宋玮

芯片（Chip）是指内含集成电路的硅片，也是半导体元件产品的统称，由较大的晶圆分割而成。根据海关总署数据，2020年中国集成电路（芯片）进口金额首度突破3500亿美元，占我国进口总额的17.03%，超过原油连续六年高居我国进口商品第一大品类。

今年3月7日，原工信部部长苗圩在全国政协全体会议大会发言时说：“全球制造业四级梯队格局中，中国处于第三梯队，实现制造强国目标至少还需30年。”这番表态可谓语重心长。作为中国制造业未来的核心，国产芯片如何突破封锁、有所为有所不为，值得深度思考。

制裁紧与松

芯片产业链，包括原材料与设备、设计、制造、封测四大环节。鉴于在设计和制造环节中国已经涌现出部分具有巨大潜力的企业，未来中国寄希望于在设计和制造端发力，从而带动更上游的原材料和设备发展，实现在半导体行业“补短板”。

在设计端，华为海思设计的麒麟芯片，已实现5纳米工艺制程；在制造端，中国大陆最先进的芯片代工企业“中芯国际”也已迈入7纳米工艺制程时代。但近两年，美国通过制裁华为和中芯国际，迟滞了中国芯片的国产替代进程。

3月11日路透社消息称，拜登政府已修改针对华为的出口许可，进一步限制美国公司向华为出口5G相关设备，对华为限制出口的设备范围扩大到“与5G设备共用”，意味着即便设备不构成华为产品的5G功能，也会被限制出口。另一方面，拜登还修改了关于5G、关键基础设施、企业数据中心、云或空间应用等方面的内容。这意味着拜登政府在制裁华为方面，将与特朗普政府一样强硬。

至于中芯国际，早在去年12月18日被美国纳入禁运实体名单；凡采用美国技术的“生产10纳米及以下制程之芯片所需的特定技术与设备”，被禁止向其出口。经过数月的谈判和努力，今年3月3日中芯国际宣布从光刻机巨头荷兰阿斯麦尔（ASML）处，获得购买“相对先进”设备的许可，尽管这些设备主要被用于“成熟”的制程工艺。

此次中芯国际获得许可，显示中美半导体贸易在一般产品领域有恢复的势头。3月11日中美两国半导体行业协会建立了“中美半导体产业技术和贸易限制工作组”，也是这一趋势的具体例证，有助于应对全球芯片供给的严重不足。但这些“先紧后松”“讨价还价”的微调，并不能彻底打破美国针对中国发展高端芯片的贸易限制和技术壁垒。

以光刻机行业为例，它依然是一个受到美国遥控的寡头化的市场（如果算上日本的尼康和佳能的话）。阿斯麦尔是在荷兰注册的公司，在全球高端光刻机市场占有最大份额。其最顶级的第五代光刻机，采用了极紫外（Extreme Ultra-violet，EUV）技术，主要应用在7纳米及以下更先进制程的生产线上，由阿斯麦尔全球独家供应。

由于需要美国的市场和基础技术，阿斯麦尔并不能无视美方的贸易禁令。1997年，英特尔和美国能源部共同发起了EUV光刻机联盟，汇集了美国三大国家实验室并联合了摩托罗拉和超威半导体等企业，共同研制了EUV技术。阿斯麦尔一度被美国政府排除在外，最终在表达了忠心和做出巨大让步后，才获准加入，而尼康由于美日半导体贸易战，被拒绝加入。如今中国半导体行业取代了日本遭到美国打压，也不出意外。

在设计端，华为海思设计的麒麟芯片，已实现5纳米工艺制程；在制造端，中国大陆最先进的芯片代工企业“中芯国际”也已迈入7纳米工艺制程时代。

在国产光刻机领域，上海微电子设备公司研制的光刻机，实际已达到第四代光刻机的水平。但其采用的深紫外（DUV）技術在应用于先进制程时，需要多次曝光芯片，成本高、风险大，目前主要用于集成电路的后道封装和面板领域。在先进制程的光刻机技术上，上海微电子落后于最前沿20到30年，今后要想与时俱进，从外部引进技术必不可少。

可是，中国紫光集团此前的失手并非孤例：其意图收购美光和铠侠（原东芝存储），均因对象国当局的阻挠而放弃。当前，拜登政府为保持美国在半导体、人工智能等行业的领先，正筹组多个排他性的跨国技术联盟。在此背景下，中芯国际暂无法完成采购EUV光刻机的订单，只能转而购买跟阿斯麦尔现有协议中“与DUV技术相关的设备”，而且，其重签的12亿美元采购合同有效期延至今年年底，尚不能排除遭拜登政府进一步干预而变卦的风险。

空间足，差距大

目前看，主要国家和地区在芯片产业链上的竞争优势各不相同。

美国在芯片的设计、制造和设备领域均具有优势。美国的高通、博通、英伟达、苹果、赛灵思等透过芯片设计，把控了整个产业链的顶端，同时拥有英特尔、美光科技、德州仪器等垂直整合制造（IDM）厂商；设备方面，美国拥有拉姆研究、科天、泰瑞达等头部厂商。

韩国在制造领域具有优势，主要体现在存储芯片、芯片代工等方面，代表厂商有三星电子、SK海力士等。中国台湾在芯片代工、设计、封装测试领域具有优势，代表厂商有台积电、联电、联发科等。日本及欧洲，主要在材料和设备、汽车电子领域具有优势，代表厂商有东京电子、阿斯麦尔、瑞萨电子、意法半导体、恩智浦等。

