原標(biāo)題：美國“芯”焦的背后

針對華為,，美國再次出手,，華為在全球21個國家的38家子公司被列入實(shí)體清單，至此,，包括華為在內(nèi)總共有150多家關(guān)聯(lián)公司被列入實(shí)體清單,。

列入這個清單有什么后果？說白了就是一句話,，切斷這些公司和美國有關(guān)的交易,。

一開始，華為只是不能從美國購買芯片,，也不能委托在美國的公司為其設(shè)計(jì)和制造芯片,。

隨后一年多的時間里，制裁不斷升級,。

現(xiàn)在,，任何公司，不管在不在美國,，只要用了美國技術(shù),，都不能為華為及在名單上的關(guān)聯(lián)公司制造芯片。

一系列制裁措施切斷了華為麒麟系列高端5G芯片的供應(yīng),，原來為華為代工的臺灣積體電路制造股份有限公司,，因?yàn)樯鲜鲋撇么胧瑥?月14日起,，將停止為華為供貨,。

圖窮匕見，美國對華為持續(xù)加碼的打壓,，要害都是芯片,。

悖論

芯片對于5G至關(guān)重要,，5G的通信設(shè)備需要大量高性能的芯片。制作芯片的原材料半導(dǎo)體,，是一種性能優(yōu)良的導(dǎo)電材料,。

中科院半導(dǎo)體所研究員姬揚(yáng)解釋道，我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ姷陌雽?dǎo)體器件就是芯片,，所以業(yè)內(nèi)經(jīng)常把半導(dǎo)體和芯片兩個概念等同,。

由于芯片行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈條較長，很難有一家公司能覆蓋從材料研發(fā)到芯片設(shè)計(jì)再到生產(chǎn)制造的全過程,。

華為目前掌握芯片的設(shè)計(jì),，但是生產(chǎn)由其他公司代工，這也正是美國打擊制裁的關(guān)鍵點(diǎn),。

切斷華為5G芯片的代加工,，無疑給華為沉重一擊，而美國在這一次又一次的打擊中就能全身而退了么,？

在美國的制裁下,，斷供華為，對許多芯片公司來說,，最直接受影響的是“訂單”,。

美國的芯片巨頭高通公司是華為芯片的供應(yīng)商之一，今年業(yè)績大幅跳水,，2020財年二季度,，凈利潤比去年同期下降29%。同期,，另一家芯片巨頭美光科技凈利潤也同比下降75%,。

美國博通公司的CEO更是直接道出了背后的原因：

“地緣政策”的不穩(wěn)定和對大客戶的出口限制是主要影響因素。

不光是利潤,，制裁對美國公司還有更為深遠(yuǎn)的影響,。

譚主和某芯片設(shè)計(jì)企業(yè)的工程師聊了聊，他長期奮戰(zhàn)在芯片采購,、設(shè)計(jì)的第一線,，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)極其豐富。

在他看來,，華為這一類通信巨頭,，對相關(guān)美國企業(yè)的意義絕不僅限于訂單。

就拿美國占絕對優(yōu)勢的電子設(shè)計(jì)自動化（EDA）行業(yè)而言,，EDA被稱為芯片產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠,，就像電腦需要操作系統(tǒng)一樣，設(shè)計(jì)芯片離不開EDA軟件。美國的芯片設(shè)計(jì)軟件優(yōu)勢來源于數(shù)據(jù)庫,，數(shù)據(jù)越豐富，軟件越好用,，而這些數(shù)據(jù)來自于制造端的反饋,。

本質(zhì)上來說，有訂單需求,，工廠才能開工,，開工才有資金和數(shù)據(jù)反饋，才能推動工藝進(jìn)步,。訂單—生產(chǎn)的循環(huán)頻繁了,，數(shù)據(jù)反饋就越多，EDA軟件也會變得更加有競爭力,。

