新一輪電子信息化浪潮的核心在哪里?

毫無疑問,答案是芯片。

 

 

5G/6G、物聯網、車聯網、人工智能、智能制造,這些近年來普羅大眾都耳熟能詳的詞,構成了此次電子信息化浪潮的主要內容。

 

扒開這些高大上詞匯的背后,我們會發現“連接”與“智能”構成了其最基本的邏輯內核。這些內核的物理基礎則是通信網絡、集成電路、操作系統、傳感器等已經發展數十年的行業。

 

于中國來講,我們正深處一個百年未有的大變局中,機遇與挑戰并存。工業化、城市化進入后期,市場化進入深度改革期,國際化進入分化期,信息化進入新一輪革命期,人口、生態以及社會治理進入關鍵期。

 

戰略上,隨著“十四五”規劃的敲定,“科技”成為中國未來五年甚至十五年發展的核心命題。翻開“十四五”規劃,創新科技力量、發展現代工業體系、提升產業鏈自主可控、構建國內大循環和數字中國被錨定在前五篇章。對于這五大命題,芯片是最重要的核心和基礎,重要性和戰略性不言而喻。

 

那么,在戰術上,中國芯片產業下一步該如何走呢?

 

這是一個沉重、深刻、宏大的話題。作為全球領先的半導體行業智庫,芯謀研究曾從“對內”和“對外”兩個角度,提出一些建議(我以我思薦芯片:對外開放聯合,對內專業務實)。

 

隨著“十四五”規劃開局,國家相關政策法規以及科創板、大基金二期向芯片產業再度注力,我們呼吁要充分認識到產業各環節“大規模、平臺型、龍頭企業”的戰略意義,給予它們更多關注。

 

一、芯片“大”、“平”、“龍”企業的戰略價值

如果說數字中國是我們未來的藍圖,那么人工智能、集成電路、量子信息都是在為數字中國打基礎。如果說,人工智能、5G、云計算等都是平臺型產業,那么芯片則是“平臺的平臺”,是構建上層建筑的基石。

 

針對不同平臺,芯片還會進行定向優化,手機SOC、AI芯片、物聯網芯片......甚至炒幣挖礦也有定向優化的芯片。如果芯片產業跟不上隊,5G的效率就會落后,人工智能的效率也會落后,后續新硬件的生產都會落后。

 

新時代下,美歐日等國家和地區都在加碼芯片產業。我國也認識到了產業鏈的價值,提出提升產業鏈自主可控能力?傮w上看,中國的芯片產業發展市場非常成熟,但在技術、產業鏈上仍有很大進步空間。

 

值得注意的是,在延長繁茂產業鏈的同時,既要培育新興力量,更應該重視現有產業鏈中發展不錯的企業,重視規模大、平臺型、龍頭企業的價值,我們簡稱為“‘大’‘平’‘龍’”企業。

 

先來說說“大”的意義。能夠在芯片這種國際產業鏈上發展起來的企業實屬不易。它們承接了前二十年國際環境的發展紅利,建立起龐大的工廠,投入大量資本,培育了大批的技術人才,才有了今天的行業地位。雖然這些企業與國際先進公司仍有些差距,但打下的產業基礎非常穩固。

 

其次我們來說說“平”的意義。上文我們提到芯片是平臺的平臺。再深入到芯片產業分工中,在芯片產業鏈條上,每個環節環環相扣,以芯片設計驅動整個產業鏈向前發展。“制造”和“封測”是“設計”的平臺,也是設備、原材料廠的平臺,這也是為什么臺積電這樣的企業會成為芯片產業關注的焦點。而“設計”環節則承擔著芯片產業整體與上游市場對話的重任。尤其是主芯片設計,ISP、USB、電源芯片、AI加速芯片等都需要配合其進行構建。

 

