一张图看懂中国芯片行业国产化,搞得怎么样

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这两年，美国频繁地对中国技术禁运，暴露了我们在半导体（芯片）领域的巨大短板，没有欧美日的设备，我们竟然连中低端芯片都造不出来。

同时，每年花费多亿美元进口芯片，对于号称制造大国，拥有门类最齐全工业体系的我们，也是一种不能言说的痛。

于是，致力于半导体的国产化，突破中高端芯片制造的关键设备、关键工艺，成为了近些年中国坚定不移的国家意志，不破楼兰誓不还。

大江南北，也是纷纷上马各类半导体项目，资金丰茂，人才涌起，一派热火朝天好景象；各类“突破”的好消息也理所应当地纷至沓来。

如：中微半导体量产了用于生产5nm芯片刻蚀机，进入台积电的供应链，技术达到全球一线水平。再如：中芯国际宣布将在上半年风险量产7nm制程的芯片，成为全球第三家掌握10nm以下芯片制造工艺的企业。再再如：上海微电子研发出了可制造出28nm芯片的光刻机。.......

乐观派据此认为：半导体技术不过如此，不出3-5年，中国就可以摆脱欧美日韩，独立自主地制造出高端芯片。

悲观派认为：上述突破只是点的突破，就像在平原上崛起了几个奇峰，不能据此认为中国半导体很快就会赶超全是高原的欧美日韩。

总之是，公说公有理，婆说婆有理。极端乐观派骂悲观派是跪久了，极端悲观派骂乐观派是小粉红。

双方都没有足够的数据和逻辑，讲明白：中国半导体行业和欧美日韩的差距，到底有多远？1公里，还是十万八千里？

半导体的哪些领域，中国实现了很强的国产化？还有那些领域，几乎完全依赖进口。

下面，夸克财经试着把半导体行业解构成半导体原材料、半导体中间体-硅晶圆、半导体制造设备以及半导体制造工艺四个板块，犹如一个厨师制作美食，需要先准备好上等食材和半成品（原料），然后使用厨具（制造设备），配合多年的高超厨艺（制造工艺），才能烹饪出色香味俱全的美食来（制造出芯片）。

我们尽量用这种庖丁解牛的方式，结合大量数据，为大家更为通俗易懂地展示中国半导体在这些领域的国产自给率情况，以及技术上的差距。

一，硅晶圆：账面上实现了“漂亮的国内自给”

硅晶圆是制作半导体（芯片）的母体，对硅晶圆进行切割、光刻等操作，就能得到一块块小芯片；同时，硅晶圆也是把沙子变成芯片的中间体：沙子经过高温提纯，就能得到硅晶棒，再把硅晶棒抛光、切割，就能得到圆片状的硅晶片，也就是我们所说的硅晶圆。

如果说芯片是一盘麻婆豆腐，硅晶圆就是还未切块的生豆腐，沙子就是制作豆腐的黄豆。

而根据ICInsights的调查数据：中国年共消化了价值亿美元的硅晶圆；其中，中国大陆境内的工厂，提供了亿美元；自给率达到了75%，看起来实现了基本自给。

不过，需要指出的是，这只是账面上的“漂亮数字”，并不代表中国真实的自给率有这么高。为什么呢？因为中国大陆境内的硅晶圆工厂，很多是合资企业，包括：台积电在南京的12英寸晶圆厂、三星在西安的mm晶圆厂等等。

这些厂的供给，在统计上属于国内企业，但由于合资的属性，技术、管理等主动权控制在外资手里，算不上完全的自给。

同时，由于中国现阶段依靠的是进口大量成品芯片，而非国内购买硅晶圆，自主制造芯片；因此，这个75%的自给率，含金量要大打折扣。

中国每年消耗了全球45%左右的芯片，但作为制造芯片的硅晶圆，中国产能占全球份额只有12%左右（包括三星、英特尔在中国的合资晶圆厂产能）。

全球硅晶圆的产能，基本上被三星、台积电、美光、英特尔、意法半导体等欧美日韩垄断，其中，三星、台积电、美光三家企业，就垄断了全球硅晶圆产能的60-70%；而全球前十产能的硅晶圆厂，中国大陆企业也无一上榜。