他以臺積電為例說明,，臺積電的一些工藝做得好，很大程度上因?yàn)榕_積電的客戶全是像華為這樣的大客戶,，訂單大,，覆蓋的應(yīng)用場景廣泛。

所以,，芯片行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步是特別依賴市場需求驅(qū)動的,。

現(xiàn)在最大的需求市場在哪里呢？我們來看一組數(shù)據(jù)：

• 中國是全球最大的半導(dǎo)體產(chǎn)品消費(fèi)國家,，相當(dāng)于美國,、歐盟及日本市場的總和。

• 中國購買了世界芯片出口總量的54%,。

隨著5G建設(shè)的深入,，物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車等產(chǎn)業(yè)落地,，中國的需求還將持續(xù)增長,。

顯而易見，從市場需求角度來說,，中國是世界芯片行業(yè)名副其實(shí)的“半壁江山”,。

少了來自中國的巨大訂單需求，美國半導(dǎo)體企業(yè)也難以維持現(xiàn)有產(chǎn)能規(guī)模,，需要巨大投入的技術(shù)進(jìn)步也可能會變成空想,。

對此，資深通信專家,、飛象網(wǎng)CEO項(xiàng)立剛給出了這樣的評價：

“都是市場經(jīng)濟(jì),，美國企業(yè)要看投資回報。花了幾十億美元做的生產(chǎn)線,，現(xiàn)在不讓它給中國企業(yè)代工,，最大客戶就沒了，它給誰代工,？它干嘛要去投入,？”

從這一邏輯推導(dǎo)，美國的制裁實(shí)際上是一種悖論,。

某種程度而言,，制裁中國也等同重創(chuàng)美國在這一行業(yè)的領(lǐng)先地位。

面對這種無妄之災(zāi),，美國半導(dǎo)體企業(yè)也在尋求破局,。很明顯，他們還是希望和中國企業(yè)建立合作關(guān)系,。

高通先是在近期與華為達(dá)成專利和解,，華為只用支付其18億美元就能繼續(xù)使用高通的專利技術(shù)，遠(yuǎn)低于蘋果的45億美元,。高通公司還正在游說美國政府,，呼吁取消該公司向華為出售芯片的限制。

高通的理由是,，美國針對華為的禁令會把價值80億美元的市場讓給海外競爭對手,。

高通的擔(dān)心不無道理。

因?yàn)槊绹膰麓驂?，波士頓咨詢的報告調(diào)研發(fā)現(xiàn),，華為正積極在尋找韓國和歐洲的芯片供應(yīng)商；而OPPO,、小米等中國企業(yè),，雖然暫時沒有進(jìn)入美國的實(shí)體清單，但為了防范潛在風(fēng)險,，也在主動使半導(dǎo)體供應(yīng)商多樣化,。

報告預(yù)測：禁令會直接威脅美國半導(dǎo)體行業(yè)從中國設(shè)備制造商那里獲得的約490億美元收入，而這將占總收入的22%,。

美國人的重拳出擊讓美國自己人為此買單,。

此情此景，中國科學(xué)院半導(dǎo)體所研究員姬揚(yáng)評價道：

“雖然美國政府希望中國能被孤立,，然后讓美國來占領(lǐng)世界市場,。但這些政策更大的可能是美國把自己跟世界的聯(lián)系切斷?！?/p>

切斷自己技術(shù)進(jìn)步的路徑,、給自己的企業(yè)造成傷害，之所以美國要做這種自損1000、傷敵800的事情,，背后或許有更深層的焦慮......

瓶頸

美國在焦慮啥,？要從尺寸只有頭發(fā)絲萬分之一的晶體管講起。

簡單說來,，晶體管是使用半導(dǎo)體材料制造的一種元器件,，可以控制電壓。在芯片上的晶體管可以做的非常小,。一枚指甲蓋大小的芯片上晶體管數(shù)量可達(dá)數(shù)以十億計(jì)。

▲芯片生產(chǎn)流程簡化圖

1947年12月,，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功了世界上第一塊點(diǎn)接觸式晶體管,，而1958年，美國德州儀器公司的杰克基爾比發(fā)明了第一塊芯片……隨后,，美國在全球芯片產(chǎn)業(yè)一直處于絕對領(lǐng)先地位,。

