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半导体,一万年也要搞出来--中国的芯片设计产业

来源:观察者网

  发布:星之球科技

关键词:激光 激光技术 半导体

2017-09-21

未来的十年,我们要做好长期战斗的准备, 如果我们成功了,那中国就是真正的超级大国。如果这两个领域我们失败了,中华民族复兴就不能称之为成功。
本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201709/364473.htm
  这个地球上最强大的国家美国,它有哪些百亿美元利润级别的公司?
  除开能源和金融行业以外,有大约17家左右。
  Facebook,通用电气,IBM,思科,英特尔,宝洁,强生,微软,苹果,沃尔玛,迪士尼,通用汽车,甲骨文,Alphabet(谷歌母公司),Verizon,AT&T,Comcast
  再具体一点,零售业1家,日化业2家,娱乐业1家,汽车业1家,其他制造业(通用电气)1家。总共6家
  ICT领域呢,11家! 17家百亿美元净利润公司有11家在ICT领域,因此可以说,ICT产业已经成了美国的立国之本了。
  谷歌,亚马逊,脸书,思科,IBM,英特尔,微软,甲骨文,Verizon,AT&T为美国贡献了巨大的利润。
  美国的强大是什么撑起来的?是这些伟大的公司。反过来说,这些公司没有了,强大的美国也就不存在了。1945年,日本和德国都还有几千万人,日军在战场上不过阵亡了二百多万人,为什么完全无力抵抗了?因为本土的工业公司都被摧毁了,工业生产持续不下去了,强大的力量也就不存在了。
  我们可以看到,在美帝立国之本的ICT领域,非常显然中国是美国的最大挑战者,中国移动,华为,中兴,阿里,百度,腾讯,网易,小米,浪潮,紫光等不仅在中国本土获得了优势,而且在对外扩张中,同时这些公司大多数净利润超过10亿美元,要知道全球净利润超过10亿美元的公司全部算在一起也就是三四百家。
  这也是为什么美国对中国集成电路产业如此关注的原因,
  集成电路是ICT领域的上游技术,是硬件的基石,如果中国集成电路产业也起来了,受到冲击最大的还是美国,而这是美国的核心领域之一。
  看下图,世界集成电路三强:英特尔,三星,高通。光是高通和英特尔两家,每年就能带给美国八九百亿美元的营收,养活数万美国工程师,还能带来一百多亿美元的净利润。
 
 
 
