全省造芯熱背後:中國晶片恨鐵不成鋼,舉國之力用錯地方

2020-12-26 手機鳳凰網

自2017年以來,晶片的國產替代願望從未如此強烈。近日,央視財經援引國務院發布的相關數據顯示,中國晶片自給率要在2025年達到70%,而2019年我國晶片自給率僅為30%左右。

6年40%的自給率提升空間,按2019年我國晶片進口額為3040億美元的保守計算,每年的市場蛋糕高達1200多億美元。如此巨大的市場誘惑下,造芯浪潮自2017年奔湧而起,晶圓廠在全國遍地開花,幾乎各省皆有晶片項目上馬。國際半導體設備與材料產業協會(SEMI)發布的報告顯示,2017年至2020年間投產的半導體晶圓廠約有62座,其中26座設於中國,佔全球總數的42%。

然而,這26座晶圓廠,目前已知有成都格芯、南京德科碼、德淮半導體和武漢弘芯4座晶圓廠,未到開花結果時即宣告停擺,給全省造芯熱潑下四盆冷水,預示著這股熱潮背後有著不可忽視的弊端。

.01.

不被看好的「舉國之力」

全省造芯這種模式,有一個接地氣的說法:舉國之力。這方面,我國有原子彈的成功先例。原子彈屬於軍用產品,軍用產品只要滿足「能用」即算合格,但晶片屬於民用產品,在摩爾定律跳躍的鞭子下,唯有衝到行業前列才有肉吃,僅僅「能用」的話,湯都喝不到。

貴為全球第五的晶片製造廠中芯國際,2019年毛利率是全球第一的臺積電的45.23%,淨利潤率卻只有臺積電的17.41%,淨利潤額方面則更為懸殊,僅有臺積電的1.56%,相當於臺積電每賺100元,中芯國際只能賺1元5毛6分錢,「吃肉的」與「喝湯的」差距就是這麼大。

正因為如此,舉國之力並不被晶片業內看好。

臺積電創始人張忠謀在接受媒體採訪時就曾表示,大陸因為人才和經驗方面的劣勢,在晶圓代工上沒有優勢,無法超越臺積電,應該將發力點放到晶片設計上。

即使國內的晶片業內人士同樣不看好舉國之力,尤其是它的翻版「全民造芯」。

8月26日,中國半導體行業協會副理事長、原清華大學微電子所所長魏少軍在接受21世紀經濟報導採訪時表示,在全球化產業鏈中,不要嘗試什麼都自己做,不能一講晶片受制於人就全民一窩蜂地大搞晶片,更不能整天想著如何在光刻機、EDA等環節上推進國產替代,未來半導體行業的全球化布局和開放合作仍然是時代的主流,對此必須有清醒的認識。

而南京德科碼半導體、成都格芯、德淮半導體和武漢弘芯的先後停擺,似乎正好印證了張忠謀和魏少軍對舉國之力的負面看法。

不過,國內這四座晶片廠的停擺,並不能證明舉國之力是花架子,相反,它在日本和美國已有成功的先例。

.02.

日本半導體以「舉國之力」打敗美國

1950年代,出於政治需要,美國對日本的科技產業實行扶持政策,日本公司可以輕鬆買到美國的最新發明專利授權。此時,日本政府順勢頒布《外國投資法》,對高科技產業進行政策引導。

1953年,索尼創始人盛田昭夫花數萬美元買到了貝爾實驗室的電晶體專利,並和美國公司前後腳開發出電晶體收音機,為索尼公司的成長奠定了第一塊基石。

很快,日本又對想打入日本市場的美國半導體公司提出兩點強制性要求:必須與日本企業合資;必須公開晶片專利。日本自此走上一條「引進趕超」的發展道路。

但1960年代,隨著日本的電子手錶、計算器、家電等橫掃美國市場,日美發生貿易摩擦,美國停止對日本的晶片技術授權,美國投資也開始退出日本。「引進趕超」道路被截斷了。