而現(xiàn)在，美國遇到了瓶頸,。

擋住美國的東西,，不是資本，不是人才,，而是摩爾定律的失靈,。

摩爾定律是由英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾提出，用于總結(jié)芯片行業(yè)的發(fā)展規(guī)律,。

這一定律內(nèi)容大概是,，集成電路上可容納的晶體管的數(shù)目，約每隔18~24個月便會增加一倍,，性能也將提升一倍,，而產(chǎn)品價格卻能保持穩(wěn)定。

翻譯一下,，就是通過技術(shù)進(jìn)步,，在成本穩(wěn)定的情況下，芯片上的晶體管尺寸可以做得越來越小,，單位面積上的晶體管數(shù)量也就越來越多,，可處理的信息量更大，芯片的性能也就提高了,。

今天可以在一臺小小的手機(jī)內(nèi),，就基本實(shí)現(xiàn)十年前臺式電腦才能實(shí)現(xiàn)的功能，而價格反而更低,，這就是摩爾定律帶來的福利,。

綜上，正常情況下摩爾定律的三個要點(diǎn)是：

• 性能提升
  

• 成本基本穩(wěn)定
  

• 有明顯規(guī)律性

▲芯片大小變化

但摩爾定律進(jìn)階到今天，三要素都在動搖,。半導(dǎo)體晶體管尺寸逐漸觸及到物理極限,，難以繼續(xù)縮小，這也就意味著芯片上所能容納的晶體管數(shù)量難以繼續(xù)增加,。

“摩爾定律過去是每5年增長10倍,，每10年增長100倍。而如今,，摩爾定律每年只能增長幾個百分點(diǎn),，每10年可能只有2倍。因此,，摩爾定律結(jié)束了,。”

英偉達(dá)CEO黃仁勛在2019年的國際消費(fèi)電子展上,，如此預(yù)測了摩爾定律的未來,。

不但是黃仁勛，摩根士丹利也在一份報告中認(rèn)為,，傳統(tǒng)半導(dǎo)體制造業(yè)的發(fā)展已經(jīng)放緩,，摩爾定律的失靈就是明證。目前領(lǐng)先的海外制造廠的優(yōu)勢可能會縮小,，因?yàn)榍把亻_發(fā)變得越來越具有挑戰(zhàn)性,。

為了衡量芯片的技術(shù)進(jìn)步，行業(yè)內(nèi)用了“制程”這個概念,，隨著芯片上晶體管的尺寸減小,，制程也就越小，芯片上能容納的晶體管數(shù)量就越多,，也就是說制程越小,，芯片的性能就越好。

就拿芯片龍頭英特爾來說,，到了14納米制程,，研發(fā)就已舉步維艱。英特爾在這一水準(zhǔn)被卡了整整5年,。到了10納米制程,，英特爾也一延再延。而到了7納米制程,，又遲到了3年,，今年第一批7納米處理器該上市的時候，進(jìn)程又被宣告延后6個月,。

摩爾定律失靈會帶來什么,？首先就是成本,。

研發(fā)費(fèi)用會呈現(xiàn)出幾何式的增長。

曾在中芯國際,，意法半導(dǎo)體等芯片巨頭任職10多年,，現(xiàn)任一家風(fēng)險投資基金首席投資官的曹韻告訴譚主：

在90納米制程階段，一座芯片廠的建設(shè)和設(shè)備購買成本不過百億人民幣,，然而到了7納米,，這個成本增長10倍，逼近千億元人民幣,，而臺積電正在研發(fā)的3納米制程,，研發(fā)費(fèi)用加上資本支出至少在萬億人民幣級別。

這對美國而言并不是好消息,。

一方面,，在芯片行業(yè)處于先進(jìn)地位的美國即將進(jìn)入瓶頸，能夠突破現(xiàn)有極限的新材料距離現(xiàn)實(shí)還很遙遠(yuǎn),，后面還有中國、歐盟等后來者,。

另一方面,，在芯片產(chǎn)業(yè)的下游——5G通信網(wǎng)絡(luò)上，中國企業(yè)握有優(yōu)勢,，中國的華為,、中興、OPPO和中國電信科學(xué)技術(shù)研究院,，四家企業(yè)一共擁有全球36%的5G標(biāo)準(zhǔn)必要專利,，5G關(guān)鍵技術(shù)專利更是位居全球首位。

