「芯」痛之下，中國如何破局？
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作者 | 第一財經 來莎莎 李娜 錢童心
發展半導體晶元產業是中國科技真正崛起的必經之路，現在美國政府處罰中興，緊迫形勢更加刻不容緩，但近期中國晶元產業沒有太多的迴旋餘地。
美國商務部4月16日禁止該國企業向中興出售敏感產品，被扼住咽喉的中興是否會因「斷供」而受重創？這背後深刻的問題卻是中國核心技術短板，尤其是高端晶元，大量依靠進口。
中國是世界上最大的集成電路市場，佔全球份額一半以上。根據中國半導體行業協會統計，2017年中國集成電路產業銷售額達到5411.3億元，同比增長24.8%。但這一全球最大的集成電路市場，主要的產品卻嚴重依賴進口。2013年以來，中國每年需要進口超過2000億美元的晶元，而且連續多年位居單品進口第一位，2017年更達到歷史新高：2601億美元。
賽迪研究院數據統計，在2017年世界前20半導體企業中，美國企業佔了13家，在中國市場銷售額合計是667億美元。其中，高通、博通、美光有一半以上的市場銷售額是在中國實現的。
如此倚重進口主要緣於國產晶元與國際水平差距太大。賽迪研究院集成電路產業研究中心總經理韓曉敏在接受第一財經記者採訪時表示，中國晶元產業的落後是「全方位、系統性」的，即使是國內的龍頭企業，和國際主流水平都有一定的差距，更不用說國際最先進水平。
儘管短期內要誕生英特爾這樣的巨頭不現實，但中國並未放棄爭奪物聯網和人工智慧等領域的主導權。
國家集成電路產業投資基金（下稱「大基金」）總裁丁文武去年10月在上海的一場行業論壇上表示：「中國晶元行業彎道超車的策略不現實，彎道超車的前提是大家在同一起跑線上。」
中國晶元全方位的落後
集成電路所包含的產業十分廣泛，包括軟體（EDA工具）、設計、製造、封測、材料、設備等。中國和國際主流水平的差距主要體現在哪些領域？芯謀研究首席分析師顧文軍對第一財經記者稱，落後是全方位的，幾乎所有的設備、材料都依賴進口，FPGA、存儲器全部進口，而中國能做的產品也落後很多。
集邦資訊半導體行業分析師郭高航此前對第一財經表示，在設計和封測領域，中國與美國等先進企業差距已經逐步縮小，但是製造方面還存在不小差距。即使設計領域，華為海思發展已非常不錯，但在製造環節仍由台積電代工。地平線晶元相關負責人則表示，其AI晶元也是採用台積電工藝，「確實應該支持國貨，但是要支持好的國貨，而不是道德綁架，我們可以允許有5%~10%的偏差，但不能太大」。
沒有掌握核心技術，產業就容易被遏制。存儲晶元對製造工藝要求較高，主要由韓國的三星、海力士和美國的美光等壟斷。2016年下半年開始，存儲晶元價格暴漲，國內終端廠商苦不堪言。雖然紫光集團旗下的長江存儲正試圖實現中國存儲晶元的突破，但離真正的規模量產仍需時間。
長江存儲一位員工對第一財經記者表示，存儲器晶元約佔晶元市場的1/3，主要分為易失存儲器和非易失存儲器，前者包括DRAM和SRAM，後者主要包括NAND Flash和 NOR Flash。
▲近幾年中國IC產業進口情況
DRAM和NAND Flash是存儲器的兩大支柱產業，中國嚴重依賴進口。其中，NAND Flash產品幾乎全部來自國外，主要用在手機、固態硬碟和伺服器。NOR Flash主要用於物聯網，技術門檻較低，中國企業基本已經掌握，但應用領域和市場規模不如DRAM和NAND Flash。
目前，長江存儲作為中國首個進入NAND 存儲晶元的企業要在2018年才能實現小規模量產。到2019年其64層128Gb 3D NAND 存儲晶元將進入規模研發階段。上述長江存儲員工稱，今年將出的第一代產品技術相對落後，「主要為了技術積累，不是一個真正面向市場的量產產品。可能到明年我們第二代產品出來後，會根據市場需求量產」。
