芯片之争“三国演义”正如火如荼进行:近五成公司增幅超过100%
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芯片之争“三国演义”正如火如荼地进行。2月8日,欧盟的《芯片法案》出炉,根据该法案,到2030年,欧盟将投入约450亿欧元用于支持芯片生产、试点项目和初创企业。
这并不是一个独立的事件。
4天前,美国众议院通过一项法案,将拨款近3000亿美元用于技术投资,为美国半导体行业提供推动力。这部名为《2022年美国竞争法》针对性很强,就是将为制定、研究和调整美国当前的贸易政策提供全面支持,以挑战中国日益增长的技术影响力。在一长串条款中,该法案包括520亿美元的拨款用于支持美国的芯片设计和生产。
要知道,这部法案是是以法律的形式将产业政策固定下来,形成长久的国家产业发展战略。而美国的半导体芯片产业本身就是全球翘楚,拥有英特尔、高通、超微、英伟达、苹果等一众全球顶尖的半导体芯片企业,在这样的情况下美国还要以法律的形式来扶持半导体产业,可见其对芯片产业的看重。
芯片“三国演义”的另一极欧洲其实也不弱,其主要是在功率器件、微控制器、传感器、射频技术、半导体设备和汽车芯片等应用领域。
从企业角度看,ASML、博世和英伟达一直想收购的英国ARM等都是全球一等一的半导体芯片企业。
如果说美国是半导体领域的“学霸”,那么欧洲就是半导体领域的“优等生”,现在这俩个顶尖的都在发力,而且力度超强。
早在2020年,欧盟17国就宣布将在未来两三年内投入1450亿欧元(约合人民币1.2万亿元),以推动欧盟各国联合研究及投资先进处理器及其他半导体技术。
此次的欧盟《芯片法案》将用300亿欧元促进芯片产业,120亿欧元用于量子芯片等试点项目,目标是到2030年,欧盟在全球芯片生产的份额从目前的10%增加到20%。
最后让我们看看芯片“三国演义”的第三极,也就是亚太地区特别是中国大陆半导体芯片目前的状况。
从产业政策角度来看,中国大力发展集成电路半导体的决心坚定,各地都制定了相关产业规划,目前提出到2025年集成电路产业规模预估超过千亿级的已经有安徽、北京、福建、广东、湖北、江苏、上海、山东、陕西、四川、浙江等11个省市。但从整体规划和产业政策角度看,还不是很清晰。
资本市场上,集成电路半导体在最近半年多成了机构资金的“弃儿”。
A股半导体指数从去年6月高点回撤已经超过40%,部分龙头个股股价腰斩甚至打三四折的比比皆是。如最近大跌的国科微最新股价只有去年高点的40%,中微公司目前股价只有高点的50%不到,而这些公司业绩处于高增长状态,国科微预告2021年净利润增长300%左右,中微公司预告净利润增长100%左右。
实际上,在全球缺芯的情况下,A股半导体上市公司2021年整体业绩表现不俗,在近百家A股半导体公司发布的2021年业绩预告中,有九成公司2021年实现盈利,其中韦尔股份、中环股份、长电科技、兆易创新、华润微、卓胜微的净利润至少超过20亿元,在净利润增速方面,有近五成公司同比增幅超过100%。
上汽集团日前宣布,将与上海微技术工业研究院开展战略合作,联合发起设立数十亿元规模的“国产汽车芯片专项基金”,以此为纽带连接各自优势资源,共同推动车规级“中国芯”加快落地,确保汽车产业链、供应链自主可控。
据悉,该基金将积极推进高性能汽车芯片研发生产,以及汽车电子创业项目投资,未来还将成为开放式的平台,吸纳更多社会资金参与。