正在茁壯成長的日本半導體產業遭到致命打擊,市場份額下跌,開始大規模退出市場。值此危難之際,日本政府在1970年代中期果斷出手,作為投資方和組織者,以舉國之力組織了NEC、日立、三菱、富士通和東芝等日本五家龍頭企業,以及日本通產省電氣技術實驗室、電子技術綜合研究所、日本電信電話公社等,啟動VLSI(超大規模集成電路)開發項目。數年下來,項目大獲成功,取得了1200多項核心專利,為日本在DRAM晶片產業的大發展奠定技術基礎。

有了核心技術積累,此後十餘年,日本半導體產業核心元件從對美國依賴度達80%,逆變為國產化率70%,日本半導體產業走上了「自主研發」的道路,並在1980年代中期打敗美國,成為全球半導體第一強國。

而美國被日本一頓胖揍後,一改半導體領域由私人投資的做法,調頭學習日本的「舉國之力」。

.03.

美國學日本舉國之力逆轉競爭劣勢

1987 年,美國政府聯合以英特爾為首的13家半導體公司,啟動了SEMATECH計劃,以幫助美國半導體產業重回世界第一。SEMATECH計劃和日本的VLSI開發項目不同,不是技術攻堅,而是研發資源整合。

該計劃收穫兩大成果:

一是集中研發,減少重複浪費,並在半導體行業內共享研發成果,為企業減輕負擔;

二是把半導體製造技術模塊化,使設計與製造分離成為可能,促進了資金規模較小的晶片設計公司大發展。

早在1980年,美國國防部就 在南加州大學投資建立了MOSIS(MOS Implementation System) 項目 ,目的就是降低專用晶片(ASIC)設計成本 ,以彌補和日本競爭時的工藝技術短板。

MOSIS項目採用多品種掩膜技術模式,整合了全美晶片設計資源,還整合了各半導體廠家的最新工藝技術(掩膜版和流片),將幾十種乃至上百種不同設計,做到同一套掩膜版上,並放在同一塊晶圓上流片,大幅降低了晶片設計與流片成本。僅掩模版這一環節,就將成本從超過5萬美元降到最低400美元,降幅最高達到99.2%。

MOSIS項目使美國晶片的整個研發成本降低到了原來1/50,使美國晶片設計迎來大爆發。

美國在晶片資源整合上使出的舉國之力,直接導致整個半導體產業生態發生變化,設計和生產分離成為行業新趨勢,直接催生了新的商業模式——無晶圓廠模式(Fabless)。臺積電即受惠於此,抓住這一機遇,乘勢而起。

收穫最大的當然是美國半導體業,數百家晶片設計公司如野草滋生,湧現出英偉達(NVIDIA)、高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)和賽靈思(Xilinx)等細分行業的領頭羊設計公司。日本的晶片公司則固守設計和製造一體化的垂直模式,加上政府認真貫徹美國逼迫日本籤訂的《日美半導體協議》,搞限產、限價,幫助美國捆住了日本半導體企業的手腳。

1995年,美國超越日本,重回全球半導體第一位置。

可見,「舉國之力」本身沒有問題,問題的重點是「舉國之力」該如何發力。

.04.

發錯了力的「舉國之力」

前面說的南京德科碼、德淮半導體和武漢弘芯等項目,恰恰是「舉國之力」發錯了力,它們都有一個共同的運營模式,即先由發起人引入政府基金,公司成立前後,宣傳發力放水,「彌補XX缺芯不足」、「填補國內XX空白」等炫目口號噴湧而出。公司成立後,一邊建設一邊期望引進大基金投資,藉助大基金品牌效應,帶動社會風險資本投入,從而填補上項目的資金缺口。