最后,我們來說說“龍”的含義。龍即“龍頭企業”,是業內翹楚。其擁有著先進的技術,短期內不可撼動的市場地位。尤其是在當下特殊的形勢環境下,加之芯片產業國際化分工明顯,國內產業鏈發展不完善,任何一個環節想要再出一個“大”、“平”、“龍”企業十分困難,無法短期內復制出來。

 

“大”、“平”、“龍”企業對內來說,它們既是國產化創新的中堅力量,又是帶動國內產業鏈發展的關鍵要素;而對外,它們是對話全球產業鏈,保持中國芯片產業處于世界第一梯隊的核心力量;對于產業下游,它們則是生態鏈、應用端持續繁榮的保障。

 

二、細數芯片產業鏈上的“大”“平”“龍”

芯片產業大致分為“設計”、“制造”以及“封測”三大環節。在芯片設計領域,電子設計軟件EDA以及芯片設計公司,是產業鏈上最為關鍵的環節。而芯片設計則驅動著整條芯片產業鏈的發展。

 

我們先來看看EDA領域。

 

EDA是繼光刻機之后,“卡脖子”呼聲最高的領域。EDA是設計半導體芯片、電路板必需的軟件,涵蓋了 IC 設計、電路板設計布線、驗證和仿真,測試等所有方面,沒有其他軟件工具可以替代的。EDA市場有個數據,“100億美元市場支撐4000多億美元集成電路市場”,可見EDA平臺對芯片產業的支撐力量多么強大。

 

在國內產業鏈中,EDA領域整體較弱,尚沒有“大”、“平”。“龍”企業出現。不過,國內也出現了一批新生力量,華大九天、概倫電子、國微思爾芯、芯華章等都是發展勢頭較猛的企業,他們之中有希望盤踞著“大”、“平”、“龍”種子選手。

 

芯片設計是驅動芯片產業發展的關鍵環節。

 

芯片設計是芯片產業離市場最近的地方。目前芯片設計最大的市場在移動通信領域,智能手機、平板電腦、可穿戴設備、智能機器人、智能電表......移動通信產品的想象力外延還在擴大。

 

此前芯片設計領域主要由美國企業占據,隨著移動通信的發展,我國已逐步進入國際第一梯隊。

 

5G被譽為進入未來萬物互聯世界的入場券,擁有了5G就擁有了先發優勢,這也是為什么世界各國都在爭相發展5G。5G發展的基礎在于5G芯片。目前全球只有高通、華為、三星、紫光展銳以及聯發科五大企業具備5G芯片研發實力,國內企業也只有華為和紫光展銳,這一格局在2019年形成后暫無任何改變。由于通信產業向前兼容的特性,后來者越發難以進入該市場。即便是英特爾、蘋果公司這樣的頂流科技企業也難以望其項背。

 

在移動通信領域,主芯片平臺是基礎,很多采購方會在其上進行二次開發以適配自身特定需求。同時,主芯片平臺上匯聚著眾多第三方開發者,進行應用層面的創新。比如紫光展銳的主芯片平臺,就匯聚了Motorola、LG、諾基亞、TCL、中興、海信等眾多知名企業。在工業電子領域,紫光展銳的Cat.1/1bis芯片平臺就被中國移動、中國聯通以及中國電信共同選擇。如果主芯片平臺遭到破壞,生態之根就會失去活力,牽一發而動全身,移動通信產業數十年的累計都將付之一炬,萬物互聯的數字世界暢想也無從談起。

 

芯片的高性能、低功耗要求,需要領先的芯片設計與先進制程的雙向加持。5nm是目前最先進的半導體制程,業內能設計出6nm芯片/7nm芯片的企業也寥寥無幾,上文提到的擁有5G核心芯片定義能力的五大玩家都在其中。國內企業方面,華為在去年10月宣布發布5nm芯片麒麟9000,在更早的2月,紫光展銳全球首發6nm EUV 5G芯片T7520,并一次流片成功。

 

