全球深陷"缺芯"危机,为何芯片重要?"卡脖子"卡在哪?

 导读：一“芯”搅动全球。国内芯片投资热潮似有冷却，全球电子企业又深陷“缺芯”危机，全球车载半导体三强日本瑞萨电子的一场火灾，导致全球汽车减产150万辆以上。中国芯片制造距离国际先进水平还有较大差距，每年要从海外采购大量芯片。芯片危机是否会重塑供应链？中国企业应该如何找准定位，如何布局投资？

全球深陷"缺芯"危机,为何芯片重要?"卡脖子"卡在哪?

2021年04月06日 AI财经社 澎湃新闻等

中国芯片制造水准距离国际先进水平还有较大差距，导致国内企业每年都要从海外采购大量芯片。据中国半导体协会给出的数据显示，2020年芯片进口总额超3500亿美元，创历史新高。

澎湃新闻行业观察与产业调查栏目“痛点”，通过采访专家和业内人士，梳理目前全球芯片现状，拆解投资布局，探求“芯片”供应破解之道。

如今，我们的生活时时刻刻离不开芯片。当我们手拿遥控器打开电视机，当我们拿着手机跟外界打电话，当我们在电脑上工作时，一切的背后都是芯片在工作。

全球第一块集成电路诞生于1958年，已有60多年历史，拉开了全球半导体产业的序幕，集成电路、微处理器、电脑、操作系统、互联网、手机等一系列伟大发明，彻底改变了我们的生活方式，把人类社会从机械时代带入到信息时代。

芯片是信息社会的基石和心脏，是推动信息社会向前发展的发动机。当前，半导体产业已成为全球最重要的产业之一。据WSTS（世界半导体贸易统计组织）统计，2020年全球半导体市场销售额达4400亿美元，同比增6.8%。

数据显示，2020年中国集成电路进口数为5435亿个，同比增22.1%，进口总额24207亿元，同比增14.8%。集成电路出口数量达2598亿个，同比增18.8%，出口总额8056亿元，同比增15%。

芯片为何难以突破？1947年美国人发明了晶体管，德州仪器工程师杰克·基尔比一个天才的想法，把所有元器件放在同一材料上制造，并连接成电路，集成电路就这样诞生了。承载集成电路的母体是硅片，硅介于导体和绝缘体之间，所以叫半导体。我们经常说的芯片、集成电路和半导体都是一个意思。杰克·基尔比这一发明2000年被授予诺贝尔奖，他被称为“芯片之父”。

芯片为何难以突破？因为芯片本身就是技术门槛很高的行业。一颗手机SoC芯片只有指甲大，但上面集成了100多亿个晶体管，其工艺难度有多高？

芯片有非常长的产业链，产业链每个环节必须环环相扣，要求极高，任何环节出现差错，都会导致芯片无法达标。2015年苹果公司iPhone 6s搭载A9芯片，苹果把A9芯片分别交给三星和台积电tsmc代工，三星用14纳米技术，台积电用16纳米技术，按理说三星14纳米更先进，实际上用户反映台积电的A9芯片iPhone 6s更省电。

芯片业近年快速进展应归功于智能手机产业的发展。在电池技术未取得大突破前提下，手机续航能力的提升寄希望于芯片能耗降低。手机市场激烈竞争刺激了芯片技术不断更新迭代，从16、14、7纳米到如今5纳米，最新工艺都先用在手机芯片上。

芯片产业链可分成设计、制造和封装测试三部分，还有多个非常重要的旁支，如制造环节的制造设备材料，芯片设计的设计公司EDA。其中每一家龙头公司都是不可替代的，才能够让全球芯片产业链运转，缺了谁对行业短期内都是巨大影响。

目前芯片中技术难度最大、最复杂的是手机芯片。按手机芯片更新频率，旗舰芯片一年迭代一次，对企业研发创新能力提出了很高要求，一款芯片不给力，就会连累手机的销售。

同时，芯片行业是资金密集行业。研发一款旗舰SoC手机芯片需数亿美元。有消息称华为麒麟980研发投入约3亿美元，高通和苹果的芯片研发费应不会低于华为，毕竟外企的人力成本更高。

芯片制造更是高投入重资产。2020年台积电资本投入至少200亿美元。如此高的资金投入让很多企业投不起，芯片代工行业越来越集中，订单越来越多交到台积电手中，甚至英特尔都开始把部分订单交给台积电，造就了台积电的行业龙头地位。

芯片技术密集和资金密集两大特性使玩家越来越少，最终赢家通吃。芯片巨头英特尔、AMD、高通、三星、台积电、华为等，无论技术实力还是资金实力都让其他企业难以望其项背，而且各家都有所长，缺了他们哪一家，似乎世界就很难运转。

