增加一倍。(The complexity for minimum component costs has increased at a rate of roughly a factor of two per year)

那么,我们由中国大陆完全自主研发的可量产芯片制程可以达到多少呢?

90nm。

原因在于在芯片制造过程中,光刻机是其中必不可少的一种设备。

由于是中国大陆技术的相关起步时间较晚,目前只能量产用于 90nm 芯片制造的光刻机。
而像行业天花板级别的 ASML 目前的技术已经是可以完成 3nm 以下芯片光刻机的制造。

又有人会说:国内早就可以实现 5nm 了。

实际上这里大部分人是混淆了光刻机和蚀刻机两个概念,虽然它们两者仅仅是一字之差,但代表意义却大不相同。
更严谨的来说:国内目前水平光刻机仍然是处于 90nm 水平,蚀刻机达到了 5nm 水平。
2018 年时中科院的 “超分辨光刻装备研制” 通过验收,它的光刻分辨力达到 22nm,结合双重曝光技术后,未来还可用于制造 10nm 级别的芯片。但是这仅限于实验室阶段,实现商用还是需要一定时间。

光刻机根据用途的不同,可以分为用于生产芯片、用于封装和用于 LED 制造。

按照光源和发展前后,依次可分为紫外光源(UV)、深紫外光源 (DUV)、极紫外光源(EUV),光源的波长影响光刻机的工艺。

光刻机可分为接触式光刻、直写式光刻、投影式光刻;
接近或接触式光刻通过无限靠近,复制掩模板上的图案。
直写式光刻是将光束聚焦为一点,通过运动工件台或镜头扫描实现任意图形加工。

投影式光刻因其高效率、无损伤的优点,是集成电路主流光刻技术。

实际上,我们可以将投影式光刻想象为胶片摄影。胶片摄影是通过按下快门,光线通过镜头投射到胶卷上并曝光;之后通过 “洗照片”,即将胶卷在显影液中浸泡,得到图像。

关于蚀刻机,我们就更好理解了:

狭义理解就是光刻腐蚀,先通过光刻将光刻胶进行光刻曝光处理,然后通过其它方式实现腐蚀处理掉所需除去的部分。

首先我们要知道:感应耦合等离子体刻蚀法(InducTIvely CoupledPlasma Etch,简称 ICPE)是化学过程和物理过程共同作用的结果。

它的基本原理是在真空低气压下,ICP 射频电源产生的射频输出到环形耦合线圈,以一定比例的混合刻蚀气体经耦合辉光放电,产生高密度的等离子体;
在下电极的 RF 射频作用下,这些等离子体对基片表面进行轰击,基片图形区域的半导体材料的化学键被打断,与刻蚀气体生成挥发性物质,以气体形式脱离基片,从真空管路被抽走。

国内的刻蚀机设备制造商经过这几年地奋起直追,已经取得了非常可喜的成果。

我们将时间推回到 2011 年,由于受到瓦森纳协定限制的,当时的全球半导体前 15 大设备供应商几乎都限制了相关先进芯片制造设备出口中国大陆。

这份协定又称瓦森纳安排机制,其成员国包括有美国、日本、英国、俄罗斯等 40 个成员国;
旗下的成员国在对它国提供先进技术的情况下,需要先得到《瓦森纳协定》成员国的授权,否则,相关的技术以及产品,将无法供应到其他国家。

众所周知:

半导体产业是一个在不断快速发展的产业,不仅是在软硬件的计算形态上,更是连相关生产工艺也在急速变化。

在半导体产业的历史上:
往往一个新的半导体技术应用空间被建立,旧有的技术体系就会退化为二级市场。
因此,想要突破瓦森纳体系的空气墙,就一定要抓住新技术的机遇。

依托新技术加速超车,稳扎稳打地不断贴近乃至于超越 “卡脖子 “的技术。

不光是中国大陆,为了摆脱对于相关协定及制程工艺的依赖,甚至于台积电也在 16 年公布了一项新的技术成果 CoWoS 技术。
即通过芯片的先进封装技术,在不提升芯片制程工艺的情况下,提升芯片的性能、降低产品的功耗。奇普乐芯片:台积电独吞苹果订单的关键利器——CoWoS 技术 6 赞同 · 0 评论文章 7 赞同 · 0 评论文章又在 2022 年的今天,由于苹果 M1 Ultra 芯片的落地,又将先进封装技术推向了半导体行业的风口浪尖。

特别是,中国大陆的本土企业:华为。

在去年就公布了一项芯片叠加的技术专利。

而在今年华为财报上,郭平也给出了公司对于芯片的看法:将采用多核结构,以提升芯片性能,投资三个重构,用堆叠、面积换性能,用不那么先进的工艺,让华为的产品更有竞争力。
从郭平的描述来看,华为已经开始着手设计的新的芯片,同样是不提升芯片制程、用面积换性能,这很难让人不去联想台积电的硅晶圆堆叠技术。

更多的类似 UCIe 联盟的建立及相关英伟达 Grace CPU Superchip 的落地也在像我们证明:

当今,半导体行业重要转折点正在显现出来!

本次芯片制程工艺我们就先讲到这儿~

想了解更多半导体行业动态,请您持续关注我们。

奇普乐 ®️将在每周,不定时更新~

最后的最后,借用雨果的名言:

进步, 才是人应该有的现象。

愿每一位半导体从业者可以——

基与本,速攀升。

知乎用户 赵建强 发表

谈到 “中国芯”,很多人第一个反应就会是龙芯。

自 2000 年开始研发到现在,龙芯已经有十五年的历史。虽然媒体不时会报道一些关于龙芯的消息,但由于市面上难以见到实物,外界对它的了解实在少得可怜。从立项开始,龙芯的研发单位中科院计算所就立志要做到世界一流水平的 CPU;那么在 2015 年的今天,他们的产品究竟达到了什么水平呢?

我们先了解一些背景知识:龙芯是中科院计算所龙芯项目组研发,兼容 MIPS 指令集,具备完全自主知识产权的 CPU 系列。

龙芯分 1 号、2 号、3 号三大产品线,分别对应超低功耗嵌入式芯片、低功耗 SoC 与主流 PC、服务器 CPU 几大目标市场。目前代表龙芯最强水平的型号是龙芯 3B-1500 CPU,有 8 个核心,32nm 制造工艺,主频 1.2GHZ;其次是四核心的龙芯 3A 1.2GHZ。

因为使用的 MIPS 指令集与主流的 x86、ARM 不同,龙芯平台无法直接运行大多数常见的性能测试集;加上产品没有大量上市、用户稀少等原因,媒体、评测机构不太容易了解它的实际性能表现。所幸计算所公开了一些内部性能测试数据,我们得以从中分析龙芯的实力。

计算所使用的测试软件是专业领域常用的跨平台测试集 SPEC CPU 2000。很多主流 CPU 都有 SPEC 跑分成绩可查,为我们的对比带来了便利。

首先我们来看看 SPEC_int 测试。这项测试考察 CPU 的单线程整数运算能力,关系到一般用户常用应用的性能表现。参与对比的是龙芯 3B-1500 1.2GHZ、apple A8 1.4GHZ、ARM Cortex A57 1.7GHZ 和 intel Core i7 4770 4GHZ

龙芯的表现相当凄惨,成绩只有 A57 的一半多点。换句话说在常见的单线程整数应用中,主流旗舰手机都可以轻松秒杀龙芯 3B。

接着是多线程测试 SPEC_int rate。计算所只提供了四核心版本的龙芯 3A 的多核测试分数,我们找到了一款老版四核 i7 965 3.2G 的成绩来做比较。

Core i7 965 的主频不到龙芯 3A 的 3 倍,但是多线程整数性能是后者 7 倍多。现在主流的新一代 Core 系列 CPU 的性能更强,可见龙芯的差距多大。就算 8 核心的龙芯 3B 的性能达到 3A 的两倍,也远远不及主流的 PC CPU。

SPEC 测试离我们普通用户还是比较远,而且这种测试中 CPU 厂商可以手动调节测试代码来优化性能,类似的优化手段却不一定能对主流应用生效。在计算所的一篇论文中我们找到了龙芯 3A 运行常见的 JS 测试 Sunspider 的成绩,来看看它和主流设备差距多大:

结果十分惊人:龙芯的性能只有 iPhone 6 使用的 A8 芯片的十分之一不到。

光谈性能是不够的,芯片的功耗也是一项重要指标。计算所给出了一项数据:8 核心、32nm 工艺的龙芯 3B 典型功耗约 30w。相比其孱弱的性能,30w 的功率实在显得太高了。

现在的龙芯是什么能耐,想必诸位已经心里有数了。面向服务器开发的龙芯 3B 实际表现还不如主流手机,这就是计算所面对的残酷现实。目前的龙芯产品在主流市场可以说毫无竞争力,所谓取代进口芯片更是痴心妄想。

所幸龙芯的研发单位已经意识到了自家产品与对手的巨大差距,并在努力追赶。根据计算所的公开信息,性能提升数倍的下一代龙芯最快将于年底面世,预计至少达到 AMD 的技术水平。如果计划能按时完成,基于龙芯核心的 PC 就可以满足党政机关的基本办公需求,开始在政府单位大面积推广。这对龙芯来说是非常诱人的前景。

当然,未来龙芯能做出什么成绩完全取决于他们有多强的实力。过去龙芯项目组总是喜欢吹牛、好高骛远,结果实际产品表现极差,惹人笑话。如果计算所扔掉不切实际的幻想,踏实做事,龙芯还是可以在市场上分一杯羹的;否则它只会像过去那些失败的国产品牌一样走入历史被人遗忘,后人提起来也不过是茶余饭后的谈资罢了。

网上 Google 的@_@

知乎用户 科技公元 发表

中国人自己的芯片,了解下:

华为海思手机芯片

知乎用户 侯攀峰 发表

上海兆芯了解一下,x86,soc,gpu 应有尽有

知乎用户 孙林 发表

华为的麒麟应该还不错吧。算半商业化了(给自己机器用)。

兆芯看实际应用吧。

龙芯,这个货… 就是党政军单位买来扔仓库的。


说下为什么不看好龙芯

  1. MIPS 架构。这个架构 20 年前已经在和 X86,POWER 的竞争中输了。这么多年来软件生态几乎处于真空状态。软件并不是说你今天想在 MIPS 上搞一个大软件,召集几百个编程的就行了,API 接口都很薄弱不统一,开发文档欠缺,组件缺乏,就是软件大牛,也不可能让他们从底层一步步搭起(有技术的人不会在这种看不到产出结果的东西上花时间,所以就算你价格开的高,也不一定有人来)。 当然如果他有 ARM 低功耗的优势,然后抓住一把移动设备发展机遇倒是有可能和 ARM 一样翻身。不过我目前看不到他有可以翻身的优势,更别谈机遇了。
  2. 芯片组和显示模块需要依靠别人,连内存控制器都没有集成到 CPU 里。这个怎么说呢。。。哎不说了。
  3. 没有市场,流片量小,只能找意法这种 2 流的代工工厂。本来架构就不行,现在工艺又落后那么多。

感觉 2,3 可能以后会解决吧(说不定已经解决了,恕我很难多年不关心了),但是 1 绝对是个无法解决的问题。(当然你搞举国之力,把全国所有的程序员强迫过来帮你龙芯开发 MIPS 软件那就另当别论了)。其实君正之前已经想这么搞了,但是还是不行,你后台再硬,背景再雄厚,也挡不住全世界发展的潮流。(现在乖乖地退守到智能手表这一领域)。君正也没搞定的事情,我不认为龙芯有能力能搞定。

最后感叹下最近几个月看到的龙芯粉。非要说海思,兆芯不是自主的,我也是醉了。感情海思和兆芯那里成千上万的员工都是吃白饭的?严格来讲都要依赖别人,非要 50 步笑百步。


关于芯片组和显示模块其实很重要,如果能把整个系统做成一个很小的 SOC,那么这个系统可用范围就很大了。否则你就想着做桌面 PC,和 INTEL, AMD 面对面干,胜算很小。只能靠国家补贴来过活(国家补贴包括党政军购买指标,所以说龙芯开始盈利的扪心自问,这难道不是换了一种补贴的形式吗?)。龙芯起步很早,但是 MP3,4 , 机顶盒,平板,智能穿戴设备这些浪潮的机会一个也抓不住(你不能指望 MP3 像一本书那么大)。

抱歉用君正来举例子。和龙芯比起来,至少君正的芯片是普通老百姓用的,经过市场检验的产品。我一直觉得君正领导人市场决策能力很强,直到君正决定开展手机和平板业务。


好了,真正说到一台终端的自主可控性。我认为海思和兆芯远比龙芯高。龙芯也就 CPU 是自己的。其他包括网络控制, 多媒体(显示,声音等)控制,电源控制,输入控制(鼠标,键盘等),内存控制,外存控制, 蓝牙控制,打印控制,USB 控制… 龙芯能提供哪些?几乎没有应用厂商会自己设计这些控制器,只能是 CPU 设计商提供,所以最后这些控制芯片组是用谁的?。最终做成一台设备,比如龙芯的笔记本,海思的手机,兆芯的电脑。我不认为龙芯设备的自主可控性比别人搞。就好比一台汽车,就发动机是自己造的,其他包括,方向,速度,刹车,电源都是别人的。然后说自己的发动机自主可控性高,但其他的设备呢?

知乎用户 lalala 发表

说一下通用 CPU 现状吧,国内的现状,做自主国家还是支持的,只是力量比较分散,比如有人强挺兆芯(X86,威盛的底子),海光)(买的 AMD ZEN 架构 好多钱啊),飞腾(买的 ARM 架构),华为(买的 ARM 架构)。这些国外说禁也就禁了,比如华为 ARM 和海光的 AMD 都现在被限制了。龙芯在老老实实的开发自己的架构,这几年性能提高了 3 倍(只架构提升,频率受限工艺制程),而龙芯自从成立以来国家的支持(含承担项目)不到 10 个亿,其他上述几家几十亿起,龙芯这么多年都勒紧裤腰过日子,目前能自己养活自己,钱不多。诟病龙芯的说指令集是 MIPS 小众不自主的有一批,但指令集设计其实不难,架构里的译码器换一换的工作量。关键是生态,有些领域其实指令集不那么重要。而开放市场生态说白了还得用钱砸,但 ARM 和 X86 的生态,你永远只能处于跟随的状态,命脉握在别人的手中,说卡死就卡死了。现状是大家都觉得应该自主,但目前现状混乱。

知乎用户 狗头祭酒 发表

在本次英特尔事件中,大家其实并没有真的发起抵制,多是在网上发表一下愤怒,显得 “理性” 了很多,当然也在勉励着国内科技企业,希望国产自研芯片抓紧研发,以后有一天能不受这窝囊气。

但很遗憾,**在处理器(CPU)领域目前我们还难以做到国产替代,现在的国产 PC 处理器只是解决了有无的问题。**国产 PC 处理器仍然任重而道远,与国外总的差距很大,细分领域在 10 年以上。

我并不是芯片相关专业,也非利益相关,作为知识的搬运工,在此只是汇总一下当下国产 CPU 的痛点——指令集架构。

当今,在形势逼人和国家大力支持下,根据统计数据显示,目前国内已经拥有超过 27 万家芯片年企业,其中在 2020 年就新增了近 6 万家芯片企业,但强者就是六大国产 CPU 公司。

**指令集体系,这个国产 CPU 绕不开的一个关键底层,**就是上图中第二行:

为什么这么重要,则要从计算机的发展史开始说起。早期的计算机系统,软件的编写都是直接面向硬件系统的,软件和硬件紧紧耦合在一起,不可分离。后来,IBM 为了使自己的一系列计算机能够使用相同的软件,免去重复编写的痛苦,于是在它的计算机系统中引入指令集架构(ISA,Instruction Set Architecture)的概念,将软件编程所需要的硬件信息抽象出来,形成一个抽象的机器架构,编程人员在这个抽象机器上进行编程,进而实现了与硬件的解耦。

至此,处理器则从原来与系统不能分离,演变成为指令集架构、微结构、底层的物理实现三层结构,并一直延续到现在。指令集架构中,最为基础的就是指令集,它是用来引导 CPU 进行加减运算和控制计算机操作系统的一系列指令集合。

目前,全球 CPU 指令集架构有两类——复杂指令集(X86)和精简指令集(以 ARM、MIPS、POWER 等为代表)。

其中,复杂指令集(CISC)通过增加可实现复杂功能的指令和多种灵活的编址方式,来提高程序的运行速度。但直接后果就是需要对不等长的指令进行分割处理,造成一些不必要的等待,效率较低,对硬件集成度、工艺、功耗均非常高。

相反,精简指令集(RISC)采用的等长的指令,可以将一条指令分割成若干个进程或者线程,交给不同的处理器并行处理,效率高,硬件集成度要求不高,工艺简单而且成本低。英特尔在早期研发 CPU 时,精简指令集还未出现,而在精简指令集出现之后,英特尔也看到了精简指令集存在的明显优势,但为了实现后向兼容,也不得不一条路走到黑,继续推动 X86 复杂指令集的发展。

这两类架构竞争十分激烈。复杂指令集一方,英特尔凭借着与微软的事实上的结盟(Wintel 生态),同时也在新的微内核中融合了一些精简指令集的技术优势,在中低档服务器、PC、笔记本等主流领域占据了绝大多数份额。

精简指令集一方,虽然指令集本身有优势,但是群龙无首且各自为战,最终被 Wintel 体系打败,且挤压到嵌入式市场,后来在智能手机兴起之后才觅得新的市场空间。尤其是 ARM,ARM 指令系统和 Android 操作系统形成的 AA 生态,在智能手机处理器市场占据了绝大多数份额。这也就是电脑端 CPU 和手机端 CPU 最大的不同了。

这也就导致了国产 CPU 的一个重大问题——如果想要设计出能够使用的芯片,那么就必须使用别人的芯片架构,否则就算自己研发出了新的芯片,硬件层面无法兼容,也难以和现有的软件生态融合。

以天津海光和上海兆芯为例,简单分析一下指令集的影响。

两家厂商均基于 X86 架构,通过授权和引进技术,实现国产 X86 处理器的设计和生产。可两家又都面临极大的问题,包括授权费,技术研发进度等。

**一、先来看天津海光。**天津海光全称是天津海光先进技术投资有限公司,现在叫海光信息,隶属于中科院旗下的中科曙光。

天津海光通过和 AMD 合作,以 2.93 亿美元的代价获得了 AMD 有关 X86 的架构授权。2016 年 2 月 26 日与 AMD 共同成立合资子公司海光微电子与海光集成,专门研发和生产面向中国市场的服务器处理器。

AMD 在本次合作中不实际出资,而是以知识产权占股,并且未来产品实际生产出货后,AMD 将会以版税的方式,向每一颗处理器收取相应的授权金

据悉,AMD 向天津海光授权了最新的 Zen 架构,天津海光将以 Zen 架构为基础,打造国产服务器用的 X86 处理器。

但业内人士也表示,能否具备消化吸收从 AMD 处获得的技术,并实现再创新是海光信息面临的最大问题。

并且海光还面临高额的 IP 授权费。仅 2018 年至 2021 上半年,海光信息就因为 IP 授权向 AMD 支付超 7.22 亿元,而其该时期产生的总营收也仅有 20.2 亿元,净利润更是为负。另外,海光信息还通过 AMD 采购晶圆、基板等原材料,还在 AMD 参股的企业采购封测服务,这很可能表示海光信息在技术、生产、原材料采购等多方面均需要仰仗 AMD。