经过多年发展,中国已经成为全球最大的汽车市场,电动化、智能化的趋势推动汽车芯片数量的大幅度提升,车规级芯片国产化已拥有规模基础。然而,中国汽车半导体主要依赖于进口,本土汽车半导体产值只占全球份额不到5%,部分关键零部件进口率更是达到80%~90%。汽车上的“中国芯”,已成为国内汽车行业大力攻坚的重点领域。
积极瞄准行业未来发展制高点,上汽集团“十四五”期间将在智能电动等创新领域投入3000亿元,全力加快自主创新步伐,全面向高科技企业转型。在汽车芯片领域,上汽集团已推进75款芯片完成国产化开发并进入整车量产应用;同时,以产业投资赋能技术创新,投资地平线、晶晨半导体、芯钛科技、芯旺微电子等十余家芯片公司,不断加快汽车芯片产业链布局。
为进一步提升产业链现代化水平,突破我国车规级芯片“发展瓶颈”,上汽集团和工研院发起设立汽车芯片工程中心,将不断联合汽车和集成电路产业链合作伙伴,共同建设车规级芯片设计和中试的公共平台,并依托“国产汽车芯片专项基金”,积极推进车规级芯片量产线项目,打造面向未来的车规级集成电路生态圈。
二十世纪初,刘慈欣曾在《球状闪电》中对未来图景作此描绘——人类社会高度数字化,对芯片的依存空前泛化,在遭遇大规模球状闪电摧毁时,世界停摆,国土定格于至暗时刻,人类重回电力出现前的农耕部落。这般极端危机在当时看来不过是天方夜谭,而如今,信息化进程一日千里,芯片之于人类,已如“云”端科技的地基,其土壤价值不言而喻,一旦缺失,恐怕后果将比书中所写有过之而无不及。“中国芯”之痛,是对几代中国IT人的沉重拷问,在电力行业此痛更甚,能源工控领域部分关键芯片进口率达90%,命运掐在他者手中,断供则至少倒退20年。
也正是因此,南网数研院自主研发的国内首款电力主控芯片“伏羲”问世,对继电保护领域具有划时代的意义。“伏羲”的研发之路并非一蹴而就,争议与质疑贯穿始终。举国之力方攻克的难题,凭什么一群电力专业的人能造出来?“伏羲”诞生之前的电网是怎么样的?未来之路该去往何方?这些问题的答案,都写在了故事的起点。为国立“芯” 布局始于斯“伏羲”的前世,发端于对继电保护装备核心芯片的研发。
“主控芯片作为电网二次装备核心器件,涉及千万量级的电网关键装置,是电力工业控制的大脑,关键技术掌握在外国手里,就卡住了我们的‘脖子’。”与电视屏幕里的措辞犀利、高瞻远瞩的形象不同,“伏羲”团队首席带头人李鹏温和谦润,却句句掷地有声。李鹏与电力结缘已久,20年前年少入行,曾困于岭南闷热潮湿的酷暑,在变电站里彻夜抢修。
高温难耐,抢修队员的汗水沿着衣裤滑落,竟如雨水般流淌在变压器外壳之上。这一幕长留心间,电力工作者的辛劳,让他敬重之余不禁心生疑惑:“电力系统需要稳定运行,有什么能够替代大量人力为电网解困?”是什么?必然是电网技术的演进。那一年,李鹏刚博士毕业,却深感自身局限,怀揣推动祖国电网发展之心,他前往德国深造。
2007年,南方电网公司信息化起步之时,他放弃美国科研机构的优厚待遇,带着最先进的智能电网技术,踏上了回归祖国的班机。而这,也是“伏羲”启航的开端。电网稳定运行的地基是芯片,李鹏忧心于进口芯片可能藏有的“攻击后门”:“如果国外不法分子通过芯片发起网络攻击,将会造成国家大面积停电。”民生无小事,2013年,在中国工程院李立浧院士的指导下,李鹏带领的南方电网智能芯片团队启动“伏羲”项目预研。彼时国产化多核芯片领域尚属空白,拓荒并非易事,此间头绪繁杂,艰难加码,历经申报失败、设备厂商接连退出的困境,他听到最多的,是这样的劝说——风险太大了,项目无法收尾的责任谁来承担?
