李庭煊

一

塊小小的芯片，從最初的沙子原料，到最終的成品，中間要經(jīng)過設(shè)計、制造、封裝、測試等諸多步驟。每一個步驟，都由來自產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的企業(yè)完成。

中國芯片企業(yè)雖然經(jīng)過多年的發(fā)展，在設(shè)計、制造以及封測領(lǐng)域已經(jīng)形成了一批規(guī)模不小的企業(yè)，但與全球芯片巨頭的技術(shù)水平相比仍有差距。

一起來看看，在全球芯片生態(tài)鏈的各個版圖里，中國芯片到底是什么水平？

1、設(shè)計軟件

芯片設(shè)計軟件是芯片公司設(shè)計芯片結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵工具，目前芯片的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要依靠EDA（電子設(shè)計自動化）軟件來完成，Cadence（美國鏗騰電子科技）、Mentor Graphics（美國明導國際）、ALTIUM（澳大利亞ALTIUM公司）、Synopsys（美國新思科技）、Magma Design Automation（美國微捷碼）、ZUKEN INC.（日本圖研株式會社）等幾家公司，幾乎壟斷了世界半導體設(shè)計軟件。其中，僅美國的四家公司在全世界的EDA市場份額就占到70%以上。

目前，中國開發(fā)EDA軟件的企業(yè)主要有展訊和華為。兩家公司的設(shè)計軟件主要供內(nèi)部使用，市場份額還很低，總占比不到10%。

2、指令集體系

從技術(shù)來看，CPU只是高度集合了上百萬個小開關(guān)，沒有高效的指令集體系，芯片沒法運行操作系統(tǒng)和軟件。作為IT產(chǎn)業(yè)的土壤層，世界主流的指令集體系屈指可數(shù)。

由于處理信息的方式不同，CPU指令集分為復雜指令集和簡單指令集兩種。簡單指令集有：ARM（英國ARM）、Power Architecture（美國IBM）、Mips（美國普思科技公司）。復雜指令集：X86（英特爾）。

目前，英特爾、Mips、ARM三家公司的指令集體系，幾乎占領(lǐng)了全世界所有的智能手機、電腦及服務(wù)器等設(shè)備。中國芯片在這方面的占有率不超過3%。

3、芯片設(shè)計

芯片設(shè)計公司，作為芯片產(chǎn)業(yè)連接電子產(chǎn)品、服務(wù)的接口，是平時產(chǎn)業(yè)界乃至公眾接觸最多的企業(yè)類型。全球芯片設(shè)計公司主要有高通、英偉達、聯(lián)發(fā)科以及專注于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的美國博通等。

據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)IC Insights發(fā)布的2015年全球前十大芯片設(shè)計公司排行及整體銷售額顯示，高通、博通、聯(lián)發(fā)科排在前三位，這三家公司的銷售總額超過后7家之和，接近380億美元。

中國共有三家企業(yè)上榜，臺灣的聯(lián)發(fā)科、大陸的海思及展訊。華為海思排名第6位，銷售額為38億美元左右，展訊為18億美元。

4、制造設(shè)備

目前，世界半導體制造設(shè)備主要供應(yīng)廠商是AMAT（美國應(yīng)材）、ASML（荷蘭艾司摩爾）、Lam Research（美國科林研發(fā)）、LKA-Tencor（美國科磊）、Dainippon Screen（日本迪恩仕）。這五家公司的銷售額占世界總份額的80%以上。英特爾、臺積電、三星電子、中芯國際等廠商的關(guān)鍵以及主要半導體設(shè)備均由這幾家美國及歐洲公司提供。

值得注意的是，其中ASML是全球領(lǐng)先的光刻機生產(chǎn)制造商，20納米左右制程的芯片，均需要其光刻設(shè)備才能生產(chǎn)。

目前國產(chǎn)的半導體生產(chǎn)設(shè)備廠商以七星華創(chuàng)、北方微電子、中國電科集團等為主，一些企業(yè)也研發(fā)出了28納米的等離子硅刻蝕機，但主要是在國內(nèi)消化，應(yīng)用于特種、軍工等領(lǐng)域，從全世界范圍來看，占比不超過3%。

5、圓晶代工

芯片生產(chǎn)方式一般分為兩大類：一類叫IDM，通俗理解就是集芯片設(shè)計、制造、封裝和測試等多個產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)于一身的企業(yè)。有些甚至有自己的下游整機環(huán)節(jié)，如英特爾、三星、IBM就是典型的IDM企業(yè)。

中國芯片企業(yè)雖然經(jīng)過多年的發(fā)展在設(shè)計、制造以及封測領(lǐng)域已經(jīng)形成了一批規(guī)模不小的企業(yè)但與全球芯片巨頭的技術(shù)水平相比仍有差距。

另一類叫Foundry，就是企業(yè)本身不設(shè)計、銷售芯片，只負責生產(chǎn)。最著名的就是臺積電。圓晶代工廠是芯片從圖紙到產(chǎn)品的生產(chǎn)車間，它們決定了芯片采用的納米工藝等性能指標。

從規(guī)?？?，全球代工企業(yè)主要有臺積電、臺灣華聯(lián)電子、美國格羅方德半導體、韓國三星以及中國大陸的中芯國際等公司。

目前，前五家海外圓晶代工廠的市場份額超過全球70%。中芯國際、武漢新芯、上海華力微電子等大陸企業(yè)，雖然近年來增長較快，但大陸芯片代工企業(yè)的市場份額不超過15%。如果算上英特爾、IBM這樣的IDM企業(yè)，中國芯片在圓晶制造方面的份額還會更低。

6、封裝測試

封裝測試，作為芯片進入銷售前的最后一個環(huán)節(jié)，主要目的是保證產(chǎn)品的品質(zhì)管理，對技術(shù)需求相對較低。像英特爾、AMD等芯片廠商內(nèi)部都擁有封測部門及配套企業(yè)。

當然，也有一些企業(yè)比如臺積電則將封測業(yè)務(wù)外包，這也就促成了全球近半的封測企業(yè)都集中于臺灣地區(qū)的情況。2014年，臺灣芯片封測業(yè)產(chǎn)值占全球比例達55.2%。

目前，規(guī)模較大的封測企業(yè)有臺灣地區(qū)的日月光集團、矽品、京元電、美國的安靠等。

封測領(lǐng)域是中國芯片產(chǎn)業(yè)最早可趕超世界平均水平的領(lǐng)域，而中國大量的封測企業(yè)，正在抓緊并購全球的封測公司。

比如，2015年，長電科技與新加坡星科金朋的合并，造就了次于日月光（全球第一）和安靠（全球第二）的全球第三大封測廠，全球市場份額9.8%;南通富士通微電子出資約3.7億美元收購AMD旗下的蘇州廠和馬來西亞檳城廠;目前，紫光集團也已入股矽品，占股份25%。從總量來看，中國企業(yè)在封測領(lǐng)域的占比接近20%。

7、總結(jié)

整體來看，除了圓晶代工、封裝測試等技術(shù)要求相對不高的環(huán)節(jié)，中國芯片產(chǎn)業(yè)在其他絕大多數(shù)板塊都與歐美芯片產(chǎn)業(yè)企業(yè)存在較大差距，在指令集、設(shè)計等一些體現(xiàn)技術(shù)含量的環(huán)節(jié)，中國芯片產(chǎn)業(yè)的技術(shù)實力幾乎可以用“堪憂”來描述。

想要解決中國芯片主要依靠進口的痛點，中國芯片產(chǎn)業(yè)界仍需努力。