**二、再来看,上海兆芯。**和天津海光 X86 技术获取和 AMD 合作不同的是,兆芯的技术来源是我国台湾省的厂商威盛(VIA)。2013 年 4 月,上海市国资委、台湾威盛电子合资成立上海兆芯集成电路有限公司 (简称 “兆芯”),其中上海市国资委出资 2 亿美元,占股 80%,威盛电子出资 4975 万美元,占 20%。

目前世界上拥有 X86 授权的企业只有英特尔,AMD 和台湾威盛,其中英特尔和 AMD 拥有 X86 的永久授权。威盛的专利大多来自他们收购的美国处理器公司 Cyrix,1999 年,威盛收购 Cyrix 后,成为了合法的第三大 X86 处理器厂商。

在这次合资中,威盛获得了现金流,大陆获得了 Centaur 公司基于 X86 部分缺乏市场竞争力的技术,之后兆芯承接了核高基 01 专项,获得了海量资金扶持。Centaur Technology 总部位于德克萨斯州奥斯汀市,自 1999 年以来一直是威盛的子公司。该公司负责威盛 “x86 核心设计” 的开发,以及他们内部的“辅助 IP”,这是一项用于深度学习的开发加速器技术。
不过,兆芯在技术上并没有实现 “赶 I 超 A”,而是多年拿威盛的“以赛亚” 内核开发了多款 CPU。诚然,也许这些年兆芯确实已经吃透了 “以赛亚” 内核,实现了技术消化吸收,但在在创新方面还做的很不够。

**注意:**2020 年,上海兆芯斥资 2.57 亿美金,又购买威盛 x86 相关技术,可以说是进一步夯实了技术储备,也可以说是 “买了又买”,自主研发的实力何在?

另外,今年 11 月份,英特尔公司以 1.25 亿美元收购威盛麾下 Centaur 公司的 x86 业务部门,有媒体称是英特尔为了绕过从 Centaur 招募 x86 工程师的竞业禁止条款,因而干脆将整个 x86 业务都收购了,具体信息还不清楚。在英特尔收购 Centaur X86 业务团队后,兆芯的 X86 CPU 研发恐怕又会大受影响。

最后,看看海光和兆芯生产的芯片水平。海光基于 Zen 架构的 Dhyana 处理器(禅定),最多支持 32 核,PCIe3.0 总线,主频 2.0GHz,基于 14nm 工艺;兆芯最新的处理器是开先 KX-6000 系列,使用的是 16nm 工艺,最多八个核心,频率最高可达 3GHz,号称是国内首款达到 3GHz 频率的处理器。

可二者的实力与 Intel、AMD CPU 的差距还是肉眼可见的巨大。

以上可以看出,指令集的先发优势和技术沉淀优势,以及对当今市场的绝对垄断,导致我们追赶的脚步异常艰难。在近日的第十六届中国芯集成电路产业促进大会上,倪光南院士就明确指出 “我们可以适当地聚焦基于 RISC-V 架构的芯片产业,从而抓住国产芯片的新机会,解决芯片架构受国外垄断的情况,把芯片的主动权掌握在自己的手中”。

希望倪光南院士的话,能早日实现吧。

材料参考:方正证券的《CPU 研究框架行业深度报告》;平安证券的《国产 CPU 正从可用向好用转变,自主可控前景可期》

知乎用户 知乎用户 72DG4g 发表

记者问 “中国有没有世界领先的芯片产业啊?”

大家纷纷皱眉,怎么问这种问题

“有!”*** 回答,“在台湾省!”

知乎用户 知乎用户 41v0bu 发表

几十年前喊着实业救国,结果尼玛上面带头全国炒房几十年。现在你问我中国芯片现状如何?

知乎用户 Sun Nietzschee 发表

中国的 cpu 如何?2008 年启动的 “核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品” 及“极大规模集成电路装备及成套工艺” 两个国家科技重大专项平均每年在集成电路领域的研发投入不过 40-50 亿元,不及英特尔一家研发费用的 5.2%~7.7%。

然后有老铁说 挺高的啊

同期很多人去了什么科研院所 申请经费 100 万 学校扣 50% 导师扣 30% 发发工资 然后发现买什么设备不够了 草草买点国外的芯片 贴标 交差

呵呵 也许不是这样 但是 科研需要梯队和大量技术人才 纵观国内软件 硬件 再看看制造工艺和工人水平 对不起 这个时代需要工匠精神 但是当你为了生计 为了家庭奔波的时候 你只会转头挣钱快的行业或者工作

企业又何尝不是

只能共勉

知乎用户 匿名用户 发表

臭鱼烂虾将自己代入大佬,以待遇不对等为由怒斥吸引一大波小白同情心以满足自己的虚荣心。

我国人民群众对于科研人员有着崇高的敬意,即使科研人员本身是臭鱼烂虾也能将注意力从科研人员本身实力不足引向郭嘉房价。

奉劝各位,每个行业都有基层,你们的距离仅仅是隔行如隔山,你所仰慕的科研人员也是有可能仅仅是该行业的臭鱼烂虾,不要戴个科研帽子就一头栽进去。鉴别出谁是混日子骗情怀的臭鱼烂虾,找出真正的金龙,是人民群众国家的真正任务。

知乎用户 原来是沐沐​ 发表

谢邀

作为一名高三狗,我只知道现在中国芯片情况不容乐观,我愿为国贡献一份力量,愿中国芯早日腾飞!

知乎用户 菠菜​​ 发表

[模拟芯片,一座鲜为人知的金矿 6323 播放 · 2 赞同视频

​](https://www.zhihu.com/zvideo/1306210142342963200)

更多内容欢迎关注微信公众号 “星空财富”(ID:xingkongcaifu1)

知乎用户 参照系查询平台 发表

报告看点梳理:
①集成电路行业发展现状概览
②IC 设计、IC 制造、IC 封测、IC 制造设备及半导体材料五大关键产业链解读
③投资动向及企业资本市场状态分析
④715 家关联企业介绍及融资信息详情

阅读原文:集成电路行业研究报告(附 715 家关联企业介绍)

虽然中兴禁售事件在不断斡旋下出现了转机,但已经为我们敲响了警钟。那就是核心技术受制于人,随时都有可能会被人反制。因此,必须进一步加大高新技术领域的研发投入,让自己的 “芯” 更强,才能真正变得强大。经过多年的发展,国内集成电路行业结构得以不断优化,从以封测环节为主向以设计、制造环节倾斜。

国产化需求迫切,三大方向成重点布局领域

中国集成电路一直依赖进口,主要原因就是国内自主芯片产品结构处于中低端的格局仍然没有得到根本改变。高端产品严重依赖进口,中国芯片的自给率只有 8% 左右,这在本质上阻碍了产业转型升级,甚至危害了国家信息安全。

2017 年中国集成电路进口金额达到 2601.4 亿美元,出口金额 668.8 亿美元,**进出口逆差为 1932.6 亿美金,增长 16.6%。**从数据可以看出,中国集成电路国产化需求十分迫切。目前,集成电路产业风头正盛,其中三大方向是 2018 年关注的重点。

其一是人工智能,人工智能被看作是一项将改变人类社会发展进程的重要技术,而人工智能芯片则是人工智能产业发展的基础。其二是存储器市场,多年以来中国存储器市场一直处于被国外企业高度垄断的状态,自给率几乎为零。其三是物联网应用,物联网应用将在国内消费升级和工业转型的双重利好带动下,迎来新一轮的发展高潮。

产业结构合理化,向高技术领域倾斜

大基金(国家集成电路产业基金)成立于 2014 年,是为促进国家集成电路产业发展而设立的产业投资基金。截至 2017 年,累计投资 67 个项目,实际出资 818 亿元。投资项目覆盖了集成电路设计、制造、封装测试、装备、材料、生态建设等各环节,其中制造环节占比达到六成以上。

总体看,中国集成电路产业正在向技术含量较高的方向发展,产业结构更加趋于合理优化。一个典型的表现是芯片设计业占比不断提高。由于技术门槛相对较低、投资较小、见效快,长期以来,封测业在中国集成电路产业中一直占据着较高的比重。但随着国内芯片设计企业的实力逐步增强,设计业占产业链的比重稳步增加。

在大基金的支持下,我国集成电路的发展已经取得了一定成绩。**集成电路整体营收提速近 4%,其中制造环节提速较为突出,达到 7% 左右。**制造环节尽管仍与国际先进水平存在差距,但也涌现出中芯国际、上海华虹等知名企业。

区域集群效应显现,市场规模全球最大

中国集成电路市场需求占全球的 62.8%,是全球最大的集成电路市场。在市场需求拉动及国家相关政策的支持下,我国集成电路产业持续保持高速增长,技术创新能力不断提高,骨干企业实力大幅增强,产业发展支撑能力显著提升。

2017 年,我国集成电路产业的销售额为 5355.2 亿元,同比增长 23.5%,远高于全球增长速度。**其中设计、制造、封装测试分别增长 24.7%、29.1%、18.3%,占比分别为 38.3%、27.2%、34.5%。**其中集成电路设计已锁定北京、上海、深圳为主的一线城市。而北京拥有资金、项目、人才方面的诸多优势,成为落实国家集成电路产业的重点基地。

随着区域集聚发展效应显现,**长三角、珠三角、京津环渤海三大产业聚集区发展加快,销售额占全国总规模的 90% 以上。**截至目前,参照系优质企业数据库共收录集成电路行业相关企业 715 家,涵盖 IC 设计、IC 制造、IC 封测、IC 制造设备及半导体材料五大关键产业链。

报告数据来源:

参照系 - 关注投资事件,用产品对标最优秀的中国企业

查看完整版报告及 715 家关联企业介绍详见官方微信公众号(参照系查询平台):集成电路行业研究报告(附 715 家关联企业介绍)

知乎用户 Boris​ 发表

先谈谈中国芯片产业,或者说超大规模集成电路产业,这是现代社会典型的多学科交叉,资本密集型,技术密集型产业。中国实际上这个行业起步不晚,到今天也有了近六十多年的发展历程,期间犯过的错误,走过的弯路不可胜数,到今天,在整个产业架构方面,其实与西方相距并不远,该有的主行业和配套行业基本都有。但是,由于步步落后,市场缺乏,产业资本累积程度远远不如发达国家,这也造成整体上看,该产业中的企业无力扩充人马,整个行业对人才缺乏吸引力。不过由于整个芯片产业的产业链太长,对高端人才需求过大,发达国家全产业领域来看,也有薄弱环节,使得中国企业在局部领域也能获得机会,产生一些黑马

而当前的贸易战给中国整个芯片产业带来了最关键的市场和资本资源,这个太重要了。有市场在,假以时日,中国的芯片产业一定会大规模爆发式的成长。


中国半导体工业的成功对于整个中国人的心理和民族信心有着不可替代的影响。这么说吧,当中国还有某个技术领域可以被西方人掐脖子,成为我们不能逾越的障碍,那我们中国人是低人一等,比不过西方人;如果不存在这种领域,我们就至少可以平视西方。

1793 年的西方正是看到大中华已无任何西方无法达到的东西,而他们有我们不知的长处,这是他们藐视我们的开始。

知乎用户 非凡猫非非凡猫 发表

只有一个办法了,打下台湾,收复竹科(新竹科学园区)

知乎用户 紫火焰 发表

我是做股权投资的,2017 年辞职创业,专注于集成电路产业基金,以一个投资者的角度来回答这个问题,我们先来看下产业链方面的。

再看下集成电路市场结构和竞争格局:

在存储方面已经形成寡头垄断,中国在这方面突破和机会不多:

处理器方面我们也是没有可能突破的,前段时间网上已经有讨论,特别是我们的龙芯推广遭遇生态链方面的阻力,所以国内存在的机会不多。

所以国内上市公司与国内芯片能够突破的方面主要集中于 IC 芯片和逻辑芯片

说下我当时辞职创业的逻辑和感触:1、国内集成电路产业未来就是国产替代,中国是最大的芯片进口国和消费市场,未来将有部分国产,这也是国家战略方向,市场规模大。2. 集成电路行业在国外已经是成熟的寡头垄断行业,技术成熟,集成电路行业创业,风投几乎不投,另一方面国内虽然在这行业技术弱,但是华人比较厉害,高通、NXP 等公司中国有很多厉害的工程师,国外创业者到国内创业具有可行性。3. 虽然是早期投资,但是风险偏低,因为集成电路行业创业门槛较高,只要能够实现发明专利发表,流片出来,就有并购价值,风险大的时间点在于产业化的市场推广,因为很多产品如汽车电子,很难打入进去。

芯片行业,国内确实很弱,但是我们在封装测试等方面已经做的很好,但是在高端芯片行业,包括设备、材料等,特别是细分行业与美国、日本等差距很大,未来的路很长!

知乎用户 小蜗牛​ 发表

IC 设计从业人员,只能说吾辈当自强。

现阶段差距最小的是封装,其次是制造。但是在设计和设备方面还是差别很大。

数字通用芯片还是有能用的。SOC 芯片国内有海思,瑞芯微,全志科技等。GPU 有景嘉微,存储有长江存储,兆易创新。但是在高端模拟芯片,比如 ADC,高速接口,光模块等领域现状堪忧,恰恰这些芯片需要非常丰富的经验积累和多次迭代。

以我看到的情况,国外在做这些 IC 设计的都是从业数十年的老鸟,两鬓斑白,经验丰富。然而国内做 IC 的大都还是扛着高房价转 CS 未果的年轻人。他们在上海,在南京,在合肥,在西安,在深圳,在漂泊的途中,每天 996,没有时间学习,哪来的经验积累和进步。

知乎用户 锦衣夜行​ 发表

我感觉还有个大问题——基础材料,大家都是圈里人,知道一个电子系统需要无数元器件和材料配套,缺一点就不行。我感觉普通人只关注芯片,操作系统这些,但基础材料呢?国内很多基础材料方面大多依赖进口,国产同类产品远达不到要求,要是这个被卡就很头大了。

知乎用户 林大路​ 发表

前几天天津飞腾在我们这边凯宾斯基饭店做了个推介会,虽然没邀请我。我还是去看了看。

有 RAM 授权,但制作工艺落后很多代。

我看到个飞腾的电视盒。比一般的电视盒大 8 倍。

就是 4 个移动魔百盒堆一起,再加一层。

联发科的大概指甲盖大小

飞腾的大概 i7 大小,就是瘦一点

你可能会觉得 HUAWEI 海思麒麟好牛逼

但我觉得并不是这么回事,人家让你牛逼而已

比如 ARM 授权 HUAWEI 你可以用 7nm 技术

但你不能把处理器卖给自己政府

卖了就制裁你,类似中兴

飞腾授权是你可以做国产自主可控

但你必须使用 22nm 或以上

使用 7nm 马上制裁你

本来老外是想让 HUAWEI 作为

一个自有品牌的超级代工厂

结果这货在市场成熟后手机卖到上万

狠狠地绕过限制打西方的脸

赚西方的钱,大意失荆州

好在至少目前 HUAWEI 还没给政府

供应自主可控的芯片

那么问题来了,HUAWEI 是汉奸吗?

知乎用户 匿名用户 发表

感谢底下知友的回复和厚爱,老公的水平和公司的牛人比起来还是差的太远,

其实这些科研人员除了基本的生活,最需要的是社会的尊重。希望将来能让教授工程师医生摆在社会最受尊重的地位,希望做实业的人更加成功。

知乎用户 一只路痴 发表

成都超硅半导体生产基地项目签约

2017 年 8 月云南城投集团建设超硅半导体生产基地,项目总投资 50 亿元,为该公司在国内投资建设的西南地区规模最大的生产基地。项目建成后,将为成都电子信息企业提供充足的高品质、大尺寸集成电路级硅片,进一步完善成都集成电路产业链,极大促进成都电子信息产业发展。

奕斯伟硅产业基地项目落户西安高新区

12 月 9 日,奕斯伟硅产业基地项目签约仪式在西安举行。
当前,西安正在全力打造全国最优营商环境,已成为第 7 个市场主体破百万户的副省级城市。

项目短短几个月就落地西安高新区,签约仪式上,西安高新区与北京芯动能公司、北京奕斯伟公司三方共同签署了硅产业基地项目投资合作意向书。根据意向书,该项目总投资超过 100 亿元,由北京芯动能公司旗下北京奕斯伟公司作为主体统一规划、分期推进,项目建成后将填补国家半导体硅材料产业空白。

EDA 巨头齐落地南京

3 天内两家 EDA 巨头宣布落户,目前已集齐全球知名 EDA 公司中的 3 家,随着这些巨头的加入,南京离 “芯片之都” 又近了一步…..

