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贝博ballbet体育迄今最全面的中国芯片行业介绍以此纪念中国半导体发展60周年

发布日期:2023-07-17 01:43 浏览次数:

  最近中兴被制裁闹得沸沸扬扬ღღ✿★,各种文章转发讨论非常热闹ღღ✿★。目前文章大多是是行业分析师和大众媒体写的ღღ✿★,角度比较宏观和表面ღღ✿★,更适合说明产业现状ღღ✿★。

  作为一个以半导体为专业和职业的从业者ღღ✿★,自认为入行的时间够长ღღ✿★,接触的技术和人够广ღღ✿★,所以也想来写篇文章ღღ✿★,以个人的经历和观察讲讲中国半导体的实情ღღ✿★。如果想投身这个行业ღღ✿★,可以参考本文在高考ღღ✿★、考研的时候报考相关专业ღღ✿★。

  半导体是承载芯片的材料贝博ballbet体育ღღ✿★。不同芯片具有不同功能ღღ✿★,一个电子产品需要多种芯片组成系统ღღ✿★。在半导体上制作芯片电路ღღ✿★,我们叫集成电路(integrated circuits, IC)ღღ✿★。这种集成的技术在学术上叫微电子技术ღღ✿★。可以笼统的把半导体ღღ✿★,微电子ღღ✿★,芯片和集成电路当成一个东西ღღ✿★。IT一般是第三产业ღღ✿★,IC是第二产业ღღ✿★。从事半导体行业一般要求科班出生贝博ballbet体育ღღ✿★,自学是学不会的ღღ✿★,因为芯片最终是要落实到制造出实物ღღ✿★。半导体产业内分工繁多ღღ✿★,跨行难度远高于从C++转到Javaღღ✿★。

  封装测试是把半导体封装成大家看见的黑乎乎的芯片ღღ✿★。这是我国能快速取得行业领先的一个产业ღღ✿★。目前中国最大的封测厂是A股上市公司ღღ✿★,2017世界行业排名第三ღღ✿★。这种工厂大部分在台湾ღღ✿★,大陆甚至菲律宾新一期军情观察室ღღ✿★、泰国ღღ✿★。封装测试的技术更新相对比较慢ღღ✿★,如果材料和生产工艺能有巨大突破ღღ✿★,带来的影响会是颠覆性的ღღ✿★。

  半导体制造分为晶圆制造(目前主要是单晶硅)和集成电路制造ღღ✿★。我国在1960年代就造出了单晶硅ღღ✿★,相关设备还出口到了欧洲ღღ✿★。当时主要是提供军用产品和收音机使用ღღ✿★,造成很长一段时间普通人认为半导体就是收音机ღღ✿★。由于半导体的应用主要是资本主义阵营引领ღღ✿★,所以现在制造单晶硅的最大公司在日本ღღ✿★。目前国内在广建硅片厂ღღ✿★,产量能在5年内迅速提高ღღ✿★,但提高纯度是材料专业人员需要一直研究的ღღ✿★。

  集成电路制造是在晶圆上做出电路ღღ✿★,它是决定行业地位的关键ღღ✿★。这几年国家投资半导体的大部分钱都是建这种工厂ღღ✿★,我们叫它Fab或Foundryღღ✿★。目前世界最大的Foundry是台积电新一期军情观察室ღღ✿★,其营收占台湾总GDP的5%ღღ✿★。大陆最大的是中芯国际ღღ✿★,排名全球第五ღღ✿★,但规模只有台积电的十分之一ღღ✿★,技术还停留在28nmღღ✿★,差5年ღღ✿★。虽然大部分芯片是不需要最先进的7nm制程的ღღ✿★,但提高制程是Foundry保持竞争力的主要工作ღღ✿★。

  总之ღღ✿★,半导体制造可以通过这几年大量投入在5年内明显提高产量ღღ✿★,但材料纯度和制造精度是需要长时间提高的方向ღღ✿★。目前单晶硅的性能已经到了物理极限ღღ✿★,应该会在几十年内换成化合物半导体ღღ✿★。不确定中国有没有弯道超车的机会ღღ✿★,毕竟我国1960年代就造出了GaN晶片ღღ✿★。