  除了英特尔和高通,美国还有德州仪器,Nvidia,博通,美光等一大票半导体公司。这个产业对美国的重要可想而知。
  中国目前每年进口的工业品,只有两个大类超过了500亿美元,一个是汽车和零部件,我们每年进口746.1亿美元,
  另外一个超过500亿美元的进口工业品,就是大家熟知的集成电路了,
  中国每年进口的工业品,集成电路进口遥遥领先所有其他工业品,排在第一位,其进口金额2271亿美元,是第二名的汽车及其零部件746亿美元的三倍。
  当然其实中国曾经有个工业品每年进口超过了500亿美元,那就是液晶面板,例如仅仅5年前,进口液晶面板就有大约510亿美元多点。
  但是随着以京东方为首的国产巨头相继崛起,在中国市场不断增长的情况下,液晶面板进口反而不断下降,2016年已经下降到了318.5亿美元。随着今年所有国产面板厂家都在疯狂提高份额和利润,我们有理由相信,在未来几年,液晶面板进口还会持续下降。战场转移到OLED面板领域,竞争对手只有韩国。
  回到集成电路,
  我们看看下面一组数字,在过去的七年,我们的进口替代进行的如何?答案是令人遗憾的。
  和其他行业我国制造能力逐渐上升,逆差逐渐减少不同,集成电路的逆差在过去七年处于不断上升的状态。从2010年的1277.4亿美元上升到了2016年的1657亿美元
  2010年集成电路进口1569.9亿美元,出口292.5亿美元,逆差1277.4亿美元
  2011年集成电路进口1702亿美元,出口325.7亿美元,逆差1376.3亿美元
  2012年集成电路进口1920.6亿美元,出口534.3亿美元,逆差1386.3亿美元
  2013年集成电路进口2313.4亿美元,出口877亿美元,逆差1436.4亿美元
  2014年集成电路进口2176.2亿美元,出口608.6亿美元,逆差1567.6亿美元
  2015年集成电路进口2307亿美元,693.1亿美元,逆差1613.9亿美元,
  2016年集成电路进口2271亿美元,出口613.8亿美元,逆差1657.2亿美元
  到2017年,这个趋势仍然没有扭转,1-5月中国集成电路(芯片)进口额为954.8亿美元,同比上涨17.9%,出口256.6亿美元,同比增长11.3%,逆差继续拉大。
  今天我们来探讨下,本文今天的核心是,要看到差距,也要看到进步。
  首先我们要知道集成电路这个产业,全球市场容量有多大?不同的机构有不同的数据,都稍微有误差,我们就以IHS的数据为例子, 2016年全球半导体市场规模达到3389.3亿美元,同比小幅增长1.1%。
  当然,全球市场规模的数据各家机构不一样,有的是3300多亿美元,有的是3400多亿美元,不过基本是在这个区间。
  各位把这个数字,和我国每年进口2271亿美元集成电路的数字对比下,我国一年的进口额是全球市场的67%,这并不奇怪,因为全球90%的笔记本电脑,90%的智能手机,还有其他的大量电子设备,都是在中国制造,中国世界工厂的名称,不是吹出来的,而是实实在在的。
  因此,在我国集成电路产业世界份额达到全球70%之前,我们都是要进口集成电路的。
  我国进口集成电路多,并且还在不断增长,
  一方面固然是我国集成电路产业比起美国,欧洲,韩国,日本差距巨大,
  另一方面是因为我们下游的制造业和自主品牌发展太迅猛,世界市场份额不断向中国品牌集中所致。以2017年为例子,中国品牌智能手机已经占到世界份额50%左右,而苹果和三星手机也大多是在中国制造。
  基于这个现实:
  中国不仅是世界制造中心,而且在下游的消费电子品牌的份额也在呈现向中国品牌集中的趋势,所以相当长一段时间内,我国还会维持集成电路高进口额的趋势。
  所以中国国务院在2015年发布的《中国制造2025》的报告里面说,2020年中国芯片自给率要达到40%,2025年要达到50%,这其实是一个非常高的目标,因为这意味着2025中国集成电路产业规模占到全世界35%,也就是超过美国位列世界第一。当然这个是指总体产值,就产业结构而言,仍然是美国在高端,中国在中低端和部分高端。
  如果按照工信部的规划更激进,2025年要达到70%芯片自主化,也就是中国集成电路产业规模要占到全球49%, 这意味着什么呢,2025年中国集成电路产业从产值来说将是世界最高的国家,不仅能够供给全中国的需要,而且还要抢占相当一部分的世界市场。
  不过我们也要注意,不管是国务院还是工信部的规划,都是把在华外资企业算到国产里面的,也就是说,即使2025年完成了70%自主化这一目标,我们占到了世界的49%,其中仍然有一部分是在中国的外资企业完成的。
  那么我们能不能达到这一目标呢?或者说,现在处于什么什么水平呢?下图是IC insight发布的2016年全球半导体20强,竟然前20位都没有中国公司,这是非常罕见的现象。在其他几乎任何一个地球上存在的大型产业,世界前20位都没有中国公司的,几乎找不到。
  有9家公司营收超过100亿美元,前20强的门槛是44.55亿美元。
 
