外媒：中国半导体崛起的四大障碍

网信科技前沿 · 公众号 · · 2020-09-29 17:04

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来源：半导体行业观察

在过去的二十年中，中国在电子产品的组装，测试和封装领域在半导体行业中的地位日益突出，但目前在设计和制造需求量很大的半导体集成电路（“芯片”）方面落后。从国家层面看，参与这个全球规模达4000亿美元的行业将对经济有巨大的推动作用，但该行业还推动了电信，计算机和汽车等不同领域的创新。

中国半导体产业能否赶上该产业的领先优势？今天中国对进口半导体技术的依赖程度如何？如果尽管花费数十亿美元仍不太可能赶上，那么它可能遇到的障碍是什么？在本文我们来一一解读一下。

近年来，中国加强建设国内半导体，其中最引人注目的是通过其各种政策以及更具体针对半导体行业的措施，例如《促进国家集成电路产业发展的指导方针》，该法规经常被提及。作为国家集成电路计划。他们在半导体行业的广泛目标包括：到2025年满足中国70％的国内需求，到2030年达到该行业所有领域的国际领先技术。半导体行业政策在中国已有40多年的历史了，而这些最新目标大部分是对长期目标的重述，该目标旨在提高这些技术的国内产能。

数据显示，中国在2019 年仅本土生产了其国内使用所需半导体的16％，并且鉴于中国为减少对外国技术的依赖而做出的不断努力，因此他们增加自给自足就不足为奇了。然而，国有资本流入中国半导体行业，引发了人们的担忧。这加剧了全球对中国如何在这一具有地缘战略意义的重要技术领域达到与领先的设计和制造同等地位的担忧，特别是考虑到其他市场部门展示的突破能力。

2014年，《国家集成电路计划》呼吁通过中央政府以及省市政府的投资在半导体行业投资约1500亿美元。这一资金水平相当于中国每年的半导体市场总量，是全球半导体行业每年用于研发的支出的两倍，这是一笔可观的投资。中国似乎有望在2020年达到1500亿美元的投资水平，而没有达到既定的长期目标。大部分投资发生在美国开始向全球供应商施加压力以切断中国对先进半导体的获取之前。是什么阻碍了中国？

阻碍一：技术落后

目前，中国台湾，韩国和美国拥有世界领先的半导体制造设施（称为代工厂或代工厂，是制造设施的简称），日本和美国的公司提供了绝大部分的专用设备。进入那些制造工厂。台积电（TSMC）是全球最大，最先进的合同制造商。台积电的大批量生产很大程度上是通过提供由两家最大的智能手机制造商苹果和华为设计的定制芯片来维持的。

半导体制造是资本密集型产业，该领域的研发支出通常超过其年收入的15％。平均而言，每一代最先进的制造技术的寿命只有两到四年，然后才被更新的技术所取代，取代并降为利润较低的产品。半导体制造设备供应商与跨国公司的代工厂和芯片设计师紧密合作，以保持这种不断发展的制造技术步伐。

今天，中国没有领先的半导体制造厂。中国最先进的晶圆代工厂直到2019年底才在上海的SMIC开始生产14纳米（nm）技术节点的芯片。这使中芯国际落后了由台积电，三星（韩国）和英特尔（美国）运营的领先代工厂大约十年，至少是第二代。

作为参考，台积电自2018年以来一直在7纳米节点上进行大批量生产，并有望在2020年末实现5纳米节点的大量生产。作为其技术领先地位的标志，台积电还制定了具体计划。以下两个节点。

2020年8月，台积电公开宣布他们打算在2022年下半年实现3纳米节点的量产，并开始在新竹建设2纳米节点的研究中心。中国在建造数十个晶圆代工厂方面进行的巨额投资主要是针对在较旧的节点上制造低端芯片，而不是针对利润丰厚的处理器芯片（例如用于笔记本电脑和移动电话的图形处理单元和中央处理器）的节点。

障碍二：人才招聘

为了将制造能力从14 nm升级到更先进，更小的节点，中国的公司将需要发展自己的制造专业知识。迄今为止，中国的公司还没有表现出维持协作网络的能力。创造和保护知识产权；和/或维持一支能够制造前沿技术的劳动力。这与中国在该领域具有高度创新性的组装，测试和包装公司形成鲜明对比。

目前，中国具有全球竞争力的半导体制造人才库非常有限。近年来，中国的制造业公司积极招募人才，以吸引人才离开中国台湾。中国大陆招聘公司的薪水是中国台湾平均薪水和奖金的2-2.5倍。

