國產(chǎn)芯片才能崛起？

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

中國第一塊集成電路誕生

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

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

到了2014年，中國政府終于公布將在半導體行業(yè)投入1500億美元資金，目的是到2030年前，中國半導體技術(shù)上趕上世界領先企業(yè)，在各類芯片的設計、制造及封裝上達到先進水平，并且，10年內(nèi)能生產(chǎn)中國產(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，中國本土半導體產(chǎn)業(yè)確實取得了不錯的成績。不過，繞不開的專利、技術(shù)門檻，一直是中國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的絆腳石。

國內(nèi)芯片發(fā)展現(xiàn)狀

2015年，中國本土及外資制造商共消耗了價值1450億美元的各類微芯片，但國內(nèi)芯片業(yè)的產(chǎn)值僅為這一數(shù)字的十分之一。而對于某些高價值半導體(計算機核心部件處理器芯片以及堅固耐用的嵌入式車用芯片)，中國消費的幾乎全是進口產(chǎn)品。

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

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

國內(nèi)CPU主要供應商：龍芯(血統(tǒng)比較純正的國產(chǎn)CPU廠商)、上海高性能集成電路設計中心(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)、蘇州國芯(PowerPC架構(gòu)授權(quán))等。

國外競爭對手：英特爾、AMD、ARM、高通、Marvell等。

國內(nèi)主要DRAM供應商：華芯半導體、合肥長鑫、福建晉華、長江存儲等。

國外競爭對手：三星、SK海力士、爾必達(已被收購)、美光、英特爾等。

國內(nèi)主要MCU供應商：中穎電子、東軟載波、珠海炬力、靈動微電子、中微半導體、華潤微電子、華大半導體、凌陽科技、希格瑪微電子、兆易創(chuàng)新等。

國外競爭對手：意法半導體、瑞薩電子、Microchip、德州儀器等。

國內(nèi)主要銀行IC卡供應商：同方國芯、華大電子、大唐微電子、華虹、復旦微電子等。

國外競爭對手：恩智浦(已被高通收購，占據(jù)國內(nèi)90%以上份額)、英飛凌、三星

國內(nèi)主要IGBT供應商：南車時代電氣、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。

國外競爭對手：英飛凌、三菱、東芝、仙童(已被收購)、富士、ABB等。

除此之外，手機芯片自給率為：PMU(電源管理單元)：25%，MAP(應用處理器)：30%，顯示芯片驅(qū)動：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%，指紋識別：10%，MEMS：7%，NAND：0%。

以下從設計、制造到封測對國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)進行梳理：

手機芯片：海思、展訊崛起

目前，中國芯片進口已成功超越石油，位列第一。進口芯片主要是手機芯片、計算機電腦芯片、航天航空芯片等。在功能機時代，國內(nèi)手機市場充斥著雜牌山寨貨，由于芯片比較低端，那時的手機芯片幾乎是聯(lián)發(fā)科一家獨大。

到了智能手機時代，幾乎就成了高通的天下。雖然蘋果A系列芯片性能非常好，但只供應自家，并不對外出售。三星除了給自家供應之外，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，而找高能的代價就是必須繳納高昂的專利費用。

目前，國內(nèi)性能最強，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)對比：

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

為減少對國外廠商的依賴，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基本屬于一個梯隊水平。

國內(nèi)芯片代工：中芯國際一家獨大

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

中芯國際去年銷售額增至29.2億美元，比2015年大增31%，市占率提升1個百分點至6%，與聯(lián)電的營收差距進一步縮窄。

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

中芯國際在先進的28nm HKMG開始投入生產(chǎn)后，大陸的芯片設計企業(yè)就無需再前往臺灣，而這一市場自2014年中國推出的集成電路產(chǎn)業(yè)基金成立以來芯片設計企業(yè)開始日益興盛，憑借著這種地利優(yōu)勢它的營收于是取得了迅速的增長。

去年10月，中芯國際連續(xù)宣布新廠投資計劃，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)能預計將從4.5萬片/月擴大至15萬片/月，成為全球單體最大的8英寸生產(chǎn)線，未來中芯國際將聯(lián)合創(chuàng)新，帶動中國半導體產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展穩(wěn)步前進。

除了中芯國際以外，武漢新芯及廈門聯(lián)芯(聯(lián)電與當?shù)卣腺Y成立)、華力微、德科瑪?shù)犬a(chǎn)能也相當耀眼。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)線項目已在上海開工，項目建成后將助推其母公司上海華虹的制造規(guī)模進入全球前五名。

四大本土封測廠：長電科技、通富微電、華天科技、晶方科技

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

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

長電科技并購星科金朋：2014年，長電科技“蛇吞象”收購比自己體量大得多的新加坡封測大廠星科金朋。由于當時的星科金朋處于虧損狀態(tài)，收購完成后，長電科技很長一段時間都沒有緩過神來。不過，近日長電科技發(fā)布了2016年整體業(yè)績預測，預計2016年將實現(xiàn)超過1億元的凈利潤，增幅將達到90%-120%，收購星科金朋初見成效。

通富微電收購AMD封測資產(chǎn)：2015年，在國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金的支持下，通富微電以3.7億美元的價格收購了AMD蘇州和檳城封測廠各85%的股權(quán)。AMD蘇州和檳城封測廠主要承接AMD自產(chǎn)CPU、APU、GPU以及Gaming Console Chip芯片產(chǎn)品的封裝與測試，產(chǎn)品，主要應用于臺式機、筆記本、服務器、高端游戲主機以及云計算中心等高端領域。2015年，通富微電實現(xiàn)營收23.22億元，收購AMD相關(guān)業(yè)務后，2016年整體營收或?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龍頭企業(yè)之一，先后收購美國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)，主營晶圓級高端封裝，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，定位于指紋識別、RF、PA和MEMS。天水廠，定位低端封裝。2015年，天水廠營收達20.8億元，是華天科技營收主要來源。

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

半導體產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

由價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計、制造、封測(封裝和測試)三個環(huán)節(jié)。

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

半導體行業(yè)的產(chǎn)值增速與全球GDP的增長速度高度相關(guān)，整體周期性較為顯著。隨著新興技術(shù)的不斷發(fā)展，半導體產(chǎn)業(yè)模式變革以及下游應用多樣化，半導體產(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，后進行檢測。按照設計好的電路，對晶圓進行顯影、摻雜、蝕刻等復雜的加工處理，分小格，將集成電路“印”在晶圓上。

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