  • Cadence

11 月 13 日,电子设计自动化(EDA)与半导体知识产权(IP)的领先供应商美国楷登电子 Cadence 与南京市浦口区人民政府正式签署战略合作备忘录以及投资协议,宣布在南京江北新区成立新本土化公司。重点在 IP 和系统设计服务,投资额将超亿元人民币,5 年内员工人数超 500 人。

  • Synopsys

11 月 10 日,全球最大的芯片设计自动化企业美国新思科技(Synopsys)区域总部宣布落户南京江北新区,预计今年底前完成企业注册。省委常委、市委书记张敬华会见新思科技中国董事长葛群一行,并表示新思科技区域总部的落户,必将进一步推动江北新区集成电路产业链的打造和延伸。

  • 华大九天

早在去年 11 月,全球排名第 4 的 EDA 公司华大九天已宣布在南京高新区投资成立南京九芯电子科技有限公司,并签约华大九天南京 EDA 研发中心以及互动电视应用运营项目、晶元探针设计研发及生产项目、电力通信芯片及模块的开发生产项目、灵动微电子项目等。

Synopsys、Cadence、Mentor 被并称为 EDA 全球三大巨头,加上华大九天,如今全球知名 EDA 公司南京已集齐 3 家。

同时**晶门科技、台积电、欣铨、创意电子、ASML、紫光集团、展讯、中星微、富士康**齐聚南京。

安徽首个 12 寸晶圆在合肥量产

安徽省首个 12 寸晶圆代工企业、合肥市首个百亿级集成电路项目——合肥晶合集成电路有限公司正式量产。

今年以来,合肥先后获批建设综合性国家科学中心和中国制造 2025 试点示范城市,这标志着合肥将成为全球科技创新策源地、国家产业创新示范区、全国重要教育科研区。

毫无疑问,集成电路产业是新一代新技术发展的核心,也是战略性新兴产业的重要制高点。近年来,合肥紧跟世界产业变革大势,坚持开发合作,大力引进力晶科技、通富微电、联发科技等知名企业,加快建设晶合晶圆等重大项目,已成为全国少数几个拥有设计、制造、封装测试及设备材料全产业链的城市,集成电路产业发展可谓后来居上。

合晶硅生产项目落户郑州,总投资 53 亿元

2017 年 7 月份,郑州合晶年产 240 万片 200mm 硅单晶抛光片生产项目计划总投资 53 亿元,占地 153 亩,主要建设 200 毫米、300 毫米硅材料衬底片和外延片生产基地。

项目共分两期实施,一期产能为 200 毫米硅材料衬底片 20 万片 / 月,二期产能为 300 毫米硅材料衬底片 25 万片 / 月和外延片 9 万片。补足了中国半导体产业对于 200 毫米硅衬底材料不足的缺口以及填补内陆地区 300 毫米硅片长期依赖进口的空白。

合晶集团位列全球第七大硅片供货商,也是全球前三大低阻重掺硅片供货商,深耕硅片产业超过 20 年,在两岸均设有制造基地,包括台湾的杨梅厂及龙潭厂以及大陆上海合晶、扬州合晶及上海晶盟,公司主要产品为半导体级硅产品如衬底片、硅晶棒、双面抛光片以及外延片等,具备长晶、切片、研磨、抛光、清洗与外延一贯制程专业硅片生产。

晶盛机电、中环股份在无锡宜兴启动大硅片生产与制造项

2017 年 10 月 份,晶盛机电、中环股份,无锡市政府签署战略合作协议,三方或以产业基金形式确定项目投资主体,共同在无锡宜兴启动建设集成电路用大硅片生产与制造项目,项目总投资 30 亿美元,一期投资约 15 亿美元。

预计 2017 年底开工。这一重大项目的落地,填补了我国在大尺寸集成电路用硅片领域的空白。对无锡来说,将形成完整的集成电路产业链、产业生态,必将有力推动无锡乃至江苏集成电路产业再上新台阶,为无锡打造具有国际竞争力的先进制造业基地作出重要贡献。

宁夏银和 8 英寸晶圆正式投产

2017 年 7 月份,宁夏银和半导体科技有限公司承担的国家电子信息专项 “年产 180 万片 8 英寸半导体级单晶硅片项目” 正式竣工投产。

该项目通过引进消化吸收再创新,研发了具有自主知识产权的 40~16nm 制程 8 英寸半导体抛光片制造技术并实现了产业化。项目建成填补了国内大尺寸半导体硅片生产空白,打破国外公司对中国半导体硅片材料市场的垄断,保证国内硅片供应的安全性及集成电路产业链的完整和稳定,实现中国半导体制造行业真正的 “中国制造”。

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知乎用户 尘世伴读小书童 发表

就那样子吧。还需要很长时间的努力,目前只有极极其个别几个芯片崭露头角。离连点成面的阶段还很早。目前先把装备制造,芯片设计,芯片制造,封装各自领域先做大做强再连点成面。

知乎用户 钢蛋百宝箱 发表

哈哈 重点只有一个 工资太低 都转 it 和金融

知乎用户 芯猿 发表

ICer 强答一波,虽然这条回答可能要沉底了。

跟第一比,肯定还是有一段距离的,但是我们自己确实在不断进步,再多一些时间,我相信我们国内的企业也会做的非常棒。

希望国内芯片行业越来越好,ICer 们薪资越来越高,让我早日脱贫致富

知乎用户 池龙 发表

反对一下很多动辄哭喊 eda 的答案和评论。

实际上在整个芯片设计制造的产业链里相对于其它环节(注意这两个前提),在被封锁的情况下(注意这个前提),eda 反而是最容易有突破的。

影响国产 eda 工具起步和发展最大的问题不是技术,而是市场。

作为一种专业性特别强,又和上下游衔接特别紧密的产品,先行者是可以通过建立和引导行业以及事实标准、设置专利壁垒等各种方式让自己在市场上占据主动权的,加上长期以来的经验和数据积累,后来者在符合游戏规则的前提下切入市场的难度很大。

在正常的时候,资本会选择尽可能收益高风险低,并且回报快的领域,既然这个市场进入很困难,而本身容量又非常有限,没有足够的预期收益,自然很难吸引足够的资金长期投入。

但是如果有一天,占据这个市场的先行者,主动通过某些手段让出一部分市场——比如限制国内的相关企业使用自己的产品,或者拒绝继续提供服务,不管是国家还是资本本身,或者说,国家必然会强迫资本进入这个领域。

要明白的一件事是:专利壁垒、知识产权这些东西,只在大家同样遵守游戏规则的前提下才生效。

如果对方先掀桌,自然有很多规则我们也可以不必遵守。短期内,破解、逆向工程可以暂时维持行业运作,长远来说,有了足够的市场和需求,加上政策倾斜,软件开发是可以通过快速迭代的方式让产品在一个较低的成本上高效达到可用程度的。

这依然不算太容易,但是比起产业链里的其它环节,还是简单多了。

最重要的是,当别人不给你选择的时候,哭是没用的。

知乎用户 netsys 发表

转贴自:雪球华尔街头狼

结论:

芯片制程中国差了 3 代,光刻机差了 10 代。

中国目前在大力投入芯片行业,而这几天中兴刚刚被美国禁售所有产品,更加让国人对芯片的认识更进了一步。那么芯片到底是个什么东西,恐怕就不是很多人能说的上来了。

要做芯片,必须先要设计芯片,那么设计芯片的软件中国占比 0%。 设计出来芯片之后要交给代工厂生产,目前主流前沿生产商就主要是三星,台积电,和格芯,英特儿目前还主要是给自己产芯片的。中国目前芯片生产商最好的应该是中芯国际,最好的制程是 28 纳米,台积电跟三星今年基本上 7 纳米要量产了。中间差几代呢?20 纳米,14 纳米,差了三代,技术复杂度一代比比一代难。

而芯片生产生生产一定要设备,这些设备必须从其他设备厂商购买。生产芯片要涉及到几百个步骤,最重要的第一步就是光刻机。而光刻机基本上就是这里要提的这家荷兰公司的天下 –ASML。

如果说芯片代工厂跟国外最好制程差了三代,那么可以不客气的说,中国在光刻机上跟国外估计差了 10 代以上,如果有 10 代的话。。。

那么 ASML 到底牛在哪里?7 纳米以后的制程,要用到 ASML 最新的光刻机:EUV 极紫外光刻机。2012 年的时候,英特尔,三星,台积电为了帮助 ASML 研发,自分别投入 ASML41 亿美元,9.7 亿美元,14 亿美元。而 ASML 目前已经研发的 EUV 光刻机再卖给这些公司,售价是 1.2 亿欧元每台。

而在最新昨天公布的财报里面,ASML 公布了受到了 4 台第二代 EUV– 高数值孔径 EUV 光刻机的订单,每台订单价格是 2.7 亿欧元! 而客户拿到机器的时间是 2022 年以后。。。更令人感慨的是,ASML 卖出了 8 台二代 EUV 光刻机的‘期权’, 就是优先购买这个机器的权利,每个 5000 万欧元。

ASML 能这么有底气的原因,不仅仅是因为 EUV 光刻机全球仅此一家,而且下一代之后的芯片必须全部使用这个最新技术的光刻机

知乎用户 燕小颉 发表

没人说 EDA 工具吗?各位同学都是用手画的芯片?

知乎用户 努力做废物 发表

今年 选择了集成电路方向的研究

本来 觉得计算机方面在未来比较看好

当我看到合肥第一个半导体存储芯片量产的时候

我觉得 集成电路这条龙要开始抬头了

经过一段时间的了解

中国 芯片可以说是新兴产业

但是在国外却已经是夕阳产业了

所以说 芯片的发展现状 在中国目前的现状

仅仅是冰山一角

将来会有更多更大芯片产业在中国崛起

我是比较看好的

集成电路是门很深的学科

而且 市场上的门槛也是比较的高

一般都是研究生起步

主要是因为本科生有太多的东西接触不到

而且 国家曾开设了一些高校专门的集成电路研究基地

想来 就明白国家多么的重视了

未来我觉得将会是芯片的爆发期

中国科技将会迎来翻天覆地的变化!

知乎用户 中科创星 Casstar​ 发表

从我国芯片领域高新技术企业的研发投入和营业收入情况来看,2018 年研发投入达到近 1200 亿元,受国际环境影响,2019 年有所减少;2018 年营业收入达到 1.5 万亿元的规模,2019 年与 2018 年相比基本持平;研发投入占同期营业收入的比例均保持在 8% 左右,与其他领域相比保持了较高的水平。

从下图中我国芯片领域的技术合同交易情况看,2019 年的交易数量和成交额较 2018 年分别增长 11% 和 14%,保持了较好的发展势头,但与全领域的技术合同交易数量增长 17.5%、成交额增长 26.6% 的情况相比,还是有一定的差距;芯片领域的技术合同成交额也与居前三位的电子信息、城市建设与社会发展和先进制造领域有较大差距。

2018—2019 年,正值物联网技术快速发展的阶段,同时随着国际局势的变化,对芯片技术的关注度进一步提升,企业、院校、政府机构等纷纷加大投入力度,芯片及硬件技术在过去 5 年有着足量基础技术的积累。在多重因素的叠加影响下,我国的芯片领域保持了良好的发展态势。以上数据也表明企业在技术研发方面投入加大、技术升级需求强烈以及参与技术交易市场的信心,还说明我国科技创新活力增强,经济发展有较强的内生动力。但是体现科技核心竞争力和行业发展水平的芯片硬科技产业还有较大的发展空间,尚不能满足旺盛的市场需求,需要全行业持续深入研发,提升自身的技术创新能力和产品的自主可控能力。

从国际情况来看,我国大陆的芯片企业在晶圆代工、芯片设计、封装测试和半导体设备等细分领域与行业领军企业相比还有相当大的差距。

根据半导体行业观察统计,在晶圆代工领域,台湾企业台积电是绝对的王者。台积电为保持先进制程,近年来其研发投入不断攀升,研发投入占营业收入的比例平均为 7%,高于多数同行,且毛利率一直维持在 50% 左右。2019 年,台积电的研发投入已高达 127 亿美元。相比之下,我国大陆晶圆代工市场的佼佼者中芯国际与华虹半导体的研发投入不足 10 亿美元,营业收入也与台积电有很大差距,从整体上来看,市场占比依旧较小。

芯思想研究院的数据显示,在芯片设计领域,2019 年全球前十大半导体公司的研发投入合计达 428 亿美元。英特尔居榜首,其研发投入远远超过其他所有半导体公司,达到 134 亿美元,略低于 2018 年的 135 亿美元;占公司营业收入的比例为 18.57%,略低于 2018 年的 19.72%;占前十大半导体公司研发投入总和的 32%,略低于 2018 年的 34%。再看高通、博通、英伟达和联发科技这 4 家无晶圆厂 IC 设计公司,2019 年的研发投入最低的是联发科技,但也达到了 20.64 亿美元,其研发投入占营业收入的比例为 20% 左右。至于垂直整合制造(Integrated Design and Manufacture,IDM)模式的企业,除英特尔之外,其余几家的研发投入占营业收入的比例都在 10% 左右。

与国际巨头相比,我国芯片设计企业的表现整体上一直存在较大差距。本土芯片设计上市企业汇顶科技、紫光国微、兆易创新、金智科技和圣邦微电子 2019 年的研发投入占营业收入的比例都不低,但是研发投入最多的汇顶科技也只有 10.8 亿元。而这几家上市公司的研发投入总和才堪堪比得上在前面提到的 4 家无晶圆厂 IC 设计公司中处于末尾的联发科技一家的研发投入,跟英特尔相比差距更大,由此可见我国芯片设计企业和国际巨头的差距。

在我国集成电路产业链中,封装测试业是唯一能够与国际企业全面竞争的产业,长电科技、通富微电、华天科技三大封测厂全球市场占有率合计超过 20%,具备全球竞争力。根据财报,长电科技 2019 年的营业收入为 235.26 亿元,研发投入为 9.69 亿元,占营业收入的 4.12%。

我国半导体设备的国产化率较低,产品供应份额主要被应用材料、泛林半导体、东京电子、阿斯麦和科天等全球供应商占有。这些供应商能获得这样的地位,与一直以来坚持的高研发投入有关。作为对比,我们看一下国内半导体设备厂商—中微半导体的表现。2019 年,中微半导体的研发投入为 4.2 亿元,占营业收入的 21.8%。2016—2018 年,中微半导体的累计研发投入为 10.4 亿元,约占 3 年累计营业收入的 34.2%。2016—2019 年 4 年的研发投入总和占累计营业收入的比例为 28.3%。

高水平的研发投入帮助中微半导体不断实现核心技术创新,保持收入和利润的高速增长。对比美国的泛林半导体、应用材料和日本的东京电子这 3 家国际刻蚀设备企业与中微半导体的财务数据可以发现,中微半导体作为新兴的设备公司,与国际巨头的差距主要体现在规模上。中微半导体在 2019 年的研发投入占营业收入的 21.8%,高于一般竞争对手,但在规模上与国际巨头有一定差距,仍有非常大的成长空间。

总的来说可以看出,虽然我国芯片领域的发展紧跟国际步伐,并且加大了研发投入,但在细分领域还有较大差距。在芯片领域的后续发展中,还是要大力倡导发展硬科技、掌握芯片产业的关键技术,才有望在芯片及硬件技术的创新产出上实现大幅增长。

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国内芯片产业面临的环境异常复杂,结合 36 氪对普华资本管理合伙人的访谈及自身的行业实践,通过四看,对当前芯片投资的底层逻辑进行梳理。

看行业

每个行业发展的周期节奏是不一样的,意味着创业机会是结构性的,当前更多是 “K 型” 结构,有的行业往上走,在增长,创业机会在增加;有的行业往下走,在衰退,创业机会就在减少。

而以芯片为代表的硬科技行业,近几年向上走的,背后的创业机会也比较多。

看机会

进一步,可以将创业机会分为三类,一是新技术新产品对成熟市场的导入,比较典型的是 2005 年左右,储存芯片的创业浪潮;二是新技术新产品开拓新市场、新场景,比较典型的是 2015 年左右,AI 芯片的创业浪潮;三是成熟技术成熟产品对成熟市场的导入。

近几年这波芯片创业,始于中兴华为事件,是由于特殊的国际政治环境,引发的成熟技术成熟产品导入成熟市场的机会,使得长期由国外芯片厂家占主导的国内市场出现了空白。

这个空白是全量的国产替代机会,从设备、材料、设计、封装、测试,从模拟、到数字、到射频芯片,覆盖到了每一个细分市场,每一个点都出现了国产替代的机会,都有人做,范围很广。

而当前也处于 AI 芯片的延长线上,上一波创业机会的余温还未散,因此,两波机会相加,使得整个行业、整个资本市场,对创业的预期很高。

而预期高,就意味着估值高。

看风险

机会背后更多的是风险。

首先,国产替代的机会,壁垒相对较低,空白被填补的速度很快,意味着时间机会窗口有限。

从第一波机会到第二波机会历经了 10 年,从第二波机会到第三波机会历经了 5-7 年,那么这波机会只会更短,更需要玩家快速抢占身位,而且天花板大概是在 1/3 左右的市场占有率。

其次,芯片本身是一个强周期产业,供需转换十分常见,意味着玩家在顺风战中可以打得很好,同时更需要在周期转换后的逆风战中打得好,否则技术研发所赚来的红利,很有可能不及行业周期逆转造成的损失。

再次,涉及机会窗口的进入时机十分宝贵,不能进入太早;

而且更要重视**行业巨头的动向,**有时候巨头们只是觉得时机不成熟,暂时让创业公司先去试,等试通了,再开始收割和降维打击。

看资本环境

在资本非常丰裕的环境里,钱多能决定很多事情,可以帮助打价格战、不计成本挖人、招人,经典的打法是融完人民币换美元,估值看起来又没那么高,接着找接盘侠,继续融,是 “无 VC 不投芯片”。

而现在,明显处于资金没有那么充裕的周期,投资人花钱明显更谨慎,再加上芯片产业需求下降,产能集中释放的阶段,更需要做出成绩,接受检验后拿到一笔钱,再继续地往前走。

汽车人参考小结

针对芯片投资或创业角度,更多是 “成事在人,谋事在天”。

在人的层面,要去观察及思考成功创始人背后的决策逻辑和思考方式,先对齐、再共鸣、再去预判、验证;在事的层面,更多要看到复杂变化环境下的不变量,洞察出那些能够应对重重挑战下的关键因素,抓住下一个周期的机会,提前布局。

本文为汽车人参考第 344 篇原创文章,如果您觉得文章不错,“推荐和关注” 是对我最大的支持,欢迎随时和我交流。

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2018.04.29 再回复一波:

有些人说为什么没有干货,别闹了,大部分关心的只是房价还有自己那点牢骚,不要怪我装,说白了,说了干货其中一部分人懂么?自己看看最近的政策,最近国家扶持的方向,再看看前几年的政策,有些人真的是,跟我在这说什么吃不起饭(我猜肯定有喷子会说,我哪里说吃不上饭了,巴拉巴拉巴拉…),过不上想要的生活?(本文不针对那些理性的人士,评论区部分人还是比较理性的看待这个问题,给出自己的观点。让自己也能更全面的认识制造业)

少来点干货,很客观的说,芯片这个领域民用的先不谈,特殊行业的芯片,我们国家是可以实现国产的,质量过不过硬不说,但是能保证有,而且能满足基本需求。民用领域的芯片,不要说国家不投入,国家就算再投入,起步比美国晚,便失去了市场,没有市场从哪里来支撑这个方向的研发。Intel 和 AMD 在民用领域已经占了几乎全部的市场,谁愿意花钱买国产的用呀,不好用,而且有选择,选择很多,对于企业来说投入成本不用很高,至少在这个方向减少成本,谁不愿意用呢?一旦没有外援了,满足不了需求了,自然而然会逼出一些很好的国产产品。

从建国到现在,哪个领域一旦被外国卡脖子,不都逼得咱们自己独立创新,最后都实现自己自足了么,军工领域大部分都是很典型的例子。现在埋怨一些行业有什么意思?如果国家没有钱,哪有财力支撑这些领域的发展,一些行业在不同阶段发展的好了,带来了收益,国家才有了钱,才能在更多的领域独立自主,你们天天喊没钱,国家如果没钱,我看你们回答的一部分人能干吗?现在国家发现了问题,也对行业进行了调整。慢慢来,啥没有?

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先声明本人也是制造业从业者,利益相关,不要说我站着说话不腰疼。大学刚毕业,就想房子,车子衣食无忧,谁不想,哪个国家能够给刚毕业的学生在一,二线城市提供这样的条件?

看了评论,很有意思,大部分都是门外汉,说白了,有几个是这些行业的,无非就是借着这一类事件来抱怨抱怨生活的不满,和自己无力改变只能发发牢骚的,不要说国家不支持,国家对这些行业的支持力度,有多少人知道,不做这些光看各类媒体的报道,吐吐槽,只能说开心就好,有啥用!有几个看过这些年对于我们国家在这些领域的不足制定的政策的原文,不是各大媒体的新闻。恐怕没有几个吧。可以肯定,以后对于这些领域肯定是更大的投入和支持。总觉得自己能比决策机构的智囊团聪明,呵呵了!