从近年来的竞争图景来看，在设计领域，美国于数字芯片和模拟芯片设计方面遥遥领先，而在部分细分领域，中国大陆厂商开始具备全球竞争力。

高端数字芯片方面，英特尔和超威半导体这两家美企，长期垄断笔记本电脑、台式机和服务器的中央处理器市场；而长期以来一直被用于图形处理的GPU，近些年已经成为训练人工智能算法最常用的芯片，美企（英伟达和超威半导体）也垄断了这方面的设计市场。模拟芯片设计方面，德州仪器产品的覆盖范围最全，市场份额约占20%。

由于高端数字芯片、模拟芯片方面竞争壁垒高，2019年半导体设计公司收入排名中，前十名有六家为美国公司，中国台湾有两家（联发科、瑞昱半导体），俄罗斯和英国各一家。但在如无线蓝牙、非易失闪存、生物特征识别等细分芯片设计市场，中国大陆部分厂商已进入全球前三，更多在细分领域领先的中资公司不断涌现，逐步实现“农村包围城市”。

在制造领域的代工方面，台积电赢者通吃，三星紧追其后。2020年，台积电在全球芯片代工厂中一骑绝尘，市占率达53.9%，韩国三星电子仅为17.4%，其余厂商市占率在10%以下。中国大陆厂商在规模、盈利能力、技术等方面，持续逼近台联电等二线厂商。

在存储芯片制造方面，韩、美两国企业（三星、SK海力士、美光、西部数据等）继续占据垄断地位。持续资本投入和技术快速迭代，是韩国企业成功的关键。中国存储芯片的自给率不到5%，国内厂商长江存储、长鑫存储等在加速追赶。

在设备领域，美日欧大幅领先，中国大陆在部分细分领域有所突破，但半导体设备国际依存度高的特点不断凸显。近一年内，由于供需关系愈加失衡，全球晶圆厂扩产节奏加快，带动半导体设备销售市场的火爆。中国大陆晶圆厂一方面争取获得购买美国半导体设备的许可，另一方面加紧抢购日本的二手芯片制造设备。

在封装领域，中国大陆发展较快，早已占全球70%以上份额。芯片集成化、小型化等需求，推动着先进封装工艺融合发展，国内传统封装具备规模优势。先进封装龙头企业长电科技、晶方科技，与国际差距相对较小。

在材料领域，美日欧大幅领先，中国大陆在部分细分领域（如大硅片）有所突破。半导体材料大致可分为前端晶圆制造材料和后端封装材料。日本信越化学和SUMCO占据了晶圆材料（硅片、光掩膜、光刻胶、抛光液等）约一半的市场份额。晶圆尺寸越大越利于降低切割后单个芯片的成本。2020年之前，中国境内主要以8英寸晶圆厂为主，现在正逐渐向12英寸晶圆厂过渡。

封装材料主要有层压基板、引线框架、焊线等。由于材料与关键工艺（光刻、刻蚀、镀膜沉积）之间的契合度愈发受到重视，中国的材料供应商适宜收购和整合国内外相关企业，获取丰富的产品线，特别是加强蚀刻和沉积这两种工艺，同时与北方华创等半导体设备厂家加强合作，提升彼此的国际竞争力。

晶圓尺寸越大越利于降低切割后单个芯片的成本。2020年之前，中国境内主要以8英寸晶圆厂为主，现在正逐渐向12英寸晶圆厂过渡。

虽然芯片国产替代的空间足，但跟国际前沿的差距仍非常大。根据国内权威财经媒体的测算，截至2019年，半导体的实际国产化率仅为15.7%，预测2024年能达到20%。

系统性工程

“形势逼人，挑战逼人，使命逼人。我们比历史上任何时期都更需要建设世界科技强国！”国家主席习近平日前表示，要“坚持科技创新和制度创新‘双轮驱动，优化和强化技术创新体系顶层设计”。

对于扶持本土的半导体产业，中国政府愈发认识到这是个系统性工程，相应出台了一系列产业政策，包括908、909工程、国家重大01专项、02专项、《国家集成电路产业发展推进纲要》、“十三五”规划，以及成立一二期大基金提振行业信心等。

从纲领性文件来看，《国家集成电路产业发展推进纲要》定调“设计为龙头、制造为基础、装备和材料为支撑”，目标是到2020年集成电路产业销售收入年均增速超过20%，到2030年集成电路产业链主要环节达到国际先进水平，一批企业进入国际第一梯队。

然而，过去几年南京德科码、成都格芯、贵州华芯通、陕西坤同柔性、江苏德淮、武汉弘芯等大型半导体项目纷纷折戟。根据“天眼查”检索结果，经营范围含“芯片、集成电路、半导体”的中国大陆企业有近30万家。针对行业的鱼龙混杂，国家发改委发言人孟玮去年10月批评道：“个别地方对集成电路发展的规律认识不够，盲目上项目，低水平重复建设风险显现。”

如何防止在地方诱导下“三无”企业扎堆进入芯片行业？除了“谁支持、谁负责”的政治总要求，我们还得找到芯片国产替代得以可持续化的护城河。

业内专家认为，在芯片制造等偏向重资产的领域，中国应学习国外经验持续“逆周期投资”，中长期看好国内龙头企业，并不单纯从盈利角度衡量得失。而在芯片设计等轻资产领域，中国应以市场为导向，合理扶持，避免过度保护，以便实现优胜劣汰，引导下游积极推进国产替代。

从美国、日本、韩国、中国台湾等先进经济体的芯片发展史不难发现，政府政策引导、杰出人才培养、下游产业集群、持续资金投入是不可或缺的要素，但国际关系和外交因素也是不容忽略的一环。中国在美国制裁压力下更要尊重行业发展的客观规律，补齐集成电路教育的短板，创造有利于跨境人才厮守的环境，避免急功近利，谨防欲速不达。