優(yōu)勢領(lǐng)域逐漸進(jìn)入瓶頸期,，在劣勢領(lǐng)域又被拉開差距,。

美國也許要失去未來，焦慮可想而知,。

追逐

美國的極限打壓,，首先讓我們認(rèn)清了現(xiàn)實(shí)。

中國科學(xué)院半導(dǎo)體所研究員姬揚(yáng)發(fā)現(xiàn),，這幾年,，政府對科技半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要性認(rèn)識明顯更加深刻，而且推出的支持性的政策更加具體,，數(shù)量也越來越多,，力度也加大了。

雖然起步較晚,，目前中國的芯片自給率也較低,，高端技術(shù)長期被國外廠商控制,，但中國芯片產(chǎn)業(yè)正在專注積蓄力量，為今后的突圍時刻準(zhǔn)備著,。

隨著摩爾定律到達(dá)極限,，芯片產(chǎn)業(yè)逐漸進(jìn)入后摩爾時代，更新?lián)Q代速度開始下降,。姬揚(yáng)認(rèn)為,，現(xiàn)在是身為追趕者的中國芯片產(chǎn)業(yè)的絕佳時機(jī)。

“我們實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代的決心更加堅(jiān)定了,，不管是政府還是市場,，他們都知道目標(biāo)在哪里?！?/p>

8月4日,，國務(wù)院發(fā)布了《新時期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》，制程小于28nm納米,，經(jīng)營期在15年以上的公司最高將可享受長達(dá)十年的免稅期,。對于頭部公司的扶持可謂“史詩級別”。

在政策大力推動,，并且優(yōu)先扶持尖端技術(shù)公司的方向下,，頭部公司突圍成功的概率將大大增加。

不光是中芯國際,，中微電子,、北方華創(chuàng)、通富微電,、華天科技,、華大九天等公司，均已經(jīng)在芯片設(shè)計(jì)軟件,、晶圓代工與芯片生產(chǎn),、封裝測試等環(huán)節(jié)出現(xiàn)了可圈可點(diǎn)的地方。

就拿國內(nèi)的半導(dǎo)體封裝測試行業(yè)舉例,，它是芯片制造的最后一環(huán),，用于保護(hù)半導(dǎo)體中的晶圓裸片，連接裸片與外部電路板等零件,。該行業(yè)與世界先進(jìn)水準(zhǔn)已經(jīng)相差不遠(yuǎn),。

本土的三大封測廠商——華天科技、長電科技,、通富微電已經(jīng)拿到約30%的市場占有率,，封測成為可能在短期突破實(shí)現(xiàn)完全國產(chǎn)替代的環(huán)節(jié)。

9個月前,，國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金二期正式注冊成立,，注冊資本高達(dá)2041億元,，至少撬動累計(jì)過萬億的資金助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

越是風(fēng)浪,，越生出堅(jiān)韌,。

去年四月，習(xí)近平總書記曾在武漢考察時強(qiáng)調(diào)：

“要加快在芯片技術(shù)上實(shí)現(xiàn)重大突破,，勇攀世界半導(dǎo)體存儲科技高峰,。'兩個一百年'奮斗目標(biāo)不是敲鑼打鼓、輕輕松松就能實(shí)現(xiàn)的,。機(jī)遇前所未有,，挑戰(zhàn)前所未有?！?/strong>

兩個“前所未有”,，既是對芯片產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體存儲科技的督促,，也是對中國科技勇攀世界高峰的殷殷期許,。

在這場沒有硝煙的戰(zhàn)爭中，誰會成為最后的贏家,？

星星和燈光都知道,。

無數(shù)個不眠的夜晚，無數(shù)盞徹夜閃爍在張江,、科技園、坂田基地,、五道口,、中關(guān)村、合肥高新區(qū)的燈光,。勤勞而勇敢的中國科技工作者們,，正在用一種無聲但又震耳欲聾的方式詮釋著問題的答案。