有些人做些别人觉得不可能的事,其他人做不了的人操着不该操的心。大部分人是干不了这些行业的,这些行业不是想干就能干的。

不要说我言论过激,事实就是如此,有些人真的太天真

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下面是原文

感觉很无语,真的,看到的这么多评论,有些有点专业背景,有些就是门外汉装出一副很懂的样子,房地产为什么会和这个帖子结合的火热,没想明白,到底是房地产商做了芯片,还是芯片厂商做了房地产,房子做好了,能用来造芯片?两点完全不相干的事情扯到一起,引来一群不懂装懂的人的吐槽,说实话,多少回答的人是这个领域的,又有多少人不是从各路新闻媒体看到的报道和评论写出的答案。

从之前长 5 失利,到 spaceX 成功发射火箭。似乎都能和房产,买不起房子挂钩,请问这有什么关系。

国内做芯片的不说别的,龙芯有多少研发团队,应该没多少吧,就算买不起房,应该也就那么少部分吧,这么多出来秀知识的,有多少是研发人员,一群没有关系的吃瓜群众看了两天新闻就冒充业内人士。分析这分析那,最后得出房地产行业扰乱了中国的进步。那你搬出来,别住楼房里,睡马路上,睡大街上,都不买房,房地产行业就冷淡了,就不会扰乱中国的发展了。真的是服,没有多大关系的事情非放到一起,然后瞎喷。

说点有用的,芯片工艺的难易程度和要求标准不是随随便便能达到的,研发经费不是光靠国家投入的经费能完全支撑下去的。就算当年研制出的龙芯工艺比英特尔差一些些,请问国内有多少民用市场?没有民用市场怎么推动发展?芯片领域落后这是毋庸置疑的,美国人开始第三次工业革命就是用芯片垄断的。那个时候的中国顾得上在芯片领域自主研发么?哪有技术可以随随便便弯道超越的,而且人才的积累也是最近才慢慢展现效果的。

是这个行业有很多转行的,哪个行业不是,哪个行业转行不都是觉得行业不好。同样不也有好多人留了下来么,走的在这里乱喷,留下来的说了什么?动不动说浮躁,不知道这两种人谁才浮躁。

现在的中国依旧是最大的发展中国家,好多技术本来就落后,国家实力的突飞猛进,并不能让技术产生质的飞跃,美国在高科技领域的领先不光是中国,对欧洲,日本,韩国都是领先。“中兴们”(包括了最近一系列的美国在科技领域领先中国的事情) 的发生,应该让我们正视差距,能够让国人更重视这些领域,更多的人才愿意投入到这些事业中来。

说到制造业,中国现在应该算是唯一一个能够有完整工业体系的国家了。很多基础的东西中国不是不能造,是成本合算与否的问题。赔本的买卖为啥让爱国商人做,喷子在那里嘴嗨。圆珠笔笔尖的钢珠就是很能说明问题的例子。

实干兴邦,业内付出辛苦努力的工程师们在为弥补差距做着自己的努力,一大群喷子就在那里嘴嗨,听着口口相传的故事,无脑喷。其实无所谓,喷子再怎么喷也不能改变什么,不用理会就好了,反正也没啥用 (包括了行为和人)

通过中兴的事情,告诉了我们对于技术还有很长的路要走,差距不是轻而易举的就能弥补的,任重而道远。领域可以弯道超越,技术很难弯道超越。

知乎用户 战忽局临时工 发表

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最近中兴被制裁闹得沸沸扬扬,步行街也从 IT 转到 IC,各种文章转发讨论非常热闹。目前我看见的文章都像是行业分析师和大众媒体写的,我觉得他们的角度比较宏观和表面,更适合说明产业现状。我作为一个以半导体为专业和职业的 JR,自认为入行的时间够长,接触的技术和人够广,所以也想来写篇文章,以我的经历和观察讲讲中国半导体的实情。虎扑学生 JRS 比较多,如果想投身这个行业,可以参考本文在高考、考研的时候报考相关专业。

半导体是承载芯片的材料。不同芯片具有不同功能,一个电子产品需要多种芯片组成系统。在半导体上制作芯片电路,我们叫集成电路(integrated circuits, IC)。这种集成的技术在学术上叫微电子技术。可以笼统的把半导体,微电子,芯片和集成电路当成一个东西。IT 一般是第三产业,IC 是第二产业。从事半导体行业一般要求科班出生,自学是学不会的,因为芯片最终是要落实到制造出实物。半导体产业内分工繁多,跨行难度远高于从 C++ 转到 Java。

半导体行业主要分为三部分,由后往前为 3. 封装测试 2. 半导体制造 1. 芯片设计。我按次序来介绍。

封装测试

封装测试是把半导体封装成大家看见的黑乎乎的芯片。这是我国能快速取得行业领先的一个产业。目前中国最大的封测厂是 A 股上市公司,2017 世界行业排名第三。这种工厂大部分在台湾,大陆甚至菲律宾、泰国。封装测试的技术更新相对比较慢,如果材料和生产工艺能有巨大突破,带来的影响会是颠覆性的。

半导体制造

半导体制造是中国最欠缺的行业,是制约中国芯的关键,是烧钱大户。

半导体制造分为晶圆制造(目前主要是单晶硅)和集成电路制造。我国在 1960 年代就造出了单晶硅,相关设备还出口到了欧洲。当时主要是提供军用产品和收音机使用,造成很长一段时间普通人认为半导体就是收音机。由于半导体的应用主要是资本主义阵营引领,所以现在制造单晶硅的最大公司在日本。目前国内在广建硅片厂,产量能在 5 年内迅速提高,但提高纯度是材料专业人员需要一直研究的。

集成电路制造是在晶圆上做出电路,它是决定行业地位的关键。这几年国家投资半导体的大部分钱都是建这种工厂,我们叫它 Fab 或 Foundry。目前世界最大的 Foundry 是台积电,其营收占台湾总 GDP 的 5%。大陆最大的是中芯国际,排名全球第五,但规模只有台积电的十分之一,技术还停留在 28nm,差 5 年。虽然大部分芯片是不需要最先进的 7nm 制程的,但提高制程是 Foundry 保持竞争力的主要工作。

总之,半导体制造可以通过这几年大量投入在 5 年内明显提高产量,但材料纯度和制造精度是需要长时间提高的方向。目前单晶硅的性能已经到了物理极限,应该会在几十年内换成化合物半导体。我不确定中国有没有弯道超车的机会,毕竟我国 1960 年代就造出了 GaN 晶片。

这里我想讲两个重要的事情。

1. 1. 光刻机!光刻机!!光刻机!!!

有人提到台积电的光刻机是买的荷兰的,而光刻机中的光源和镜头又分别是美国和德国蔡司的。其实世界本来就是精细分工,互通有无的,奈何帝国主义就想通过技术领先来控制其它国家。我国受《瓦森纳协定》的限制无法购买最先进的光刻机,所以要想在制程上领先,中国需要先像 “两弹一星” 一样,搞出最先进的光刻机。

目前能生产光刻机的有四个国家荷兰、美国、日本和中国,中国排第四名。现在荷兰是越来越强,日本的尼康、佳能都快放弃了。我查了下中国那家的技术水平大概在 100nm 左右,没记错的话大概相当于英特尔奔腾四 CPU 采用的工艺水平。所以,有人说中国半导体落后世界先进水平十几年,这应该算是很准确的说法。这个追赶之路将会很漫长。

2. 2. 亚洲半导体 1980 年代

中国和日本是亚洲最先发展半导体的国家。中国是完全独立自主,日本是融入资本主义阵营的产业分工。1980 年代是亚洲半导体发展的分水岭。彼时,日本通过引进消化再创新,在世界半导体行业风光无限。中国把精力放在发展经济上,把未来的科技规划放在 “863 计划” 里面,但 “863 计划” 把半导体忽略了。如果那个时候能高瞻远瞩发展光刻机,今天情况就不一样了,非常可惜。

1980 年代,里根总统开启了 “新自由主义”,鼓励资本追逐高利润,大批廉价产业转移到了亚洲。当时的英特尔觉得在日本的竞争下,存储器利润太低,所以把工厂和技术卖给了韩国,专注搞更赚钱的 CPU 去了。韩国从那时开始兴举国力之力发展半导体,尤其是存储器。存储器是半导体行业里产量很大的一类芯片,每家公司的存储器可以互相替换。它有点像钢材,不同公司生产的都是标准品,价格根据国际供需关系来定。韩国靠着不断扩大产能、压低价格最终把竞争对手挤了出去,坐上了存储器的垄断地位。

1980 年代之前,半导体公司都需要有自己的工厂,而工厂的成本是巨大的。台积电开启了芯片代工商业模式,让设计公司只需要专心设计(Fabless),由它来完成生产。这种模式改变了整个半导体产业,各种 Fabless 公司如雨后春笋,芯片的种类也更加细化和多样化。

1980 年代奠定了今日亚洲半导体的格局。三星、台积电风光无限。日本虽然发展的最深最广,但经营不善,一些大公司不得不变卖他国。中国还在奋发图强。2000 年中国曾有一波半导体热潮,那时有了中芯国际和华宏宏力。这几年是改革开放后第二波半导体热潮。

芯片设计

芯片设计是半导体行业中最有创新活力的一环。2017 年中国大陆纯设计公司销售额占世界的 10%,有十家公司进入世界前 50 名。图一是中国半导体行业协会统计的 2016 年情况,图二是一个行业研究公司统计的 2017 年的情况。由于统计标准和途径的不一样,进入这两个榜单的公司会有些出入。华为的海思半导体很可能在 2017 年成为首个进入世界所有半导体公司前 20 名的中国公司(最终排名还未公布)。你们也能看到中兴也是有半导体子公司的。这个榜单里面还有个有意思的公司是比特大陆。它 2013 年才成立,主要做比特币挖矿芯片,2017 年由于比特币的火热直接使他排到了第二名。

我这里要指出的是这些中国公司很多是从事数字芯片设计的,数字电路设计的门槛是比较低的,它的核心竞争力是其承载的标准和算法,而不是电路设计本身。这里要插入一个故事。

很多人问为什么现在还是英特尔,龙芯呢?

其实该问为什么全世界还是英特尔 X86+Windows。当普通人都知道 Ctrl C 和 Ctrl V 是复制粘贴的时候就说明这个组合已经成了深入人心的标准了。龙芯 MIPS 原来申请过 Windows,但被直接拒绝了,所以只能搭着 Linux 在一些重要部门使用。现在的龙芯已经成了一个独立的公司,它已经上天用在了北斗导航卫星中。

大家这几天一定看过下面这张表,表中的 0% 不是指中国没有,而是指市场占有率很低,低到可以忽略。我们有龙芯,有神威太湖之光,但那是给科研部门用的。普通人玩 lol,吃鸡,王者荣耀还是用的 X86 电脑和服务器。英特尔的 X86 指令集已经主导计算机市场很多年。中国只能看看能不能和其它国家一起用 ARM+Linux 搞一波事情,或者等待更好的指令集出现。如果还不行,就只能等到重大科技革命出现,如量子计算机

FPGA/CPLD(EPLD 是笔误) 是技术门槛较高的产品。世界前三名都是美国企业,中国想收购第三名被拒绝了。中国有几个小公司做这个产品,但小到可以忽略。

DSP 的应用领域已经严重被 FPGA 和 ASIC 蚕食,国产 DSP 如果有,也应该和国产 FPGA 一样先给航空航天等领域使用,数量不多。

表中唯一让人欣慰的是通信装备中的国产芯片占有率比较高,这得益于华为中兴等通信公司的努力。

内存设备是我国这几年大力投资的领域,中国想在 2020 年完成芯片国产化率 40%,DRAM 和 NAND Flash 就要贡献这里的 10% 以上。到时会从韩国手中抢过很多份额。

电视机芯片是比较简单的技术,这种芯片的份额比较容易提高。

数字芯片的设计本身是比较容易的,计算机专业或者用过 FPGA 的同学可以通过这里进入半导体行业。正如前文所说,数字芯片的核心竞争力在标准和算法,制造可以外包给台积电,所以龙芯是交给中科院计算所研发的,而不是半导体所和微电子所。

模拟芯片

一般文章没有介绍的是芯片中还有一大类是模拟芯片,它是从自然界到电子化,数字化的接口。模拟芯片有很多细分领域,所有电子产品都要用到,创新空间大,存在很多小而美的公司,模拟的芯片的利润也是比较高的。设计模拟芯片,需要学习所有半导体的相关知识,而且可以触类旁通,参与不同芯片的研发。如果选专业方向,建议优先选择模拟芯片。

这里要介绍模拟芯片中最难的,也可能是所有芯片设计中最难的一种芯片—高速数模转换器(高速 ADC)。它用在雷达导弹,测试设备,医疗设备和通信设备中,目前市面上主要是美国产的。由于可以用来造武器,所以对中国禁售,但可以卖阉割版给华为中兴做通信设备。美国公司里面,华人是禁止参加这种芯片研发的。根据我接触的情况,国产高速 ADC 应该也是有的。一个做测试设备的人告诉我他们用的是国内研究所制造的芯片。可能是由于国产的成本高,体积大,所以通信领域没有用。目前也有其它中国公司在做这种芯片。

半导体还包括一大类分立器件,这里篇幅所限就不详述了。

中国的半导体人才从哪里来?

之前由于国内半导体产业比较小,所以开设相关专业的大学也不多,主要是几所 985。90 年代有电子材料毕业的师兄甚至被企业派去做瓷器,所以没有产业就没有专业。这几年行业高端人才主要从国外请回来,半导体制造也有大量从日韩台挖来的工艺工程师,他们都是百万年薪,能比本国多得几倍的薪水。目前各大学在扩招相关专业,我就看见母校在帮新建的几个半导体厂定向培养工艺工程师。

5G 和中国制造 2025

通信设备是我国很有竞争力的一个产业。在 4G 时代,华为中兴们通过过硬的质量,便宜的价格和卓越的性能抢占了全球很大的市场份额。在 5G 时代,中国的大学(包括几所台湾大学)和公司非常团结,占据了 5G 标准的相当份额,欧洲标准已经出局了。但是,美国一定要控制这种重要行业,实施精准打击,所以之前的禁售华为和这次中兴事件都是欲加之罪何患无辞。能实现产业升级可以极大的提高国民收入,这些大公司里面的保安收入都比其它公司高。美国认为中国制造 2025 会影响它的经济地位,会让中国标准变成国际标准,所以现在的贸易战就是针对 2025 限制中国发展。

养狼计划

中国的电子产业蓬勃发展,每年使用全球三分之一以上的芯片。这几年像共享单车这种创新产品也为半导体提供了新的应用方向。

大公司对供应商都有养狼计划,即同一种功能的芯片引入两个供应商互相竞争,可以降低价格,保证供货量。由于美国芯片比较强势,所以经常是两个美国公司在竞争。这次贸易战其实对美国公司有很大的伤害。本来生意只应是两家公司之间的事情,但现在又有了美国政府这个不确定因素,所以以后中国公司会考虑多养养本国狼,或者是欧洲狼、日本狼。

这次事件在我们行业内引起的并不是恐惧,而是愤怒还有点小兴奋。美国公司有强大的品牌影响力,形成了品牌信仰。我们有很多小公司正嗷嗷待哺。美国政府的神助攻让社会更加重视我们这个行业,有更多客户愿意将机会给中国自己的公司。

中国半导体开始于 1958 年,我以此文纪念中国半导体 60 周年。希望 2025 年,他能变得无比强大而不惧任何挑战。材料、机电、通信、物理、化学和计算机的同学都可以参与到这个行业中来。这个行业属于第二产业,工作比较稳定,收入水平不低。如果你已经在做互联网和 IT,请把你的行业做大,它能为半导体提供更大的市场。如果你只想赚钱,请去寻找其它能快速赚钱的方法。

以上完全是我个人的见解,如果有不准确的地方,请指正。大家可以参考这些内容,如果有跟帖问问题,我没有时间回答,请见谅。

PS: 感谢大家的支持!

上面有个事情漏掉了。流片的成本是非常贵的,一次要几百万。学生能有一次流片经历,毕业时的薪水都要高几千块钱。这依然说明半导体制造是重中之重。如果能多建几个 Foundry, 那么留给科研的生产排期就会多一些,流片机会也会多一些。不过搞 IC 本来就需要一段工作时间的培养,这个就像 NBA 的新秀一样。我们不像搞 IT 的,一毕业就可以承担重要项目。如果在学校没有流片机会,那就好好夯实理论基础,多读读高质量的论文。

这个行业比较阳光,大家都是受过良好教育的人,工作成绩基本是靠同行评议。这次中兴事件让政府和社会这么关心,说明行业人的社会地位算是比较高。如果哪个房地产商出了事,我看大家都会嘲笑了吧。

我看见又有回帖往买房上扯。搞电子的人有点像古代的儒生,很有家国情怀,对野蛮的房地产也是痛心疾首。搞这一行,薪水不算低,所以买房压力稍微小一点。如果是在学校和研究所搞科研,福利分房的机会还是有的。如果在企业里工作,可以了解一下当地的人才政策。要做到税后街薪,税前就要 40 万,光缴的所得税就有 7 万。据说华为人均 70 万年薪,这个在世界通信行业都是最高的了,这应该要缴 10 万以上的税。傻子都能看出这种高科技行业创造的税收和社会价值大大高于房地产。一般对于高学历人才,地方政府应该都有资助。对大的科技企业,政府的福利房也是有的。在 Foundry 里面工作的一线工艺师,公司也会提供夫妻宿舍供租住。像华为这种公司已搬到那里,周围的房子就想涨价,非常恶心,所以现在很多公司开始给员工修自建房。

我还是要强调,如果你想进入这个行业,请先确认自己是否对理工科有持续的兴趣。有好的深造机会,好的项目或者出国留学,尽量把握住。如果你只是想赚大钱,请离开不要回头。我们追求的是先把事做好,赚钱只是水到渠成的结果。

最后我想说,美国政府就是帝国主义,它就想控制别人的发展。我们的领国日本原来天真的认为只要 GDP 超过美国就可以成为正常国家,结果被控制了三十年,这几年只能卖掉很多优质的半导体公司还债。美国想压人一头,所以战斗机要领先世界一代,5G 标准要掌握在手里。我们最大的遗产在于可以独立自主。当中国搞出先进的雷达,四代战机和 5G 标准的时候,就像刘备称王后给汉献帝的奏折被曹操看见了,曹操心里苦:好你个大耳贼,竟然跟本王平起平坐,当年青梅煮酒时就应该一刀砍死你。

知乎用户 匿名用户 发表

我们没有芯片,但我们有外卖、高铁、支付宝和共享单车啊。

知乎用户 ggffss 发表

世界第二是不是有点吹牛了。

至少国内现在还没有 生产加工还没有达到 三桑 湾湾 设计更是没有达到英国佬的水准吧。

知乎用户 蒋雯​ 发表

说一点积极的东西吧,因为只是稍微了解 RFIC,所以这个现象不一定适用于通常理解的 CPU 之类的芯片

去年,一个 ku leuven(做微电子的应该都知道 leuven 在业内的地位吧)的做 RFIC 的大牛来南京参加一个 workshop 的时候,下来后聊天中惊讶地表示,老子在那边这几年在欧洲想招生都找不到人,都他喵的去学 CS 了,居然中国还有这么多学生学这个???

