中國民眾對于半導(dǎo)體的關(guān)注可能是從美國制裁華為開始的。

　　2019年5月，特朗普政府開始對華為進行第一輪制裁，到現(xiàn)在，華為已經(jīng)經(jīng)歷了4輪制裁。2021年7月底，華為發(fā)布P50手機，如之前預(yù)想的一樣，華為常務(wù)董事余承東表示“我們的的5G芯片只能當(dāng)4G用”。這在當(dāng)時引起了不小的爭論，也將華為“缺芯”頂?shù)綗岚瘛?/p>

　　華為的麒麟9000系列成為絕唱，不是因為華為設(shè)計不出芯片，海思半導(dǎo)體是頂尖的移動芯片設(shè)計公司。不能出貨5G手機的原因是手機中的射頻濾波器受到美國禁令限制，而不能出貨麒麟9000的原因是臺積電不能為華為代工。

　　目前大陸的半導(dǎo)體公司無法滿足華為的需求。這其實暴露一個問題：中國的半導(dǎo)體制造能力不足，與設(shè)計的發(fā)展相比相去甚遠(yuǎn)。

　　制造不足，疲于追逐

　　2020年，中國半導(dǎo)體芯片自給率約30%。按照在2020年國務(wù)院所發(fā)布的未來集成電路發(fā)展規(guī)劃，預(yù)計到2025年要實現(xiàn)70%的自給自足。

　　2021年前11個月，半導(dǎo)體投資案例數(shù)量約556起，金額總共超過1400億人民幣。其中，中游半導(dǎo)體制造的投資數(shù)量只有兩位數(shù)。2019年，國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)中有超過74%的資金都投入到了芯片設(shè)計領(lǐng)域，而在2020年上半年，這一比例仍然高達(dá)71%。

　　2021年，半導(dǎo)體融資額超過5億的大項目數(shù)量46個，數(shù)量上僅占8.6%，但總?cè)谫Y金額達(dá)992億，占據(jù)總?cè)谫Y金額的64.6%，龍頭效應(yīng)明顯。在龍頭企業(yè)融資中，2021年只有中芯國際子公司、粵芯半導(dǎo)體等在半導(dǎo)體制造上達(dá)成大額融資。在德勤的一份報告中提到，到2020年結(jié)束，中國臺灣的半導(dǎo)體制造份額在亞太占到59%，中國大陸在亞太的份額只有5%。

　　晶圓制造作為對半導(dǎo)體設(shè)備需求最大的環(huán)節(jié)，在光刻、刻蝕、薄膜等領(lǐng)域國產(chǎn)化率仍然較低。

　　美國壟斷了芯片設(shè)計層面的EDA軟件以及芯片制造所需的關(guān)鍵核心設(shè)備，日本則是壟斷了芯片制造所必需的14種關(guān)鍵材料。

　　即使是目前市占率最高的國產(chǎn)清洗設(shè)備上，其國產(chǎn)率也只有20%，大部分份額仍然被東京電子、美國泛林、韓國SMEMS占據(jù)。國內(nèi)盛美半導(dǎo)體、至純科技在國際的份額不到10%。

　　而在最受限的光刻機領(lǐng)域，由于美國的禁令，中國大陸最大的晶圓生產(chǎn)公司中芯國際只能向ASML采購DUV光刻機，而無法獲取EUV光刻機。一般來講,DUV基本上只能做到25nm,Intel憑借雙工作臺的模式做到了10nm,但是卻無法達(dá)到10nm以下。只有EUV能滿足10nm以下的晶圓制造,并且還可以向5nm、3nm繼續(xù)延伸。因此，中芯國際的代工水平無法滿足先進制程，只能在成熟制程上擴大產(chǎn)能。

　　上海微電子是國內(nèi)唯一一家光刻機制造廠商，目前只能生產(chǎn)90nm制程光刻機，這是荷蘭ASML公司大概15年前的水平。上海微電子計劃2022年交付首臺國產(chǎn)28nm的光刻機，雖然與目前主流的7nm還有很大的差距，但已經(jīng)邁出了一大步。

　　上海微電子光刻機產(chǎn)品，目前最高端的產(chǎn)品支持90nm

　　另一方面，芯片設(shè)計業(yè)銷售收入從2015年的1325億元增長到2020年的3546.1億元。

　　中國半導(dǎo)體協(xié)會魏少軍曾公開表示，2021年中國十大芯片設(shè)計企業(yè)的門檻提高到66億元，綜合增長率達(dá)到29%。2021年預(yù)計有413家企業(yè)銷售超過1億元，比2020年的289家增加124家，增長42.9%。今年我國芯片設(shè)計業(yè)從業(yè)人員約為22.1萬人，人均產(chǎn)值207.6萬元，約合31.9萬美元，人均勞動生產(chǎn)率比上年有了明顯的提升。

　　國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)在設(shè)計和制造上面形成了不同的局面。雖然對于全球來說，半導(dǎo)體設(shè)計的增速都比制造更加快速，但是中國的半導(dǎo)體制造受到更多限制，發(fā)展的阻力也更大。

　　頂層設(shè)計為制造開路

　　根據(jù)我國國民經(jīng)濟 " 十一五 " 計劃至 " 十四五 " 規(guī)劃，國家對半導(dǎo)體行業(yè)的支持政策經(jīng)歷了從 " 技術(shù)開發(fā) " 到 " 產(chǎn)業(yè)化發(fā)展 " 再到 " 先進、特色工藝突破 " 的變化。