  有人提到台积电的光刻机是买的荷兰的ღღ✿★,而光刻机中的光源和镜头又分别是美国和德国蔡司的新一期军情观察室ღღ✿★。其实世界本来就是精细分工ღღ✿★,互通有无的ღღ✿★,奈何帝国主义就想通过技术领先来控制其它国家ღღ✿★。我国受《瓦森纳协定》的限制无法购买最先进的光刻机ღღ✿★,所以要想在制程上领先ღღ✿★,中国需要先像“两弹一星”一样ღღ✿★,搞出最先进的光刻机ღღ✿★。

  目前能生产光刻机的有四个国家荷兰ღღ✿★、美国ღღ✿★、日本和中国ღღ✿★,中国排第四名ღღ✿★。现在荷兰是越来越强ღღ✿★,日本的尼康ღღ✿★、佳能都快放弃了ღღ✿★。我查了下中国那家的技术水平大概在100nm左右ღღ✿★,没记错的话大概相当于英特尔奔腾四CPU采用的工艺水平ღღ✿★。所以ღღ✿★,有人说中国半导体落后世界先进水平十几年贝博ballbet体育ღღ✿★,这应该算是很准确的说法ღღ✿★。这个追赶之路将会很漫长ღღ✿★。

  中国和日本是亚洲最先发展半导体的国家ღღ✿★。中国是完全独立自主ღღ✿★,日本是融入资本主义阵营的产业分工ღღ✿★。1980年代是亚洲半导体发展的分水岭ღღ✿★。彼时ღღ✿★,日本通过引进消化再创新ღღ✿★,在世界半导体行业风光无限ღღ✿★。中国把精力放在发展经济上ღღ✿★,把未来的科技规划放在“863计划”里面ღღ✿★,但“863计划”把半导体忽略了ღღ✿★。如果那个时候能高瞻远瞩发展光刻机ღღ✿★,今天情况就不一样了ღღ✿★,非常可惜ღღ✿★。

  1980年代ღღ✿★,里根总统开启了“新自由主义”ღღ✿★,鼓励资本追逐高利润ღღ✿★,大批廉价产业转移到了亚洲贝博ballbet体育ღღ✿★。当时的英特尔觉得在日本的竞争下ღღ✿★,存储器利润太低ღღ✿★,所以把工厂和技术卖给了韩国ღღ✿★,专注搞更赚钱的CPU去了ღღ✿★。韩国从那时开始兴举国力之力发展半导体ღღ✿★,尤其是存储器ღღ✿★。存储器是半导体行业里产量很大的一类芯片ღღ✿★,每家公司的存储器可以互相替换ღღ✿★。它有点像钢材ღღ✿★,不同公司生产的都是标准品ღღ✿★,价格根据国际供需关系来定ღღ✿★。韩国靠着不断扩大产能ღღ✿★、压低价格最终把竞争对手挤了出去ღღ✿★,坐上了存储器的垄断地位ღღ✿★。

  1980年代之前ღღ✿★,半导体公司都需要有自己的工厂ღღ✿★,而工厂的成本是巨大的ღღ✿★。台积电开启了芯片代工商业模式ღღ✿★,让设计公司只需要专心设计(Fabless)ღღ✿★,由它来完成生产ღღ✿★。这种模式改变了整个半导体产业ღღ✿★,各种Fabless公司如雨后春笋ღღ✿★,芯片的种类也更加细化和多样化ღღ✿★。

  1980年代奠定了今日亚洲半导体的格局ღღ✿★。三星ღღ✿★、台积电风光无限ღღ✿★。日本虽然发展的最深最广ღღ✿★,但经营不善ღღ✿★,一些大公司不得不变卖他国ღღ✿★。中国还在奋发图强ღღ✿★。2000年中国曾有一波半导体热潮ღღ✿★,那时有了中芯国际和华宏宏力ღღ✿★。这几年是改革开放后第二波半导体热潮ღღ✿★。

