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

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

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

國(guó)家對(duì)于新興芯片技術(shù)戰(zhàn)略的支持也將帶動(dòng)新一輪的投資機(jī)遇。

中國(guó)教育部將半導(dǎo)體科學(xué)與工程列為重點(diǎn)學(xué)科，鼓勵(lì)更多的大學(xué)建立致力于集成電路相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)學(xué)校。上周（6月22日），深圳技術(shù)大學(xué)新材料和新能源學(xué)院與中芯國(guó)際聯(lián)合成立集成電路學(xué)院，培養(yǎng)集成電路設(shè)計(jì)和制造方面的高級(jí)應(yīng)用型技術(shù)人才。

IT咨詢公司Gartner預(yù)計(jì)，到2025年，按收入來(lái)計(jì)算，中國(guó)半導(dǎo)體廠商占中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)份額有望較2020年水平翻番，從15%增至30%；到2023年，資本對(duì)中國(guó)芯片企業(yè)的投資規(guī)模將較2020年規(guī)模增長(zhǎng)80%。

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

建立自給自足的生態(tài)系統(tǒng)

中國(guó)已將芯片制造技術(shù)提升到國(guó)家戰(zhàn)略地位，從而支持2030年國(guó)家先進(jìn)制造目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。按照計(jì)劃，中國(guó)今年本土芯片供應(yīng)占比將提升至40%，到2025年，將進(jìn)一步提升至70%。

美國(guó)榮鼎咨詢公司（RhodiumGroup）五年前曾預(yù)測(cè)，中國(guó)發(fā)展半導(dǎo)體芯片行業(yè)是非常有必要的。榮鼎稱，中國(guó)高度依賴進(jìn)口芯片，尤其是高端芯片，這些芯片用于國(guó)家建設(shè)的方方面面，從安全角度考慮是有風(fēng)險(xiǎn)的。

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

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

在中國(guó)對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)的大力推動(dòng)下，中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)上已經(jīng)涌現(xiàn)出中芯國(guó)際、韋爾股份、卓勝微、三安光電、北方華創(chuàng)、聞泰科技、華潤(rùn)微、兆易創(chuàng)新、中環(huán)股份等一批市值達(dá)千億人民幣的企業(yè)。

上海交通大學(xué)副校長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士毛軍發(fā)在本月南京舉行的2021世界半導(dǎo)體大會(huì)上表示，中國(guó)可以通過(guò)“異構(gòu)集成”或單獨(dú)制造組件集成，來(lái)保持芯片行業(yè)領(lǐng)先地位。“異構(gòu)整合是后摩爾定律時(shí)代行業(yè)的新方向，這為中國(guó)在集成電路行業(yè)彎道超車提供機(jī)會(huì)。”毛軍發(fā)表示。

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

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

下一代芯片即第三代芯片的新材料包括碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）。但目前，大多數(shù)行業(yè)分析師認(rèn)為，中國(guó)要實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體自給自足恐怕還要經(jīng)過(guò)數(shù)年時(shí)間的努力。

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

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

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

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

資本大量涌入

Gartner認(rèn)為，多重因素將推動(dòng)中國(guó)本土半導(dǎo)體的供應(yīng)。

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

中芯國(guó)際已經(jīng)宣布于2019年第四季度實(shí)現(xiàn)14nm制程量產(chǎn)。但中芯國(guó)際要成為全球具有競(jìng)爭(zhēng)力的芯片制造領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，仍然有很長(zhǎng)的路要走。

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

標(biāo)普全球評(píng)級(jí)分析師李士軒對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示：“中國(guó)芯片的自給率仍然偏低。從芯片產(chǎn)業(yè)鏈的原材料、設(shè)計(jì)和工藝制造來(lái)看，原材料目前仍由美國(guó)、德國(guó)和日本掌控；設(shè)計(jì)工具軟件主要是美國(guó)廠商主導(dǎo)；中國(guó)大陸的芯片工藝制造與臺(tái)積電仍有5年左右的差距，因此自主芯片的發(fā)展任重道遠(yuǎn)。”

標(biāo)普認(rèn)為，中國(guó)政府需要增加對(duì)芯片等關(guān)鍵領(lǐng)域的科技公司在財(cái)務(wù)和經(jīng)營(yíng)方面的支持力度，包括多種形式，如注資、補(bǔ)貼、減稅、加速監(jiān)管審批或簡(jiǎn)化流程等。

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

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

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

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

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

思必馳與中芯國(guó)際旗下中芯聚源合資公司——深聰智能的聯(lián)合創(chuàng)始人、CEO吳耿源對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示：“國(guó)內(nèi)的芯片產(chǎn)能仍面臨嚴(yán)重的短缺，特別是先進(jìn)制程，工藝成熟能夠落地的項(xiàng)目不多，造成這一局面的主要原因是制造的投資成本太高，風(fēng)險(xiǎn)管控能力較弱，國(guó)產(chǎn)化缺乏動(dòng)力，對(duì)國(guó)產(chǎn)設(shè)備和材料的驗(yàn)證不足，無(wú)法形成產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)。”

吳耿源認(rèn)為，對(duì)于芯片行業(yè)而言，制造能力要擴(kuò)大提升，設(shè)計(jì)則應(yīng)相應(yīng)地提高門檻。

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

一位曾在紫光集團(tuán)擔(dān)任高管的專業(yè)人士告訴第一財(cái)經(jīng)記者，他正在國(guó)內(nèi)啟動(dòng)一個(gè)晶圓級(jí)高端封裝測(cè)試項(xiàng)目，希望填補(bǔ)國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的空缺，強(qiáng)化晶圓級(jí)封測(cè)的薄弱環(huán)節(jié)，形成與國(guó)內(nèi)高端芯片企業(yè)，比如海思等配套封測(cè)制造能力，從而支持國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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

上述專業(yè)人士對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示：“芯片制造沒(méi)有捷徑，只能靠時(shí)間積累。過(guò)去中國(guó)集成電路發(fā)展的痛點(diǎn)一是人才、二是資本，但現(xiàn)在隨著國(guó)家更多利好政策出臺(tái)，這兩方面的情況都在改善。”