　　半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫整理

　　"十四五" 規(guī)劃對于半導(dǎo)體分立器件中的絕緣柵雙極型晶體管 (IGBT) 的工藝突破做出了重要指引，并強調(diào)了第三代半導(dǎo)體的發(fā)展。

　　針對半導(dǎo)體制造的國家政策，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫整理

　　除了政策支持之外，國家利用投資引導(dǎo)，著力打造自主可靠的半導(dǎo)體制造環(huán)節(jié)。

　　大基金二期的投資同樣覆蓋了集成電路設(shè)計、芯片制造、封裝測試、材料以及設(shè)備制造等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，但是與一期相比，投資重點較多投向了制造環(huán)節(jié)，更聚焦設(shè)備、材料領(lǐng)域，并加碼晶圓制造。二期對刻蝕機、薄膜設(shè)備、測試設(shè)備和清洗設(shè)備等領(lǐng)域已有布局的企業(yè)保持高度關(guān)注和持續(xù)支持，推動龍頭企業(yè)做大做強。

　　大基金二期對外投資名錄。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫整理

　　在大基金二期的投資版圖中，2021年大基金二期投資南大廣電、興福電子材料、睿力集成電路等公司，在23個目前的對外投資列表中非常顯著。

　　產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，大力出奇跡?

　　中國很早就開始了光刻機的研究， 1980年清華大學(xué)就研制出了第四代分布式投影光刻機,精度達(dá)到300nm，后來相關(guān)企業(yè)認(rèn)為購買比自己研發(fā)更合算，就放棄了自主研發(fā)。

　　近年來，在國家支持、高校嘗試的背景下，許多半導(dǎo)體科研成果走出實驗室，走向市場。以中科院、清華大學(xué)為代表，形成了以控股、共同持股、高校進行技術(shù)轉(zhuǎn)化等形式的一眾企業(yè)。

　　在上海微電子的供應(yīng)商名單中，華卓精科是國內(nèi)首家實現(xiàn)光刻機工件臺國產(chǎn)化、商業(yè)化的廠商。簡單來說，僅此一家企業(yè)便成就了三分之一的國產(chǎn)光刻機。這家企業(yè)與清華大學(xué)共享專利。其股東除了清華大學(xué)在職人員之外，還包括了清華大學(xué)的校友基金等。

　　2021年，南京大學(xué)控股公司南大光電在投資者平臺上表示，目前在中端ArF光刻膠產(chǎn)品上，已經(jīng)實現(xiàn)多個技術(shù)節(jié)點同時認(rèn)證。理論上來講，南大光電實現(xiàn)技術(shù)突破的ArF光刻膠產(chǎn)品可以用于90nm-14nm技術(shù)節(jié)點的技術(shù)制造工藝。

　　2021年7月初，科技日報報道，經(jīng)過云南大學(xué)能源學(xué)院團隊的共同研發(fā)，研究表明在芯片材料方面，通過石墨烯可以實現(xiàn)碳基芯片的制作，具體則通過石墨烯硫化鉑來解決芯片的材料問題，這一研究成功突破了1nm芯片材料的瓶頸，給國產(chǎn)芯片的生產(chǎn)奠定了夯實的基礎(chǔ)。

　　同時，高校之間的合作也從沒有停止，學(xué)術(shù)跨越了國界，劍指突破。中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所照明研發(fā)中心與北京大學(xué)、北京石墨烯研究院、北卡大學(xué)的科研團隊合作，實現(xiàn)了石墨烯玻璃晶圓氮化物“異構(gòu)外延”突破，證實了氮化物外延擺脫襯底限制的可能性，為不同半導(dǎo)體材料之間的異構(gòu)集成提供了新思路。

　　學(xué)術(shù)在前，產(chǎn)研在后。中芯國際在2021年陸續(xù)發(fā)布了多地的新廠建設(shè)項目。2021年第一季度，中芯國際在深圳擴產(chǎn)28nm芯片生產(chǎn)線還與深技大聯(lián)合成立了集成電路學(xué)院，為持續(xù)發(fā)展儲備人才。緊接著，中芯國際又與上海集成電路中心展開合作，投資570億，再次目標(biāo)擴大28nm產(chǎn)線。

　　中芯國際已經(jīng)在成熟制程上獲得大量訂單，2021年的份額僅次于臺積電和聯(lián)電。成績的背后還有很大的努力空間，臺積電在Q4的財報中，先進制程已經(jīng)占到一半營收，而大陸的晶圓廠還停留在28nm以上的成熟制程。

　　而對于國內(nèi)的IDM來說，華潤微、士蘭微、斯達(dá)半導(dǎo)體、聞泰科技、捷捷微電等在2021年密集發(fā)布擴產(chǎn)融資方面，堅定推進IDM發(fā)展。

　　半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫整理

　　在2020年IC Insights的數(shù)據(jù)報告中，在6英寸及以下的晶圓生產(chǎn)廠商中，華潤微和士蘭微共占據(jù)17%的份額，位列第一與第二。得益于兩家公司IDM的策略發(fā)展，中國大陸在成熟制程擁有了一席之地。

　　元禾璞華投資陳大同曾表示：任何一個行業(yè)都是無泡沫不繁榮。中國擁有世界沒有的機會，中國有龐大的本土市場，短期內(nèi)國產(chǎn)替代機會非常多，最大的機遇便是芯片設(shè)計企業(yè)對可靠代工能力的巨大需求。

　　士不可以不弘毅，半導(dǎo)體制造任重而道遠(yuǎn)。