新一轮电子信息化浪潮的核心在哪里?

毫无疑问,答案是芯片。

 

 

5G/6G、物联网、车联网、人工智能、智能制造,这些近年来普罗大众都耳熟能详的词,构成了此次电子信息化浪潮的主要内容。

 

扒开这些高大上词汇的背后,大家会发现“连接”与“智能”构成了其最基本的逻辑内核。这些内核的物理基础则是通信网络、集成电路、操作系统、传感器等已经发展数十年的行业。

 

于中国来讲,大家正深处一个百年未有的大变局中,机遇与挑战并存。工业化、城市化进入后期,市场化进入深度改革期,国际化进入分化期,信息化进入新一轮革命期,人口、生态以及社会治理进入关键期。

 

战略上,随着“十四五”规划的敲定,“科技”成为中国未来五年甚至十五年发展的核心命题。翻开“十四五”规划,创新科技力量、发展现代工业体系、提升产业链自主可控、构建国内大循环和数字中国被锚定在前五篇章。对于这五大命题,芯片是最重要的核心和基础,重要性和战略性不言而喻。

 

那么,在战术上,中国芯片产业下一步该如何走呢?

 

这是一个沉重、深刻、宏大的话题。作为全球领先的半导体行业智库,芯谋研究曾从“对内”和“对外”两个角度,提出一些建议(我以我思荐芯片:对外开放联合,对内专业务实)。

 

随着“十四五”规划开局,国家相关政策法规以及科创板、大基金二期向芯片产业再度注力,大家呼吁要充分认识到产业各环节“大规模、平台型、龙头企业”的战略意义,给予它们更多关注。

 

一、芯片“大”、“平”、“龙”企业的战略价值

如果说数字中国是大家未来的蓝图,那么人工智能、集成电路、量子信息都是在为数字中国打基础。如果说,人工智能、5G、云计算等都是平台型产业,那么芯片则是“平台的平台”,是构建上层建筑的基石。

 

针对不同平台,芯片还会进行定向优化,手机SOC、AI芯片、物联网芯片......甚至炒币挖矿也有定向优化的芯片。如果芯片产业跟不上队,5G的效率就会落后,人工智能的效率也会落后,后续新硬件的生产都会落后。

 

新时代下,美欧日等国家和地区都在加码芯片产业。我国也认识到了产业链的价值,提出提升产业链自主可控能力。总体上看,中国的芯片产业发展市场非常成熟,但在技术、产业链上仍有很大进步空间。

 

值得注意的是,在延长繁茂产业链的同时,既要培育新兴力量,更应该重视现有产业链中发展不错的企业,重视规模大、平台型、龙头企业的价值,大家简称为“‘大’‘平’‘龙’”企业。

 

先来说说“大”的意义。能够在芯片这种国际产业链上发展起来的企业实属不易。它们承接了前二十年国际环境的发展红利,建立起庞大的工厂,投入大量资本,培育了大批的技术人才,才有了今天的行业地位。虽然这些企业与国际先进企业仍有些差距,但打下的产业基础非常稳固。

 

其次大家来说说“平”的意义。上文大家提到芯片是平台的平台。再深入到芯片产业分工中,在芯片产业链条上,每个环节环环相扣,以芯片设计驱动整个产业链向前发展。“制造”和“封测”是“设计”的平台,也是设备、原材料厂的平台,这也是为什么台积电这样的企业会成为芯片产业关注的焦点。而“设计”环节则承担着芯片产业整体与上游市场对话的重任。尤其是主芯片设计,ISP、USB、电源芯片、AI加速芯片等都需要配合其进行构建。

 

最后,大家来说说“龙”的含义。龙即“龙头企业”,是业内翘楚。其拥有着先进的技术,短期内不可撼动的市场地位。尤其是在当下特殊的形势环境下,加之芯片产业国际化分工明显,国内产业链发展不完善,任何一个环节想要再出一个“大”、“平”、“龙”企业十分困难,无法短期内复制出来。

 

“大”、“平”、“龙”企业对内来说,它们既是国产化创新的中坚力量,又是带动国内产业链发展的关键要素;而对外,它们是对话全球产业链,保持中国芯片产业处于世界第一梯队的核心力量;对于产业下游,它们则是生态链、应用端持续繁荣的保障。

 

二、细数芯片产业链上的“大”“平”“龙”

芯片产业大致分为“设计”、“制造”以及“封测”三大环节。在芯片设计领域,电子设计AppEDA以及芯片设计企业,是产业链上最为关键的环节。而芯片设计则驱动着整条芯片产业链的发展。

 

大家先来看看EDA领域。

 

EDA是继光刻机之后,“卡脖子”呼声最高的领域。EDA是设计半导体芯片、电路板必需的App,涵盖了 IC 设计、电路板设计布线、验证和仿真,测试等所有方面,没有其他App工具可以替代的。EDA市场有个数据,“100亿美金市场支撑4000多亿美金集成电路市场”,可见EDA平台对芯片产业的支撑力量多么强大。

 

在国内产业链中,EDA领域整体较弱,尚没有“大”、“平”。“龙”企业出现。不过,国内也出现了一批新生力量,华大九天、概伦电子、国微思尔芯、芯华章等都是发展势头较猛的企业,他们之中有希翼盘踞着“大”、“平”、“龙”种子选手。

 

芯片设计是驱动芯片产业发展的关键环节。

 

芯片设计是芯片产业离市场最近的地方。目前芯片设计最大的市场在移动通信领域,智能手机、平板电脑、可穿戴设备、智能机器人、智能电表......移动通信产品的想象力外延还在扩大。

 

此前芯片设计领域主要由美国企业占据,随着移动通信的发展,我国已逐步进入国际第一梯队。

 

