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全省造芯热背后:中国芯片恨铁不成钢,举国之力用错地方

2020-09-10 17:59:16  来源:

摘要:自2017年以来,芯片的国产替代愿望从未如此强烈。近日,央视财经援引国务院发布的相关数据显示,中国芯片自给率要在2025年达到70%,而2019年我国芯片自给率仅为30%左右。
关键词: 中国芯片
  自2017年以来,芯片的国产替代愿望从未如此强烈。近日,央视财经援引国务院发布的相关数据显示,中国芯片自给率要在2025年达到70%,而2019年我国芯片自给率仅为30%左右。
 
  6年40%的自给率提升空间,按2019年我国芯片进口额为3040亿美元的保守计算,每年的市场蛋糕高达1200多亿美元。如此巨大的市场诱惑下,造芯浪潮自2017年奔涌而起,晶圆厂在全国遍地开花,几乎各省皆有芯片项目上马。国际半导体设备与材料产业协会(SEMI)发布的报告显示,2017年至2020年间投产的半导体晶圆厂约有62座,其中26座设于中国,占全球总数的42%。
 
  然而,这26座晶圆厂,目前已知有成都格芯、南京德科码、德淮半导体和武汉弘芯4座晶圆厂,未到开花结果时即宣告停摆,给全省造芯热泼下四盆冷水,预示着这股热潮背后有着不可忽视的弊端。
 
  01  不被看好的“举国之力”
 
  全省造芯这种模式,有一个接地气的说法:举国之力。这方面,我国有原子弹的成功先例。原子弹属于军用产品,军用产品只要满足“能用”即算合格,但芯片属于民用产品,在摩尔定律跳跃的鞭子下,唯有冲到行业前列才有肉吃,仅仅“能用”的话,汤都喝不到。
 
  贵为全球第五的芯片制造厂中芯国际,2019年毛利率是全球第一的台积电的45.23%,净利润率却只有台积电的17.41%,净利润额方面则更为悬殊,仅有台积电的1.56%,相当于台积电每赚100元,中芯国际只能赚1元5毛6分钱,“吃肉的”与“喝汤的”差距就是这么大。
 
  正因为如此,举国之力并不被芯片业内看好。
 
  台积电创始人张忠谋在接受媒体采访时就曾表示,大陆因为人才和经验方面的劣势,在晶圆代工上没有优势,无法超越台积电,应该将发力点放到芯片设计上。
 
  即使国内的芯片业内人士同样不看好举国之力,尤其是它的翻版“全民造芯”。
 
  8月26日,中国半导体行业协会副理事长、原清华大学微电子所所长魏少军在接受21世纪经济报道采访时表示,在全球化产业链中,不要尝试什么都自己做,不能一讲芯片受制于人就全民一窝蜂地大搞芯片,更不能整天想着如何在光刻机、EDA等环节上推进国产替代,未来半导体行业的全球化布局和开放合作仍然是时代的主流,对此必须有清醒的认识。
 
  而南京德科码半导体、成都格芯、德淮半导体和武汉弘芯的先后停摆,似乎正好印证了张忠谋和魏少军对举国之力的负面看法。
 
  不过,国内这四座芯片厂的停摆,并不能证明举国之力是花架子,相反,它在日本和美国已有成功的先例。
 
  02 日本半导体以“举国之力”打败美国
 
  1950年代,出于政治需要,美国对日本的科技产业实行扶持政策,日本公司可以轻松买到美国的最新发明专利授权。此时,日本政府顺势颁布《外国投资法》,对高科技产业进行政策引导。
 
  1953年,索尼创始人盛田昭夫花数万美元买到了贝尔实验室的晶体管专利,并和美国公司前后脚开发出晶体管收音机,为索尼公司的成长奠定了第一块基石。
 
  很快,日本又对想打入日本市场的美国半导体公司提出两点强制性要求:必须与日本企业合资;必须公开芯片专利。日本自此走上一条“引进赶超”的发展道路。
 
  但1960年代,随着日本的电子手表、计算器、家电等横扫美国市场,日美发生贸易摩擦,美国停止对日本的芯片技术授权,美国投资也开始退出日本。“引进赶超”道路被截断了。
 