原本芯片产业是全球高度分工协作，“你中有我、我中有你”最为充分的产业，但美国对华为的打压使芯片行业出现了最大变数。

芯片格局的分化。芯片先诞生在美国，尽管芯片行业发展至今已形成全球分工合作模式，但美国依然遥遥领先全球。目前芯片业依然是美国最重要的产业，有一大批实力雄厚的大公司在主导整个产业发展。美国共有苹果、英特尔、英伟达、IBM、高通、德州仪器、博通七亿美元级别的顶尖科技公司，这些公司都是芯片细分领域的龙头。

前锐迪科创始人、现翱捷科技CEO戴保家接受记者采访时认为，美国之所以领先主要是积累早，人才多，研发效率较高。美国大学和产业界配合相当紧密，为产业界培养人才和输出技术。”美国很多大学的技术很厉害，加上有较好的变现渠道，利润分配比较合理；美国大学与企业配合相当不错，实力比我们雄厚很多。”他认为美国大学是美国芯片维持领先的重要力量。

华为被美国制裁后，华为创始人任正非走访了国内多所大学，推动华为和大学的技术人才合作。美国以外地区，虽也有顶尖芯片公司，但数量和覆盖广度远不如美国。

欧洲在芯片设备领域光刻机公司ASML鼎鼎大名，占据了80%光刻机市场。欧洲的模拟芯片恩智浦（荷兰飞利浦分拆）、英飞凌（德国西门子分拆）、意法半导体（法国汤姆逊分拆）也占据了很高的市场份额。

日本有众多材料和上游元器件公司。日本模拟芯片有瑞萨电子；设备领域有佳能、东京电子；材料领域有信越化学（硅晶圆材料）、JSR（光刻胶）、JX（靶材）、日立化成、旭化成、住友化学等数公司，占据50%全球半导体材料市场。韩国拥有三星、SK海力士两大存储大企，占据80%存储芯片市场。

中国台湾代工封测都有优势。台积电是全球最大集成电路代工厂；日月光是全球最大封测厂。联发科是全球第二大独立手机芯片公司。

中国大陆这两年布局范围很广，但实力不强。芯片设计领域华为的海思应是全球第一阵营，最新芯片用5纳米工艺，与全球同步。代工厂中芯国际最新工艺是14纳米，与台积电落后2代。手机芯片领域紫光展锐是全球第三大独立手机芯片公司。

芯片“卡脖子”卡在哪里？随着美国对中兴通讯、华为以及众多中国高科技公司打压，有些技术产品未获得美国许可无法给中国企业提供，而中国短期内没有办法找到非美替代品，这就是所谓的“卡脖子”问题。

有人说中国芯片先天不足也有一定道理。中国作为追赶者，上世纪80年代才发展芯片，起步比人家晚很多年，那时海外技术已很成熟，很多技术直接拿过来用，所谓站在巨人肩膀上，觉得没必要再起炉灶做一套。半导体全球分工合作，当时也是找到了比较优势，中国把擅长的事情先做好。

中国消费电子芯片做的相当不错，诞生了华为、展讯等手机SoC芯片公司，还有大批芯片设计公司。中国的封测在全球也占据很高市场份额。但在如今，美国有些技术产品不再对中国企业提供，这就产生了“卡脖子”现象。

“卡脖子”主要指高端芯片，如手机SoC芯片，芯片一些高端零部件必须用到美国产品或技术。低端芯片如家电芯片、空调芯片则没有卡脖子问题。一些国防安全使用的芯片，对体积、运算速度等要求不高，不需用最新芯片制程，也不会被卡脖子。

“中芯国际(SMIC)面临的困难比想象的要大得多。”一资深半导体人士说,“现在的情况是，美国设备的出口被卡得很死，国产设备顶上来还要时间。这给中芯国际带来了不确定性。”

中芯国际是国内最大芯片制造厂。一条芯片生产线上有数十种机台几百台设备。中芯国际海外设备占90%，其中美国半导体设备占60%左右，余为日韩等国设备，国产设备仅10%左右。去年12月中芯国际被列入美国实体清单后，美国半导体设备阻断了与中芯国际合作。每年中芯国际在美购买设备材料金额达50亿美元。今年3月虽有消息称，中芯国际可再次获得部分美国设备供应许可，即成熟工艺半导体设备，但美国并未明确“何为成熟工艺”。

