芯片是信息時代的“發動機”,是推動數字時代發展的核心競爭力,芯片產業本身也是一個國家高端制造能力的綜合體現。
回望過去十年,以智能手機為代表的大量智能終端帶動了芯片產業呈井噴式發展,工信部數據顯示,2021年我國集成電路全行業銷售額首次突破萬億元。
2018-2021年復合增長率為17%,是同期全球增速的3倍多。
尤其是在歐美市場等參與者也加大了對芯片產業的扶持力度的情況下,沒有人會再懷疑國產芯片的重要性。在國產化戰略、缺芯現狀的推動下,再結合科創板紅利,中國半導體行業已經走出迷霧,迎來關鍵時期。
從集成電路大基金牽頭、活躍的民間資本涌入,到傳統芯片企業崛起,新玩家持續不斷入場,中國芯片產業匯集了前所未有的資金支持力度和技術人才規模,合力催生了芯片產業的黃金十年。
如今,芯片產業已經成為大國博弈的焦點。就在近期,韓國、歐盟等國家和地區都出臺了相應的扶持法案和投資計劃,加速建立自己的半導體壁壘。
從國產替代到國產突破,中國芯片產業崛起已經在路上。
走出“失落十年”
2013年最后一個月走完,海關總署給出的數據顯示,2013年中國集成電路芯片以2322億美元進口額,超過了原油2196億美元的進口額。
和石油資源類似,芯片的重要性也逐步體現至國家戰略層面,由于信息、通訊產品的核心元器件仍然需要大量進口,這在一定程度上可能會威脅國家信息安全。恰好那年夏天,影響深遠的棱鏡計劃(一項由美國國家安全局自2007年起開始實施的絕密電子監聽計劃)在美國被曝出,世界嘩然。
有投資人后來回憶,芯片進口超過原油,意味著未來芯片一定會成為國家的“戰略物資”,而且處在信息安全核心位置的就是集成電路。
但當時的中國半導體產業正面臨著一段失落的時期。
彼時,行業內彌漫著一種對外資芯片的崇拜情緒,所謂“能用海外的、更好的,干嘛花精力搞芯片”的聲音在業內流傳。這也使得很長一段時間內,高端芯片長期被外資把控。
國內的芯片廠商并非沒有努力過。
芯片創業潮的短暫黎明往前追溯也要更早。中國在2000年發布了《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》,鼓勵外國企業在中國設立合資或獨資集成電路生產企業,并逐步降低國內芯片企業的增值稅率至3%。
于是,2000年到2004年期間,如今在國產芯片中排名前列的中芯國際、華為海思、展訊通信、珠海炬力等十余家企業先后成立。
中芯國際成立后,在2003年底拿下了全球第四大代工廠的位子,但當時腳跟還沒站穩就收到了來自臺積電的指控打壓,2003年到2009年,持續了6年的訴訟戰,最終以中芯國際一次敗訴、一次和解收場。中芯國際向臺積電支付了3.75億美元賠款,交出了10%的股份。在和解公告發出前的同一天,中芯國際的創始人、有著“中國半導體之父”之稱的張汝京宣布離職。
這對于國產芯片行業也是當頭一棒。
運作模式最為市場化的展訊通信,是一個由37名海歸組成的豪華團隊,他們致力于獨立研發有自主知識產權的手機基帶芯片。不過展訊通信在成立后也經歷了“找錢難”和“發展難”的問題,創始人武平、陳大同等人不得不到海外資本市場找錢,2007年,展訊以“首支中國3G概念股”正式登陸納斯達克。
但上市,也恰恰成為展訊走向下坡路的關鍵節點。上市一年后,展訊核心骨干層爆發離職潮,當時業內評論稱,所有芯片企業在上市后都會面臨這一局面。高管想要功成身退,股票過了鎖定期后離職潮不可避免。
高通的三款產品,SA6155P價格便宜,但性能一般,而SA8155P和SA8295P性能好但又太貴。
而聯發科MT8666的性能正好處在高通SA6155P和SA8155P之間,填補了SA6155到SA8295產品迭代之間巨大的性能差距,憑借芯片接近57KDMIPS的算力以及更低的價格 ,搶占了不小一部分中檔市場。
并且 MT8666還帶有獨立的人工智能NPU芯片,相比高通SA6155P不帶NPU芯片規格更高,在需要AI計算的場景,優勢更明顯。因此,也有不少車企開始采用聯發科的芯片。
車企如果想用高通方案,不僅需要購買芯片,按照慣例,在購買芯片的同時,還需要額外繳納一筆基帶專利費,而這個費用是按照芯片售價的5%收取。
購買芯片之后,還需要與之相匹配的主板。以高通8155芯片為例,其主板的價格就高達3000美元(約合人民幣2萬元),再加上芯片的價格和基帶專利費,這個硬性成本支出可想而知。然而,這還沒算與之匹配的車載T-Box、存儲芯片等價格。
這還沒完,購買芯片后還需進行整車開發,這就要購買芯片原廠配套的軟件授權,然后下載源碼和工具。據了解,僅僅是授權費一項就高達數百萬元。
反觀聯發科,不僅沒有額外的基帶專利費用,在芯片所需的整車開發配套的軟件授權上,也要更便宜,據說是只有高通價格的一半。