知乎用户 匿名用户 发表

SJTU 的汉芯丑闻都能被压下来,可以说是从更根本的东西上就落后很多了。不是否定中国在技术上的进步,但是美国的增长曲线可能是 f(x)=x,中国也就是个 f(x)=sqrt(x) 了。要是在美国,SJTU 这辈子都别想翻身了,中科院的一群评奖的人也得吃不了兜着走。

另外,中国不是没有一流人才,但是更多的一流人才还是在美国。

知乎用户 杰哥 - IC 男奋斗史 发表

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这是 IC 男奋斗史的第 23 篇原创

本文 2495 字,预计阅读 6 分钟。

接上文:不造芯,不配做互联网巨头

互联网企业造芯背后的原因

1 为满足自身特定需求定制化设计芯片

对于像谷歌和百度这类拥有大型数据中心以及数十万台服务器的互联网企业,传统的 GPU 集群或者 GPU+CPU 解决方案已经无法满足对算力的需求。对于像 Facebook 和字节跳动等需要分析处理大量视频数据的互联网企业,通用 GPU 无法在性能上完全满足其视频转码、算法推荐等特定需求。

自研专用 AI 芯片可以针对这些特定需求做定制化设计,无论在算力上还是在成本上都更具优势。而且自研专用 AI 芯片可以最大限度地满足企业自身需求,达到性能与成本的最优。

2 为防止关键领域的芯片供应受制于人,建立自研芯片能力

对于互联网企业来说,数据中心和云服务器属于其核心技术与关键领域。正常情况下这些关键领域的芯片都可以从芯片厂商处直接采购。

但是,一方面一旦遇到芯片供应短缺时,关键芯片的供应是无法保障的。过去几年全球范围内的缺芯潮对于汽车企业的影响已经证明了芯片供应的重要性。另一方面,数据中心涉及到企业核心机密,使用其他厂商尤其是国外供应商的产品,数据安全无法得到保障。

因此,建立关键领域的自研芯片能力已经成为众多互联网企业的首选方案。例如在云端 AI 芯片领域,国内 BAT 等企业以采购英伟达的产品为主,但是百度和阿里已经相继推出了自研云端 AI 芯片,并且小规模部署在自家云服务器上。

现阶段出于性能和成本的考量,百度和阿里虽然还是以采购英伟达的产品为主,但他们已经有了备用方案。甚至如果自研产品迭代几轮之后性能和成本接近供应商的产品,就可以逐步进行替代,最终实现自主供应,彻底摆脱受制于人的问题。

3 响应国家政策,全力支持芯片产业

这一条主要是针对国内互联网企业。众所周知,自贸易战以来发展芯片产业已经上升到国家战略层面。为解决芯片产业关键技术的 “卡脖子问题”,不论是国家资本还是地方政府,都最大限度地给与芯片产业支持。

互联网企业作为民企的重要力量之一,自然也会出一份力,响应国家号召。互联网企业造芯既能增强企业核心技术能力,又可以提升企业形象。这是双赢局面。

互联网企业造芯的优势

1 资金充足,能够满足芯片研发的高投入要求

互联网企业,尤其是互联网巨头们有着充足的现金流,对于芯片项目动辄上亿人民币的研发投入是有能力承担的。

独立芯片公司创业时期要靠一级市场融资来支持研发投入,企业盈利后靠已有产品的销售利润投入到新产品的研发,这样游戏才能持续下去,形成良性循环。一旦企业无法盈利,长期持续亏损,就有可能面临资金链断裂、企业破产的困境。

2 自产自销,可以在自家的云服务器或者数据中心上使用,不用担心卖不出去

互联网企业通常都建有大型的服务器机房和数据中心,对专用处理器芯片的需求量非常大,其产品完全可以做到自产自销,不用担心市场拓展的问题。

独立芯片公司是服务于第三方客户的,市场拓展与应用落地是需要面临的最大难题之一。

3 芯片研发速度快,周期短

互联网企业的产品可以在自家应用环境中快速验证并反馈至设计端,形成研发到应用的快速闭环,从而实现芯片的快速迭代,缩短研发周期。

独立芯片公司需要从客户处获得芯片的应用反馈,客户遇到问题后通常都会自己先解决,自己解决不了才会找到芯片公司。独立芯片公司很难第一时间获得客户反馈,而且有些问题可能还会因为涉及到客户的核心技术无法获得反馈。

互联网企业造芯的劣势

1 研发技术积累不够,缺乏经验,需要像初创企业一样重新建立团队

互联网企业在芯片研发领域的技术积累时间太短,缺乏芯片项目的流片经验。不但要像初创企业一样重新建立团队,还需要避免陷入互联网企业项目开发的经验陷阱中——互联网企业项目开发周期短,产品迭代速度快,试错成本低,与芯片项目完全不同。

芯片项目研发投入大,回报周期长,试错成本非常高。对于先进制成工艺,流片成本动辄上亿人民币,而且产品从开始立项到最终发布到市场,至少一年以上时间。

一个优秀的芯片研发团队通常需要多个芯片项目开发与迭代的历练,这是需要时间积累的。这也是为什么国内外很多优秀的芯片企业都是历经十年以上的积累才能够取得的今天的成就。

2 作为竞争对手的互联网企业不太可能使用相关产品,市场拓展受限

互联网企业自研芯片通常主要是自己内部使用,或者出售给没有商业竞争的客户,很难推销给其他有竞争关系的互联网企业。这个道理其实很简单,没有企业会选择自己的竞争对手作为供应商。因为一旦涉及到与供应商的直接竞争,他要赢你那还不是分分钟的事情,直接断供就可以弄死你。

从这一点看,独立芯片公司作为中立方,其市场拓展比互联网企业拥有更大的优势。这也是为什么芯片产业发展了这么多年,还是以独立芯片企业为主。

3 产品主要在自家应用环境中导入,缺乏通用性,无法与独立芯片公司的产品直接竞争

互联网企业自研芯片主要是基于自家的应用环境,解决方案也主要是针对企业自己的问题与痛点,其产品很难做到与独立芯片公司一样的通用性。从市场应用的角度看,互联网企业造芯很难与独立芯片公司形成直接竞争。

互联网企业造芯的发展趋势

1 芯片研发团队成长壮大后成为一家独立的第三方芯片公司

百度昆仑芯就是走的这个模式。2021 年 4 月,百度智能芯片及架构部完成独立融资,更名为昆仑芯科技有限公司,首轮估值 130 亿元,后续计划独立上市。

独立为第三方芯片公司后, 昆仑芯的产品就可以推广至其他互联网企业。这对于企业未来的发展壮大与独立上市是有百利而无一害的。

2 芯片研发团队成长为互联网企业旗下的子公司或者内部研发团队

平头哥半导体自 2018 年成立以来,一直作为阿里旗下的子公司模式运营,而且阿里并没有将其独立出去的打算。谷歌与亚马逊的自研芯片团队也是按照这样的模式运作的。

作为互联网巨头的子公司或者内部研发团队最大的优势,是可以持续获得来自母公司的各种资源支持,包括大量的资金投入、优秀的人才支持以及内部的产品应用环境。

3 产品竞争不过第三方芯片公司,几年后大环境发生变化芯片供应稳定,被互联两企业优化掉

最近几年国内半导体产业发展迅速,从官方到民间资本都大力支持半导体产业,芯片企业一片欣欣向荣的场景。几年之后整个行业肯定会经历一次资源整合与优化,那些缺乏核心竞争力且无法盈利的芯片公司会被市场淘汰掉。

当芯片供应稳定后,如果自研芯片缺乏竞争力且迟迟不能为互联网企业带来利润,大概率也难逃被优化的命运。

全文完。

相关文章:

不造芯,不配做互联网巨头

END

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知乎用户 Komorebi​ 发表

作为科班出身,在芯片行业混了十年的油腻大叔来说一句,国内做芯片的情况简单概括就是大多国企领导在搞反向抄袭突击捞政绩,私企老板目标是混上市割小韭菜,外企大多是一群买办,在做边角料不入流的活。整体待遇过低导致人才向互联网方向流失,大部分从业者脑子里时刻惦念的怕是这个月攒的钱可以买零点几平的房子。大环境就是如此。

想到什么我再来补充。

知乎用户 西城客​​ 发表

之前采访了我的芯片行业朋友 YN,其中谈到了对于中国芯片行业的一些想法。他从在美国的大厂、初创工作,再到回国加入芯片独角兽公司,带着自己职场生涯目标,他一直在芯片领域深耕。想要了解更多的芯片行业信息,可以通过下面卡片查看原文~

艾瑞克张:芯片行业(下):芯片怎么设计出来的?需要多久?中国芯片发展到底卡在哪里?8 赞同 · 0 评论文章中国芯片为什么一直没有发展起来?

YN:**我觉得这个现象被很多人过度解读,中国芯片行业仅仅发展了 15 年,我们却和发展了 30 年的美国芯片行业来比较。**美国 90 年代初芯片公司就开始大范围兴起了,包括英特尔、高通等等,而在中国像华为海思这样的公司 2005 年后才开始积累芯片的经验。

**另外,我刚才也提到了芯片行业周期很长,然而在这个时代,资本更愿意流向快速回本的行业。如果资本能更早流入到高科技行业的话,芯片行业发展确实会更快一些。**这一点上不得不提华为,他们确实投入了很长时间,投入了很多钱,花费了 10 年才让海思成长了起来。芯片行业的特点就是投入高、周期长,最近的中美贸易战一定程度上对于中国芯片行业来说也是个好事儿,逼着自己发展。

(图片来自 https://new.qq.com/omn/20200917/20200917A0B6TG00.html,文章介绍了中国芯片行业各环节的公司,感兴趣的同学可以阅读)

Q:中国芯片行业在整个芯片设计制造流程里面最卡脖子的环节是哪个?

YN:应该是制造环节。芯片制造技术最先进的公司是台积电,虽然中国芯片公司比如中芯国际在追赶,但是差距还是非常大。芯片制造涉及到物理、化学等诸多领域中很多高精尖的技术,而台积电有非常强的研发人才储备,大量的专业领域博士在研究新的材料,新工艺,这需要非常大的投入,而中国企业在这方面的投入还是非常有限的。

Q:中国芯片公司的机会在哪里呢?

YN:我觉得 AI 芯片是有机会的,中国和美国在这个领域起步时间差不多,这也是为什么我现在在做 AI 芯片。但是 CPU 和 GPU 领域是很难赶超的,一方面是技术和经验积累差距比较大,另一方面是生态的问题,比如你做出来一个 CPU 芯片,是需要有人花时间去适配的,CPU 领域目前已经很成熟了,让芯片下游公司去适配新的芯片很难,比如让微软抛弃英特尔去适配中芯国际的龙芯。

知乎用户 是 Ruicy 呀​​ 发表

(开篇先说句题外话:我满怀认可、热爱、一腔热血和爱国情怀了的买了很多龙芯中科的股票,哈哈,然后就股价一路下跌,我也是醉了。。。刚才看到这个问题,感觉必须要回答一下,表表决心和信心,哈哈~)

讲一个好消息:全球 20 家增长最快的芯片公司有 19 家来自中国大陆!

最新数据显示,中国大陆芯片行业的增长速度超过了世界其他任何地方。在过去四个季度中,全球 20 家增长最快的芯片行业公司中,有 19 家来中国大陆。相比之下,去年同期只有 8 家。

如果从增长速度的角度看,这些对芯片制造至关重要的设计软件、处理器和设备的中国供应商数倍于台积电或 ASML 等大型半导体公司。这一全球价值 5500 亿美元的半导体产业——从国防到人工智能和自动驾驶汽车等在各个领域都发挥着巨大的作用。

2020 年开始,美国发起对中国大陆半导体公司技术制裁,中芯国际、华为、海康威视等不同程度受到影响,但也推动了中国大陆芯片制造和供应的繁荣发展。中国大陆将根据其 “小巨人” 蓝图等计划在半导体领域释放了数十亿美元的投资,并鼓励国产替代策略以规避美国的制裁,目前苹果公司正在考虑让长江存储作为其最新的 iPhone 闪存供应商。

2021 年,中国大陆进口了价值高达 4100 亿美元的芯片组。由于中国大陆不断扩大产能,去年来自海外供应商的芯片设备商增长了 58%,这反过来又推动了本地业务。

根据中国半导体行业协会的数据,中国大陆芯片制造总销售额(包括制造和设计类企业)在 2021 年跃升了 18%,达到创纪录的 1 万亿元人民币(1500 亿美元)以上。持续的芯片短缺正在削减全球最大的汽车和消费电子制造商的产量,这也对当地芯片制造商有利,帮助中国大陆供应商更容易进入国际市场,有时会为最畅销的产品提供溢价,例如汽车和 PC 芯片

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。加油加油!

知乎用户 随风 发表

芯片分数字芯片,模拟芯片,还有数字模拟混合芯片。还分前端研发,后端实现实现,工厂制造,和封装测试。模拟的芯片很多高端的做不出来。数字前端设计部分,有些高端的比如高端 GPU,CPU 等比较难,但也有像华为海思做出基于 ARM 指令集的处理器,移动通信的基带芯片能做的公司也比较多了,视频编解码,wifi 基本上都能做,总体上讲,数字芯片设计这部分差距比较小。但是工厂工资这部分中芯国际 SMIC 作为国内最好的,和 tsmc 和三星还是比较差,但在大牛的带领下还是在慢慢追赶。存储器部分比较差,前段时间福建晋华被制裁不知道能不能活下去。封装长电科技不算差。EDA 公司基本被那三家美国企业垄断了。总体来说和世界领先水平还差很多,不过全世界能玩的起芯片行业的没几个国家。

知乎用户 风格 发表

我们是爱国的,我们爱共产党,台湾是中国的一个省,我们的芯片现状十分不错,我们有台积电

知乎用户 昆仑枫 发表

芯片范畴非常复杂,种类繁多,很多普通人将芯片等同于电脑或手机的 CPU 这种通用芯片。

我举几个低端芯片的例子

指纹锁里需要有芯片,而且集成有一些指纹解锁的程序

智能电子秤、智能空调都有芯片,比如 wifi 芯片,有的空调带有语音识别功能,可能会有更高级的可以跑 linux 的芯片

一个电视遥控器、甚至一个普通按钮控制面板的电饭煲列里面都有芯片。

这些芯片国产难度小很多,wifi 芯片我做智能家居开发时公司其中一个签约的合作方就是用的自己的芯片,价格低很多,但是稳定性听说还是差点。

但是下面的国产比较难弄

手机、电脑、高性能服务器的 CPU、GPU 芯片

还有其他各类特定场景的工业芯片,比如高精度数字机床的芯片会不会很难搞就不太清楚了。

概括来说就是中低端的好搞,高端和小众的没那么好高,而且芯片这种较大投入的产品,研发出来后能不能市场化应用很关键,如果不能市场化养活,那就很难持续投入。

知乎用户 葱哥 发表

有人提到,但凡芯片行业内的人,都出奇地一致的将其与房价房地产挂钩。

其实这很好理解,国内芯片行业主要聚集在北上深,那里的房价相信大家心里都是有数的。而至于集成电路,这是一个真正需要活到老学到老的专业,工作本身也是很苦很累压力大,真正坚持做这个行业的人,基本都是家庭不怎么富足的,家庭富足的话估计没人愿意做这个吧。所以显而易见的,为什么当中兴这个事情爆出来之后,芯片行业的人对于前景普遍都是悲观的,只有行外人才会以为春天来了。

知乎用户 哦呵 发表

芯片虽是中国弱项但中国能造芯片,自给率 4 成,只是技术不如美国先进。

  中国不是没有自主芯片,相反中国芯片技术也不差,尤其是中低端芯片,中国基本都实现国产化。比如电视、冰箱、导弹飞船中的芯片都是国产的。

  中国的华为已有自主的海思 980 芯片,中国自主的光刻机已量产(目前世界领先水平是 20NM,而中国的产品是 90NM,有报道 7NM 工艺光刻机也已成功。)没有这个技术,你的命脉就被别人抓在手心里。而中国拥有这个技术后,可以独立的开发生产各类芯片。

  目前,中国军工产品上的芯片和处理器,很多已换上国产的龙芯 / 神威 / 飞腾等自主芯片。而民用版的龙芯,经过几次升级换代,目前已达到接近大规模商用的水准。国内使用龙芯的笔记本电脑,也已经推向市场。

在美国的镇国根基集成电路领域,中国汇顶科技的指纹识别芯片是安卓手机霸主,比特大陆的挖矿机芯片发货量世界第一,海思的麒麟处理器水平不断提高,寒武纪的 AI 芯片在 Mate 10 系列上大批出货,展讯的基带芯片大量装配在三星手机上出货。

虽然中国每年进口 3000 多亿美元的芯片,但多数用于装机出口。

  中国制造了全球 50% 以上的彩电,70% 以上的智能手机、平板电脑,以及 90% 左右的 PC,这些整机产品大量销往全球,在 3000 多亿进口芯片中,大部分是作为电子元件加工成整机产品后出口的,中国自已自用需要的芯片大约在 600 亿美元—700 亿美元之间。

由于商业级、工业级、军品级、宇航级芯片各针对不同的环境,因而各类芯片有很大的不同,比如就工作温度而言,商业级 CPU 的工作温度为 0℃~70℃。而军品级 CPU 的工作温度为 - 55℃~125℃。

  在制造工艺上,现在最先进的手机芯片已经开始采用 10nm 制造工艺,但是即便半导体技术全球执牛耳的美国,很多军用芯片依旧采用在很多电子发烧友看起来非常老旧的 65nm 制造工艺,原因之一就在于相对先进的制造工艺会导致芯片的电磁干扰耐受度变差。 此外,军工芯片对高瑞要求不高,对稳定性、可靠性,以及各种复杂地磁环境下的抗干扰能力有着非常高的要求。

  比如不少美军战机上依旧在使用比不少网友年龄都大的 486 或者奔腾芯片

  因此,中国在民用芯片方面大量进口,并不意味着核心层级军用芯片无法自给自足。

  中国自主设计的 CPU、GPU 等芯片虽然在民用市场缺乏竞争力,但经过改造后,在军品市场不仅可以推进武器装备信息化,还能保障芯片安全可控。

  大系统中零器件按照重要性可划分为:一般、重要、关键、核心四个层级。就目前,核心层级的军用芯片或器件基本能够实现国产化替代。

中国已基本上具备了碳基芯片规模化制造的基础,已经可以和前端射频期间厂家对接,目前研究院正在和华为等国内厂商技术对接。不要说,碳基芯片还在实验室里,它的产业化已经在路上。

目前掌握的碳基芯片资料综合如下(简述)

  1, 同等体积运算更快,功耗更低,寿命更长!

  用在手机上,目前硅基芯片能看三小时电影,碳基芯片可看 9 小时电影,而且开更多视频都不卡顿(很显然已经有成功碳基芯片经过实际测试得到的数据)

  2, 成本更低,寿命更长,应用更广泛

  碳基芯片以碳纳米管为基础,具有高效稳定特点,还具有超薄柔性等特点

  不但是目前手机芯片,未来可穿戴前景更广泛

  3, 制造技术从材料到芯片完全自主知识产权

  碳基芯片材料碳纯度,密度,光都,全自主知识产权

  碳基晶圆加工成碳基芯片,完全自主知识产权,(不用荷兰什么及紫外光光刻机)

  3, 硅基芯片与碳基芯片是根本不同的

  硅基芯片…… 是二维芯片(平面突起)

  碳基芯片……… 是三维芯片(碳纳米管堆积成立体)

  所以硅基芯片光刻机没用!