知情人士说，目前美国设备供应没有恢复正常。美国第一大半导体设备企业虽在申请许可证，“但其设备甚至连一个零部件，都不能从美国发货。”更紧迫的是，国产设备暂时顶不上。其中主要原因，是由于芯片生产和半导体设备的强绑定，让先入为主美国设备形成了事实垄断。国产设备不得不面临单点突破、成不了体系。“我们很多人总存在幻想。但根据了解，美国对中芯国际的设备进口只会越卡越死。”知情人士建议，不要再抱幻想，还是从根本上努力拉升国产设备水平。

那么，中芯国际为什么一开始不在国产设备上研发工艺？张岭透露芯片制造厂和国产设备之间的矛盾：由于历史原因，国产半导体设备与前沿技术存在一个落差。此前中芯国际要追赶前沿技术，就要选择与海外设备企业合作。

几个上市公司董事长表示，国产设备仍有很长路要走，逐步完成知识产权自主、验证期、制造自主、供应链自主几个阶段。过去，国产设备最难的是敲开门，让客户给你试的机会，在目前这个大背景下，反而不是最难的了，中芯国际有了强烈需求。如果大家凭真正专业能力，为用户提供真正在性能上对标国际厂商设备，就能抓住黄金机会发展。”他们认为2021、2022年会看到本土设备会有大幅的提升。

“不要再抱有幻想，还是努力拉升国产设备吧！”因为之前落后太多，这一过程将充满艰辛挑战。

华为在美国打压下，消费者业务部受到的压力最大，麒麟芯片暂时无法继续生产。原因是为华为麒麟芯片代工的台积电产线有来自美国的技术，必须获得美方授权才能为华为生产芯片。

戴保家也认为中国之前比较优势策略没什么问题，纵观全球很难全部芯片都自己做，还需要分工，“你做有意义的就你做，从经济上来说美国做效率更高就应美国做，与国家安全有关的例外，全部自己做不是最好的方式。他们要替代中国的产品也痛苦的。中国从基站到手机都做很不错。如果华为不出货，全球运营商会受到很大影响。 ”

但谁又能预料到，产业界基于“你中有我，我中有你”互相离不开的相对平衡被政治因素打破？仅台积电无法为华为制造芯片这一限制，使华为高端芯片就被卡了脖子。当然，中国的中芯国际较台积电制程要落后些，但可量产14纳米芯片，14纳米技术可用在基站、高性能计算等绝大部分芯片上，解决了卡脖子问题。

不仅是制造这一端，芯片设计工具EDA也都是美国公司，如果没有这种工具，是设计不出芯片的。中国也有设计工具公司，但还无法完全替代美国EDA，尤其一些高端芯片设计依然需要美国的EDA工具。

2020年因疫情导致停工停产，让大数行业受到极大影响。下半年半导体芯片产能短缺使制造业“哀声一片”。进入2021年，芯片制造商产能紧张情况仍在持续，半导体行业涨价风潮愈演愈烈。目前有多家半导体公司再次宣布部分产品价格上调，继汽车行业后，手机、监控、PC、家电和游戏机等行业，几乎所有用到芯片的电子产品或多或少都受到缺货影响。TrendForce集邦咨询分析师表示，芯片产能在2020年下半年就已处于极为紧缺状态，涨价已经启动，预计今年第三季度前不会有回调的情况。由于行业供给端趋紧，部分厂商借机扩张产能，龙头企业宣布加大投资。

4月1日，台积电证实预计未来三年投资1000亿美元(约合人民币6500多亿元)增加产能，支持先进半导体技术的制造研发。台积电在1月份就已表示，今年将支出250亿至280亿美元，其中80%用于提升其先进的芯片制造能力。

去年底以来，全球半导体行业出现供应危机，美国汽车厂商生产受到干扰。美电脑芯片巨头英特尔新任首席执行官帕特·基辛格（Pat Gelsinger）将通过线上方式，参加拜登政府4月12日召集的一个会议，专门讨论影响美国汽车行业的缺芯危机。当前全球半导体供应危机给汽车行业造成巨大冲击。上个月，基辛格宣布了英特尔的重大转型升级计划，包括投资200亿美元，在美国亚利桑那州建设两座新的芯片厂。

事实上，进口的大多数芯片国内都有能力制造。之所以选择进口，是因为原材料紧缺，产能无法满足市场需求。解决原料供应问题，比解决设备短缺、攻克技术难点，更迫在眉睫。芯片制造所需原料很多，需求量最大的当属硅晶圆。硅晶圆在芯片制造材料中占比最高，达37%。中国大陆虽是全球硅晶圆重要市场，但硅晶圆自产率却相当低。

