中国芯片产业背后的原因是:一些企业没有产品,地方政府提供数十亿美元的补贴
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(8月下旬,武汉毗邻机场经济技术开发区内洪核项目的施工现场。图/人民愿景)芯片行业退出背后的记者/杜伟于2020.10.26《中国新闻周刊》10月22日发布了总计969款华为手机史上实力最强的Mate40,但由于美国的制裁,这款搭载麒麟9000芯片手机的机型,还是会成为华为高端手机的绝唱。10月4日晚间,中国大陆最大、最先进的芯片代工企业中芯国际宣布,已确认受美国出口管制,部分出口到中芯国际的美国设备、零部件和原材料必须先申请出口许可证,才能继续供应。近年来,中国芯片进口量超过石油,成为最大的进口产品。2019年,中国集成电路进口总量约为4451.3亿只,进口总额超过3000亿美元。由于芯片以半导体为主要原料,以集成电路为功能实现的核心,因此常被称为半导体或集成电路,因为芯片是决定电子设备正常高效运行的大脑。从2018年的中兴事件,到近两年的华为危机和中芯国际的限制,都暴露了中国企业“核心短缺和灵魂”的致命弱点。9月16日,中国科学院院长白春丽在国家新办公室新闻发布会上表示,2019年,中国科学院将启动处理器芯片、基础软件等5个科研项目,未来还将扩展到光刻设备等卡颈领域。事实上,早在2014年,随着《国家集成电路产业发展规划》的颁布和国家集成电路产业投资基金(以下简称“大基金”)的启动,就引发了全国芯片产业的发展热潮,项目投资数千亿元甚至数千亿元。在过去一年多一点的时间里,100亿元半导体项目的投资目标到处停滞,引发了一波腐败浪潮。10月20日,国家发改委发言人孟伟在国家发展和改革委例会上表示,要按照“主体集中、区域集聚”的发展原则,有序引导和规范集成电路产业秩序。建立预防机制,指导他们提高对重大项目建设的风险意识,并在造成重大损失或风险的情况下追究责任。芯片的“诞生”必须经过设计、制造和封装三个环节。目前,国内芯片与世界先进水平在设计与封装领域的差距不断缩小,“卡颈”环节主要在制造业。华为就是典型的代表,以麒麟9000芯片为例,因为它只布局设计,不涉及制造,所以只能找到拥有世界上最先进5纳米制程技术的台积电作为代工厂。5纳米是构成芯片的基本单位晶体管上的源极和漏极之间的距离,这个值越小,可以排列在芯片上的晶体管数量就越多。台积电目前正在开发3纳米工艺,预计将于2021年下半年开始试生产。中芯国际在2019年实现了14nm工艺的批量生产,但工艺水平至少落后于台积电两代。更致命的是缺乏制造设备和材料。在制造芯片时,首先将原料硅纯化,然后将其切割成厚度小于1毫米的薄而均匀的硅芯片,称为晶圆,相当于芯片的“基础”。晶圆越大,封装的芯片就越多,成本就越低,对生产工艺的要求也越高。中国半导体工业协会副会长、清华大学微电子研究所所长魏少军告诉《中国新闻周刊》,目前国内集成电路加工所需的纯度在99.999%以上,大尺寸硅片基本依赖进口,由数百种原材料组成,加工工艺复杂,技术上难以克服,但由于国内研发滞后,主要依靠日美企业。被称为“半导体行业皇冠上的明珠”的光刻设备的重要性是众所周知的。现在,最先进的光刻装置是荷兰ASML公司制造的5nm工艺的极紫外线(EUV)光刻装置,每台的销售价格为1亿美元以上。目前,国内光刻设备的技术水平是90nm。中国领先的半导体设备制造商上海微电子(集团)有限公司将在2021年至2022年期间交付国内首台28纳米工艺浸渍光刻设备。国家信息化部下属赛迪智库集成电路研究所集成电路制造实验室主任史强表示,该产品必须在生产线上进行验证,通常需要一到两年的时间。除光刻设备外,蚀刻设备、离子注入设备等尖端工艺所需的设备和材料也主要掌握在欧美和日本公司手中,如东京电子、应用材料公司和泛林公司。