  所以硅基芯片光刻机没用!

  这就厉害了,解决了光刻机掐脖子问题!

知乎用户 阿尔法公社​ 发表

阿尔法公社说:芯片制造是国内被 “卡脖子” 最严重的领域之一,也是国产替代最重要的领域之一,而晶圆制造中的光刻机、刻蚀机则是芯片制造中的核心设备。本文详细介绍了中国在这两个领域的情况,值得相关领域的创业者们参考。

国产化替代已经成为了我国改革开放四十余年中,引领核心技术产业发展的一面旗帜,也是一场革命。

在这场革命蓝图一隅,半导体产业国产化的这场马拉松已经冲刺多年,从上游材料设备到中游设计制造,再到下游封测,我国半导体产业链各个环节的国产化发展和竞争也异常激烈。

晶圆制造过程的上千道工序中,有三类十分重要的设备,分别为光刻机、刻蚀机和薄膜沉积设备,其设备合计价值占晶圆加工前道总设备近 70%,设备性能的高低无疑决定了晶圆制造水平的优劣。

据国际半导体产业协会 SEMI 统计,2017 年按全球晶圆制造设备销售金额占比类推,刻蚀设备、光刻机、薄膜沉积设备分别占晶圆制造设备价值量约 24%、23% 和 18%。

实际上,历经 20 年发展,某些国产之光的代表已在部分领域真正冲进了世界前列。

4 月 17 日,中微半导体发布 2019 年财报,其 5nm 刻蚀机已批量供货台积电,成为继 7nm 制程之后,唯一进入台积电 5nm 产线的大陆本土半导体设备厂商,这代表了我国刻蚀机在提高国产化和全球竞争中的阶段性成果。

但与已经冲在全球市场前列的国产刻蚀机相比,我国在的光刻机赛道却跑得较为缓慢。现阶段,我国光刻机技术已推进至 22nm 节点,但离商业化还存在一定距离,而国外领先的光刻机已达到 5nm EUV(极紫外光刻)水平。

从 2000 年国内半导体创业第一波浪潮席卷至今,无数芯片设计、制造和封测等企业如雨后春笋拔地而起,而晶圆制造前道设备历经了 20 年长跑,各类设备在制程节点发展上却仍存在较大差距。究其因,既是技术壁垒的差异化而导致,也有着政策、市场乃至全球竞争的影响。

为了探究我国半导体产业的变化与发展,智东西将目光聚焦于光刻机和刻蚀机两类最花钱和最容易被 “卡脖子” 的半导体制造设备,对光刻机和刻蚀机的国产化进程进行深入的调查和研究,试图摸清国内重要玩家的战略和打法。

我国光刻机和刻蚀机产业是如何从一片荒芜慢慢地聚沙成海,在国内或是全球市场中占据一定份额?这两类设备的国产化进程又经历了哪些重要关键节点?从同一起点赛跑的它们,又为何跑出了如今不一样的光景?

1、刻蚀机落地 5nm 赛道,光刻机刚迈入 22nm“半只脚”

实际上,中微半导体早在 2018 年就宣布已掌握 5nm 刻蚀机技术,并已通过台积电 5nm 工艺验证,将 “杀” 入台积电的 5nm 工艺生产线。

据悉,目前台积电的 5nm 制程工艺也已获得包括苹果、高通和华为等重要公司的大量订单,其中苹果将采用 5nm 工艺设计 iPhone 12 的 A14 芯片,以及基于 A14 研发的 Mac 芯片。

不仅如此,中微半导体在 2019 年年度报告中透露,其刻蚀设备已取得 5nm 逻辑芯片、64 层 3D NAND 芯片制造厂商的重复订单,并在先进客户验证成功并实现量产。

这也意味着,我国国产刻蚀机已成功打入全球芯片先进制程产业链,且设备水平已和国际前沿技术成功接轨。

相比刻蚀机的冲刺速度,我国的光刻机国产化进程则略显缓慢。

2018 年 11 月,中科院光电所经过 7 年研发,成功验收了 “超分辨光刻装备项目”。据悉,这是世界上首台分辨力最高的紫外超分辨光刻装备,能够实现 22nm 光刻工艺。

而在中科院光电所之后,上海微电子在今年 4 月也宣布实现了 22nm 光刻机的研发突破,却并未透露更多信息。

但在 22nm 工艺国产光刻机的光芒背后,仍存在两个关键问题,一是该技术离商业化落地还较远,短时间内无法迅速落地并进行生产;二是国外领先光刻机技术已推进至 5nm EUV(极紫外)节点,国内外光刻机的技术鸿沟仍然存在。

一面是已经抢先落地商业化的 5nm 刻蚀机,一面是离产业化还有一定距离的 22nm 光刻机,两者国产化进度的巨大差异,实则源于刻蚀与光刻工艺之间的技术壁垒。

我们做个类比,如果将芯片的制造过程比作雕刻,那么光刻机就像是将雕刻线稿(电路图)描绘在材料上(晶圆表面)的画笔,画笔的精度直接决定了芯片的尺寸和能够集成的晶体管数;刻蚀机就像是一把雕刻刀,负责剔除线稿中的多余部分,逐渐呈现出 “作品” 完整的模样。

从工序上看,光刻机对分辨率、对准精度、曝光方式和光源波长等方面有着极高的要求,涉及精密光学、精密运动、高精度环境控制等多项高尖技术,是芯片制造过程中最复杂和最关键的一步。尤其当工艺推进到 EUV 技术阶段后,光刻还需要全程在真空环境下完成,设备要求进一步提高。

据格罗方德数据,光刻设备约占晶圆生产线设备总成本的 27%,同时光刻工艺时间成本占芯片总制造时间的 40% 至 50%。

相比光刻机,刻蚀机在精密定位和环境控制等技术方面的要求较低,更多需要依靠化学反应来对晶圆进行选择性的腐蚀或剥离,其技术要求和门槛也比光刻机更低。

但不论是国产刻蚀机的迅速发展,还是光刻机的艰难爬坡,作为芯片制造环节中的重要设备,它们的发展无疑是我国半导体产业国产化水平的重要指标之一,同时也是我国半导体产业在相关技术领域突破国外限制,掌握自主核心能力的关键。

2、缘起 2000 年,国产光刻机与刻蚀机的起步

光刻机和刻蚀机的国产化起点,源于我国 21 世纪初的第一波芯片创业浪潮。彼时,全球半导体设备市场正步入增速逐渐放缓的阶段。

当时,国外刻蚀机市场已经经历了一番激烈的龙头角逐激战,市场占有率第一的宝座已易主泛林半导体,昔日霸主应用材料掉落 “神坛”。但全球刻蚀机市场仍是泛林半导体、应用材料和东京电子三足鼎立的局面。

另一头全球光刻机市场中,新秀玩家荷兰 ASML 正在制程工艺上紧咬日本尼康,并与台积电一同押注 “浸没式光刻” 技术,市场份额逐渐升高。那时的全球光刻机还不是 ASML 一家独大,而是和刻蚀设备市场相似,为日本尼康、日本佳能、荷兰 ASML 三强争霸,但 ASML 已有猛冲市场规模第一之势。

▲尼康 NSR-S631E 光刻机

全球市场的激烈纷争下,我们将目光放回国内半导体设备市场。21 世纪初,我们的光刻机与刻蚀机赛道才刚刚建起。

那时,国内的芯片代工厂商几乎都是从国外采购生产设备,尤其是先进技术的半导体设备进口仍然受到国外巨头的严格管制,而国内光刻机和刻蚀机技术基础十分薄弱。

市场环境方面,以信息技术为代表的高新技术和产业正飞速发展,全球亦掀起了一股以信息产业发展为主的综合国力竞争。其中,软件产业和集成电路(IC)产业的发展,已成为这场全球竞赛的重要技术基础与核心。

2000 年 6 月,国务院出台《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》,通过鼓励资金、人才引进、税收优惠等方式发展 IC 产业,力争到 2010 年使我国 IC 产业成为世界主要开发和生产基地之一。

与此同时,该政策还希望经过 5 至 10 年的发展,我国的 IC 产品能够满足国内市场的大部分需求,并实现一定数量的出口。

这一政策直接催生了一股 IC 产业创业潮,中兴微电子、汇顶科技、兆易创新等一众企业兴起。其中,在产业链上游的半导体制造设备领域,北方华创、上海微电子和中微半导体等公司相继成立。

历经十余年发展,如今汇顶科技、兆易创新已成功在上海证券交易所上市,而北方华创和中微半导体则分别登陆深圳证券交易所、科创板上市。

1、北方华创:已成功研发 28nm 刻蚀机

成立于 2001 年的北方华创,前身为七星电子,当时主要布局半导体装备和精密电子元器件领域,并在 2010 年以高端 IC 装备为主营业务在深圳证券交易所上市。

直到 2015 年,七星电子与北方微电子开始了为期两年的重组之旅。在 2017 年完成内部业务和资产的整合后,七星电子正式宣布更名为北方华创科技集团股份有限公司,并推出全新品牌 “北方华创”。

完成重组后的北方华创拥有了一支 50 余人的高端人才队伍,逐渐在 IC 制造设备和先进封装等技术领域加强研发和投入。

北方华创现任董事长、CTO 为赵晋荣,曾任北京建中机器厂微电子设备研究所副所长、北京建中机器厂副厂长等职务,并于 2014 年入选国家百千万人才工程,2019 年被授予 “北京学者” 称号。

▲北方华创现任董事长、CTO 为赵晋荣

现阶段,北方华创的主要业务布局半导体装备、真空装备、新能源锂电装备及精密元器件等领域,并主要分为电子工艺装备业务和电子元器件业务两大块。

其中,最主要的电子工艺装备业务在 2019 年实现了 31.91 亿人民币的营收,同比增长 26.58%。具体在刻蚀领域,北方华创的刻蚀机技术水平已发展至 12 英寸 90-28nm 制程,其 14nm 工艺设备也已经进入了工艺验证阶段。

据悉,2019 年北方华创还宣布募资了 20 亿人民币,将主要用于 7nm 和 5nm 刻蚀机的制造与研发。

2、上海微电子:16 年实现 90nm 光刻机突破

上海微电子的创建缘起 2002 年,这一年光刻机被正式列入国家 863 重大科技攻关计划,重点研发 100nm 光刻机。在此背景下,国家科技部和上海市政府共同牵头,国内多家企业和投资公司投资组建了上海微电子,以承担国家 863 计划项目。

为了在激烈的市场竞争中拥有 “造血” 能力,上海微电子创始人贺荣明决定在进行 100nm 光刻机样机研发的同时,研发另一种能够在短期内实现产业落地的先进封装光刻机。

2009 年,上海微电子的首台先进封装光刻机正式交付用户,并在 2012 年首次实现海外销售。

此后,上海微电子逐步在 LED 光刻机和前道光刻机领域加大研发投入。2017 年,该公司承担的 02 重大科技专项 “90nm 光刻机样机研制” 任务通过了专家组现场测试,并在第二年通过正式验收。

人才方面,据 2019 年上半年数据,上海微电子拥有约 1150 名研发人员,占公司总员工数的 76.7%。同时,截至 2018 年 12 月,上海微电子直接持有的各类专利及专利申请已超过 2400 项。

现阶段,上海微电子的主要业务布局已覆盖半导体设备、泛半导体装备,以及高端智能装备,包括 IC 前道、先进封装、FPD 面板、MEMS 和 LED 等制造领域。

但该公司在先进制程领域仍以 90nm 光刻机为主,其在今年宣布突破的 22nm 光刻机距离落地还有较远距离。

3、中微半导体:先进制程刻蚀设备已打入台积电产线

比北方华创晚了三年,成立于 2004 年的中微半导体主要涉及芯片前端制造、先进封装、LED、MEMS 制造等半导体设备领域,并在 2007 年成功研制出首台 CCP(容性耦合等离子体)刻蚀设备,成立日本及韩国子公司。

随后几年,中微半导体不断加大对 CCP 刻蚀设备的研发,持续迭代刻蚀设备技术,并在 2018 年将工艺推进至 5nm 领域。这一系列技术积累亦为中微半导体的成功上市奠定了基础,2019 年 7 月,中微半导体成功在 A 股科创板上市。

中微半导体所取得的成就与其创始人、董事长尹志尧息息相关。博士毕业于加州大学洛杉矶分校的尹志尧曾任职于英特尔、泛林半导体和应用材料公司,拥有二十多年的半导体开发经验,其个人在半导体领域还拥有超 60 项技术专利。

▲中微半导体创始人、董事长尹志尧博士

目前,中微半导体主要进行刻蚀设备和 MOCVD(金属有机化学气相沉积系统)设备的开发,其等离子刻蚀设备覆盖 55nm 至 5nm 制程工艺,其中 7nm 和 5nm 高端刻蚀设备已投入台积电生产线使用。

研发方面,2019 年中微半导体研发开发支出共 4.25 亿人民币,占总营收 21.81%,同比下降 2.84%。现阶段,中微半导体正在研发新一代电容性等离子体刻蚀设备,覆盖 5nm 及更先进制程工艺的刻蚀需求和关键应用。

中微半导体在 5nm 刻蚀机领域的重大突破,不仅意味着我国刻蚀设备技术成功于全球半导体先进制程领域接轨,同时亦成为我国刻蚀设备步入国际前列的国产之光。

3、国产光刻机与刻蚀机的 “九九八十一难”

对于长期面临国外技术封锁,且技术薄弱的国内光刻机和刻蚀机产业来说,想要实现国产化并非一帆风顺。

一方面,中国大陆在光刻机和刻蚀机领域的技术基础薄弱,中国台湾地区以及西方发达国家对中国大陆的半导体产品进口实行严格的管制,就连在中国大陆建厂,产线都必须比当前的工艺落后至少三代;另一方面,在国内半导体设备厂商想要实现技术突破的同时,也需绕过巨头们先前留下的层层技术专利,以及美国商务部的各类清单管制。

创业浪潮席卷至 2004 年,时值 60 岁高龄的尹志尧毅然放弃了美国的百万年薪,决定与倪图强等 40 多位半导体设备行业的华裔专家先后回国,共同创业。

但成立后,中微半导体也开始面临三家国际半导体设备巨头发起的专利战,包括应用材料和科林研发在内,最后均以中微半导体的胜诉或双方和解而告终。

为了限制中微半导体的技术发展,美国商务部曾一度将中微半导体列入商业控制清单。直到 2015 年,由于中微半导体已开发并量产具有和美国设备公司同等质量,且数量相当的等离子体刻蚀设备,美国商务部工业安全局才正式将该公司从清单中剔除。

如今,中微半导体的 7nm 和 5nm 刻蚀机设备已成功打入台积电的先进制程产线。与此同时,据 2020 年 3 月数据,截至今年 2 月底,在长江存储对外公开的中标信息中,中微半导体的刻蚀机中标数量占比 15%,仅次于排名第一的泛林半导体。

▲中微半导体工作车间

在国产光刻机的故事中,由国家牵头成立的上海微电子在发展过程中也同样受到了阻碍。

“中国现在每年花 2000 多亿美金的外汇去购买芯片。” 上海微电子技术副总监储兆祥曾谈到,如果没有高端光刻机,那么中国在高端芯片的制造领域将会受制于人。

在研发光刻机的过程中,曝光系统是光刻机设备的核心,同时也是研发难度最大的环节。但在 2002 年,国内并没有厂商生产高端投影曝光系统,而国际上能够提供高端投影曝光系统的公司都不约而同地拒绝帮助上海微电子。

一面是寻找供应商屡屡碰壁,一面是几十亿人民币的研发成本,上海微电子一咬牙,决定自研规曝光系统!于是从 2002 年至 2008 年,上海微电子花了六年时间,投入数百人进行研发,从零基础开始研究,终于在 2008 年实现应用。

与此同时,上海微电子在研发过程中所需要的特殊材料,则依靠和国内研究所、大学进行合作研发,包括原材料的加工方法和工艺,亦是从一片空白慢慢地摸索出属于自己的方法。

2018 年,上海微电子历时 16 年研发的 90nm 光刻机项目通过国家正式验收,并持续向 65nm、45nm 甚至 22nm 制程推进。

此外,近年来上海微电子的自主创新能力亦不断提升,截至 2018 年 12 月,上海微电子直接持有各类专利及专利申请已超过 2400 项。

▲上海微电子工作车间

天时、地利、人和,在国内半导体创业浪潮发展的同时,国产光刻机和刻蚀机的发展也迎来了时代给予的发展机会。在信息技术技术产业发展的推动下,国内对芯片的市场需求亦不断扩大,智能手机等行业的发展对芯片工艺提出了更高要求。

与此同时,国务院于 2014 年提出了《国家集成电路产业发展推进纲要》。其中,纲要提到至 2020 年,我国移动智能终端、网络通信、云计算、物联网、大数据等重点领域 IC 设计技术达到国际领先水平,16nm 及 14nm 制造工艺实现规模量产,关键装备和材料进入国际采购体系,基本建成技术先进、安全可靠的集成电路产业体系。

如今,我国包括光刻机和刻蚀机的半导体设备实力正迅速加强。据东兴证券发研报数据,2005 年我国大陆半导体设备销售额约 13 亿美元(约人民币 92.09 亿元),而到 2018 年已上升至 131 亿美元(约人民币 927.96 亿元),全球市场占比也从 4% 增长至 20%。

4、国内外研发费用差距大,光刻机国产化仍被 “卡脖子”

但国产半导体设备产业的国产化 “革命” 还尚未成功。

我们将视野放大至全球市场,自 2004 年 ASML 和台积电共同研发出 193nm 浸没式光刻机后,其市场份额一路飙升,从上世纪 80 年代的不到 10%,增长至 2009 年的 70%,开始常年坐拥光刻机市场的大半壁江山。

2019 年,ASML 历时 20 年研发的 EUV 光刻机诞生,率先迈入 7nm 和 5nm 制程领域,直接奠定了 ASML 的全球光刻机霸主之位。至此,日本尼康和日本佳能 “暗淡” 退居二线,集中生产技术和价值量更低的后道光刻机和面板光刻机,前道光刻机彻底被 ASML 垄断。

此时,我国的量产光刻机还在一整代技术鸿沟对岸的 60nm 制程,22nm 工艺也只是堪堪飘过,未能落地,国内外的技术差距将近 20 年。

而在刻蚀机领域,从上世纪 90 年代 ICP(感应耦合等离子体刻蚀)概念引入后,泛林半导体凭借主打 ICP 刻蚀设备逐渐上升,在随后的十几年发展中和东京电子一同赶超应用材料。

由于刻蚀机的技术门槛远小于光刻机,我国刻蚀设备在技术上的追赶已取得明显成果。但从全球市场来看,我国刻蚀设备的市场占比仍有非常大的增长空间。

据市场研究数据,2017 年泛林半导体的全球市场份额为 55%,排名世界第一,而东京电子和应用材料分别以 20% 和 19% 位列世界第二、第三,剩下包括中微半导体和北方华创在内的刻蚀设备玩家,市场份额仅为 6%。

