國(guó)產(chǎn)芯片才能崛起？

我國(guó)目前有接近九成的芯片產(chǎn)品是依靠進(jìn)口國(guó)外產(chǎn)品的，單單去年一年，我國(guó)的芯片進(jìn)口總規(guī)模就達(dá)到了2322億美元，遠(yuǎn)超過了石油的進(jìn)口規(guī)模，那么，可能會(huì)有很多朋友問，我們泱泱大國(guó)，難道會(huì)被這小小的芯片給難住?我們與國(guó)外芯片產(chǎn)業(yè)相比，究竟差在哪?

中國(guó)第一塊集成電路誕生

1965年，中國(guó)第一塊半導(dǎo)體集成電路誕生于上海，隨后，陸續(xù)建立了幾個(gè)集成電路科研及生產(chǎn)基地。一大批半導(dǎo)體先行者如黃昆、吳錫九、黃敞、林蘭英、王守武、成眾志、王陽(yáng)元、許居衍等為中國(guó)培養(yǎng)了數(shù)以萬計(jì)的半導(dǎo)體人才。

從上世紀(jì)70年代起，中國(guó)政府就一再努力嘗試打造本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。不過，直到上世紀(jì)90年代后期，中國(guó)政府在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投入的資金還不到10億美元。

到了2014年，中國(guó)政府終于公布將在半導(dǎo)體行業(yè)投入1500億美元資金，目的是到2030年前，中國(guó)半導(dǎo)體技術(shù)上趕上世界領(lǐng)先企業(yè)，在各類芯片的設(shè)計(jì)、制造及封裝上達(dá)到先進(jìn)水平，并且，10年內(nèi)能生產(chǎn)中國(guó)產(chǎn)業(yè)所消耗芯片的70%。以下為大陸IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大致歷程：

近年，受益于人口成本及相關(guān)政策紅利，中國(guó)本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)確實(shí)取得了不錯(cuò)的成績(jī)。不過，繞不開的專利、技術(shù)門檻，一直是中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的絆腳石。

國(guó)內(nèi)芯片發(fā)展現(xiàn)狀

2015年，中國(guó)本土及外資制造商共消耗了價(jià)值1450億美元的各類微芯片，但國(guó)內(nèi)芯片業(yè)的產(chǎn)值僅為這一數(shù)字的十分之一。而對(duì)于某些高價(jià)值半導(dǎo)體(計(jì)算機(jī)核心部件處理器芯片以及堅(jiān)固耐用的嵌入式車用芯片)，中國(guó)消費(fèi)的幾乎全是進(jìn)口產(chǎn)品。

數(shù)據(jù)顯示，2015年國(guó)內(nèi)不少關(guān)鍵IC內(nèi)需市場(chǎng)自給率仍處于較低水平，部分甚至還未實(shí)現(xiàn)零的突破。

其中，主流半導(dǎo)體芯片自給率為：CPU：1%，DRAM：0%，MCU：15%，銀行IC卡：3%，IGBT：5%。

國(guó)內(nèi)CPU主要供應(yīng)商：龍芯(血統(tǒng)比較純正的國(guó)產(chǎn)CPU廠商)、上海高性能集成電路設(shè)計(jì)中心(申威系列CPU)、天津飛騰(飛騰系列CPU)、上海兆芯、天津海光(獲得AMD x86授權(quán))、華為海思(麒麟系列CPU)、展訊通信、全志科技、瑞芯微、北京君正(MIPS32、64架構(gòu)授權(quán))、宏芯(獲IBM Power架構(gòu)授權(quán))、北大眾志(獲x86授權(quán))、深圳中微電(自主指令集)、蘇州國(guó)芯(PowerPC架構(gòu)授權(quán))等。

國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手：英特爾、AMD、ARM、高通、Marvell等。

國(guó)內(nèi)主要DRAM供應(yīng)商：華芯半導(dǎo)體、合肥長(zhǎng)鑫、福建晉華、長(zhǎng)江存儲(chǔ)等。

國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手：三星、SK海力士、爾必達(dá)(已被收購(gòu))、美光、英特爾等。