退而求其次的方案不是没有,呼声最高的是研发单核国产化芯片,再退一步,则是用成熟的ARM核替代国产核。李鹏在项目存亡的关键时刻一锤定音——“伏羲”必须用国产核,中国“芯”不能再基于国外ARM指令架构依葫芦画瓢。“真正的自主化,必须基于真正的国产指令集。没有人去试错,国产化永远发展不起来。”国产电力专用芯片的概念由此而生。
毕其功于一役,李鹏对团队下了军令状,作为“国家队”的一员,南方电网公司要背负民族与国家的使命。2018年,由南方电网牵头的国家重点研发计划芯片项目申报成功。“质疑我们的声音太多,项目任务书搁置了很长一段时间才签订。
项目专家隔三差五来突击检查,以严格甚至苛刻的态度考核我们。”团队技术负责人习伟笑道:“那时候心理压力巨大,如果不能交付,我可能就得从南方电网卷铺盖走人咯。”
近日,全球性“芯片荒”让“中国芯”再一次成为人们关注的焦点。一则“国产14纳米芯片明年量产”的消息,让很多网友欢呼;紧接着,“三星宣布3纳米GAA芯片已经正式流片成功”的消息,又让很多网友担忧,表示“差距太大,这可咋整”?
其实,自2018年美国对部分中国企业发出芯片禁令后,“芯片”就成为“卡脖子”技术的代名词。中国已从人才培养、产业链补全、核心技术突破等各方向着手,全面布局国产芯片研发。从目前芯片技术国产化的进展来看,盲目乐观的“速胜论”并不可取,悲观失望的“失败论”也明显不对,制造“中国芯”还需保持定力、稳定心态;步步为营、久久为功。
先说说“速胜论”为啥是不对的。
以“国产14纳米芯片明年量产”的消息为例,该消息其实被很多网友做了过于乐观的误读。消息里专家所说的“国产”,仅仅指在本土设计、制造和封装。而网友们心目中的“国产”,是完全不被“卡脖子”的全产业链国产——这需要在设计中使用国产框架和设计工具软件,在制造中使用国产设备和原材料。
从芯片产业链的原材料和设计来看,原材料仍由美国、德国和日本等掌控,设计工具软件仍是美国厂商主导。
从芯片生产核心设备看,差距更大。半导体行业技术高、进步快,一代产品需要一代工艺,一代工艺需要一代设备,我国却缺失产业链上的关键核心设备。比如,EUV光刻机极其精密复杂,全球只有荷兰巨头ASML能生产,各种零件超过10万个,供应商遍及全球5000多个商家。而光刻机只是芯片生产线上的关键节点之一,在芯片生产线上,还有不少重要的半导体设备需要我们一一攻克。
“缺课”不少,我们能补全吗?一些人看到困难太大,又萌生了丧失信心的“失败论”,显然也是不足取的。
一方面,“补短板”已经卓有成效。比如,我国14纳米芯片的发展已经攻克了许多技术难题:刻蚀机、薄膜沉积等关键装备从无到有,进入批量应用;后道封装集成技术成果全面实现量产;抛光剂和溅射靶材等上百种关键材料通过大生产线考核进入批量销售。这些成果扭转了之前我国集成电路工艺技术需要全套引进的被动局面。
另一方面,“锻长板”也在有序进行。中国有世界级的市场,是打磨产品、培养世界级芯片的最佳摇篮。芯片产业发展可以瞄准产业尖端技术,把高端的设计、制造、设备、材料供应与目前我国有优势的5G、人工智能等新技术应用相结合,尝试弯道超车。此外,芯片业处在传统芯片与新型芯片前后交接的节点,将迎来颠覆性新技术的“洗牌”,我国也在加强石墨烯芯片、金刚石芯片等新型芯片的研发——这些新型芯片使用新材料制造,且我国已有相关科研基础,未来如果实现产业化应用突破,将开拓出全新赛道。
芯片领域的创新之路,道阻且长,但前景光明,只要我们保持“久久为功”的韧劲,“中国芯”必将取得最终的胜利。