為什麼沒有晶元，新能源產業也會癱瘓？

最近我們被老美狠狠抽了一大嘴巴子（中興被美國制裁），為什麼「晶元」這東西這麼觸動我們的神經？

我們知道電子設備的核心是演算法、軟體和硬體。演算法和軟體，中國人依靠聰明和勤奮容易搞定。可硬體不行，每一次改善都需要耗費大量的人力、物力和時間。為了省事，我們都是直接買，反正哥倆好兒，沒了就買，這就留下了禍根。

為什麼講這些？新能源領域的基礎產品是電池，而從事電池研發生產的朋友都會用兩種基本的測試儀器：電化學工作站和充放電機，它們也是電子設備啊！這倆兄弟可是我國新能源產業的基礎測試設備！！！

從電化學工作站的基本原理說：電化學工作站配以方波、三角波和正弦波發生器，可以研究電化學系統各種暫態行為；配以慢的線性掃描信號或階梯波信號，可以自動進行穩態（或接近穩態）計劃曲線測量。如下圖所示，電化學測量的第一步就是要有電信號的發出，信號的發生器由什麼控制？晶元！！！所以說，沒有晶元，連電信號都控制不了，發不出來，何談電化學測試？晶元質量不行，信號穩定性控制不好，何談測量精準？何來電化學研究？

圖1 電化學工作站的簡易工作示意圖

充放電機的控制器包括數據採集模塊、數據處理模塊、數據存儲模塊以及人機交互界面（要了解晶元也分多種晶元），這三個模塊都需要晶元才能完成，要不然電池化成，分容怎麼搞？沒有一顆好「芯」怎麼能行？

電池就像一個個小兵，得有將軍管著和領導吧？他就是BMS管理系統。BMS是幹什麼的？電池管理系統（BMS）是電池與用戶之間的紐帶，主要是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現過度充電和過度放電，這又是對電池信息的不斷採集和管理，又得用到晶元吧？不就幾個電池數據嗎，國產晶元不就行了？那我告訴你特斯拉用了7000+個電池，每個電池的容量、內阻、電壓、電流等一系列反映電池性能的參數都要被採集，除此之外，BMS還得時刻操心哪個電池baby給吃的太飽（過充），哪個給給餓著了（過放），哪個發育不良等等，數據採集量和運算量巨大無比。為了我們的安全，晶元都得操碎了心，身板不硬朗能行嗎？

其他涉及到的一些電池工業生產的設備就不提了。所以說，沒有好的晶元，新能源行業也是舉步維艱！本來就干不過傳統燃油車，系統上再出點問題，安全性不能保證的話，對整個行業都是滅頂之災！

論當今天下，晶元哪家強？其他的不說，我們只談一下存儲晶元。

中國每年進口的晶元中, 存儲晶元和CPU佔了約75%

目前全球存儲晶元主要有三類產品

DRAM（俗稱內存）：400億美元市場

NAND Flash（俗稱快閃記憶體）：300億美元市場

Nor Flash：30億美元市場

DRAM全球市場份額

NAND 快閃記憶體全球市場份額

韓國的三星和海力士幾乎佔了全球一半的份額

上圖中六家幾乎壟斷了全球100%的市場

在 DRAM 和 NAND Flash 領域，中國幾乎沒有存在感。

那麼為啥韓國晶元這麼牛X？

2017年，三星終結了英特爾25年的霸主地位，成為全球最大的半導體公司；同時，它還「幹掉」蘋果，成為全球最賺錢的企業。（啥？最賺錢？三星Note7不是差點把它搞死嗎？別太天真，看看三星歷史。三星一咳嗽，韓國經濟都會感冒）。三星的成長用中國的話說絕對是一部「屌絲逆襲血淚史」。它的崛起之路，也就是韓國的崛起之路！40年前，三星還在給日本人打工；30年前，三星還在生產廉價的「地攤貨」；20年前，三星還在被美國和日本吊打！