5G被誉为进入未来万物互联世界的入场券,拥有了5G就拥有了先发优势,这也是为什么世界各国都在争相发展5G。5G发展的基础在于5G芯片。目前全球只有高通、HUAWEI、SAMSUNG、紫光展锐以及联发科五大企业具备5G芯片研发实力,国内企业也只有HUAWEI和紫光展锐,这一格局在2019年形成后暂无任何改变。由于通信产业向前兼容的特性,后来者越发难以进入该市场。即便是英特尔、苹果企业这样的顶流科技企业也难以望其项背。

 

在移动通信领域,主芯片平台是基础,很多采购方会在其上进行二次开发以适配自身特定需求。同时,主芯片平台上汇聚着众多第三方开发者,进行应用层面的创新。比如紫光展锐的主芯片平台,就汇聚了Motorola、LG、诺基亚、TCL、中兴、海信等众多知名企业。在工业电子领域,紫光展锐的Cat.1/1bis芯片平台就被中国移动、中国联通以及中国电信共同选择。如果主芯片平台遭到破坏,生态之根就会失去活力,牵一发而动全身,移动通信产业数十年的累计都将付之一炬,万物互联的数字世界畅想也无从谈起。

 

芯片的高性能、低功耗要求,需要领先的芯片设计与先进制程的双向加持。5nm是目前最先进的半导体制程,业内能设计出6nm芯片/7nm芯片的企业也寥寥无几,上文提到的拥有5G核心芯片定义能力的五大玩家都在其中。国内企业方面,HUAWEI在去年10月宣布发布5nm芯片麒麟9000,在更早的2月,紫光展锐全球首发6nm EUV 5G芯片T7520,并一次流片成功。

 

HUAWEI海思服务于自身内部,不面向公开市场,国内公开市场芯片设计“大”、“平”、“龙”企业则仅剩下紫光展锐一家。紫光展锐的芯片平台布局可以说非常全面,它也是全球少数全面掌握2G/3G/4G/5G、Wi-Fi、蓝牙、电视调频、卫星通信等技术的企业之一。除主芯片外,展锐还具备RFFE、 电源管理芯片、人工智能芯片、音频处理芯片、蓝牙以及Wi-Fi等周边套片能力。

 

时下,HUAWEI海思正在艰难突围。在相当长的一段时间内,国内芯片设计市场再出现“大”、“平”、“龙”企业希翼基本渺茫,紫光展锐是唯一的力量。

 

晶圆制造是芯片产能供需平衡的关键。

 

今年,产能紧缺成为业内热议的话题,车企更是急得火烧眉毛。这也让负责制造的晶圆厂备受关注和追捧。

 

在国内晶圆制造环节中,中芯国际和华虹集团,是当之无愧的国内“大”、“平”、“龙”双巨头。芯片产业是一个重资产、高人才密度的行业,对研发和规模要求非常高的。虽然国内晶圆厂的技术工艺与国际先进水平有一定差距,但它们为中国芯片产业链提供有效的产能保障,让大家看到了缩小差距的机会。

 

此外,目前虽然晶圆制造需要的刻蚀机、光刻机以及离子注入扩散设备目前还是国外企业占据垄断地位。但在中芯国际、华虹集团等晶圆制造平台上,不少国内产业链企业有了一试身手的机会,这对提升产业链自主可控至关重要。

 

当前中国真正具有竞争优势的环节就是封装测试。

 

相对于其他产业环节,封测的技术含量相对较低,国内企业最早以此为切入点进入集成电路产业。近年来,在芯片制造产能向国内转移的大趋势下,国内封测企业通过外延式扩张获得了良好的产业竞争力,技术实力和销售规模已进入世界第一梯队。

 

在国内的芯片封测领域,长电科技占有率第一,华天科技、通富微电紧随其后。

 

作为芯片封测领域的“大”、“平”、“龙”企业,长电有江阴基地、滁州厂、宿迁厂与长电先进四个生产基地。同时还有子企业星科金朋与长电韩国。其客户覆盖国际、国内,全球前20大半导体企业中有85%是其客户。

 

随着摩尔定律走到尽头,芯片高集成度、低功耗的诉求被寄予在晶圆制造和封测环节。对于芯片封测行业,Chiplet、3D堆叠等目前业内呼声最高的先进技术工艺,长电科技都在紧密布局。与身处晶圆制造的中芯国际和华虹集团一样,长电科技在封测领域的平台属性和龙头地位,也为上游国产设备和材料企业提供了亮相和发展的机会。

 

三、巩固“大”“平”“龙”企业地位,强化生态带头作用

想成为合格的芯片企业,必须拥有雄厚的财力。芯片的研发需要大量的资本,有了资本还要有技术积累,芯片行业任何一个细分领域都有很高的门槛,都需要多年的经营积累。在芯片行业一旦形成垄断,新手基本上就失去了进入该领域的机会。

 

目前中国的芯片企业如雨后春笋般地出现,力量不断壮大,这是好事。但一个无法回避的事实是,中国芯片产业要想在传统技术路线上靠近发达国家还存在很大困难。“设计”“制造”、“封测”都是最基础的环节,现有的“大”、“平”、“龙”企业已经在创新研发、市场规模以及生态建设上为产业链打下一定的基础。即便大家想另辟蹊径,弯道超车,借势而为好过从头再来,让龙头企业发挥带动作用,方能事半功倍。

 

芯谋研究在此呼吁,芯片产业的扶持要集中支撑,不能分散,切忌“小散乱”,这也符合芯片产业强调规模效应的产业特点。扶大扶强,以“大”“平”“龙”企业来巩固产业链,强化其生态带头作用,夺取新一轮电子信息化浪潮的胜利。