  正在茁壮成长的日本半导体产业遭到致命打击,市场份额下跌,开始大规模退出市场。值此危难之际,日本政府在1970年代中期果断出手,作为投资方和组织者,以举国之力组织了NEC、日立、三菱、富士通和东芝等日本五家龙头企业,以及日本通产省电气技术实验室、电子技术综合研究所、日本电信电话公社等,启动VLSI(超大规模集成电路)开发项目。数年下来,项目大获成功,取得了1200多项核心专利,为日本在DRAM芯片产业的大发展奠定技术基础。
 
  有了核心技术积累,此后十余年,日本半导体产业核心元件从对美国依赖度达80%,逆变为国产化率70%,日本半导体产业走上了“自主研发”的道路,并在1980年代中期打败美国,成为全球半导体第一强国。
 
  而美国被日本一顿胖揍后,一改半导体领域由私人投资的做法,调头学习日本的“举国之力”。
 
  03 美国学日本举国之力逆转竞争劣势
 
  1987 年,美国政府联合以英特尔为首的13家半导体公司,启动了SEMATECH计划,以帮助美国半导体产业重回世界第一。SEMATECH计划和日本的VLSI开发项目不同,不是技术攻坚,而是研发资源整合。
 
  该计划收获两大成果:
 
  一是集中研发,减少重复浪费,并在半导体行业内共享研发成果,为企业减轻负担;
 
  二是把半导体制造技术模块化,使设计与制造分离成为可能,促进了资金规模较小的芯片设计公司大发展。
 
  早在1980年,美国国防部就在南加州大学投资建立了MOSIS(MOS Implementation System)项目,目的就是降低专用芯片(ASIC)设计成本,以弥补和日本竞争时的工艺技术短板。
 
  MOSIS项目采用多品种掩膜技术模式,整合了全美芯片设计资源,还整合了各半导体厂家的最新工艺技术(掩膜版和流片),将几十种乃至上百种不同设计,做到同一套掩膜版上,并放在同一块晶圆上流片,大幅降低了芯片设计与流片成本。仅掩模版这一环节,就将成本从超过5万美元降到最低400美元,降幅最高达到99.2%。
 
  MOSIS项目使美国芯片的整个研发成本降低到了原来1/50,使美国芯片设计迎来大爆发。
 
  美国在芯片资源整合上使出的举国之力,直接导致整个半导体产业生态发生变化,设计和生产分离成为行业新趋势,直接催生了新的商业模式——无晶圆厂模式(Fabless)。台积电即受惠于此,抓住这一机遇,乘势而起。
 
  收获最大的当然是美国半导体业,数百家芯片设计公司如野草滋生,涌现出英伟达(NVIDIA)、高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)和赛灵思(Xilinx)等细分行业的领头羊设计公司。日本的芯片公司则固守设计和制造一体化的垂直模式,加上政府认真贯彻美国逼迫日本签订的《日美半导体协议》,搞限产、限价,帮助美国捆住了日本半导体企业的手脚。
 
  1995年,美国超越日本,重回全球半导体第一位置。
 
  可见,“举国之力”本身没有问题,问题的重点是“举国之力”该如何发力。
 
  04 发错了力的“举国之力”
 
  前面说的南京德科码、德淮半导体和武汉弘芯等项目,恰恰是“举国之力”发错了力,它们都有一个共同的运营模式,即先由发起人引入政府基金,公司成立前后,宣传发力放水,“弥补XX缺芯不足”、“填补国内XX空白”等炫目口号喷涌而出。公司成立后,一边建设一边期望引进大基金投资,借助大基金品牌效应,带动社会风险资本投入,从而填补上项目的资金缺口。
 