  芯片设计是半导体行业中最有创新活力的一环ღღ✿★。2017年中国大陆纯设计公司销售额占世界的10%ღღ✿★,有十家公司进入世界前50名ღღ✿★。图一是中国半导体行业协会统计的2016年情况ღღ✿★,图二是一个行业研究公司统计的2017年的情况ღღ✿★。由于统计标准和途径的不一样ღღ✿★,进入这两个榜单的公司会有些出入ღღ✿★。华为的海思半导体很可能在2017年成为首个进入世界所有半导体公司前20名的中国公司(最终排名还未公布)ღღ✿★。你们也能看到中兴也是有半导体子公司的ღღ✿★。这个榜单里面还有个有意思的公司是比特大陆ღღ✿★。它2013年才成立ღღ✿★,主要做比特币挖矿芯片ღღ✿★,2017年由于比特币的火热直接使他排到了第二名ღღ✿★。

  需要指出的是这些中国公司很多是从事数字芯片设计的ღღ✿★,数字电路设计的门槛是比较低的ღღ✿★,它的核心竞争力是其承载的标准和算法ღღ✿★,而不是电路设计本身ღღ✿★。

  其实该问为什么全世界还是英特尔X86+Windowsღღ✿★。当普通人都知道Ctrl C和Ctrl V是复制粘贴的时候就说明这个组合已经成了深入人心的标准了ღღ✿★。龙芯MIPS原来申请过Windowsღღ✿★,但被直接拒绝了ღღ✿★,所以只能搭着Linux在一些重要部门使用ღღ✿★。现在的龙芯已经成了一个独立的公司ღღ✿★,它已经上天用在了北斗导航卫星中ღღ✿★。

  大家这几天一定看过下面这张表ღღ✿★,表中的0%不是指中国没有ღღ✿★,而是指市场占有率很低ღღ✿★,低到可以忽略ღღ✿★。我们有龙芯ღღ✿★,有神威太湖之光ღღ✿★,但那是给科研部门用的ღღ✿★。普通人玩lolღღ✿★,吃鸡ღღ✿★,王者荣耀还是用的X86电脑和服务器ღღ✿★。英特尔的X86指令集已经主导计算机市场很多年ღღ✿★。中国只能看看能不能和其它国家一起用ARM+Linux搞一波事情ღღ✿★,或者等待更好的指令集出现ღღ✿★。如果还不行ღღ✿★,就只能等到重大科技革命出现ღღ✿★,如量子计算机ღღ✿★。

  FPGA/CPLD(EPLD应该是笔误)是技术门槛较高的产品ღღ✿★。世界前三名都是美国企业ღღ✿★,中国想收购第三名被拒绝了新一期军情观察室ღღ✿★。中国有几个小公司做这个产品ღღ✿★,但小到可以忽略ღღ✿★。

  DSP的应用领域已经严重被FPGA和ASIC蚕食ღღ✿★,国产DSP如果有ღღ✿★,也应该和国产FPGA一样先给航空航天等领域使用ღღ✿★,数量不多ღღ✿★。

  内存设备是我国这几年大力投资的领域ღღ✿★,中国想在2020年完成芯片国产化率40%ღღ✿★,DRAM和NAND Flash就要贡献这里的10%以上ღღ✿★。到时会从韩国手中抢过很多份额ღღ✿★。

  数字芯片的设计本身是比较容易的ღღ✿★,计算机专业或者用过FPGA的同学可以通过这里进入半导体行业ღღ✿★。正如前文所说ღღ✿★,数字芯片的核心竞争力在标准和算法ღღ✿★,制造可以外包给台积电ღღ✿★,所以龙芯是交给中科院计算所研发的ღღ✿★,而不是半导体所和微电子所ღღ✿★。

  一般文章没有介绍的是芯片中还有一大类是模拟芯片ღღ✿★,它是从自然界到电子化ღღ✿★,数字化的接口ღღ✿★。模拟芯片有很多细分领域ღღ✿★,所有电子产品都要用到ღღ✿★,创新空间大ღღ✿★,存在很多小而美的公司ღღ✿★,模拟的芯片的利润也是比较高的ღღ✿★。设计模拟芯片ღღ✿★,需要学习所有半导体的相关知识ღღ✿★,而且可以触类旁通ღღ✿★,参与不同芯片的研发ღღ✿★。如果选专业方向ღღ✿★,建议优先选择模拟芯片ღღ✿★。