这背后的差距,不仅仅是长达数十年的技术经验差距,还有巨大的资金投入差异。

以 ASML 为例,该公司每年研发费用投入高达 10 亿欧元(约人民币 76.67 元),并还在逐年增长。据 ASML 在今年 1 月公布的 2019 年 Q4 及全年财报,其在 2020 年 Q1 的研发费用就达到 5.5 亿欧元(约人民币 42.17 亿元)。

相比之下,中微半导体在 2019 年年度报告中透露,其 2019 年的总研发支出约 4.25 亿人民币,占总营收 21.81%;北方华创在 2019 年年度报告中提到,其 2019 年总研发支出约 11.37 亿人民币,占总营收 28.03%;而上海微电子研发投入尚未公开。

5、结语:一次跨度 20 年的国产化浪潮

回看我国光刻机和刻蚀机的国产化浪潮,这是一个对外突破层层限制封锁,对内从无到有逐步萌芽与发展的故事,它们几乎从同一起跑线出发,却因技术壁垒的差异跑出了两种不同的光景。

在这场跨度 20 年的国产化进程中,我们既看到了以尹志尧为代表的创业先锋,晚年毅然放弃国外高薪待遇回国,带领国内刻蚀机水平突破先进制程领域;更看到中国作为一名长跑型选手在追赶先进技术领域的信心和决心,将半导体产业提升到国家越来越重要的发展地位,各路政策、资金、人才等资源全力支持。

现阶段,我国追赶国际半导体设备巨头的玩家仍屈指可数。在光刻机领域有上海微电子一马当先,在刻蚀机领域则有中微半导体和北方华创双双出击。

但在阶段性的成果背后,我们也要看到国内玩家与全球巨头在技术水平、市场规模上还存在较大差距,而造成这一差距的不仅仅是落后了数十年的技术经验,也有着巨大的资金投入差异。

未来,我国的光刻机和刻蚀机仍需面对许多挑战,但经历 20 年发展所取得的阶段性成果,我们有理由相信在未来,国产光刻机和刻蚀机终将发挥无限的潜力。

本文授权转载自智东西,作者韦世玮。

知乎用户 fycokin 发表

先不说别的,一个 EDA 的闭环生态链都可以弄死你

知乎用户 福源​ 发表

[中国成功研制量子芯片 1359 播放 · 7 赞同视频

​](https://www.zhihu.com/zvideo/1266450251671793664)

知乎用户 天燕九零 发表

龙芯前景不错,但是由于架构问题取代英特尔不太可能,相比之下兆芯有 X86 授权,发展下去也许能有一搏之力

知乎用户 maythe4thbewithu 发表

一般来讲,叫做啥 “汉芯 * 号”、“龙芯 * 号” 或者 “华芯 * 号” 之类被赋予啥高大上名字的芯片大家都懂就好,我特么一见到这些名字就烦,想吐,呵呵

(对了,上面这些名字都是我瞎编的哈,如有雷同纯属巧合)

知乎用户 alux ma 发表

出身 ic,十多年了,应该是国内最早一波做 soc 的了,那时候我们没钱买 ip,从总线到 sdram 控制器到 pci 控制器到 usb ohci 控制器都是自己写的,串口这种小 ip 更是如此,纯手敲,当然 bug 也多,开发了 5 年流片了 4 次,系统跑到 200 兆主频就不稳定了。现在不做 ic 做应用系统了,当年的师兄弟现在都还在 ic 行业。

ic 本身不是一个孤立的存在,要有上下游产业和制造工艺支撑,现在国内懂 ic 的人比十年前多多了,尽管国家要大力支持,肯定有各种骗子比实干的更先骗走部分资金,但大规模资金进来肯定会惠及整个行业的。

所有的复杂系统开始做都是先用别人的组件,从简单的集成入手,逐步深入到核心技术和工艺的,国内现在大部分公司都是做 soc 集成的,应该挺成熟了。懂 cpu 设计的,像计算所龙芯团队等这么多年也培养了不少人。但还是人太少,还没到量变引起质变的时候。大芯片像海光,中盛宏芯,华芯通等都在上,华为自己也有 arm64 服务器芯片的研发,积累一直在积累,总会崛起的。

我做应用系统,也是希望能吃透行业应用,有一天能带着明确的需求回来做 asic。人总得有个梦想,不是吗:)

知乎用户 匿名用户 发表

现状不佳,未来也并不看好。

因为芯片行业是极其少见的完全无法产生廉价竞争力的行业领域

技术和制程上越是先进的厂商,其产品的性能就越强,成本就越低;而技术和制程落后的厂商,产品的性能更差,成本反而会更高。

不能占据制程上的优势,就不可能赢得半导体行业的竞争。

差一代制程的情况下,国产芯片的成本线可能就比对手的成本线要高出 40% 以上,差两代三代制程就根本没有竞争的能力了。国产芯片的现状就是,国资的 fab 制程上和外国对手差距在四代甚至更多,而大部分中国设计的芯片(例如华为的芯片)也是靠着台积电的代工才能实现先进的工艺。

现在只是禁止中兴购买美国芯片就可以摧毁这家规模庞大的企业,如果美国能迫使台积电不接中国厂商的代工,那对中国芯片行业的打击可能是毁灭性的。

知乎用户 章鱼丸子 发表

我也来回答一下吧。手机码字太累了,只能简短的说一下好了。

1. 核心设备

目前芯片的核心设备制造我们落后太多。目前国内只有中微、北方微电子、还有其他几家做单品设备的能够在低制程上面有所表现

2. 材料

基本上硅片可以自产。可是涉及到半导体制程的气体,研磨液等等化学品基本上都是日本和美国为主。即便三星等韩厂一直支持韩国国内发展,目前材料还是不过关。

3. 人才

芯片设计目前有所突破。但是设计的核心软件还是国外的。所以,一旦被限制,软件也很难。制程上面的人才也是很缺。工艺上解决电子迁移的难题决定了设计以及加工的一系列问题。

总之,说白了真的是一穷二白。穷表示缺钱,对比 TMSC,Samsung,Intel 的研发资金上。二白就是制程设备和人力资源都是空白。

知乎用户 哪里来的人 发表

不久前才在跟朋友聊天的时候提到,芯片这块是中国最后一块短板,是时候下决心补上这块了,什么时候中国的主机不再需要依靠因特尔的 CPU,什么时候中国就真正强大了,没想到中美贸易战一开打,就被直接掐住了命门。

关于国内芯片行业,真的太现实了。

首先行业特点高投入高风险低回报,美帝动辄百亿美元的研发费用,中国不论民资还是国家,投的钱实在是少。但是也没办法,不赚钱傻子才去投。

企业赚不到钱,就给不到高的薪资,而目前芯片产业集中在北上深超一线城市,同样能力的人才去互联网赚的钱多的多的多,不是没有情怀,是关系生存问题,饿都饿死了,买不起房子,就是最现实的问题。

再然后芯片这玩意就算砸了钱,也是需要一代一代技术迭代出来的,当年中国工业化有苏联拉一把,现在没有人能拉一把了,要想赶上别人超越了两代的技术,哪有那么容易,人家又不是原地踏步的等你。

我现在寄希望于国家层面的政策还有使劲砸钱,不计回报,往死里砸,死也要搞出来的那种。

知乎用户 艾里博帝 发表

慢慢来,滚雪球。

而且华为这种公司大了,反而削弱美韩半导体,不谈国家,就供应链风险就需要分摊。

知乎用户 TrendForce 集邦咨询​ 发表

以现阶段来看,我国主要的系统业者,如华为、联想、中兴通讯、浪潮等,还是有不少产品依赖国外芯片公司。国内的芯片产业基本上还是由国内的终端需求在支撑,若要打进国际客户市场,短期内还有努力的空间。

如今,中美关系较为紧张,新冠肺炎仍波及全球,这些因素都对我国芯片产业的发展有所影响。然而我国的芯片产业仍有内需市场支撑,如今互联网发展达到一定的成熟度,线下消费若能进一步转化成线上消费,国内外的物流业顺利运作,国产芯片产业在 2020 年的表现有可能会优于全球表现。

同时,随着我国 5G 产业的推进,在掌握大量物联网数据的情况下十分有利于 AI 芯片的发展。总而言之,国内芯片产业要如何从消费电子与物联网市场,进一步升级至服务器与基建领域,将是芯片产业可以思考的方向。

芯片自研方面,中国半导体产业在政策的推动下发展迅速,部分厂商已具有一定规模,在成熟制程技术上显现出效果,但在先进制程技术方面还存在良率不稳定、成本居高的现象。半导体制造的先进制程技术、设备与原物料供应等,大多还依赖外国厂商。 在化合物半导体领域,成果已初步显现,如三安光电、英诺赛科等企业积极向发光、通讯及功率元件等器件发展。然而化合物半导体的制程条件相对复杂,目前研发高阶产品仍需要时间和资源,相关企业后续仍有持续成长的空间。

为了实现芯片的自主制造,除了资金方面,如何扎根于这项领域将是需要思考的重点方向。例如:培养相关人才,在国产化的材料、设备、软件与硅智财方面打好基础,朝成本结构的优化与国产化的目标迈进。

为了实现芯片国产化,需要让国内人才不断学习国际先进的技术水平,持续进行基础科学研究,并辅以学术研究项目来优化国内产业人才的基础实力。再配合制度完善的产业政策,将资金花在刀刃上,未来将有机会追上国际大厂的脚步。

知乎用户 量子的微笑 发表

看关于芯片贴是不是从业人员回复只要看他写的东西是不是中英文混杂。越混越是从业人员。

知乎用户 自由的鱼 发表

不理解为什么有人说半导体行业是夕阳产业。从英特尔到三星电子,一季度利润都那么多。就拿三星来说,一年利润快 3000 亿了,是腾讯的 4 倍。还有最近比较火的 AI, 自动驾驶,人工智能啥的,都需要高性能计算单元,还有高性能内存,存储器啥的。以后对这个需求量会很大的。当然国内的,还是算了吧,不看好。总觉得国人太注重眼前利益,没有长远规划与目标。

知乎用户 又是技术控 发表

lesterlai:中国芯片还有什么新技术可以用上?中兴有这个的话,还怕啥!

还可以进步

知乎用户 任飘渺​​ 发表

实际情况非常不好,真要是能搞定芯片问题,台湾早就凉凉了

高端芯片几乎为 0,前几年还可以拿麒麟来吹一下,

现在唯一能玩的就是中低端芯片

2022 年估计能到 20% 的,目标是 5 年后能到 70%,估计大部分还是中低端芯片

国外的机构比较不好看国内的芯片产业

以 2021 年为例,中国大陆制造的半导体价值为 312 亿美元,与整个中国大陆的芯片消费市场(1865 亿美元)相比,占比仅为 16.7%,虽然高于 10 年前——2011 年的 12.7% 的占比,但 IC Insights 预测中国大陆在 2026 年的占比也只有 21.2%,相比 2021 年仅增加了 4.5 个百分点,即未来五年平均每年增长 0.9 个百分点。

也就是说,根据 IC Insights 的数据,2021 年中国大陆的芯片自给率仅为 16.7%,即使到 2026 年芯片自给率也仅为 21.2%。
具体来看,去 2021 年在中国大陆制造的价值 312 亿美元的芯片中,总部位于中国大陆的公司生产了价值 123 亿美元的芯片,占比 39.4%,在中国大陆 1865 亿美元的芯片消费市场当中占比 6.6%。台积电、SK 海力士、三星、英特尔、联电和其他在大陆中国拥有晶圆厂的企业则生产了价值 189 亿美元的芯片,占比约 60.6%,在中国大陆 1865 亿美元的芯片消费市场当中占比约 10.1%。

IC Insights 估计,在总部位于中国大陆的公司制造的 123 亿美元芯片当中,约 27 亿美元来自于 IDM,其余 96 亿美元来自中芯国际等晶圆代工厂。
如果中国大陆芯片制造产值如 IC Insights 预测的那样在 2026 年增长至 582 亿美元,那么在中国大陆芯片消费额 2740 亿美元当中的占比仅为 21.2%,也就是说届时中国大陆的芯片自给率只有 21.2%。如果与 2026 年全球芯片市场 7177 亿美元的总产值相比,中国大陆的芯片产值占比也仅为 8.1%。

知乎用户 匿名用户 发表

涉密了 删除走人

知乎用户 芯片工程师阿伟 发表

我用一首打油诗来形容以下目前的国内芯片行业的现状。

人人都道芯片好,沙子突然变成宝。往年遇冷硬科技,真金白银满天飘。百倍 pe 不算高,千亿市值也不少。科创造福非神话,国产替代我自豪。投资看似很火爆,其实问题并不少。

一拥而上无头绪,看不清啊头直挠。芯片设计偷着笑,公司数量两千毛,五年时间翻三倍,九成以下散乱小,离职创业成新潮,重置竞争相互搞,竞争变成拼毛利,打架谁都吃不饱。

都说自己团队好,给钱就能加速跑,纵有摩尔在世功,晶圆产能何处找,扎堆消费赚快钞,高端品质极缺少。融资变成高工资,研发多靠挖墙脚,此行发展无法宝,坚持创新是王道。

蓝海仍有静下心,十年磨剑莫浮躁。投资也要秉得牢,风口心态切莫要。陪伴创新漫漫路,春花秋月何时了。

知乎用户 菊花三弄 发表

今天是 2019 年 4 月 27 日,也是华芯通的寿终正寝之时

https://cj.sina.cn/article/norm_detail?url=https://finance.sina.com.cn/roll/2019-04-27/doc-ihvhiqax5325183.shtml&from=timeline&isappinstalled=0

知乎用户 talentstars 发表

talentstars:雕刻光刻机的人

芯片背后是个庞大的产业,我们用人体来作比方。

头部是芯片设计,也叫 EDA,就是用软件程序来编写芯片。这个领域目前三家鼎立:美国的新思科技(Synopsys),前身是通用电气的微电子研究团队,市场占有率 30%;美国的铿腾电子科技(Cadence),之前长期位列市场第一,2008 年被新思超越;第三家叫明导国际(Mentor Graphics),业务线不如前两家全面,2016 年被德国西门子收购。这三家是经过多年的市场竞争生存下来的,也合并了不少曾经的对手,目前一共占到全球市场将近 80% 的份额,也建立了坚固的专利和人才壁垒。

芯片业的大脑是 IP,也就是芯片设计的知识产权。这是整个芯片行业最高端、利润最丰厚的区域,不干脏活累活,用 IP 授权如同神经网络一样驾驭全行业。这个领域目前最大的公司是 ARM,大部分芯片设计公司都要用到 ARM 的 IP 核,从而乖乖地给 ARM 交授权费。ARM 设计的芯片每年出货量 150 亿枚。所以软银孙正义斥资 320 亿美金收购了 ARM。ARM 后来是软银愿景基金对外募资时主要拿来讲故事的项目。

躯干是晶圆代工,也就是芯片制造。这个环节的公司没有自主品牌的芯片,而是为别人制造芯片。全球晶圆代工市场份额最大的是台积电 / TSMC。

1987 年,有个 43 岁的中年男人在深圳被国企裁掉,他筹集了两万块钱,在出租屋里创办了一家以代理交换机设备为主业的公司,名叫华为。也是在 1987 年,一个 55 岁的台湾老男人,德州仪器的三号人物,被排挤出来,白手起家,创办了一家半导体公司。这个台湾老男人叫张忠谋,他的公司就是台积电。

台积电如何拿下全球第一的位置,后面会讲到。今天媒体中常说的 7 纳米,指的就是台积电有能力生产的芯片制程。大陆的中芯国际也是这个领域的,可以排在全球前五名,但技术上还有两代的差距。中芯国际现在最先进的工艺还是 28 纳米。大陆另一家公司华虹半导体也处于这个技术水平。

芯片业的四肢是封装和测试。很容易看明白,这个环节是后端工序,技术含量最低、利润率也低,挣的是辛苦钱,所以欧美公司逐渐退出了。根据 Gartner 统计,封装环节占到整个封测市场份额的 80-85%, 测试环节占比约为 15-20%。韩国的安靠 (Amkor)、台湾的日月光是这个领域技术比较领先的。大陆在这块有一定的存在感,有不少公司可以参与市场竞争,例如长电科技、通富微电等。

像三星、英特尔、海力士等大公司,能够涵盖芯片设计、制造以及封装测试的整个链条,是垂直整合型公司,叫作 IDM。

知乎用户 金兴​ 发表

转发:【光刻机果然是幌子!白宫称中科院骗了整个西方,芯片行业迎来变局】https://mo.mbd.baidu.com/r/e7sRZ08sBW?f=cp&rs=137265804&ruk=1TwtRf0CjlUwK2a3BnWjqA&u=36d17dc4b2d3bbf8

近日,中科院正式宣布已研发出 8 英寸石墨烯单晶圆,据研发团队介绍单晶圆产品的尺寸、质量等均处于国际领先。展望未来,石墨烯单晶圆有望让中国微电子技术实现突破,这也是 “中国芯” 未来可能的发展方向。

碳基芯片的新方向现阶段广泛使用的是硅基材料开发的芯片,目前这一芯片国际领先工艺已经可以实现 10 纳米一下量产,在外部技术封锁的情况下,石墨烯晶圆开发的碳基芯片或许是 “弯道超车” 的新途径。对此一些西方专家认为中国在表面紧张光刻机的同时,暗地里在全力发展碳基芯片材料和加工工艺。

不同的材料方向意味着打破封锁的可能性,由于我国的硅半导体材料发展起步晚,阻挡在前的专利技术等都是束缚,因此另寻出路是一种新的思路,实现芯片自主生产的阻碍是技术和专利封锁,在过去相安无事的情况下,美国并不会用技术限制来卡脖子,但现在不同了,这也给我们提了个醒,突破限制完全可以选择另一条不同的赛道。

下一个变局当然难度是显而易见的,根据 IC Insights 发布的《2020-2024 年全球晶圆产能》报告,到 2024 年,10 纳米一下先进制程市场占有率将增长至 30%,10-20 纳米市占率为 26.2%,40 纳米以上市占率约 37%。另硅基芯片还有向前发展的空间,台积电消息称,目前该公司 2 纳米工艺技术已经取得了重大突破,未来至少 5-10 年内,硅基芯依然是市场上的绝对主流产品。

以上是传统的硅材料芯片市场现状,而以石墨烯单晶圆为材料的碳基芯片虽然理论上性能比传统硅晶圆优秀,稳定性和性能也有大幅优势,但以中科院公布的最新成果——8 英寸石墨烯单晶圆,要实现商用还充满了不确定性,现阶段说它是一个 “概念” 比较中肯,未来的路还很长。

当然该发展的未来方向不会因此而停下脚步,目前研究石墨烯晶圆的国家还有很多,而中国恰恰在这一领域有所领先,要想石墨烯晶圆领域的发展不再如硅芯片一样重蹈覆辙,在发现广阔前景后更需要坚定研究方向,不断提升相关技术并致力于实现商业化,一旦碳基芯片取得重大突破,整个半导体产业迎来大洗牌也不是没有可能的

知乎用户 菊花老农 发表

本人博士,工作十多年。现在美国老牌芯片公司工作。这是我的一些感想。

知乎用户 知乎用户 uHy0Ih 发表

没事,中国半导体有未来

西方国家没一个瞧得起半导体行业的

中国到时候跟印度竞争就行

知乎用户 织码科技 发表

在目前的移动芯片行业当中,苹果、高通、华为、联发科四大公司名声最高,几乎占据了整个移动芯片市场的 90% 左右。而抛开苹果和华为两家自供芯片除外,联发科和高通两大巨头是普通安卓用户的选择。目前整个芯片的格局几乎定型,在市场方面短时间内难以发生太大的变化。

​移动芯片蓬勃发展,ARM 赚得盆满钵满

不过,移动芯片的茁壮发展也让一家公司赚得盆满钵满,这家企业就是英国的 ARM。ARM 授权了全球 90% 以上的移动芯片公司,大名鼎鼎的苹果 M1 芯片就是基于 ARM 架构研发制造的。因为 ARM 架构在功耗方面有着很大的优势,ARM 架构的 M1 芯片打败同等级的 X86 芯片已经不是什么稀奇的事情了。

​​但是随着去年一则消息的出现,却引发了芯片行业的巨震。去年 9 月份,英伟达正式宣布将花费 400 亿美元收购 ARM 公司,如果英伟达的计划成功,那么无疑是宣告整个行业,想要获得 ARM 架构的授权,必须先经过英伟达的同意。而这对于英伟达的竞争对手而言显然不是一个好消息。

​​所以在黄仁勋正式宣布这一消息的时候,引发了行业的强烈反对,诸多芯片巨头都在反对该场交易案的发生,苹果也不例外。

苹果计划暴露,寻找 ARM 替代品?

