中国科技2020|内忧外患不断 中国芯如何绝处逢生

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2020年年终的中共中央经济工作会议上,中国政府为2021年发展重点部署八大任务。这场中共高层官员的工作会议,不仅将“强化国家战略科技力量”列为下一年经济发展首要任务,且坦言要通过举国体制优势发展高科技,“尽快解决一批‘卡脖子’问题”。显然,在高科技领域的全球竞争中,中国要提高自己的话语权。回看2020年,中国在探月工程、火星探测、卫星导航、载人深潜、量子研究、数据库技术替代、核聚变技术国际参与以及中微子实验和芯片制造等领域,均有亮眼表现或国家战略部署。这些领域的科技研究,对应着怎样的现实意义?中国的竞争优势和现实挑战格局如何?下一步的发展方向又在哪里?

2020年8月19日,华为在福建福州举办的“2020创新数据基础设施峰会•福建”活动上,展示区工作人员展示华为研发的AI芯片。(中新社)

2018年中国全国两会后,《科技日报》策划了“亟待攻克的核心技术”的栏目,总共提出了35项“卡脖子”的顶尖科技,前二項提到的就是关于“中国芯”制作中的关键,包括光刻机和芯片設計,因此可以显见“中国芯”的自主研发所负有的使命感对于中国崛起的重要意涵。

芯片产业是一个庞大的系统工程,而如果“中国芯”想要不被“卡脖子”,就要实现全面的自主从EDA工具、芯片设计、芯片制造,乃至芯片制造所需的半导体设备和材料的全面突破,并且还需要实现从中低端向高端的突破。

朝气蓬勃却隐含危机的“中国芯”

而据最新的数据显示,2020年中国的芯片设计企业达到了2,218家,比2019年的1,780家多了438家,在数量上增长了24.6%。而2020年中国整个芯片设计行业的销售额预计为3,819.4亿元人民币(1人民币约合0.15美元),相比2019年的3,084.9亿元增长23.8%,增速比2019年的19.7%提升了4.1个百分点。从数据上来看,投入“中国芯”的企业和销售额都有不断增加的趋势。

此外,根据中国国务院于2020年8月印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,对集成电路进行扶持。值得关注的是,对一些细分行业符合条件的企业,给予“十年免税政策”,例如芯片代工厂中芯国际便符合该资格,而集成电路行业人士称这是一次重大的政策利好,而中国政府的高额补贴显然对于形塑“中国芯”的产业生态有莫大的助益。

实际上,早在2014年,随着《国家集成电路产业发展推进纲要》颁布和国家集成电路产业投资基金的启动,中国各地就掀起芯片产业发展热潮,一个项目投资动辄数百亿元乃至千亿元。

不过“中国芯”并非如表面上看起来一帆风顺,其中不乏“烂尾”的局面,而人为布局产业形成“拔苗助长”的局面。在2020年11月28日举行的第二届中国发展规划论坛上,工信部副部长王志军表示,“芯片行业出现盲目投资和烂尾项目,前一阶段集成电路制造方面的投资也被暴出造成巨大损失,需要规划和加强监督”。而最为知名的便是2017年创立的武汉弘芯,它虽在2018、2019年连续两年入选湖北省重大项目,但已于2020年7月传出面临资金链断裂导致项目停滞的风险。

此外,“中国芯”能否站上国际舞台,始终遭外界质疑,而在中美科技战的大脉络下,更使得“中国芯”如何提升国际竞争力被视为是难关重重。例如“中国芯”产业中的两大龙头公司,包括芯片设计公司华为海思,以及芯片代工厂中芯国际近期都受到严重的考验,均可預示“中国芯”面临死地后生的处境。

遭受美国打压的华为海思与中芯国际

全球知名电子产业市场情报的提供者集邦科技(TrendForce)于2020年12月19日发布了《全球前十大IC设计公司第三季营收排名》,美国高通(Qualcomm)排名第一,而中国华为海思则跌出前十。盖因华为供应链遭美国政府切断,芯片无法继续制造,营收排名因而随之下降,而这样的情况显示“中国芯”在美国的封杀局面下势必走向自主研发之路,但绝非易事。

在榜单中,美国除了占据六家企业,并且包揽前三名,前三分别为高通、博通(Broadcom)与英伟达(Nvidia)。而榜单中第四名至第十名公司分别为:联发科(MediaTek)、AMD、赛灵思(Xilinx)、瑞昱半导体(Realtek)、联咏科技(Novatek)、美满(Marvell)、戴泺格半导体(Dialog)。