  这里要介绍模拟芯片中最难的ღღ✿★,也可能是所有芯片设计中最难的一种芯片—高速数模转换器(高速ADC)ღღ✿★。它用在雷达导弹ღღ✿★,测试设备ღღ✿★,医疗设备和通信设备中ღღ✿★,目前市面上主要是美国产的ღღ✿★。由于可以用来造武器ღღ✿★,所以对中国禁售ღღ✿★,但可以卖阉割版给华为中兴做通信设备ღღ✿★。美国公司里面ღღ✿★,华人是禁止参加这种芯片研发的ღღ✿★。根据个人接触的情况ღღ✿★,国产高速ADC应该也是有的ღღ✿★。一个做测试设备的人告诉我他们用的是国内研究所制造的芯片ღღ✿★。可能是由于国产的成本高ღღ✿★,体积大ღღ✿★,所以通信领域没有用ღღ✿★。目前也有其它中国公司在做这种芯片ღღ✿★。

  之前由于国内半导体产业比较小ღღ✿★,所以开设相关专业的大学也不多ღღ✿★,主要是几所985ღღ✿★。90年代有电子材料毕业的甚至被企业派去做瓷器ღღ✿★,所以没有产业就没有专业ღღ✿★。这几年行业高端人才主要从国外请回来ღღ✿★,半导体制造也有大量从日韩台挖来的工艺工程师ღღ✿★,他们都是百万年薪新一期军情观察室ღღ✿★,能比本国多得几倍的薪水ღღ✿★。目前各大学在扩招相关专业ღღ✿★。

  通信设备是我国很有竞争力的一个产业ღღ✿★。在4G时代ღღ✿★,华为中兴们通过过硬的质量ღღ✿★,便宜的价格和卓越的性能抢占了全球很大的市场份额ღღ✿★。在5G时代ღღ✿★,中国的大学(包括几所台湾大学)和公司非常团结ღღ✿★,占据了5G标准的相当份额ღღ✿★,欧洲标准已经出局了ღღ✿★。但是ღღ✿★,美国一定要控制这种重要行业ღღ✿★,实施精准打击ღღ✿★,所以之前的禁售华为和这次中兴事件都是欲加之罪何患无辞ღღ✿★。能实现产业升级可以极大的提高国民收入ღღ✿★,这些大公司里面的保安收入都比其它公司高ღღ✿★。美国认为中国制造2025会影响它的经济地位ღღ✿★,会让中国标准变成国际标准ღღ✿★,所以现在的贸易战就是针对2025限制中国发展ღღ✿★。

  中国的电子产业蓬勃发展ღღ✿★,每年使用全球三分之一以上的芯片ღღ✿★。这几年像共享单车这种创新产品也为半导体提供了新的应用方向ღღ✿★。

  大公司对供应商都有养狼计划ღღ✿★,即同一种功能的芯片引入两个供应商互相竞争ღღ✿★,可以降低价格ღღ✿★,保证供货量ღღ✿★。由于美国芯片比较强势ღღ✿★,所以经常是两个美国公司在竞争ღღ✿★。这次贸易战其实对美国公司有很大的伤害ღღ✿★。本来生意只应是两家公司之间的事情ღღ✿★,但现在又有了美国政府这个不确定因素ღღ✿★,所以以后中国公司会考虑多养养本国狼ღღ✿★,或者是欧洲狼ღღ✿★、日本狼ღღ✿★。

  这次事件在行业内引起的并不是恐惧ღღ✿★,而是愤怒还有点小兴奋ღღ✿★。美国公司有强大的品牌影响力ღღ✿★,形成了品牌信仰ღღ✿★。我们有很多小公司正嗷嗷待哺ღღ✿★。美国政府的神助攻让社会更加重视我们这个行业ღღ✿★,有更多客户愿意将机会给中国自己的公司ღღ✿★。