三星的起點只是一家小商會，最早做貿易，販賣乾魚、蔬菜、水果；

60年代涉足製糖、織布、化肥等領域；

1969年成立三星電子，開始生產黑白電視；

1974年，李健熙（三星創始人李秉喆之子）買下韓國半導體公司，劍指當時正在興起的內存技術。先後50多次前往矽谷，引進技術和人才；

1983年，三星在京畿道器興建立第一個半導體工廠，開發64K DRAM時，關鍵技術整整落後日本5年；

1984年，三星剛推出64K DRAM，內存價格就暴跌，從每片4美元雪崩至每片30美分，而三星的成本是每片1.3美元。換句話說，每生產1片虧損1美元；

1986年底，三星累計虧損3億美元，股權資本全部虧空；

後來，由於DRAM市場不景氣，昔日行業大佬英特爾被迫退出，轉行干起了CPU。看上去比誰家都更輸不起的三星，卻像賭徒一樣瘋狂地逆勢加碼。三星在全球半導體業界瘋狂搶人搶技術，到日本聘請工程師利用周末前往韓國傳授技術，到美國半導體公司招募有經驗的韓國人……總之是，能「買」的就「買」，能「偷」的就「偷」，不達目的，誓不罷休。在美國半導體公司的韓國人中，有一個叫陳大濟的年輕人，謝絕IBM公司的再三挽留，義無反顧地加入了三星，理由是「真想贏日本一次」，後來他成了三星的CEO。

時來運轉，潛伏了近20年的三星開始逆襲！

1992年，三星率先推出全球第一個64M DRAM，並於當年超越日本NEC，成為全球最大的DRAM製造商。

三星的崛起，還帶動整個韓國形成一個內存產業集群，SK海力士也躋身世界三強，與三星一起，跟日本打起了爭奪內存霸主的激戰。2008年，金融危機爆發，DRAM價格雪崩，眾廠商哀鴻遍野時，三星確決定將三星電子上一年的利潤全部用於擴大產能，故意擴大行業的虧損，DRAM價格很快就跌破材料成本，真是坑殺了一批廠商！

2009年初，德國巨頭奇夢達破產；

2012年，日本標杆公司爾必達被美國鎂光收購；

自此，整個DRAM行業已只剩下三星、SK海力士和鎂光三大玩家。爾必達破產當晚，三星總部燈火通明，一個超越此前所有對手規模和實力的半導體帝國，徹底圓滿了它已夢了好幾十年的王者地位！

2016年，在大數據、雲計算、比特幣挖礦等需求的帶動下，內存價格一路飆升，三星數錢數到肝顫，並藉此東風，一舉將英特爾挑落馬下。

眼光長遠，志向遠大，隨後狠懟自己，以命相搏，最後一統江湖！這就是三星在半導體領域崛起的核心邏輯，簡單粗暴，絕對有效！

最後，回過頭來看看全球的一些有點名氣的電化學工作站公司吧。非打廣告，他們一毛錢沒給我，如果你有代理這些儀器，找我喝喝（Tantan）茶（Qian）。

看完上表，有人會問CHI不是上海辰華么？看看他們官網就知道了。話是這樣說的「進口美國CH Instruments Ins.的線路板，在國內組裝銷售CHI品牌的種類電化學測量儀器」。大概懂了吧？（可能我語文不好，感覺他們這句話很彆扭）

如果你問我，我國的電化學工作站核心競爭力怎麼樣？

默而不答請繼續看上表。

如果你問我，我國的電化學工作站中的晶元有多少來自國產？

我只能這樣說：國產晶元的應用大多在消費類領域。在對穩定性和可靠性要求很高的精準檢測、通信、工業、醫療以及軍事的大批量應用中，國產晶元距離國際一般水平差距較大。此外，我們國內生產晶元的光刻機一般都是低端的，高端設備老外都不賣給我們。大家可以也了解下一枚高端晶元有多複雜。

我會說：等我！半年內給你造一款國產頂牛X電化學工作站，記得找我，先攢夠錢。

預告：下期想談一個非常冷門的領域：單分子檢測（屬於電分析領域）

為啥冷？

因為沒幾個組做。

為啥國內沒幾個組做？

錯！！！是全球沒幾個組做。

為啥全球沒幾個組做？

這樣說吧，這類的稿件投稿，連審稿人都難找著。

單分子檢測幹啥的？

其中一個應用是第三代DNA測序，也就是測DNA鏈上A T C G這幾個東西是怎麼排列的。

什麼是A T C G？

同學你好！請回到您的高中母校，找到你當年的生物老師，重新高考！！！（如果你告訴我生物是體育老師教的，我也沒轍。）

為啥要DNA鏈測序？

下次說吧，說太多，容易基因突變。

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