國(guó)內(nèi)主要MCU供應(yīng)商：中穎電子、東軟載波、珠海炬力、靈動(dòng)微電子、中微半導(dǎo)體、華潤(rùn)微電子、華大半導(dǎo)體、凌陽(yáng)科技、希格瑪微電子、兆易創(chuàng)新等。

國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手：意法半導(dǎo)體、瑞薩電子、Microchip、德州儀器等。

國(guó)內(nèi)主要銀行IC卡供應(yīng)商：同方國(guó)芯、華大電子、大唐微電子、華虹、復(fù)旦微電子等。

國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手：恩智浦(已被高通收購(gòu)，占據(jù)國(guó)內(nèi)90%以上份額)、英飛凌、三星

國(guó)內(nèi)主要IGBT供應(yīng)商：南車時(shí)代電氣、比亞迪、士蘭微、吉林華微、中環(huán)股份、中航微電子、威海新佳、西安愛帕克、江蘇宏微等。

國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手：英飛凌、三菱、東芝、仙童(已被收購(gòu))、富士、ABB等。

除此之外，手機(jī)芯片自給率為：PMU(電源管理單元)：25%，MAP(應(yīng)用處理器)：30%，顯示芯片驅(qū)動(dòng)：7%，CMOS(圖像傳感器)：45%，射頻轉(zhuǎn)換器：3%，觸屏控制器：60%，功率分離：5%，指紋識(shí)別：10%，MEMS：7%，NAND：0%。

以下從設(shè)計(jì)、制造到封測(cè)對(duì)國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)進(jìn)行梳理：

手機(jī)芯片：海思、展訊崛起

目前，中國(guó)芯片進(jìn)口已成功超越石油，位列第一。進(jìn)口芯片主要是手機(jī)芯片、計(jì)算機(jī)電腦芯片、航天航空芯片等。在功能機(jī)時(shí)代，國(guó)內(nèi)手機(jī)市場(chǎng)充斥著雜牌山寨貨，由于芯片比較低端，那時(shí)的手機(jī)芯片幾乎是聯(lián)發(fā)科一家獨(dú)大。

到了智能手機(jī)時(shí)代，幾乎就成了高通的天下。雖然蘋果A系列芯片性能非常好，但只供應(yīng)自家，并不對(duì)外出售。三星除了給自家供應(yīng)之外，還賣給別家。不過，三星目前也逐漸向蘋果看齊。所以，想要高端芯片只有找高通，而找高能的代價(jià)就是必須繳納高昂的專利費(fèi)用。

目前，國(guó)內(nèi)性能最強(qiáng)，最有知名度的就是海思的麒麟系列芯片，其最新發(fā)布的960性能幾乎可以與高通旗艦821相媲美了。在最新的安卓旗艦SoC大戰(zhàn)中，海思的麒麟960成功秒掉了高通驍龍821、三星Exynos 8890等。以下為高通驍龍821、三星Exynos 8890、聯(lián)發(fā)科Helio X25及麒麟960的參數(shù)對(duì)比：

除了海思之外，展訊也是國(guó)產(chǎn)手機(jī)芯片的佼佼者，在被紫光收購(gòu)并與RDA整合之后，曾于2015年一起拿下了全球手機(jī)基帶芯片市場(chǎng)25.4%的份額，并且首次成功超越了聯(lián)發(fā)科(聯(lián)發(fā)科的市場(chǎng)份額為24.7%)。

為減少對(duì)國(guó)外廠商的依賴，小米也成功研發(fā)了自家處理器——小米松果芯片。小米松果芯片整體表現(xiàn)屬于中端水平，頻率達(dá)到2.2GHz，為八核A53架構(gòu)，GPU為Mali-T860 MP4，安兔兔跑分為63581。從得分上來看，和驍龍625基本屬于一個(gè)梯隊(duì)水平。