  这几个项目之所以夭折,直接原因是大基金并未如期入局,社会风险资本又在局外驻足观望,结果资金链断裂,项目停摆。
 
  在这场游戏中,地方政府成了“韭菜”。德淮半导体号称投资450亿元,实际完成投资额46亿元,几乎全靠地方政府支撑;武汉弘芯号称投资1200亿,地方政府投入2个亿;南京德科码号称投资30亿美元(约合人民币200亿元),地方政府投入近4亿元。不算其它停摆的项目,仅这三个就让地方政府损失52亿元左右,还有烂尾项目的债务和员工安置问题处理,负面影响并不低于纸面损失。
 
  而且为了让割韭菜的游戏顺利进行,其中的德淮半导体还费尽心思“表演”:所谓的2018年实现供货量产,预计收入20亿元,不过是在表演以应付政府检查而已,包括发布招聘、建厂等消息,假装在车间进行生产调试,假装干活,以应付政府检查(见下图)。
 
  05 中国芯片“恨铁不成钢”?
 
  即便上述项目闯过资金考验关,顺利引入大基金和社会风险资本,由于缺乏核心技术储备,前路依然充满未知的艰险。
 
  南京德科码高度依赖购买海外技术,先从意法半导体购买COMS传感器的相关工艺授权,接着从安森美半导体收购相关专利和技术授权,之后又找原日本东芝CMOS图像传感器的设计和研发团队,同时向合作方TowerJazz支付高昂的技术授权费。
 
  德淮的“核心技术”同样源于日本东芝的CIS团队。2015年12月,东芝CIS业务被索尼收购,东芝CIS团队自谋出路。适逢德淮四处搜购核心技术,于是2016年4月,该团队在日本注册成立IDTC,成为德淮的设计公司,但3年多时间里,德淮用巨资供养的IDTC没有开发出任何一款具有市场意义的产品。
 
  成都格芯则更让人惊诧,外方格罗方德以1000台二手设备就要占据合作项目的51%股份,这明摆着是欺负中方合作者没有核心技术,所以要价高得离谱。
 
  地方政府也不是傻子,但在急于出政绩的心理冲动下,在将芯片产业等同于传统制造业的思路引领下,赚快钱的热血奔涌,一冲动即成“韭菜”。从这个方面说,“全省造芯热”明显是将举国之力用错了地方,恰好坐实了张忠谋泼的“冷水”:大陆很难搞好芯片制造。
 
  举国之力应该如何发力?就我国目前的芯片处境来说,举国之力的发力点应该是企业难以做到的烧钱多、耗时长、影响面广的基础研发突破,包括先进光刻机、EDA软件等,这些都是国产芯片产业的“七寸”,也是当前美国打击的重点。
 
  不只地方政府,举国之力的代表之一“大基金”,对芯片的基础研发也是不够重视的,对此,美国工程院院士、中科院外籍院士、微电子科学家马佐平(下图)深有感触。
 
  早在2014年,《国家集成电路产业发展推进纲要》出台,1380亿元的国家集成电路产业投资基金建立(俗称“大基金”)。马佐平以为提建议的好时机到了,于是托朋友约到大基金总经理,建议拿出哪怕5%的资金做基础研发,虽然一时难见收益,但10到20年必有成效。但对方并未听从建议,而是花钱买公司、建厂子,后曾想收购镁光科技,最终以失败告终。
 
  正因为如此,马佐平才悲愤地说,中国芯片让人“恨铁不成钢”。
 
  如果当初马佐平的建议被采纳,如今6年过去,国产光刻机的最高分辨率应该突破90nm了,如果达到14nm甚至7nm的话,华为海思芯片也不至于成绝唱,中芯国际还发愁什么有钱买不到先进光刻机,中兴还用老老实实将挣的利润交美国的罚款?
 
  中国芯数十年发展,一路坎坷,从最初的“造”(自研)不如买,到后来买产品、买技术受限,现在又被迫回到自研的出发点,正应了一句话:在商业世界,赚快钱往往意味着赚不到钱;在科技研发领域,走捷径抄近路常常是回头重走。
 
  转载来源于魔铁的世界 ,作者魔铁

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