據聯發科的介紹,旗下旗艦芯片MT8675目前已經成功量產,可以提供2000元以內的7nm+5G T-BOX座艙解決方案。如此看來,僅從硬件成本考慮,比高通要便宜很多。
目前,隨著全球半導體市場持續高速増長,IC設計業正在引領中國半導體產業發展。陳磊認為,在這一背景下,新興領域存儲芯片需求旺盛,產品性能要求不斷提高。對此,東芯半導體等國內存儲企業正在多年攻堅的基礎上迎頭追趕,向更高制程和更大、更全容量產品不斷推進和迭代,并打造出具有“本土深度、全球廣度”的供應鏈體系。
中國半導體市場產銷兩旺 存儲芯片需求強勁
在半導體市場需求旺盛的引領下,全球半導體市場高速増長。陳磊首先概述道,根據WSTS統計,2021年全球半導體銷售額達到5559億美元,同比增長26.2%。中國是最大的半導體市場,2021年的銷售額總額為1925億美元,同比増長27.1%。而今年中國半導體市場仍將延續較為強勁的增長態勢。
不過,陳磊指出,在進口額大于出口額背景下,國產替代需求強勁,一定程度呈現“產銷兩旺”的發展局面。2021年,中國集成電路進口6354.8億塊,同比增長16.9%;進口金額4325.5億美元,同比增長23.6%。同時,中國集成電路出口3107億塊,同比增長19.6%;出口金額1537.9億美元,同比增長32%。
對于當前半導體產業發展形勢,陳磊進一步指出,中國IC設計業規模逐年增長,而且正在引領整個產業鏈發展。據中國半導體行業協會(CSIA)公布的數據,2021年中國集成電路產業銷售額為10458.3億元。同期,中國IC設計業的銷售規模為4519億元,同比增長19.6%,占產業鏈比重已達43.2%,高于晶圓代工和封裝測試業。
當然,半導體產業的快速發展勢必得益于國家有利政策的扶持。自20214年來,國家相繼推出了“大基金”一期和二期、《中國制造2025》以及《關于新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展若干政策的通知》等等,聚焦產業鏈布局投資,大力支持集成電路產業。對此,陳磊認為,要緊跟國家戰略,在國產化替代趨勢下抓住行業契機。
在這一“芯”時代背景下,陳磊認為,“新興領域存儲芯片需求旺盛,產品性能要求不斷提高。目前,5G、汽車電子、人工智能、物聯網和大數據中心等新興領域的快速發展,將大大帶動存儲芯片的市場需求。與此同時,精進工藝制程、提升產品可靠性、縮小封裝尺寸等也已經成為存儲芯片領域的切實發展需求。”
存儲芯片賽道方興未艾 國內企業大有可為
鑒于存儲芯片賽道方興未艾以及部分國際廠商在行業占據壟斷地位,國內存儲企業正在多年攻堅的基礎上迎頭追趕、大有可為。而在這一過程中,陳磊表示,東芯半導體的發展宗旨是“為日益發展的存儲需求提供高效可靠的解決方案”。
他介紹道,作為Fabless芯片企業,東芯聚焦中小容量NAND Flash、NOR Flash、 DRAM的設計、生產和銷售,是目前國內少數可以同時提供NAND/NOR/DRAM設計工藝和產品方案的本土存儲芯片研發設計公司。他還稱,公司的技術和產品等實力已獲多方認可,因而于2021年12月10日實現登陸科創板。
在重點聚焦自主研發同時,東芯半導體不斷引進先進技術水平。陳磊介紹道,“2015年至2021年間,通過與中芯國際、力積電和武漢新芯等代工廠商合作及引進先進工藝,東芯半導體實現了存儲產品的快速升級,包括65nm NOR Flash迭代至大容量48nm NOR Flash,38nm 1Gb SPI NAND Flash迭代至1xnm SPI NAND Flash,以及63nm 1Gb LPDDR1迭代至38nnm PSRAM和25nm LPDDR4X。”
而在持續追趕國際領先工藝過程中,東芯半導體已構建豐富的六大產品系列,包括SPI NAND,PPI NAND,SPI N0R,MCP,DDR3(L)和LPDDR1/2等,并且已廣泛應用于網絡通信、智能硬件應用、可穿戴設備、移動終端、安防監控、物聯網、醫療健康、工業控制和汽車電子等各大領域。
其中,“東芯半導體的SPI NAND采用28nm國內領先制程,以及單顆粒芯片設計的串行通信方案,在同一顆粒上集成了存儲陣列和控制器,具備高傳輸速度、高可靠性。而PPI NAND采用國內領先的24nm制程,屬于高可靠性的工業+級別,可支持的工作溫度達105攝氏度,已達到國際先進水平。”陳磊表示。
此外,東芯半導體還搭建穩定的供應鏈體系。陳磊介紹稱,得益于全國產化產業鏈支持,東芯不僅構建了覆蓋產品設計、晶圓代工和封裝測試的一站式解決方案,還不斷強化了定制化服務能力,滿足客戶對存儲芯片的特定需求,進而打造出具有“本土深度、全球廣度”的供應鏈體系,同時擁有自主清晰的知識產權。