國(guó)內(nèi)芯片代工：中芯國(guó)際一家獨(dú)大

中芯國(guó)際是大陸最大、全球前四的晶圓代工廠。其他三家分別是臺(tái)積電、GF(格羅方德)、聯(lián)電。其中，臺(tái)積電獨(dú)占全球晶圓代工市場(chǎng)59%的份額，格羅方德、聯(lián)華電子和中芯國(guó)際三家合并市場(chǎng)份額占26%。

中芯國(guó)際去年銷售額增至29.2億美元，比2015年大增31%，市占率提升1個(gè)百分點(diǎn)至6%，與聯(lián)電的營(yíng)收差距進(jìn)一步縮窄。

受中國(guó)反壟斷調(diào)查的壓力，高通在2015年選擇與中芯國(guó)際合作，幫助后者提升工藝制程，同時(shí)將部分芯片訂單交給后者。在高通的幫助下，中芯國(guó)際的28nm工藝迅速在2015年量產(chǎn)，更在去年成功將工藝改進(jìn)到28nm HKMG，與聯(lián)電處于同一水平。

中芯國(guó)際在先進(jìn)的28nm HKMG開始投入生產(chǎn)后，大陸的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)就無需再前往臺(tái)灣，而這一市場(chǎng)自2014年中國(guó)推出的集成電路產(chǎn)業(yè)基金成立以來芯片設(shè)計(jì)企業(yè)開始日益興盛，憑借著這種地利優(yōu)勢(shì)它的營(yíng)收于是取得了迅速的增長(zhǎng)。

去年10月，中芯國(guó)際連續(xù)宣布新廠投資計(jì)劃，在上海和深圳分別新建一條12英寸生產(chǎn)線，天津的8英寸生產(chǎn)線產(chǎn)能預(yù)計(jì)將從4.5萬片/月擴(kuò)大至15萬片/月，成為全球單體最大的8英寸生產(chǎn)線，未來中芯國(guó)際將聯(lián)合創(chuàng)新，帶動(dòng)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展穩(wěn)步前進(jìn)。

除了中芯國(guó)際以外，武漢新芯及廈門聯(lián)芯(聯(lián)電與當(dāng)?shù)卣腺Y成立)、華力微、德科瑪?shù)犬a(chǎn)能也相當(dāng)耀眼。華力微于2016年11月總投資387億元的二期12英寸集成電路芯片生產(chǎn)線項(xiàng)目已在上海開工，項(xiàng)目建成后將助推其母公司上海華虹的制造規(guī)模進(jìn)入全球前五名。

四大本土封測(cè)廠：長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技、晶方科技

目前，全球半導(dǎo)體封測(cè)廠主要由臺(tái)灣廠商主導(dǎo)，大陸廠商則靠著一系列并購(gòu)成功崛起。2014年，長(zhǎng)電科技一舉拿下當(dāng)時(shí)排名第四的新加坡封測(cè)大廠星科金朋，而通富微電則于2015年宣布收購(gòu)AMD蘇州和AMD檳城兩家封測(cè)工廠各85%股份。紫光也盯上全球最大內(nèi)存封測(cè)廠力成科技及臺(tái)灣排名第四的南茂科技，不過入股計(jì)劃最終流產(chǎn)。

目前，大陸本土規(guī)模最大封測(cè)廠是長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技、晶方科技。

長(zhǎng)電科技并購(gòu)星科金朋：2014年，長(zhǎng)電科技“蛇吞象”收購(gòu)比自己體量大得多的新加坡封測(cè)大廠星科金朋。由于當(dāng)時(shí)的星科金朋處于虧損狀態(tài)，收購(gòu)?fù)瓿珊?，長(zhǎng)電科技很長(zhǎng)一段時(shí)間都沒有緩過神來。不過，近日長(zhǎng)電科技發(fā)布了2016年整體業(yè)績(jī)預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)2016年將實(shí)現(xiàn)超過1億元的凈利潤(rùn)，增幅將達(dá)到90%-120%，收購(gòu)星科金朋初見成效。

