極客網·極客觀察6月28日 據英國Verdict報道,放眼整個產業,只有一小部分下游5G應用需要比14納米更強的芯片。目前以5G作為基礎的“萬物互聯”正在形成,2030年之前將會演進出空間網絡。到了2024年市場上將會有110億企業物聯網設備。在5G部署方面,中國比歐美至少領先2年,而且中國還在實驗6G衛星。
報道稱,中國芯片產業將重點放在28納米及14納米芯片上,28納米相當于中端與高端的分界線。在未來一段時間里,中端與低端芯片仍然會占整個芯片銷量的大多數。有時28納米和更低端的芯片無法滿足性能需求,此時就需要14納米及20納米技術。
在性能方面,14納到7納米的差距比14納米到28納米的差距要小,但14納米的設計制造成本比7納米高很多。舉個例子,從速度與能耗的角度看,去年英特爾推出的14納米Skylake臺式機處理器與AMD 7納米Ryzen并沒有明顯區別,只是7納米芯片的制造成本低一些。
中國28納米生產提速
從去年開始,中芯國際已經開始擴大28納米芯片產能。今年中芯國際28納米芯片就會大規模量產,此舉意義重大。到了明年,14納米芯片也會擴充產能。不過中芯國際使用的制造設備仍然是ASML DUV光刻機,還有來自Applied Materials、LAM、東電的設備,在未來一段時間內仍會如此。
不過今年年末上海微電子開發的28納米DUV光刻機預計將會投入使用,上海生產線將會開始生產48納米、28納米芯片,給物聯網設備使用。在3月份舉行的SEMICON 21展會上,上海微電子展示90納米光刻機。據公司管理層透露,48納米和28納米光刻機的良率不夠高,仍然面臨挑戰,但是上海微電子使用的技術避開了美國專利。
今年3月份,中芯國際終于買到價值10多億美元的ASML DUV光刻機,之前談判一直斷斷續續。迫于美國壓力,AMSL無法向中芯國際出售EUV光刻機,如果想生產7納米甚至更先進的芯片,中芯國際需要EUV光刻機。
ASML、英飛凌、意法半導體等企業對于美國干涉心有不滿,但也無可奈何。在2030年之前,全球芯片制造產能將會大幅擴充,當中40%的擴充來自中國,對于ASML等企業來說這是一個機會,它們不愿意失去。美國生產設備供應商、EDA設計工具提供商也不愿放棄中國市場,有時中國營收占了公司營收的50%。
明年中芯國際將會大規模生產14納米芯片,2023年進入7納米制程。中芯國際已經用N+1技術開始小規模生產介于14納米與7納米之間的芯片。中國投資120億美元擴建芯片廠,它的主要目標是生產28納米芯片,但同時也關注14納米和7納米芯片,7納米可能要到2024年才能量產。
國際競爭將更激烈
如果美國繼續將核心半導體專利作為武器使用,中國為了反擊,可能會向美國企業關閉中國市場,比如蘋果,或者切斷稀土、工業級電池材料的供應。International Business Strategies創始人、CEO Handel Jones說:“中國是戰略大師。”中國芯片市場每年為美國貢獻營收1000億美元,創造工作職位15萬個,也為美國企業提供相當一部分研發資金,放棄中國市場對美國也會造成傷害。
據預測,2030年之前全球半導體產業的規模將會擴大一倍還要多,營收達到1.4萬億美元,中國將會拿下其中60%。摩爾定律的拐點已經來臨,中國可能會成為拐點之后的領導者。在5G、高鐵、量子通信、AI大數據領域,中國已經借拐點追上甚至反超,芯片可能會成為下一個。
今年5月份,中國的IC產量達到歷史最高,因為中國全力生產芯片。與去年5月相比,今年5月中國芯片的產量增加37.6%,達到299億顆。今年前5月,中國生產芯片1399億顆,同比增加48.3%。
雖然受到美國打壓,華為資深副總裁Catherine Chen告訴媒體,華為會繼續開發世界級半導體產品。海思有7000多名員工,未來很多年可能都無法貢獻任何營收,但華為不會重組海思。
ASML CEO Peter Wennink認為,美國拒絕向華為提供高端芯片,此舉無法阻止中國技術升級,而且還會傷害美國經濟。Wennink參加線上會議時曾表示:“如果你認定存在經濟風險,我相信用出口管制的方法無法管理這種風險。如果你拒絕中國獲取技術,中國之外的經濟體也會失去很多職位,損失很多收入。”
Wennink還說,如果沒有外國技術,中國要開發出自己的半導體設備和技術的確需要很長時間,但中國是全球最大的芯片市場,外國企業也會失去這一市場。假設美國與中國半導體產業完全脫鉤,美國營收會減少800-1000億美元,會失去12.5萬個職位。
日本的經驗與教訓
日本東電前董事長Tetsuro Higashi認為,如果想讓日本半導體產業不落后于韓國、中國臺灣,日本本財年至少要投入90億美元,未來還要投入更多。Tetsuro Higashi告訴媒體:“東山再起決非易事,如果我們現在錯失機會,就不會再有另外一個機會了。”
《財富》報道稱,6月4日,日本經濟貿易產業省強調要復興本國芯片制造產業,它認為芯片制造與糧食、能源一樣重要。此時此刻全球芯片缺貨,日本企業受到影響,比如日產、本田。
90億美元真的很多嗎?不多,建一座芯片廠可能就要100億美元。美國國會向本國芯片制造商提供520億美元。中國未來6年將投入1.4萬億美元升級先進技術,包括芯片、AI、無人駕駛。韓國將在未來10年向芯片研發與生產投入4500億美元。臺灣臺積電未來3年將投入1000億美元。
1988年,日本占全球半導體銷售的50%,現在已經降到10%。目前日本還有84座芯片工廠,比其它任何一個國家都要多,但只有極少的工廠生產高端芯片。日本工廠無法生產10納米以下芯片,高端芯片主要被中國臺灣、韓國壟斷。現在日本使用的半導體約有64%需要進口。
二戰之后,日本取代美國成為全球最大半導體生產國。日本半導體產業蓬勃發展,主要是因為日本消費電子產業增長迅猛,它為日本國內芯片公司創造了巨大的市場;而且日本電子公司是大型工業集團的一部分,相比美國競爭對手,日本企業容易拿到長期資金。
到了1980年代,美國芯片制造商向里根政府求助,它們抱怨說日本競爭對手向全球市場傾銷芯片,日本采取不公平措施,將美國芯片在日本的市場份額壓在10%之下。迫于美國壓力,1986年日本妥協,同意對出售到美國的芯片做出限制,美國希望自己的芯片在5年內拿下日本20%市場。美日的沖突導致芯片短缺,最終給中國臺灣、韓國制造商創造了機會。
現在中國半導體正在崛起。1995年中國占全球半導體進口的份額只有1%,到了2019年增至23%。不過中國高度依賴進口芯片。2020年,中國進口的半導體價值3500億美元,今年一季度中國進口的IC價值940億美元,同比增加34%。
從日本的歷史可以看出,即使今天是半導體主導者,也絕不能自滿。(小刀)