中国在硅晶圆国产自给方面，还有相当长的道路要走。

二，半导体原材料：进口依赖得让人触目惊心

所谓半导体原材料，是指在芯片制造的各个工序中，必备的各类辅助化学材料，包括光刻胶、抛光剂、电子气体等等。

犹如厨师制作一道美食，需要添加配菜和油盐酱醋八角茴香一样。

根据国内半导体智库的统计：年，中国共消耗了价值亿人民币的各类半导体原材料，其中国内企业供给了亿人民币，国内自给率只有区区23.8%。

需要指出的是，这里的国内企业，大部分是纯内资企业。

比如：用于浸没式ArF光刻的光刻胶，中国几乎全部依靠进口，自给率为零，在中高端光刻胶方面，尤其如此。

再如：附着在芯片表面，用于曝光镂刻电路图的光掩膜，国内自给率只有可怜的1%。曝光镂刻是芯片制造工艺中，流程单价最高的一部分，可见光掩膜的重要性。

再再如：用于保持芯片制造和芯片封装特殊环境的电子气体，技术相对简单，国内自给率也才刚刚达到30%。

总之一句话，由于我国长期在材料科学上的基础研究不足，想要自给半导体需要的几十乃至上百种原材料，难度还是非常大的。

三，半导体制造设备：已经挖掉了三座大山中的一个小山

工欲善其事，必先利其器，好厨子没有好刀具，也是做不成美食的。

半导体制造设备是半导体行业中，技术难度最高，欧美最为封锁我们的领域。

以我们常常听到的光刻机为例，90nm以下的相关设备几乎全部为美日荷厂商垄断，其中，荷兰AMSL，日本尼康和佳能三家，在年占到了全球光刻机市场份额的90%以上。

AMSL一家就独占了75%的光刻机市场，在EUV光刻机领域，更是独家销售，没有竞争对手。

中国目前，虽然已经攻破了90nm和28nm的DUV光刻机难关，但均未量产，商业化之路困难重重。

AMSl、尼康、佳能随时可以用大资本价格和产量成熟度优势，将中国的光刻机扼杀在摇篮里。

这些巨头太大了，大树底下是没办法再长树的。

而半导体设备三大件中的另外两个，刻蚀机和薄膜设备，中国国产化情况则是一喜一忧。

喜的是：中国在刻蚀机方面取得了重大突破，中微半导体生产的5nm刻蚀机已经被台积电采购，用于为苹果、高通生产芯片了。中微半导体还在研究3nm刻蚀机，技术水平达到了全球一线。

忧的是：占据半导体制造设备销售额20%的薄膜设备，我国的自给率不足2%，70%的全球市场被美国应用材料、泛林半导体以及日本TEL三大厂商占据。

在包括光刻机、刻蚀机、薄膜设备、匀胶机、显影机等所有半导体制造设备中，年中国大陆市场需求总额为亿美元，国内企业仅能够提供16.5亿美元的设备，自给率仅为区区12.5%。

也就是说，中国在半导体制造设备方面，整体上落后很多；光刻机、刻蚀机、薄膜设备三座大山中，中国已经挖掉了刻蚀机一座。

四，半导体制造工艺：无源之水，前途未知

拥有了上好食材，绝世刀具，如果没有精湛的厨艺，厨师也是做不出美食的。

延伸到半导体行业，制造工艺非常重要，重要到台积电靠着先进制程工艺，成为了如今全球半导体行业的中心。

目前，美国控股的台积电，在年已经量产了5nm的高端芯片；而中国中芯国际，也在梁孟松的拓展下，量产了14nm芯片，代差2-3代。

去年专家预计：年，台积电将风险量产3nm芯片；中芯国际将风险量产7nm芯片。

可惜的是，由于美国对我们加紧了半导体技术和设备的禁运，本应该在这个月就风险量产7nm的中芯国际，并没有宣布好消息；可见设备和技术的禁运，延迟了我们在制造工艺上的创新。

在半导体设备和半导体原料都严重依赖欧美日韩的大背景下，中国目前的半导体工艺探索，终究是无源之水，无根之木，仰人鼻息，前途未知。

这种情况，到等到中国半导体行业整个崛起，才能有效缓解。

由以上四点论述，我们可以对中国半导体得出一个清晰的认识:尽管中国在少数几个点（如刻蚀机）取得了突破，但仍然处于严重落后状态。

注意，这里说的是严重落后，而不是落后。在半导体制造设备和原材料的提供方面，国内企业的自给率没有超过25%；硅晶圆制造也是以合资企业为主。

更糟糕的是，半导体行业的头部企业垄断效应非常明显，如三星、台积电、美光占据了硅晶圆产能的三分之二；AMSL占据了光刻机75%的全球市场；美国应用材料、泛林半导体以及日本TEL三大厂商垄断了全球70%薄膜设备的供给。

这些头部企业用大资本、价格优势和成熟的产品，牢牢阻碍着中国半导体企业的成长。

因此，必须认识到中国半导体整体严重落后的事实，在差距面前，也必须意识到仅靠几个点的突破，是改变不了大局的；中国半导体崛起，必须是在原料、设备和工艺上的全面突破，否则人家随时还可以卡你的脖子。

当然了，这里我并不是唱衰中国半导体，可怕的不是差距，而是不正视差距；或者正视差距了，选择的方法不对。

正如半导体行业头部企业垄断效应太过明显，我们一些地方上马太多半导体项目，小而分散，没有龙头企业，不能集中资源，是无法对欧美日韩头部企业造成有效威胁的。我们需要类似屏幕行业京东方一样的巨头出现。

差距很大，严重落后都不是问题，重要的是我们重视了，聚焦目标，踏实做事情，正如钱学森所说：有人问我，中国人能不能造出导弹；我回答说，中国人不比美国人少个脑子，他们造得出来，我们肯定造得出来。

钱大师的话放在最后，与各位国人共勉之。