EDA（電子設計自動化）軟體則由美國Cadence、Mentor和Synopsys三大公司壟斷。利用EDA工具，工程師將晶元的電路設計、性能分析、設計出IC版圖的整個過程交由計算機自動處理完成。韓曉敏對記者表示，中國企業在整個市場上微不足道，而國內從高校到大公司再到創業公司，都在使用這三家的產品，國內從事該領域的企業主要只做針對一些特殊方向的設計工具。
在半導體設備領域，光刻機是晶元製造過程中最核心的設備，全球最大晶元光刻設備市場供貨商ASML是為數不多的廠家之一。但就是這樣核心的設備，卻對中國禁售。即使賣給中國，也是落後好幾代的設備。
晶元產業繁榮背後的隱憂
2014年6月，國務院頒布了《國家集成電路產業發展推進綱要》，提出大基金，將半導體產業新技術研發提升至國家戰略高度。且明確提出，到2020年，集成電路產業與國際先進水平的差距逐步縮小，全行業銷售收入年均增速超過20%，企業可持續發展能力大幅增強。
大基金一期募集資金1387億元，二期募資今年初已經啟動，市場預計二期規模有望達到2000億元。丁文武稱，下一步大基金將提高對設計業的投資比例(目前僅佔17%)，並將圍繞國家戰略和新興行業進行投資規劃，比如智能汽車、智能電網、人工智慧、物聯網、5G等，並盡量對裝備材料業給予支持，推動其加快發展。
國家基金如此大規模扶持晶元行業，是為了擺脫長期以來對海外晶元的依賴。按照中國的規劃，未來10年將在晶元領域投入1500億美元，以在晶元設計和製造領域佔據領先地。
國家和地方政府的扶持政策加快了晶元產業產能的全面爆發。目前，包括北京、天津、西安、重慶、成都、武漢等20多個城市都有晶元產業項目。中芯國際創始人張汝京預測，到了2020年，建成的200mm（毫米）和300mm集成電路生產線產能可以達到每月200萬片。這個規模比現在至少翻了一倍。
這樣繁榮的場景並沒有讓業內從業者感到一絲輕鬆。一位半導體行業投資人曾經給第一財經記者講了這樣一個故事：美國有一個不錯的併購對象，對方一見面就說，你們中國的基金已經來了七八家了。最後看看標的價格，已經被哄抬到好幾倍。
資本助推下，晶元產業顯得有些「虛火旺盛」，有的投資者甚至對技術一竅不通。據記者了解，目前半導體行業的投資規模已高達4000億~5000億元。例如AI領域，一個好一點的項目還沒有做出產品，A輪估值就已經達到幾億美元，這在一定程度上推高了半導體行業的投資門檻。
一名半導體產業人士表示，一方面是過熱的資本開始干擾到了正常的產業投資規律，未來是否會造成地方沉重的財務負擔，依靠借貸來發展半導體的模式能夠支撐多久，都是未知數。另一方面，半導體是高投入、高風險、慢回報的行業，快速投產下的晶元成品是否滿足市場需求，低端產品如何實現盈利，人才缺口以及研發費用如何補課？這些問題其實並沒有答案。
清華大學微電所所長魏少軍4月初在一場集成電路戰略論壇上稱，中國國內目前已有產能總量14.9萬片/月，仍嚴重不足，大部分產能都是新增還在建設中的(61.5萬片/月) 。此外，工藝節點的分布不均 ，主要集中在40~90納米，預計建成後可能出現部分節點產能過剩，但先進工藝節點產能仍然不足的失衡情況。
魏少軍還指出， 中國技術研發投入不足。全國每年用於集成電路研發總投入約45億美元，即少於300億元人民幣，僅佔全行業銷售額的6.7%，不到Intel公司一家年研發投入的50%。
此外，中國集成電路領域人才不足，人員短缺。上述地平線晶元負責人對第一財經記者表示，做晶元等硬體太苦，收益不高，不少優秀學生畢業後選擇金融和互聯網業，「即使是清華大學微電子所畢業的學生都會轉金融或從事互聯網。我覺得其實國內最近十幾年，掙錢的機會太多了，做晶元很辛苦，來錢沒那麼容易」。