诸如美国的硅谷和台湾的新竹等行业人才高度集中的地区，是中国大陆确定的目标，这是中国人才招聘的重点。

总体而言，估计有3000多名工程师从台湾转移到了大陆公司，占台湾半导体研发人员的近10％。虽然这个招聘率并不是严重的人才流失，但依然值得跟踪。

障碍三：关键制造设备的限制

中国面临的另一个挑战是其对半导体制造的关键外国技术依赖。一种先进制造的关键设备从未在中国大陆交付给任何晶圆厂，因此这可能代表了中国为提高复杂性阶梯到领先地位所面临的瓶颈——这个设备即极紫外（EUV）扫描仪，它可以缩小集成用于前沿制造的电路图案。

如今，EUV扫描仪只有一家商业供应商，即荷兰ASML公司。复制ASML以及中国需要的技术，对中国来说将是一项艰巨的任务，而且不可能成功。ASML，其合作伙伴和多个国家政府在30多年来投资了数十亿美元，以开发该扫描仪所需的许多创新产品。像中国这样的“快速追随者”方法已经在其他领域证明了这一点，不太可能为此类复杂设备寻求替代外国供应商。

它能够制造在10个纳米节点及以下，甚至可能下降到3纳米节点，没有这样的EUV扫描器，通过其他制作方法，如使用旧的深紫外线（DUV）扫描器技术使用多个重叠的图案化来实现图案尺寸减小。DUV设备已出口到中国，也不可能EUV扫描曝光机的限制。

尽管如此，即使中国的晶圆厂能够以这种方式使用DUV扫描仪来制造芯片，与中国台湾，韩国的制造厂相比，额外的图案化也有可能导致其整体制造成本更高，产量更低。

障碍四：获得前沿合同制造

美国对出口的审查日益严格，使一些中国公司进入领先制造业的难度加大了。

华为于2019年5月被列入美国实体名单后，这家中国公司需要寻找替代芯片供应商来制造其智能手机。在短短几个月内，华为便转向了台湾，日本和荷兰的芯片供应商，以取代其美国供应商。

美国在2020年5月扩大了限制范围，导致华为也无法在台湾生产自己的芯片设计。2020年8月，华盛顿采取了进一步措施，通过转移到外国供应商，防止华为规避美国的出口管制。修改了外国生产的直接产品规则，另外38家华为关联公司被添加到了实体列表中，进一步加强了华为获取使用美国软件或技术开发或生产的国外制造芯片的限制。

台积电将在2020年9月之前停止制造华为的设计，以符合美国限制的扩展。来自美国的营收贡献了台积电60%的收入，而来自中国大陆的收入仅占其总收入的20％，这鼓励台积电遵守美国的规定，而不是冒失去更多收入来源的风险。

为应对失去与台积电的联系，华为增加了中芯国际的芯片制造。但是，国内供应商不能代替台积电。华为曾尝试将设计发送到三星（韩国）或使用联发科技（中国台湾）的设计，但美国对外国直接产品规定的8月修正案将来可能会阻止这种情况。

因此，华为公开表示，2020年末其新款智能麒麟处理器的智能手机出货量可能是最后一次。需要更多的时间来了解这些限制是否会通过降低手机销量来真正损害华为的利益，或者是否能够找到其他外国供应商。

结论

目前，中国距离实现半导体行业的自给自足和全球领导地位的目标还很遥远。中国该行业的制造部门至少落后了两代，并依赖于外国制造设备的供应商。该行业的设计部门能够进行具有全球竞争力的芯片设计，但其领先优势依赖于外国供应商进行制造。

短期来看，中国不太可能达到领先水平，而且多个国家政府加大对关键技术出口限制的压力可能会进一步降低中国半导体制造业的发展速度。尽管确实存在基于技术的瓶颈（例如在此强调的瓶颈），

作为解决中美战略竞争的政策选择，去耦和逆向供应链整合已被广泛讨论，但还有另一种观点这表明应对相互依存和战略竞争的更好方法是依靠盟国和志同道合的伙伴之间的集体行动和协调，以应对中国提出的共同的经济和安全关切。

拥有像中国这样坚定，足智多谋，充满活力的参与者，中国可能会继续利用本土发展，外国人才吸引计划，合资企业，垂直整合以及上面确定的其他方法，在半导体制造业的追赶中采用多种途径。