  中国半导体开始于1958年ღღ✿★,以此文纪念中国半导体60周年ღღ✿★。希望2025年ღღ✿★,他能变得无比强大而不惧任何挑战ღღ✿★。材料ღღ✿★、机电ღღ✿★、通信ღღ✿★、物理ღღ✿★、化学和计算机的同学都可以参与到这个行业中来ღღ✿★。这个行业属于第二产业ღღ✿★,工作比较稳定ღღ✿★,收入水平不低ღღ✿★。如果你已经在做互联网和ITღღ✿★,请把你的行业做大ღღ✿★,它能为半导体提供更大的市场ღღ✿★。如果你只想赚钱ღღ✿★,请去寻找其它能快速赚钱的方法ღღ✿★。

  这个行业比较阳光ღღ✿★,大家都是受过良好教育的人ღღ✿★,工作成绩基本是靠同行评议ღღ✿★。这次中兴事件让政府和社会这么关心ღღ✿★,说明行业人的社会地位算是比较高ღღ✿★。如果哪个房地产商出了事ღღ✿★,估计大家都会嘲笑了吧ღღ✿★。

  搞电子的人有点像古代的儒生ღღ✿★,很有家国情怀ღღ✿★,对野蛮的房地产也是痛心疾首ღღ✿★。搞这一行ღღ✿★,薪水不算低ღღ✿★,所以买房压力稍微小一点ღღ✿★。如果是在学校和研究所搞科研ღღ✿★,福利分房的机会还是有的ღღ✿★。如果在企业里工作ღღ✿★,可以了解一下当地的人才政策ღღ✿★。要做到税后街薪ღღ✿★,税前就要40万ღღ✿★,光缴的所得税就有7万ღღ✿★。据说华为人均70万年薪ღღ✿★,这个在世界通信行业都是最高的了ღღ✿★,这应该要缴10万以上的税ღღ✿★。傻子都能看出这种高科技行业创造的税收和社会价值大大高于房地产贝博ballbet体育ღღ✿★。一般对于高学历人才ღღ✿★,地方政府应该都有资助ღღ✿★。对大的科技企业ღღ✿★,政府的福利房也是有的ღღ✿★。在Foundry里面工作的一线工艺师ღღ✿★,公司也会提供夫妻宿舍供租住ღღ✿★。像华为这种公司已搬到那里ღღ✿★,周围的房子就想涨价新一期军情观察室ღღ✿★,非常恶心ღღ✿★,所以现在很多公司开始给员工修自建房ღღ✿★。

  还是要强调ღღ✿★,如果你想进入这个行业ღღ✿★,请先确认自己是否对理工科有持续的兴趣ღღ✿★。有好的深造机会ღღ✿★,好的项目或者出国留学ღღ✿★,尽量把握住ღღ✿★。如果你只是想赚大钱ღღ✿★,请离开不要回头ღღ✿★。我们追求的是先把事做好ღღ✿★,赚钱只是水到渠成的结果ღღ✿★。

  最后想说ღღ✿★,美国政府就是帝国主义ღღ✿★,它就想控制别人的发展ღღ✿★。我们的领国日本原来天真的认为只要GDP超过美国就可以成为正常国家ღღ✿★,结果被控制了三十年ღღ✿★,这几年只能卖掉很多优质的半导体公司还债ღღ✿★。美国想压人一头ღღ✿★,所以战斗机要领先世界一代ღღ✿★,5G标准要掌握在手里ღღ✿★。ღღ✿★。我们最大的遗产在于可以独立自主ღღ✿★。当中国搞出先进的雷达ღღ✿★,四代战机和5G标准的时候ღღ✿★,就像刘备称王后给汉献帝的奏折被曹操看见了ღღ✿★,曹操心里苦ღღ✿★:好你个大耳贼ღღ✿★,竟然跟本王平起平坐ღღ✿★,当年青梅煮酒时就应该一刀砍死你ღღ✿★。半导体核心技术ღღ✿★,BALLBET全站app贝博ballbet体育ღღ✿★,

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