由于产业结构和需求不匹配,中国所需的核心芯片,如处理器/内存,主要依赖进口。一位拥有数十年半导体行业经验、多任顶级芯片企业高管经验的资深业内人士告诉《中国新闻周刊》,表面上看,国内企业近年来取得了一些进展,但实际上进展“非常脆弱”,因为90%以上的生产设备、原材料和工业软件MES都需要进口,所以“非常脆弱”。即便是在设计领域,中国芯片产业也存在着弱点。用于芯片设计的自动化软件EDA由两家美国公司和一家德国西门子子公司控制。此外,全球90%的智能手机和平板电脑芯片都采用了ARM架构,而ARM和以计算机为主的英特尔X86架构被称为当前主流芯片的两种架构。然而,9月14日,美国芯片巨头英伟达宣布,将以400亿美元收购日本软银旗下的知名芯片设计架构公司ARM。这可能会迫使美国政府限制ARM架构在中国的使用。
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(10月14日,在2020年中国国际半导体博览会上,我们参观了中芯国际代工厂制造的芯片。2014年,国家基金启动,第一轮融资超过1300亿元。大基金是由中央财政、国有金融、中国移动等机构设立的产业投资基金,旨在调动更多社会资金,专注于中芯国际、长江仓储等行业龙头企业。在魏少军看来,大型基金在某种程度上更像是一种基金,用于企业扩张和上市。在企业信息平台“企业支票”中搜索关键词“芯片”,截至今年10月初,全国芯片相关企业已超过5万家,今年新增芯片企业12740家。今年1月20日,一台被武汉市东西湖区政府称为“中国唯一能生产7纳米芯片”的新型ASML高端光刻机被武汉农业商业银行东西湖分公司抵押5.8亿元。该公司成立于2017年11月,因其拥有先进的14nm和7nm生产工艺,并计划在第二个季度投资128亿元人民币而备受关注。2018年和2019年,连续被评为湖北省重点项目,并在武汉市发展和改革委员会发布的2020年城市重点项目规划中排名第一。2019年,鸿芯邀请台积电前首席运营官江山山担任首席执行官。不过,今年7月30日,武汉东西湖区政府在官网发布的《上半年东西湖区投资建设领域经济运行分析》中指出,弘西项目存在较大资金缺口,随时面临因资金链断裂而导致项目停滞不前的风险。目前,武汉洪芯已被从湖北省的一个重大项目中移除。事实上,近年来,导致资本链断裂或破裂的半导体项目并不罕见。在四川成都高新区,由美国芯片代工企业Grofund和成都市政府投资90.53亿美元,于2017年联合成立的格芯(成都)集成电路制造有限公司也被关闭。该公司宣布将在中国建设最大的12英寸工厂。在陕西省西咸新区,曾计划投资约400亿元人民币的陕西昆同半导体公司声称要建设中国第一个柔性半导体服务制造基地,今年早些时候,在成立一年多之后,员工拖欠工资。今年6月,半导体行业“明星公司”南京Decomar因资金不足进入破产清算和资产转移程序。德科马的案例备受关注,其创始人李瑞参与了淮安、南京、宁波半导体公司的成立,被称为“投机者”。2015年,李瑞毅告诉《中国新闻周刊》,他和曾担任中芯国际工厂经理的夏晓一起,已经接近南京经济技术开发区,引进以色列芯片巨头Tower Jazz的技术,并在南京建造晶圆代工厂。在筹备期间,由于收到淮安市政府颁发的橄榄枝,两人决定搬迁,总投资450亿元,创建淮安德科马一期投资120亿元,后来更名为德淮半导体。不过,据媒体报道,截至2019年10月,德怀项目的投资额仅为46亿元,基本陷入停滞。《中国新闻周刊》了解到,当地已经成立了德淮半导体工作推进小组,负责整体稳定。德怀岛创业后,李瑞仁与夏绍镇矛盾,回到南京,成立南京德科马,总投资目标为50亿?预计规模将达到60亿元,并将生产电源管理芯片和其他模拟芯片。然而,该项目于2017年1月启动一年多后,资金链破裂,到2019年2月,德科玛筹集的投资仅为2.5亿元。