發展自主晶元刻不容緩
關鍵核心領域技術的壁壘太高，花錢投入精力也不一定能夠滿足。研究機構Gartner研究副總裁盛陵海對第一財經記者表示：「這也和市場化有關，自由市場上，企業當然是買成熟的晶元。」更何況國外晶元巨頭也在拚命追趕。三星、英特爾每年的研發費用就高達數百億美元。
研究機構Canalys分析師賈沫對第一財經記者表示：「目前來講中國晶元行業要反擊還很困難。主要是因為中國在半導體領域，從原料加工到製造的科技實力都比較有限。最上游缺乏強有力布局，即使如華為、小米都可以推出自研SoC（system on chip），但是在更上游的比如CPU（中央處理器）依舊依賴英國ARM公司的解決方案。目前還沒有能力獨立推出全自主化的SoC。」
他同時表示，發展半導體晶元產業是中國科技真正崛起的必經之路，現在美國政府處罰中興，緊迫形勢更加刻不容緩。但近期中國晶元產業沒有太多的迴旋餘地。賈沫對第一財經記者說道，「無論從國家層面，還是相關有能力的公司層面，都會在未來大力發展半導體及其相關業務。但這個行業又被美國和日本高度壟斷，壁壘相當高，所以必須先尋找到能夠進入的突破點。」
為何中國晶元產業發展緩慢？此前在第六屆電子信息博覽會上，紫光集團董事長趙偉國歸結為三大原因：資本不足、人才斷層和機制缺乏。現在中國憑藉市場、資本和人才即企業家精神的三大因素共同發力，有可能把晶元產業發展起來。
在中美貿易摩擦勢頭剛起時，中國商務部就已經宣布從今年1月1日起，對國內晶元企業減免2~5年稅收，覆蓋高中低端晶元，從電腦到手機以及其他電子設備。其中，65納米以上製程技術生產的高端晶元，投資超過150億元人民幣的企業將獲得5年稅收減免；130納米以上製程技術生產的晶元企業可獲兩年稅收減免。這一政策將尤其利好中國傳統晶元製造業，推動其產業升級和生產規模化。
行業研究機構Moor Insights & Strategy 創始人摩爾海德（Patrick Moorhead）對第一財經記者表示，中興事件與中美貿易摩擦並沒有直接的關係，但還是給中國敲響了警鐘。中國已經說了很多年要研發優質技術產品，但是在高性能CPU和GPU（圖形處理器）領域，中國要趕上美國估計需要5~10年，而且要投入上萬億美元的研發費用。不過，在低功耗和低性能領域，中國已經取得成功。「我認為中國是有機會開發自主技術的。」 摩爾海德還稱，中國想要開發技術和想要生產製造完全是兩碼事。有台積電這樣的企業存在，中國大陸廠商的挑戰很大。
摩爾海德還補充說，如果美國向中國禁售晶元，將致兩敗俱傷。對於中國企業來說，短期的影響是巨大的，因為它們將失去用於電腦、PC以及遊戲機的高性能晶元；對於美國來講，損失是長期的，因為這意味著中國將逐漸找到替代品，美國企業將失去中國市場的收入。
不過，中國政府仍然寄希望於通過智能設備感測器、自動駕駛汽車等領域的市場需求來培育中國的新興企業。寒武紀和商湯科技這樣的獨角獸公司因此誕生。
投資了這兩家公司的科大訊飛執行總裁胡郁近期在談及中美貿易摩擦時對第一財經記者表示：「能讓我們的腰杆子硬起來的東西，我認為應該是『硬通貨』的東西。它不一定是共享單車或者網約車，而是要讓美國即使封鎖你，也會讓它感到害怕的東西。」
胡郁告訴第一財經記者，美國現在最害怕的是中國正在崛起的晶元研發製造能力和人工智慧的能力。
盛陵海對第一財經記者表示：「根據國家新一代人工智慧的發展戰略，人工智慧晶元在安防、軍事、視頻人工智慧演算法等方面都有用武之地，而且是剛需，訂單不用擔心，只要技術過硬，完全可以取代國際巨頭。」他表示，目前美國企圖對中國晶元進行封鎖，不會阻礙中國人工智慧發展進程。人工智慧關鍵是演算法，晶元壁壘沒那麼大。
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