中国芯片产业“烂尾潮”背后的出路

时间:2020-10-28 14:45内容来源:联合早报 版阅读:新闻归类:观点评论

芯片产业烂尾潮背后的出路 

本刊记者/杜玮

发于2020.10.26总第969期《中国新闻周刊》

10月22日,华为手机史上最强大的Mate40发布,然而,因为受美国制裁,这款搭载麒麟9000芯片的手机,或将成为华为高端手机的绝唱。

10月4日晚,内地规模最大、技术最前沿的芯片代工企业中芯国际发布公告称,确认受到美国出口管制,向中芯国际出口的部分美国设备、配件及原物料须申请出口许可证后,才能继续供货。

近年来,中国芯片进口额都超过石油,成为第一大宗进口商品。2019年,中国集成电路的总进口量约为4451.3亿块,进口总金额超过3000亿美元。芯片是决定电子设备正常高效运转的大脑,因其以半导体为主要原材料,集成电路为实现功能的核心,因此常以半导体或集成电路代称。从2018年的中兴事件,到近两年华为危机、中芯国际受限,暴露出中国企业“缺芯少魂”的致命软肋。

9月16日,中科院院长白春礼在国新办发布会上表示,2019年中科院就已启动处理器芯片与基础软件等5个科研专项,未来还将部署光刻机等卡脖子领域攻关。

实际上,早在2014年,随着《国家集成电路产业发展推进纲要》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,全国各地就掀起芯片产业发展热潮,一个项目投资动辄数百亿元乃至千亿元。而在最近一年多里,各地有多个投资目标百亿元级别的半导体项目停摆,引发烂尾潮。

10月20日,在国家发改委的例行发布会上,发改委新闻发言人孟玮表示,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发展秩序;建立防范机制,引导地方加强对重大项目建设的风险认识,对造成重大损失或引发重大风险的,予以通报问责。

“脖子”卡在哪里

芯片的“出世 ”要历经设计、制造、封装三个环节。眼下,国产芯片在设计和封装领域与世界先进水平的差距不断缩小,“卡脖子”的环节主要在于制造。华为就是典型代表,以麒麟9000芯片为例,因其只布局了设计,没有涉足制造,因而只能找拥有全球最领先5纳米制程工艺的台积电为其代工。

所谓5纳米,是指构成芯片基本单位晶体管上源极和漏极间的距离,这一数值越小,芯片上能排列的晶体管数就越多。目前,台积电正研制3纳米制程,预计于2021年下半年试产。中芯国际在2019年实现了14纳米工艺量产,工艺水平与台积电相比还落后至少两代。

更致命的是制造设备和材料的匮乏。制造芯片时先要将原材料硅提纯,再切成薄厚均匀、厚度不超过1毫米的硅片,称为晶圆,这相当于芯片的“地基”。晶圆越大,意味着能封装出的芯片越多,成本降低,对生产工艺要求也越高。

中国半导体行业协会副理事长、清华大学微电子学研究所所长魏少军对《中国新闻周刊》说,目前,国内集成电路加工所需的纯度为99.9999%乃至更高的大尺寸硅片基本依赖进口,由数百种原料构成、加工工艺复杂的光刻胶虽说技术上并非不可逾越,但因国内研发起步晚,也主要依靠日本美国企业。

被称为“半导体工业皇冠上的明珠”的光刻机的重要性更是广为人知。目前最先进的光刻机是由荷兰ASML公司所生产的5纳米工艺制程的极紫外(EUV)光刻机,1台售价超过1亿美元。而目前国产光刻机工艺水平为90纳米。国内领先的半导体设备制造企业上海微电子设备(集团)有限公司将于2021年~2022年交付首台28纳米工艺的国产浸没式光刻机。

国家工信部下属的赛迪智库集成电路所集成电路制造研究室主任史强对《中国新闻周刊》说,这一产品还要经过验证才能上生产线,往往还需要一到两年。除光刻机外,尖端工艺所需的诸如刻蚀机、离子注入机等设备、材料也都大多掌握在东京电子、应用材料、泛林等欧美日韩企业手中。