出现这种情况，一方面因为中国芯片产业起步晚，技术滞后，产品竞争力弱。另一方面早期硅晶圆市场规模小，国内不重视。目前国内具备一定实力的硅晶圆制造企业大多成立于2000年前后，硅晶圆市场格局基本确定。硅晶圆制造行业整合在上世纪90年代就已出现，经30多年厮杀，目前90%市场份额被日韩4巨头占据，分别是信越化学、环球晶圆、胜高及SK siltron。

即便难关重重，中国公司也依旧是找到了突破口。2020年，中国大陆规模最大的半导体硅片企业——沪硅产业成功上市，为我国实现硅晶片自产自足带来了希望。沪硅产业是我国少数具有一定国际竞争力的半导体硅片企业，曾成功打破我国300mm半导体硅片国产化几率几乎为零的局面，并长期在我国硅晶圆市场上扮演技术领导者角色。沪硅产业虽然长期亏损，但观察背后势力可以发现，国盛集团和国家大基金都在为其撑腰，沪硅产业完全不必为资金而发愁。在国产材料缺口不断扩大的情况下，沪硅产业有望借此机会快速扩大营收规模，继续维持营收高速增长趋势，成功实现扭亏为盈。

每提起国产芯片，很多人会感到担忧，在如今这种外部环境下，国产芯片要想继续进步，就必须付出更多努力。就国内芯片技术而言，仍然存在明显短板，与国外顶尖水平相比还有一定差距。

不过据媒体报道，中国芯片“黑马”诞生，成功避开了美国技术，自研中国芯即将量产----DSP数字信号处理器芯片。这匹“黑马”叫中科昊芯，虽不像华为海思出名，但对数字信号处理器芯片研究却非常深入。3月中科昊芯表示，其自主研发的首款基于RISC-V架构DSP芯片已完成了流片测试，很快会量产。

大家知道，全球主流芯片架构只有两种，一是英特尔电脑CPU处理器X86架构，另一是移动端芯片ARM架构，占据垄断地位。但RISC-V另辟蹊径，作为全球第一款开源指令集，RISC-V为很多芯片提供新解决方案。随着中科昊芯的突破，国产DSP芯片迎来了巨大进展，只要其他公司跟上中科昊芯脚步，国产DSP芯片会代替国外同类产品。

链接：台积电背后的最大股东到底是谁？

2021年04月06日 热芹娱乐

如今，台积电赴美建厂几乎是板上钉钉的事了。根据报道，台积电将斥巨资120亿美元，在美国亚利桑那州建立5nm制程工艺的先进代工厂，产能为月产20000片晶圆，将会在2021年动工，2024年将完工投产。

台积电赴美建厂，遂了特朗普一大心愿，在全球化趋势下，美国将制造业全部输出到国外，国内仅保留核心关键技术，以此掌控国外制造工厂命脉，造就了美国科技霸凌的局面。而现在美国似乎正在重振半导体制造业，极力邀请台积电赴美建厂。

美国商务部一则声明公示，让中国人非常愤怒与气愤，因美国政府开始对全球晶圆来源管控，所有向华为提供晶圆半导体或技术的企业，都需获得美国政府许可，这是对华为打压的升级。

对台积电关心的问题是，台积电是否真的对华为断供？要回答这个问题，我们首先应搞清楚台积电背后的最大股东到底是谁，其对台积电有没有实际的控制权？

台积电是张忠谋1987年创办的，而张忠谋的履历非常华丽，1949年考入哈佛大学深造，在当时张忠谋是唯一一位中国学生，次年张忠谋又转入麻省理工学院进入半导体行业。毕业后成为德州仪器的电路部总经理，而德州仪器是全球第一家半导体公司。

张忠谋从美国离开便创办了台积电，得益于张忠谋的经验和对半导体行业的敏锐性。他很快将台积电带入正轨。现在台积电已成为全球最大晶圆制造厂，产量与制程工艺都位居全球第一。

多年发展，台积电也接受了很多投资，2019年股权统计，台积电共有280亿股，其中259亿流通股，股东总数35.6万个，台积电的股权非常分散。张忠谋股权不超过8%，而大部分则是机构占股。台积电最大股东是美国花旗托管的一个账号持股20.5%，第二大股东是台湾行政发展基金的6.4%。

美国资本占台积电绝大部分股份，对台积电有没有实际控制权？答案是否定的，张忠谋仍然是台积电控制人。就好比阿里巴巴，阿里巴巴第一大股东曾是日本软银集团，软银有分红权没控制权，就是同股不同权。这个结果出乎了许多人的预料。

 (改写编辑：未平) 

注：本文转载自https://news.sina.com.cn，https://www.sohu.com，https://baike.so.com，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如有侵权行为，请联系我们，我们会及时删除。