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全省造芯熱背后:中國芯片恨鐵不成鋼,舉國之力用錯地方

2020-09-10 17:59:16  來源:

摘要:自2017年以來,芯片的國產替代愿望從未如此強烈。近日,央視財經援引國務院發布的相關數據顯示,中國芯片自給率要在2025年達到70%,而2019年我國芯片自給率僅為30%左右。
關鍵詞: 中國芯片
  自2017年以來,芯片的國產替代愿望從未如此強烈。近日,央視財經援引國務院發布的相關數據顯示,中國芯片自給率要在2025年達到70%,而2019年我國芯片自給率僅為30%左右。
 
  6年40%的自給率提升空間,按2019年我國芯片進口額為3040億美元的保守計算,每年的市場蛋糕高達1200多億美元。如此巨大的市場誘惑下,造芯浪潮自2017年奔涌而起,晶圓廠在全國遍地開花,幾乎各省皆有芯片項目上馬。國際半導體設備與材料產業協會(SEMI)發布的報告顯示,2017年至2020年間投產的半導體晶圓廠約有62座,其中26座設于中國,占全球總數的42%。
 
  然而,這26座晶圓廠,目前已知有成都格芯、南京德科碼、德淮半導體和武漢弘芯4座晶圓廠,未到開花結果時即宣告停擺,給全省造芯熱潑下四盆冷水,預示著這股熱潮背后有著不可忽視的弊端。
 
  01  不被看好的“舉國之力”
 
  全省造芯這種模式,有一個接地氣的說法:舉國之力。這方面,我國有原子彈的成功先例。原子彈屬于軍用產品,軍用產品只要滿足“能用”即算合格,但芯片屬于民用產品,在摩爾定律跳躍的鞭子下,唯有沖到行業前列才有肉吃,僅僅“能用”的話,湯都喝不到。
 
  貴為全球第五的芯片制造廠中芯國際,2019年毛利率是全球第一的臺積電的45.23%,凈利潤率卻只有臺積電的17.41%,凈利潤額方面則更為懸殊,僅有臺積電的1.56%,相當于臺積電每賺100元,中芯國際只能賺1元5毛6分錢,“吃肉的”與“喝湯的”差距就是這么大。
 
  正因為如此,舉國之力并不被芯片業內看好。
 
  臺積電創始人張忠謀在接受媒體采訪時就曾表示,大陸因為人才和經驗方面的劣勢,在晶圓代工上沒有優勢,無法超越臺積電,應該將發力點放到芯片設計上。
 
  即使國內的芯片業內人士同樣不看好舉國之力,尤其是它的翻版“全民造芯”。
 
  8月26日,中國半導體行業協會副理事長、原清華大學微電子所所長魏少軍在接受21世紀經濟報道采訪時表示,在全球化產業鏈中,不要嘗試什么都自己做,不能一講芯片受制于人就全民一窩蜂地大搞芯片,更不能整天想著如何在光刻機、EDA等環節上推進國產替代,未來半導體行業的全球化布局和開放合作仍然是時代的主流,對此必須有清醒的認識。
 
  而南京德科碼半導體、成都格芯、德淮半導體和武漢弘芯的先后停擺,似乎正好印證了張忠謀和魏少軍對舉國之力的負面看法。
 
  不過,國內這四座芯片廠的停擺,并不能證明舉國之力是花架子,相反,它在日本和美國已有成功的先例。
 
  02 日本半導體以“舉國之力”打敗美國
 
  1950年代,出于政治需要,美國對日本的科技產業實行扶持政策,日本公司可以輕松買到美國的最新發明專利授權。此時,日本政府順勢頒布《外國投資法》,對高科技產業進行政策引導。
 
  1953年,索尼創始人盛田昭夫花數萬美元買到了貝爾實驗室的晶體管專利,并和美國公司前后腳開發出晶體管收音機,為索尼公司的成長奠定了第一塊基石。
 
  很快,日本又對想打入日本市場的美國半導體公司提出兩點強制性要求:必須與日本企業合資;必須公開芯片專利。日本自此走上一條“引進趕超”的發展道路。
 
  但1960年代,隨著日本的電子手表、計算器、家電等橫掃美國市場,日美發生貿易摩擦,美國停止對日本的芯片技術授權,美國投資也開始退出日本。“引進趕超”道路被截斷了。
 