由于产业结构和需求的失配,中国所需处理器/存储器等核心芯片主要依赖进口。一位在半导体行业有数十年从业经验、曾在多家顶尖芯片公司担任高管的资深业内人士对《中国新闻周刊》表示,表面上看,近年来国内企业取得了一些进步,但实际上进步是“非常脆弱”的,因为生产装备、原材料、管理生产流程的工业软件MES90%以上都要进口。

即便在设计领域,中国的芯片业也有软肋。芯片设计的自动化软件EDA由两家美国公司与德国西门子的一家子公司掌控。此外,全球90%的智能手机和平板电脑芯片中都运用ARM架构,ARM与在电脑中占据霸主地位的英特尔X86架构,并称为当下芯片主流的两大架构。但在9月14日,美国芯片巨头英伟达宣称,将以400亿美元的价格收购日本软银公司旗下的知名芯片设计架构公司ARM。在外界看来,这或将使得美国政府限制ARM架构在中国的使用。

(10月14日,参观者在2020中国国际半导体博览会上观看中芯国际代工生产的芯片。图/IC)

芯片产业烂尾潮

2014年,国家大基金启动,首期募集资金超过1300亿元。大基金是中央财政、国开金融、中国移动等设立的产业投资基金,重点投资行业龙头企业,如中芯国际、长江存储等,还意在撬动更多社会资金注入。在魏少军看来,在某种程度上,大基金更像是为企业扩张、上市而设立的资金。

以“芯片”为关键词在企业信息平台“企查查”搜索发现,截至今年10月初,全国的芯片相关企业超过50000家,今年新成立的芯片公司就达12740家。

今年1月20日,一台全新尚未启用、被武汉市东西湖区政府称为“国内唯一能生产7纳米芯片”的ASML高端光刻机被以5.8亿元抵押给了武汉农商银行东西湖支行,抵押方为武汉弘芯半导体制造有限公司。这家成立于2017年11月的公司,因其号称拥有14纳米及7纳米先进生产工艺、先后两期计划投资总额达1280亿元而备受关注。2018年和2019年,弘芯连续入选湖北省重大项目,在武汉市发改委发布的2020年市级重大项目计划中位列第一位。2019年,弘芯还邀请台积电前首席运营官蒋尚义出山,任公司首席执行官。

但在今年7月30日,引进弘芯的武汉市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,弘芯项目存在较大资金缺口,随时面临资金链断裂导致项目停滞的风险。目前,湖北省重大项目中已将武汉弘芯移除。

事实上,近年来,因资金链断裂濒临或导致烂尾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格罗方德和成都市政府计划投资90.53亿美元、2017年合作组建的格芯(成都)集成电路制造有限公司已经停业。该公司曾称要建立全中国规模最大的12寸晶圆厂。

在陕西西咸新区,原计划投资近400亿元,号称要建设国内首个柔性半导体服务制造基地的陕西坤同半导体,在成立一年多后,于今年年初被曝出拖欠员工薪水。

今年6月,半导体界的“明星公司”南京德科玛因资金不足进入破产清算及资产移交程序。德科玛的案例备受关注,其创办人李睿为更因先后在淮安、南京、宁波三地参与创办半导体公司,被称为“投机分子”。

李睿为对《中国新闻周刊》说,2015年,他和曾在中芯国际担任过厂长的夏绍曾一起,与南京经济技术开发区接洽,希望引进以色列芯片巨头Tower Jazz的技术,在南京建一座晶圆代工厂。筹备期间,因接到了淮安市政府抛出的橄榄枝,二人决定移师,创建了总投资额450亿元、一期投资120亿元的淮安德科玛,后更名德淮半导体。

但据媒体报道,到2019年10月,德淮项目达成的投资只有46亿元,目前基本搁浅。《中国新闻周刊》了解到,当地已成立德淮半导体工作推进小组,负责整体稳定工作。德淮初创后,李睿为因和夏绍增产生矛盾,又回到南京,创办了南京德科玛,一期投资目标总额预计达50亿~60亿元,计划生产电源管理芯片等模拟芯片。但项目自 2017年1月开工后一年多,就出现了资金链断裂,到2019年2月,德科玛筹集到的投资只有2.5亿元;南京项目停摆后,李睿为又带了十几个旧部,在宁波注册了一家不用花大价钱建厂房的芯片设计公司——承兴(宁波)半导体公司。

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