聂泳忠:中国芯片业的困境与突围之路

来源:经济学书吧时间:2021-01-23

题记:2020年12月20日,北大国发院主办第五届国家发展论坛,本届论坛以“双循环:国家发展新格局”为主题,邀请林毅夫等诸多学者和嘉宾从国家发展的不同角度带来深度分享和公共讨论。本文根据北大国发院EMBA校友、西人马联合测控(泉州)科技有限公司董事长聂泳忠博士的演讲整理。

西人马是一家IDM模式的芯片企业,品牌的名称源于最初的想象,西人马寓意唐僧带着一群人马到西天取经,我们这群人也是从国外“取经”回来,所以就用“西人马”来给公司命名,公司的英文名“FATRI”,是未来先进技术研究者的英文缩写。

就今天的主题:当前中国芯片产业的困境与突围之路,我基于中国科技跟美国等国际先进经济体的差异,分享一点自己的观察和思考。

现状

2007年-2019年,全球半导体市场规模有波动。由于金融危机,2009年半导体销售额跌至2284亿美元,后呈小幅上升趋势,2018年销售额达到4767亿美元,2019年全球半导体市场销售额共计4183亿美元,同比下滑12.25%。

2019年,中国半导体销售额下滑也很明显,但是国内半导体行业很多核心芯片缺货非常严重,这包括一些汽车企业和受制裁的企业。与此同时,整个集成电路产业2015年-2019年的数据显示,中国集成电路产业销售规模增长很快。从2013年起,中国每年进口集成电路的价值就超过2000亿美元,之后一直保持增长态势,进口均价也基本保持稳定状态。集成电路出口方面,中国的集成电路还是以封装测试为主,出口也在增长。

总的来说,近年国内芯片进出口数据显示,我们进口和一些低端出口都在加大。未来中国芯片进口额将会越来越大,尤其是工业4.0时代和5G的快速切入,很多感知芯片需求量会暴增。但是此前在深圳市场上,存储芯片缺货非常严重,缺口如今也已经扩展到了其它芯片种类,包括感知芯片、MCU芯片。尤其是受中美关系影响,现在一些模拟器件的芯片供应商如德州仪器,也不能给中国供货,再叠加疫情因素,使得国内芯片缺货到了近乎恐慌的地步。

从产业分布来看,我们国家投入了大量芯片设计、封装测试的公司,芯片制造和IDM公司非常少,这种分布其实非常不健康。中国集成电路产业的收入构成显示,截至2019年,集成电路设计、晶圆制造、封装测试在整个产业中分别占比40.5%、28.40%、31.1%。

问题

历史上,芯片行业的发展有过几次产业转移,芯片制造最早是从欧美转移到日、韩和中国台湾地区,现在确实有一种新趋势是在向中国大陆迁移,但是因为中美之间的摩擦使之受阻。
 

半导体芯片行业通常有三种运作模式,分别是代工厂模式(Foundry),即只负责制造、封装或测试的其中一个环节,不负责芯片设计;无工厂芯片供应商(Fabless)模式,即只负责芯片的电路设计与销售,将生产、测试、封装等环节外包;IDM模式集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身,也是早期多数集成电路企业采用的模式。

芯片产业链简单来说分上、中、下游三个主要环节,即芯片设计、晶圆制造与加工、封装与测试。实际上中国低端芯片设计过剩,属于红海状态,2021年这类公司会暴露很严重的问题,因为缺乏产能需求。另外,芯片制造的很多底层架构也是来自欧美,同样是问题。

换句话说,中国芯片产业链存在明显的短板,像光刻机以及很多其他核心设备,都依赖进口,尽管北方华创已经在一定程度上实现国产化,但其核心还是靠美国。

总之,目前中国劳动力密集型的芯片封测业已经全面成长,封测能力已经居于世界一流;技术和资金密集型的芯片制造业虽然已经接受一部分的国际转移,有所成长,但与世界先进制造工艺仍会相差1-2代技术,同时芯片制造配套的设备、材料仍然被国外厂商垄断;知识密集型的芯片设计很难转移,技术差距显著,中国想要依靠自主发展取得重大突破,但很难,因为芯片设计所需的EDA工具、IP、CPU架构等目前都被国外厂商垄断。这也使得国内所有芯片企业都有一种深深的不安全感。

中国主要处在低端芯片研制上,这是很严重的问题,这又归因于一直以来重设计、轻制造的拿来主义思维主导,忽视自主研发的基本功,致使隐忧非常大,必须引起国家的高度重视。

突围之路

我们的芯片突围之路,我认为要从三个方面发力。

首先,要尊重半导体行业资金密集、技术密集、人才密集的特点,避免让优秀的公司出现现金流短缺,国家一定要予以扶持;

其次,不走捷径,脚踏实地,重视物理、化学、材料底层技术,真正打好基本功;

再次,要有一批优秀企业坚定走IDM模式,三星、索尼都是走的IDM模式,西人马也是。设计、制造一体化的IDM模式是避免“卡脖子”的有效路径。

西人马就是一家典型的IDM模式公司,超过800位员工中科研人员占比超过60%,在国内芯片领域实力最强。我们从先进芯片设计、制造、封测都给出自己的解决方案,而且芯片采用全自主设计,不需要依靠传统EDA软件设计库。

如今,因为中美关系的紧张,中国科技发展的挑战加大,但相信最终我们能成功应对。我本人也是一名全球化倡导者,2020年1月我在美国演讲曾表示:中国人的祖先曾经建起万里长城,但最终发现长城并不能阻止侵略、杜绝竞争。今天的世界,无论谁再想构筑一堵科技之墙阻止竞争,隔断技术的交流,都是徒劳的,可能只会加速对方的技术进步。只有大家合作,拆除心中的墙,才能有利于全人类的发展。中国并不想一切国产化,只有当全球化逆行,导致正常的科技交流无法进行,人们对更加美好的生活追求无法得到满足时,才被逼国产化。

作为一名科学家型的企业家,希望中美两国携手解决人类最根本的问题,这包括发展中的平衡、贫穷、疾病等人类难题。