  正在茁壯成長的日本半導體產業遭到致命打擊,市場份額下跌,開始大規模退出市場。值此危難之際,日本政府在1970年代中期果斷出手,作為投資方和組織者,以舉國之力組織了NEC、日立、三菱、富士通和東芝等日本五家龍頭企業,以及日本通產省電氣技術實驗室、電子技術綜合研究所、日本電信電話公社等,啟動VLSI(超大規模集成電路)開發項目。數年下來,項目大獲成功,取得了1200多項核心專利,為日本在DRAM芯片產業的大發展奠定技術基礎。
 
  有了核心技術積累,此后十余年,日本半導體產業核心元件從對美國依賴度達80%,逆變為國產化率70%,日本半導體產業走上了“自主研發”的道路,并在1980年代中期打敗美國,成為全球半導體第一強國。
 
  而美國被日本一頓胖揍后,一改半導體領域由私人投資的做法,調頭學習日本的“舉國之力”。
 
  03 美國學日本舉國之力逆轉競爭劣勢
 
  1987 年,美國政府聯合以英特爾為首的13家半導體公司,啟動了SEMATECH計劃,以幫助美國半導體產業重回世界第一。SEMATECH計劃和日本的VLSI開發項目不同,不是技術攻堅,而是研發資源整合。
 
  該計劃收獲兩大成果:
 
  一是集中研發,減少重復浪費,并在半導體行業內共享研發成果,為企業減輕負擔;
 
  二是把半導體制造技術模塊化,使設計與制造分離成為可能,促進了資金規模較小的芯片設計公司大發展。
 
  早在1980年,美國國防部就在南加州大學投資建立了MOSIS(MOS Implementation System)項目,目的就是降低專用芯片(ASIC)設計成本,以彌補和日本競爭時的工藝技術短板。
 
  MOSIS項目采用多品種掩膜技術模式,整合了全美芯片設計資源,還整合了各半導體廠家的最新工藝技術(掩膜版和流片),將幾十種乃至上百種不同設計,做到同一套掩膜版上,并放在同一塊晶圓上流片,大幅降低了芯片設計與流片成本。僅掩模版這一環節,就將成本從超過5萬美元降到最低400美元,降幅最高達到99.2%。
 
  MOSIS項目使美國芯片的整個研發成本降低到了原來1/50,使美國芯片設計迎來大爆發。
 
  美國在芯片資源整合上使出的舉國之力,直接導致整個半導體產業生態發生變化,設計和生產分離成為行業新趨勢,直接催生了新的商業模式——無晶圓廠模式(Fabless)。臺積電即受惠于此,抓住這一機遇,乘勢而起。
 
  收獲最大的當然是美國半導體業,數百家芯片設計公司如野草滋生,涌現出英偉達(NVIDIA)、高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)和賽靈思(Xilinx)等細分行業的領頭羊設計公司。日本的芯片公司則固守設計和制造一體化的垂直模式,加上政府認真貫徹美國逼迫日本簽訂的《日美半導體協議》,搞限產、限價,幫助美國捆住了日本半導體企業的手腳。
 
  1995年,美國超越日本,重回全球半導體第一位置。
 
  可見,“舉國之力”本身沒有問題,問題的重點是“舉國之力”該如何發力。
 
  04 發錯了力的“舉國之力”
 
  前面說的南京德科碼、德淮半導體和武漢弘芯等項目,恰恰是“舉國之力”發錯了力,它們都有一個共同的運營模式,即先由發起人引入政府基金,公司成立前后,宣傳發力放水,“彌補XX缺芯不足”、“填補國內XX空白”等炫目口號噴涌而出。公司成立后,一邊建設一邊期望引進大基金投資,借助大基金品牌效應,帶動社會風險資本投入,從而填補上項目的資金缺口。
 