華為海思服務于自身內部,不面向公開市場,國內公開市場芯片設計“大”、“平”、“龍”企業則僅剩下紫光展銳一家。紫光展銳的芯片平臺布局可以說非常全面,它也是全球少數全面掌握2G/3G/4G/5G、Wi-Fi、藍牙、電視調頻、衛星通信等技術的企業之一。除主芯片外,展銳還具備RFFE、 電源管理芯片、人工智能芯片、音頻處理芯片、藍牙以及Wi-Fi等周邊套片能力。

 

時下,華為海思正在艱難突圍。在相當長的一段時間內,國內芯片設計市場再出現“大”、“平”、“龍”企業希望基本渺茫,紫光展銳是唯一的力量。

 

晶圓制造是芯片產能供需平衡的關鍵。

 

今年,產能緊缺成為業內熱議的話題,車企更是急得火燒眉毛。這也讓負責制造的晶圓廠備受關注和追捧。

 

在國內晶圓制造環節中,中芯國際和華虹集團,是當之無愧的國內“大”、“平”、“龍”雙巨頭。芯片產業是一個重資產、高人才密度的行業,對研發和規模要求非常高的。雖然國內晶圓廠的技術工藝與國際先進水平有一定差距,但它們為中國芯片產業鏈提供有效的產能保障,讓我們看到了縮小差距的機會。

 

此外,目前雖然晶圓制造需要的刻蝕機、光刻機以及離子注入擴散設備目前還是國外企業占據壟斷地位。但在中芯國際、華虹集團等晶圓制造平臺上,不少國內產業鏈企業有了一試身手的機會,這對提升產業鏈自主可控至關重要。

 

當前中國真正具有競爭優勢的環節就是封裝測試。

 

相對于其他產業環節,封測的技術含量相對較低,國內企業最早以此為切入點進入集成電路產業。近年來,在芯片制造產能向國內轉移的大趨勢下,國內封測企業通過外延式擴張獲得了良好的產業競爭力,技術實力和銷售規模已進入世界第一梯隊。

 

在國內的芯片封測領域,長電科技占有率第一,華天科技、通富微電緊隨其后。

 

作為芯片封測領域的“大”、“平”、“龍”企業,長電有江陰基地、滁州廠、宿遷廠與長電先進四個生產基地。同時還有子公司星科金朋與長電韓國。其客戶覆蓋國際、國內,全球前20大半導體公司中有85%是其客戶。

 

隨著摩爾定律走到盡頭,芯片高集成度、低功耗的訴求被寄予在晶圓制造和封測環節。對于芯片封測行業,Chiplet、3D堆疊等目前業內呼聲最高的先進技術工藝,長電科技都在緊密布局。與身處晶圓制造的中芯國際和華虹集團一樣,長電科技在封測領域的平臺屬性和龍頭地位,也為上游國產設備和材料企業提供了亮相和發展的機會。

 

三、鞏固“大”“平”“龍”企業地位,強化生態帶頭作用

想成為合格的芯片企業,必須擁有雄厚的財力。芯片的研發需要大量的資本,有了資本還要有技術積累,芯片行業任何一個細分領域都有很高的門檻,都需要多年的經營積累。在芯片行業一旦形成壟斷,新手基本上就失去了進入該領域的機會。

 

目前中國的芯片公司如雨后春筍般地出現,力量不斷壯大,這是好事。但一個無法回避的事實是,中國芯片產業要想在傳統技術路線上靠近發達國家還存在很大困難。“設計”“制造”、“封測”都是最基礎的環節,現有的“大”、“平”、“龍”企業已經在創新研發、市場規模以及生態建設上為產業鏈打下一定的基礎。即便我們想另辟蹊徑,彎道超車,借勢而為好過從頭再來,讓龍頭企業發揮帶動作用,方能事半功倍。

 

芯謀研究在此呼吁,芯片產業的扶持要集中支持,不能分散,切忌“小散亂”,這也符合芯片產業強調規模效應的產業特點。扶大扶強,以“大”“平”“龍”企業來鞏固產業鏈,強化其生態帶頭作用,奪取新一輪電子信息化浪潮的勝利。