而在芯片制造中,除了设计之外,芯片代工也是重要的关键技术,甚至重要性更超过前者。而中國芯片代工龍頭企業中芯国际自然逃不過美國政府的打壓,也预示“中国芯”走向自主研发的艰辛。

美国商务部于2020年12月18日宣布,把中芯国际等60多家中企和机构列入出口管制的“实体清单”,以保护美国国家安全。这些公司将与华为等被纳入管制的公司,被美国拒绝出口技术。

对此,中芯国际于12月20日发公告表示,“公司被列入实体清单后,对用于10nm及以下技术节点(包括极紫外光技术)的产品或技术,美国商务部会采取推定拒绝的审批政策进行审核;同时公司为部分特殊客户提供代工服务也可能受到一定限制。经公司初步评估,该事项对公司短期内运营及财务状况无重大不利影响,对10nm及以下先进工艺的研发及产能建设有重大不利影响”。不过该消息被外界视为是安抚投资人信心的举措,而美国政府的“精准打击”,也让“中国芯”的研发蒙上一层阴影,其中更为关键的是可能影响ASML贩售极紫外光刻(EUV光刻)设备予以中芯国际。

中国芯片制造业虽然有中国政府的宏观政策支持以及龙头企业“中芯国际”的奋力追赶,但在断供下的确彻底曝光行业短板。而在“中国芯”面对外有围堵内有“烂尾”的现实依然处于尴尬的局面。雪上加霜的是,近期又传出中芯国际的“内斗”猛料。如此种种,中国芯片制造要出现跳跃手发展困难重重。

中芯面临路线之争

面临美国政府打压的困境,中芯国际近期传出联席CEO梁孟松因为不满蒋尚义即将“空降”担任副董事长一职,愤而在董事会上提出辞职,让外界认为中芯又遇“内讧”。不过,外界也有人认为这是中芯在面临美国打压的情况下,从现实的角度意欲转换公司运营路线的尝试。

据中国媒体IT之家12月18日报道,业内观察人士称,在中芯国际新任副董事长蒋尚义的帮助下,中芯国际将寻求与ASML就EUV光刻机进行谈判,希望获取关键的EUV光刻机,以发展7nm以下工艺技术。据悉,2018年4月,中芯国际曾向ASML订购了一台EUV光刻机,价值1.2亿美元,预计2019年年初交货,但最终这项交易未能达成,而其中或跟美国政府施压有关。

目前,只有ASML能制造EUV光刻机。据悉,三星电子(Samsung)、英特尔(Intel)和台积电(TSMC)等都采购了该公司的极紫外光刻机。2020年4月份,调查公司Omdia表示,ASML2019年交付了26台极紫外光刻机,其中约一半面向大客户台积电。

另外梁孟松和蒋尚义分别代表中芯的两条营运路线之争,梁代表的是先进制程的自主研发道路,但如果缺乏ASML提供关键的EUV光刻机,则当前中芯国际商业量产的12/14nm工艺,搭配深紫外光刻机(DUV)也只能做到7/10nm工艺,还无法实现制程“弯道超车”赶上领先的英特尔或台积电意欲达到的3nm工艺。

另一方面,蒋尚义代表的是中芯将重视先进封装和小芯片(chiplet)等系统整合的研发路径,而这是蒋从2009年还在台积电时便认为芯片制造在“后摩尔时代”应该走的道路。这一方面显示中芯高层在面临美国打压后不得不面对的现实考量,而另一方面或许也看出中芯高层希望“另辟蹊径”,试图走出“中国芯”的“鸿蒙”时代。

“中国芯”如何走出困境

中芯国际创始人张汝京曾于2020年8月间对外表示,“国产芯片若想实现弯道超车,最大的短板并不是缺钱,而是缺乏人才”。数据显示,到2020年集成电路产业总需求量72万人,但目前人才总数40余万人。根据就业情况分析,造成这一现象的主要原因是薪资和提升空间的不足,以及教育不到位等问题。而人才的投入和争夺显然会是未来“中国芯”能否持续发展的重要关键。

“自从盘古破鸿蒙,开辟从兹清浊辨。”鸿蒙在中国代表了盘古开天辟地之前的“混沌”,这或许也是华为当年给自己开辟手机系统备胎命名为“鸿蒙”的最初意向。而究竟“中国芯”能否美国打压的情况下在芯片设计和代工技术方面走上自主研发之路并有所突破,除了中国政府的大力支持之外,显然需要更多人才的投入,而这也必然是中国未来在高科技领域所面临的最大挑战,也将会一直是外界的主要关注。

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