  這幾個項目之所以夭折,直接原因是大基金并未如期入局,社會風險資本又在局外駐足觀望,結果資金鏈斷裂,項目停擺。
 
  在這場游戲中,地方政府成了“韭菜”。德淮半導體號稱投資450億元,實際完成投資額46億元,幾乎全靠地方政府支撐;武漢弘芯號稱投資1200億,地方政府投入2個億;南京德科碼號稱投資30億美元(約合人民幣200億元),地方政府投入近4億元。不算其它停擺的項目,僅這三個就讓地方政府損失52億元左右,還有爛尾項目的債務和員工安置問題處理,負面影響并不低于紙面損失。
 
  而且為了讓割韭菜的游戲順利進行,其中的德淮半導體還費盡心思“表演”:所謂的2018年實現供貨量產,預計收入20億元,不過是在表演以應付政府檢查而已,包括發布招聘、建廠等消息,假裝在車間進行生產調試,假裝干活,以應付政府檢查(見下圖)。
 
  05 中國芯片“恨鐵不成鋼”?
 
  即便上述項目闖過資金考驗關,順利引入大基金和社會風險資本,由于缺乏核心技術儲備,前路依然充滿未知的艱險。
 
  南京德科碼高度依賴購買海外技術,先從意法半導體購買COMS傳感器的相關工藝授權,接著從安森美半導體收購相關專利和技術授權,之后又找原日本東芝CMOS圖像傳感器的設計和研發團隊,同時向合作方TowerJazz支付高昂的技術授權費。
 
  德淮的“核心技術”同樣源于日本東芝的CIS團隊。2015年12月,東芝CIS業務被索尼收購,東芝CIS團隊自謀出路。適逢德淮四處搜購核心技術,于是2016年4月,該團隊在日本注冊成立IDTC,成為德淮的設計公司,但3年多時間里,德淮用巨資供養的IDTC沒有開發出任何一款具有市場意義的產品。
 
  成都格芯則更讓人驚詫,外方格羅方德以1000臺二手設備就要占據合作項目的51%股份,這明擺著是欺負中方合作者沒有核心技術,所以要價高得離譜。
 
  地方政府也不是傻子,但在急于出政績的心理沖動下,在將芯片產業等同于傳統制造業的思路引領下,賺快錢的熱血奔涌,一沖動即成“韭菜”。從這個方面說,“全省造芯熱”明顯是將舉國之力用錯了地方,恰好坐實了張忠謀潑的“冷水”:大陸很難搞好芯片制造。
 
  舉國之力應該如何發力?就我國目前的芯片處境來說,舉國之力的發力點應該是企業難以做到的燒錢多、耗時長、影響面廣的基礎研發突破,包括先進光刻機、EDA軟件等,這些都是國產芯片產業的“七寸”,也是當前美國打擊的重點。
 
  不只地方政府,舉國之力的代表之一“大基金”,對芯片的基礎研發也是不夠重視的,對此,美國工程院院士、中科院外籍院士、微電子科學家馬佐平(下圖)深有感觸。
 
  早在2014年,《國家集成電路產業發展推進綱要》出臺,1380億元的國家集成電路產業投資基金建立(俗稱“大基金”)。馬佐平以為提建議的好時機到了,于是托朋友約到大基金總經理,建議拿出哪怕5%的資金做基礎研發,雖然一時難見收益,但10到20年必有成效。但對方并未聽從建議,而是花錢買公司、建廠子,后曾想收購鎂光科技,最終以失敗告終。
 
  正因為如此,馬佐平才悲憤地說,中國芯片讓人“恨鐵不成鋼”。
 
  如果當初馬佐平的建議被采納,如今6年過去,國產光刻機的最高分辨率應該突破90nm了,如果達到14nm甚至7nm的話,華為海思芯片也不至于成絕唱,中芯國際還發愁什么有錢買不到先進光刻機,中興還用老老實實將掙的利潤交美國的罰款?
 
  中國芯數十年發展,一路坎坷,從最初的“造”(自研)不如買,到后來買產品、買技術受限,現在又被迫回到自研的出發點,正應了一句話:在商業世界,賺快錢往往意味著賺不到錢;在科技研發領域,走捷徑抄近路常常是回頭重走。
 
  轉載來源于魔鐵的世界 ,作者魔鐵

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責編:yangjun
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