眼看着 ARM 公司即将落入其他公司的手中,苹果肯定也要想出一些办法,而一则消息的出现,意味着苹果已经暴露了自己的计划。

​​根据媒体表示,苹果向外界发布了一则招聘信息,信息中表明苹果正在招聘一名专门研究 RISC-V 架构的工程师。这一消息从侧面说明,苹果正在做两手准备,在使用 ARM 架构的同时,同时还要找到其替代品,也就是开源的 RISC-V。

​​与 ARM 不同的是,RISC-V 作为一个开源的指令集架构,可以允许企业制造商在不支付许可证和版费的情况下使用。而苹果发布的这条招聘信息中也明确表示,RISC-V 工程师将在苹果产品上采用创新的 RISC-V 解决方案。很显然,苹果已经想要了未来发展的目标。

​​马云和任正非先行一步

除了苹果以外,其他芯片企业也已经做出了充分的准备,马云的阿里和任正非的华为就是一个例子。阿里达摩院旗下的平头哥半导体部分早就已经发布了基于 RISC-V 架构方案的 AI 芯片玄铁 910,并且在算力方面的表现也十分出色,堪称是最强的 RISC-V 芯片

​​另一方面,华为之前曝光的鸿蒙开发板当中,也有国外的开发者发现,其芯片采用的是开源的 RISC-V 芯片。这也证明了华为和阿里两家企业抢先一步,开始在 RISC-V 开源指令集上做出了选择。

​​随着苹果、华为、阿里等企业的行动,未来 ARM 必将不再会是各家芯片企业唯一的选择。即便英伟达此次收购案并未成功,各家芯片厂商也必然会留一个 “备胎”,而 RISC-V 则将成为一个新的选择。所以说芯片行业也将会随之迎来 “变革”。

​​​你认为呢?

芯片行业或迎 “变革”,苹果暴露计划,华为、阿里先一步下手

今日头条

知乎用户 BeardyBear 发表

A: 我做的是有关 tsv 硅穿孔技术的研究,这个研究可以 bablabalabala

B: 你穿过么

A: 没穿过

知乎用户 钛资本​ 发表

从 2000 年左右到现在,国内的芯片虽然是高科技行业,却是以中低端产品为主。国内芯片公司被戏称为 “一代拳王”,就是说凭借某一款产品盛极一时,却缺乏持续引领市场的能力。比如,2000 年左右全世界 MP3 里的芯片基本都来自中国南方的一家公司,但当 MP3 市场萎缩后,该公司就很难找到下一类别的市场。

另一方面,国内芯片公司的技术进步主要依靠摩尔定律,也就是说更多是依靠代工厂、EDA 工具和 IP 公司的技术进步。同时,国内芯片公司严重依赖第三方 IP 导致产品的同质化非常严重。IP 公司和 EDA 公司里,经常听到客户抱怨公司像跑步机,必须不停地跟着跑,这也从另一方面说明,芯片公司没有能够从技术方面引领 EDA 和 IP,而是跟在后面跑。

好的消息是,国家对芯片产业很重视。不仅给予国家级科研支持,像 “863 计划” 和 2001、2002 每年几十亿的专项投资,还从产业基金方面给与了很多支持。2014 年,国务院发布了《国家集成电路产业发展纲要》,奠定了未来集成电路的战略发展方向;同年 9 月,在工信部和财政部的指导下,设立了国家集成电路投资基金股份有限公司,被称做“大基金”。大基金参与方都是国内比较有实力的企业,一期的募资总规模 1300 多亿元,超募了原定目标的 15%。基金所有权为基金电路产业投资股份有限公司,采取了市场化机制的管理模式和公司制的经营模式,跟以往的政府项目补贴模式有本质不同。大基金的一期从 2014 年到现在将近五年的时间,拉动作用显著,现在已经开始启动大基金二期,募资规模将要超过一期且投资方向也要围绕国家战略和新兴行业进行规划,比如智能汽车、智能电网、物联网等等,尽量向装备材料业给予支持。

以上节选自钛资本研究院文章:产业链重构下的芯机遇 - 钛资本的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/68536163

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中小芯片企业的哀嚎:操着卖白粉的心,赚着卖白菜的钱!

本文作者为 “读懂科创板” 特约研究员扎古君

操着卖白粉的心,赚的却是卖白菜的钱。没错,这正是说中小型 IC 设计公司。

虽然高通这些芯片巨头躺着收保护费,但对于中小芯片设计企业来说,生活却极其不易。

从物料成本来看,芯片的确是一个赚钱的行业。虽然芯片只是基础性电子元器件,注定其单价不可能很高,但其毛利率仍然非常可观。

比如,申报科创板上市的聚辰半导体,最便宜的芯片单价只卖 1 毛 4,2 块钱你可以买一打。其产品线中,最贵的芯片售价,也仅有 2 毛 4。但这并不妨碍,聚辰半导体的毛利率高达 45.87%。

但仔细算笔账,你会发现,中小芯片企业的钱,没那么好赚。

且不说生产环节的物料成本,对于 IC 设计公司来说,光开发软件授权费、芯片 IP 授权费、流片费用、研发费用…… 啥事都没干,一大堆小目标已经烧完了。

烧出来了还好。**经过经销商层层剥削,单价较低的芯片,你卖上亿颗估计就能回本。**当然,个别产品对芯片的需求很大,可能一个产品需要数十颗芯片,销售难度没那么大。

科创板申报公司晶丰明源,2018 年销量芯片达到 32 亿颗,卖出的芯片绕地球好几圈,净利润是 8133 万元。

如果烧不出来,那还能怎么办?白瞎。失败率很高,这是中国集成电路技术,距离世界领先还有很大距离的原因之一。

但值得欣慰的是,虽然遭遇一次又一次的挫折,但中国半导体产业并没有屈服,反而在一步步拉近与世界的距离。

中国芯片设计领域,已经诞生了诸如海思、澜起科技等一批优秀的公司,还有诸多芯片设计公司在埋头苦干,奋起直追。这是整个中国集成电路产业的一个缩影。

虽然困难重重,但读懂君坚信,百折不饶的中国半导体人,势必会让中国半导体产业,迎来光明的明天。

/ 01 /

“白菜价”!

聚辰半导体最便宜的芯片每颗仅卖 1 毛 4

一般来说,通用性越强、越基础的芯片,价格都会很低;定制化、专用化程度越高,电路越复杂的芯片,价格会越高。

例如,最基础并且相对简单的电源控制芯片,价格通常只要几毛钱,射频芯片价格大约是几元钱,基带芯片和存储芯片的价格大约是 20 元 - 40 元 / 颗,高通骁龙 SDM845 处理器价格通常可达 370 元 / 颗。

但由于芯片只是基础性电子元器件,注定其单价不可能很高。

目前市面上的芯片,价格从几毛钱到几百元不等,虽然差异巨大,但普遍不贵。申报科创板上市的 5 家 IC 设计公司,芯片售价同样 “便宜”。

5 家公司中,芯片售价最贵的,是晶晨半导体,其电视芯片单价为 35.69 / 颗;单颗芯片售价最便宜的,则是聚辰半导体,其所售的智能卡芯片仅 0.14 元 / 颗。是的,你没看错,是 1 毛 4 一颗。虽然澜起科技的内存接口芯片则是内存条的核心逻辑器件,对于内存数据访问速度和稳定性都至关重要,但 2018 年平均售价仅有 18 元 / 颗。

除了 IC 设计公司以外,我们可以从科创板申报公司采购的芯片单价,对芯片的价格有更多的感观。

可以看到,有方科技采购的基带芯片,主要来自高通,采购价也仅为 26.22 元 / 颗,射频芯片则是只有 1.77 元 / 颗;威胜信息,采购的芯片仅有 2.07 元 / 个…… 价格普遍不高。

但不得不说,芯片是个赚钱的行业。虽然芯片单价低,但是毛利不低。

虽然聚辰半导体最便宜的芯片只卖 1 毛 4,其产品线中,最贵的芯片售价也仅有 2 毛 4,但其毛利率依然达到了 45.87%。

5 家申报企业中,晶丰明源毛利率最低,不过也有 34.81%;澜起科技虽然芯片只卖 18 块钱一颗,但毛利率依然高达 70.54%。

不过话又说回来,虽然芯片的毛利率可观,但由于单价不高,在每年巨额的成本面前,得卖几亿片才可能回本,压力山大。

/ 02 /

“研发费用、IP 授权和开发软件使用费 “三座大山重压,可能得卖几亿颗芯片才回本!

为了节约成本,IC 设计公司大多数采用无晶圆厂(Fabless)经营模式,将生产制造的主要环节交由晶圆代工厂商和专业封装测试厂商负责,自己则专注于设计和销售。

但即便如此,剔除生产环节 “委外投片、委外代工” 等与收入可以挂钩费用,“研发费用、IP 授权和开发软件使用费 “更像三座难以搬动大山,这些费用大多数属于固定成本,压的 IC 设计商们喘不过气来。

以晶晨半导体为例,扎古君带你感受一下,来自中小型芯片设计商们的窒息感。

作为研发型企业,研发费用必不可少。过去三年,晶晨半导体研发费用累计达 8.53 亿元。2018 年,晶晨半导体研发费用为 3.76 亿元,占当期营业收入 15.88%。

不仅是晶晨半导体,每家 IC 设计公司每年都需要投入大量的研发费用。5 家公司中,2018 年研发费用占毛利润的比例都在 30% 左右。相当于,每颗芯片赚取的毛利润,就要将其中的 30% 继续用于研发,以此来保证公司在行业中的持续竞争力。

IC 设计商是研发企业,巨额研发投入无可厚非,也无可避免。

IC 设计公司巨额研发费用,主要是研发人员的工资。比如晶晨半导体 3.76 亿元研发费用中,研发人员工资高达 2.42 亿元,占比 64%。

研发人员工资必不可少。芯片行业竞争日益激烈,技术迭代周期也较短,即便是产品已经盈利的 IC 设计企业,也不敢躺在功劳簿躺着数钱,裁掉研发人员;业绩不佳的公司,为了保证竞争力,更是不敢裁减研发人员。所以,IC 设计公司的人力成本都相对固定并且高昂。

除了研发费用,IP 授权费和开发软件使用费更是大头。

大量的 IC 设计公司,需要购买芯片 IP 和开发软件。芯片 IP 和开发软件是开发芯片必备的 “基本架构” 和“工具”, 购买芯片 IP 和开发软件可以节约大量的开发时间和风险,海思、高通这样的巨头,同样要购买 ARM 的 IP。

这些框架和工具的市场主要由外国少数公司掌握。晶晨半导体在研发过程中,每年向 ARM、Synopsys、 Cadence 等公司采购,取得 IP 或 EDA 工具等专有技术授权。

2018 年年底,晶晨半导体无形资产中的专利授权原值已经达到了 2.5 亿元,其中 2017 年专利授权原值增加了 5700 万,2018 年专利授权原值增加 8600 万!!每年增加的金额都不少。

2018 年底,公司其它流动负债中,预提的许可证费也达到了 3324.51 万元。公司此次 IPO 募集资金用途中,拟引进的软件使用权投入也高达 8536 万元。

如果 IP 授权和开发软件都采购正版,IP 授权和开发软件摊销的时间,通常会比固定资产短(摊销时间通常等于授权时间),加上研发费用,IC 设计公司每年的成本一点也不低。

在研发费用、IP 授权和开发软件使用费三座大山重压下,IC 设计公司的盈利,需要靠千万级,甚至上亿级的销量,才能盈亏平衡。

晶丰明源销量达到 32 亿颗的情况下,卖出的芯片绕地球好几圈的情况下,净利润仅为 1 亿元左右。

对于更多中小型 IC 设计公司来说,怎么把芯片卖出去,这是一个很现实的问题。悲剧的是,即便卖出去了,利润大概率又要被经销商扒层皮。

/ 03 /

依靠大量第三方渠道销售才能冲量!

利润又要被经销商扒层皮

目前,国际上芯片和电子元器件普遍的销售模式,包括直销模式、第三方销售。第三方销售通过代理商或经销商。

很少有芯片公司只采取直销模式。毕竟,销售上千万乃至上亿颗芯片,需要一只多么庞大的销售团队?

庞大的销售队伍,需要的销售人员成本,是大部分公司不能承受的。所以,芯片行业通行的销售方法是 “直销 + 第三方销售”,高通也是如此。

只有极少数芯片定制化程度较高,或能采购消化其芯片的 “金主爸爸” 股东这样的公司,直销比例较高。例如乐鑫信息股东有小米、华为。

科创板 5 家 IC 设计公司,也主要通过直销和第三方销售。可以看到,聚辰半导体等 3 家公司通过第三方销售的比例,超过 60%。

由于第三方销售渠道,有很多的芯片可以选择。所以第三方销售给不给力,大概率要取决于你给经销商的返利,给不给力。

第三方销售渠道,要承受 IC 设计公司转嫁过来的资金和库存压力,这就使得芯片公司必须要对第三方的销售作出较大的让利,和销售返利,才能提高销售渠道的积极性。毕竟很多销售渠道关心的不是产品性能,而是能否从你家产品赚取利润。

**即便高通这样的顶级大公司,也要向中国的合作伙伴巨额返利。**科创板申报企业 “有方科技” 是一家从事物联网无线通信模块的企业,该公司是将高通的芯片集成为通信模块并销售给智慧电网、智能音响等行业客户。

有方科技在 2016-2018 年销售收入分别为 3.2 亿、4.9 亿和 5.5 亿,而公司对 2016 年至 2018 年模拟测算应确认的高通返利分别为 2823.94 万元、6714.68 万元、7641.06 万元,累计 1.71 亿元。

无形之中,又损失一大笔利润。不过对于中小型芯片企业来说,比被经销商扒皮更悲剧的是,“假芯片” 的困扰。

/ 03 /

芯酸!还有大量的 “假芯片” 来扰乱市场

上文提及,虽然芯片单价低,但是毛利率非常可观。

马克思讲过:“如果有 100% 的利润,资本就敢于冒绞首的危险;如果有 300% 的利润,资本就敢于践踏人间一切的法律。”

面对暴利的芯片,于是就有人走捷径,靠假货来谋取暴力。于是,大量的 “假芯片” 也就涌入了市场。

芯片造假工艺,并不复杂。目前市面上的 “假芯片” 的来源包括两方面:

制造环节,设计公司通过 “反向设计” 抄袭和盗版,(没错,芯片虽小,但芯片里的电路布图依然能够盗版);

销售环节,无良奸商以次充好、以旧充新、以低充高;

“反向设计” 工程对正品芯片逐层拍照,提取、分析其中的数据信息,最终获取芯片的整个集成电路布图构造。

这在芯片行业里是很常见的工作。从事自主正向研发的芯片企业,需要用反向设计来了解其知识产权是否被抄袭,或用来了解其他竞争对手的技术路线,提升自己的技术水平。但是 “反向设计” 被那些心怀鬼胎的人利用,则会用来侵犯他人的知识产权并谋取暴利。

销售环节的芯片造假,主要是经销商将电子垃圾上的拆机件进行打磨、翻新和打标,实现以次充好、以旧重新。

相比数字芯片,模拟芯片更强调工艺特殊性,对线宽大小相对不敏感,而且模拟芯片并非百万晶体管门,所以更容易被抄袭盗版。

一边是靠卖 “假芯片” 的人赚的盆满钵满,一边是靠自主研发的公司难以盈利的情况在业内屡见不鲜,这真是 IC 设计公司的 “芯酸” 故事。

但这,还不是 “芯酸” 故事的全部。

/ 05 /

越来越多的大客户自己做芯片,还让不让人活了!

近年来,随着 SOC(片上系统)技术的出现,使得定制化芯片的设计成本和风险都较大程度的下降。

所谓 SoC 是指将微处理器、模拟 IP 核、数字 IP 核和存储器 (或片外存储控制接口) 集成在单一芯片上,它通常是客户定制的,或是面向特定用途的标准产品。

由于 SOC 所用的 IP,市面上都有成熟产品(例如英国的 ARM)。芯片研发周期和风险都大幅度降低,专用化芯片的进入壁垒也被极大削弱。

为了打造出更适合自己业务、成本更低、能耗更小的芯片,越来越多的人工智能、物联网、人工驾驶、可穿戴领域的硬件以及应用端企业都通过购买 IP, 再按照自己的业务需求自行设计, 从而快速完成一些定制化或专用性的芯片开发。

目前, 以百度、阿里、依图、旷世、海康威视、大华股份等从事人工智能的科技巨头都已经开发了自己的 AI SOC 芯片,申报科创板的威胜信息(物联网)、罗克佳华(物联网)都已经开始着手开发自己的 SOC 芯片。

越来越多的曾经的下游客户会绕过 IC 设计公司,直接与 IP 供应商打交道,来自行设计满足需求的产品,势必会对传统的 IC 设计公司的市场空间造成一定的压力。

对于中小 IC 设计公司来说,又增加了一份忧伤。

总结

看完上述文字,你一定会明白,芯片公司在发展过程中,极其不易。

但读懂君相信,这并不会阻碍中国集成电路产业发展。相反,百折不饶的中国半导体人让读懂君坚信,用不了几年,目前的 “芯酸”,必然会成为往事。

近几年,随着摩尔定律的极限在逐渐逼近,先进制程的发展速度在减慢,加上中国本土芯片设计产业蓬勃发展,带来了物联网、人工智能等巨大的内需市场。

中国的芯片产业迎来历史机遇。随着科创板的推出,国家举全国之力支持集成电路领域,资金也不用发愁。

“天时、地利、人和” 三重光环加特,中国集成电路产业,已经看到了黎明前