南京项目关闭后,李瑞注册了一家昂贵的芯片设计公司成星(宁波)半导体公司,带领12个老部门在宁波建工厂。这些公司和项目中的大多数都有一个共同的特征。项目成本低或零成本。作为南京德熊引进的主要参与者,南京经济技术开发区副局长沈金龙告诉《中国新闻周刊》,实际上德熊引进是国家鼓励半导体产业发展的,这是开发区引进的第一个半导体项目。不过,在实施之初,开发区提到了原则性条件,政府不能作为主要投资者,可以分配资金或提供一些奖励和补贴。“德科马最初希望政府投资20亿至30亿元,但我们说这是不可能的”,这是德科马搬到淮安的重要原因。德淮半导体成立之初,政府投资20多亿元,由淮阴区政府出资。2017年淮阴区政府一般公共预算收入仅为25.6亿元。未来大部分投资将来自政府。半导体行业专家、芯友研究首席分析师顾文军告诉《中国新闻周刊》,行业中一个非常重要的问题是政府资金不足,个人对企业缺乏敬畏感,地方政府真正应该做的是采取平台,做好营商环境的建设。古文军还写道,一些轻资产(或无资产)企业落地地方政府,没有产品,地方政府先拿了数亿甚至数十亿的补贴。赛迪智库集成电路研究所集成电路制造实验室主任史强分析称,很多半导体项目都是投机性的。为了让地方政府带头,有些项目是“低调”的,甚至有“神秘”的色彩。项目方面可以说,因为没有实际的投资,也没有与当地的深厚联系。这是因为有些项目本身就是在骗钱。一位半导体行业资深人士表示,半导体行业具有资本密集型、技术密集型、人才密集型的特点,这些条件很多都不能去所谓的巨额投资和地位,所以只有一些项目可以做到,其他一切都会变质。“山景龙说,现在回想起来,南京德科马的一个重要教训是,在评估项目时,只了解技术和团队的专业背景,而忽略了投资的可行性,而对项目方的融资能力则“难以相信”。现在,开发区要做的是南京装饰品的重组,“还想留住像Tower Jazz这样的跨国公司,能够引进先进的生产技术,是值得的。根据2015年李瑞腾与南京经济技术开发区签署的投资建设协议书,南京德科玛最初希望建设一个图像传感器CIS工业园区,以填补中国CIS产业的空白。CIS芯片可用于手机摄像头、安防监控、汽车移动摄像头等,根据像素和分辨率的要求,分为低端和高端。李瑞腾和南京当地的想法是,从低端开始,然后逐步升级。2017年南京德科马项目重启后,双方都觉得CIS芯片难度还很高,打算退二,先做工艺要求相对较低的模拟芯片,而CIS的“壮观”首先在德怀伊半导体实现。2017年6月,德勤半导体第一阶段12英寸晶圆厂的主工厂竣工,这一年,小米引进了美国Onsemic技术。但财新表示,截至2019年底,德怀产品的总销售额仅为2.5亿元。2016年左右,当时还在行业巨头意法半电子工作的曹云了解德科玛项目,“当时觉得很奇怪”。他认为,中国已经有像上海华虹这样的企业在做CIS,一些代工厂也有成熟的项目和流程,德科马进入没有太多的专业基础,没有竞争力,也不需要从国家战略布局。半导体市场针对的另一个大产品类别是功率器件。史强表示,一些厂商计划或生产的功率器件相对低端,“瞄准同一个市场,技术同质化严重。在李瑞向记者提供的南京德熊和宁波半导体的生产计划中,这类产品并不缺乏。史强分析说,在相对要求较高的功率器件做不到之后,一些厂商会退缩,转而使用工艺水平较低的产品。曹梦实是纳斯上海管理咨询有限公司的创始人,负责《芯片曝光》节目策划人,与业界有很多接触。在她看来,现在做电源设备的公司太多了。“相对来说,使用量比较大,门槛也不高,很多创业公司会实践这种产品,不然会先填满产能。在全国范围内,低层重叠建设的案例一再发生。目前,第三代半导体项目在全国范围内蓬勃发展。目前,绝大多数芯片都以硅为主要原料,而第二代半导体材料是砷化镓。第三代半导体,即所谓的化合物半导体,是以碳化硅和氮化镓为主要原料。