這幾個項目之所以夭折,直接原因是大基金並未如期入局,社會風險資本又在局外駐足觀望,結果資金鍊斷裂,項目停擺。

在這場遊戲中,地方政府成了「韭菜」。德淮半導體號稱投資450億元,實際完成投資額46億元,幾乎全靠地方政府支撐;武漢弘芯號稱投資1200億,地方政府投入2個億;南京德科碼號稱投資30億美元(約合人民幣200億元),地方政府投入近4億元。不算其它停擺的項目,僅這三個就讓地方政府損失52億元左右,還有爛尾項目的債務和員工安置問題處理,負面影響並不低於紙面損失。

而且為了讓割韭菜的遊戲順利進行,其中的德淮半導體還費盡心思「表演」:所謂的2018年實現供貨量產,預計收入20億元,不過是在表演以應付政府檢查而已,包括發布招聘、建廠等消息,假裝在車間進行生產調試,假裝幹活,以應付政府檢查(見下圖)。

.05.

中國晶片「恨鐵不成鋼」?

即便上述項目闖過資金考驗關,順利引入大基金和社會風險資本,由於缺乏核心技術儲備,前路依然充滿未知的艱險。

南京德科碼高度依賴購買海外技術,先從意法半導體購買COMS傳感器的相關工藝授權,接著從安森美半導體收購相關專利和技術授權,之後又找原日本東芝CMOS圖像傳感器的設計和研發團隊,同時向合作方TowerJazz支付高昂的技術授權費。

德淮的「核心技術」同樣源於日本東芝的CIS團隊。2015年12月,東芝CIS業務被索尼收購,東芝CIS團隊自謀出路。適逢德淮四處搜購核心技術,於是2016年4月,該團隊在日本註冊成立IDTC,成為德淮的設計公司,但3年多時間裡,德淮用巨資供養的IDTC沒有開發出任何一款具有市場意義的產品。

成都格芯則更讓人驚詫,外方格羅方德以1000臺二手設備就要佔據合作項目的51%股份,這明擺著是欺負中方合作者沒有核心技術,所以要價高得離譜。

地方政府也不是傻子,但在急於出政績的心理衝動下,在將晶片產業等同於傳統製造業的思路引領下,賺快錢的熱血奔湧,一衝動即成「韭菜」。從這個方面說,「全省造芯熱」明顯是將舉國之力用錯了地方,恰好坐實了張忠謀潑的「冷水」:大陸很難搞好晶片製造。

舉國之力應該如何發力?就我國目前的晶片處境來說,舉國之力的發力點應該是企業難以做到的燒錢多、耗時長、影響面廣的基礎研發突破,包括先進光刻機、EDA軟體等,這些都是國產晶片產業的「七寸」,也是當前美國打擊的重點。

不只地方政府,舉國之力的代表之一「大基金」,對晶片的基礎研發也是不夠重視的,對此,美國工程院院士、中科院外籍院士、微電子科學家馬佐平(下圖)深有感觸。

早在2014年,《國家集成電路產業發展推進綱要》出臺,1380億元的國家集成電路產業投資基金建立(俗稱「大基金」)。馬佐平以為提建議的好時機到了,於是託朋友約到大基金總經理,建議拿出哪怕5%的資金做基礎研發,雖然一時難見收益,但10到20年必有成效。但對方並未聽從建議,而是花錢買公司、建廠子,後曾想收購鎂光科技,最終以失敗告終。

正因為如此,馬佐平才悲憤地說,中國晶片讓人「恨鐵不成鋼」。

如果當初馬佐平的建議被採納,如今6年過去,國產光刻機的最高解析度應該突破90nm了,如果達到14nm甚至7nm的話,華為海思晶片也不至於成絕唱,中芯國際還發愁什麼有錢買不到先進光刻機,中興還用老老實實將掙的利潤交美國的罰款?

中國芯數十年發展,一路坎坷,從最初的「造」(自研)不如買,到後來買產品、買技術受限,現在又被迫回到自研的出發點,正應了一句話: 在商業世界,賺快錢往往意味著賺不到錢;在科技研發領域,走捷徑抄近路常常是回頭重走。

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