通富微電收購(gòu)AMD封測(cè)資產(chǎn)：2015年，在國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)基金的支持下，通富微電以3.7億美元的價(jià)格收購(gòu)了AMD蘇州和檳城封測(cè)廠各85%的股權(quán)。AMD蘇州和檳城封測(cè)廠主要承接AMD自產(chǎn)CPU、APU、GPU以及Gaming Console Chip芯片產(chǎn)品的封裝與測(cè)試，產(chǎn)品，主要應(yīng)用于臺(tái)式機(jī)、筆記本、服務(wù)器、高端游戲主機(jī)以及云計(jì)算中心等高端領(lǐng)域。2015年，通富微電實(shí)現(xiàn)營(yíng)收23.22億元，收購(gòu)AMD相關(guān)業(yè)務(wù)后，2016年整體營(yíng)收或?qū)⑼黄瓢賰|規(guī)模。

華天科技三大王牌：華天科技是大陸封測(cè)龍頭企業(yè)之一，先后收購(gòu)美國(guó)FCI、邁克光電等公司100%股權(quán)及51%股權(quán)，目前在昆山、西安和天水三廠全面布局。其中，昆山廠主攻高端技術(shù)，主營(yíng)晶圓級(jí)高端封裝，訂單量最大的是CIS封裝。目前，昆山廠已具備8寸和12寸產(chǎn)能。西安廠，主攻中端封裝，以基本封裝產(chǎn)品為主，定位于指紋識(shí)別、RF、PA和MEMS。天水廠，定位低端封裝。2015年，天水廠營(yíng)收達(dá)20.8億元，是華天科技營(yíng)收主要來源。

晶方科技收購(gòu)瑞智達(dá)：晶方科技是中國(guó)大陸首家、全球第二大為影像傳感芯片提供WLCSP量產(chǎn)服務(wù)的封測(cè)廠商，擁有多樣化的包括硅通孔晶圓級(jí)芯片尺寸封裝在內(nèi)的多項(xiàng)WLCSP技術(shù)。目前，晶方科技憑借生物身份識(shí)別產(chǎn)品的晶圓級(jí)芯片封裝已經(jīng)切入國(guó)際一線客戶。2014年，晶方科技收購(gòu)全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體后道封測(cè)及電子制造服務(wù)商瑞智達(dá)科技。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

由價(jià)格低廉的沙子到性能卓越的芯片，集成電路的制作流程可分為設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)(封裝和測(cè)試)三個(gè)環(huán)節(jié)。

半導(dǎo)體行業(yè)處于整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)鏈的最上游，也是電子行業(yè)中受經(jīng)濟(jì)波動(dòng)影響最大的行業(yè)。以下為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈流程：

半導(dǎo)體行業(yè)的產(chǎn)值增速與全球GDP的增長(zhǎng)速度高度相關(guān)，整體周期性較為顯著。隨著新興技術(shù)的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)模式變革以及下游應(yīng)用多樣化，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的周期性也發(fā)生了改變。

經(jīng)過提純得到的多晶硅經(jīng)過高溫熔融，通過拉晶工藝制成純度高達(dá)99.9999999%以上的高純單晶硅晶柱。切割晶柱并通過拋光、研磨等工藝，得到薄而光滑的晶圓，后進(jìn)行檢測(cè)。按照設(shè)計(jì)好的電路，對(duì)晶圓進(jìn)行顯影、摻雜、蝕刻等復(fù)雜的加工處理，分小格，將集成電路“印”在晶圓上。

經(jīng)過晶圓測(cè)試后，從晶圓上切割出質(zhì)量合格的晶塊，后進(jìn)行封裝。封裝測(cè)試通過后，得到可以使用的集成電路芯片。