 
  不过大家也不要灰心,我国半导体产业销售额最大的公司是华为旗下的海思半导体,2016年销售额为303亿人民币,折合美元也是大约44.5亿美元,刚好和第20名的44.55亿美元几乎不相上下。所以不出意外,今年海思半导体将会中国第一家冲进全球20强的半导体公司。这将是历史性的突破。当然,这意味着会有一个倒霉蛋被挤出全球20强,没办法,人生就是这么的残酷。
  2016年中国集成电路产业销售额达到4335.5亿元,同比增长20.1%,
  集成电路分成三个部分,设计、制造、封测三个产业销售额分别为1644.3亿、1126.9亿及1564.3亿,增长速度分别为24.1%、25.1%及13%。
  这里面有一个好消息和一个坏消息,好消息是增速20.1%,这是非常快的,四年翻一倍,8年后就是现在4倍的规模,这是非常惊人的。
  坏消息是什么呢,我国集成电路产业这个4335.5亿元销售额是包括了在华外资企业的。所以要摸清我国集成电路产业的真正实力,还是要看血统纯正的中国公司。
  我们从设计,制造,封装三个环节依次谈起。本文先只看设计部分。
  首先是芯片设计,大家都知道,在PC机的时代,Intel和AMD垄断了电脑CPU市场,中国公司和他们的差距可以说隔着一个银河系,只能站在地球上仰望外星文明。
  在21世纪初,可以说中国唯一像样的芯片厂家是珠海炬力科技,做出了mp3芯片,成为世界最大的两家mp3 芯片供应商之一,我们看下当年新闻的原文:
  “2005年炬力的SoC芯片出货量达到了4980万片,比2004年的1220万片增长了308%。该公司的MP3播放器SoC芯片的销售额也从2004年的5410万美元增长到了1.479亿美元。”
  一家中国芯片公司,在十几年前能够做到这个水平是相当不容易的,然而炬力科技当然崛起的前提,也是国产MP3品牌在市场上占据了大量份额,那个时候mp3播放器非常昂贵,不要说苹果,三星的MP3了,我在2004年购买的北京爱国者公司生产的月光宝盒mp3播放器,价格高达900元人民币,为此省吃俭用了很长一段时间。
 
 中国芯片产业却意外的从电信产业发展中受益,由于巨大中华(巨龙,大唐,中兴,华为)在电信产业的崛起,中国逐渐开始实现了通讯设备制造的自主化,
  通信设备制造产业的崛起,却意外的给中国带来了一个没有料到的结局,那就是中国的芯片产业开始伴随着中国通信产业崛起开始萌芽。华为的海思,中兴微电子,大唐都成为中国最大的芯片厂家之一。
  到了手机和平板电脑时代,由于中国本土手机厂家和平板电脑厂家的崛起,中国的展讯,全志,瑞芯微等公司也获得了发展机会。
  下图是IC insight的报告,全球纯芯片设计公司50强,2009年中国只有一家,也是中国第一家闯入世界50强的是华为旗下的海思公司,2016年增长到了11家,包括海思,展讯,中兴,大唐,南瑞,华大,锐迪科,ISSI,瑞芯微(Rockchip),全志(All winner),澜起科技(Montage)。
  可以看到前面九名,海思,中兴,大唐都是电信产业出生,南瑞是为智能电网提供芯片,全志,瑞芯微,展讯等是为手机,平板电脑等提供芯片。
  可见中国在通信,电网,消费电子产业的发展对上游的带动作用。所以一个国家产业的发展,必然是整体性的,下游发展不起来,上游也一定发展不起来,中国芯片产业不可能脱离中国整体产业升级的大环境而独立发展。
 
 
 
  2016年,中国已经有了160家芯片设计企业销售额超过了1亿元人民币,可以说芯片设计正在中国全面开花。中国最大的两家芯片设计公司海思和紫光展锐都已经跻身世界前十,2015年海思是世界第六,紫光展锐是世界第十,而且在前十名里面,海思和紫光展锐增长速度最快。
  2017年第一季度,中国芯片设计产业整体增长高达23.8%,销售额达到351.6亿元,中国自主设计芯片全球市场占有率已经高达全球8%,中国市场占有率达到13%以上。
  按照中国半导体行业协会的中国芯片前十名,和IC insight的排名有所不同,下图是2016年中国半导体行业协会公布的中国IC设计公司排名,可以看出,通过紫光集团对展讯和锐迪科的整合,中国已经出现了两家金额超过100亿人民币的本土IC设计巨头,海思和紫光展锐。
 
 
 
  我们看下这个榜单,相信前三名大家都耳熟能详了,
  第一名的海思
  各位用的华为手机里面就有大量的海思处理器和海思基带芯片,另外买的智能电视,安防系统也有海思的芯片,海思在长时间内将是中国最大的芯片设计公司,未来将随着华为集团的增长而上升。
  全世界做手机处理器的厂家,苹果,三星,华为,小米,高通,联发科,展讯七家而已。
  海思目前是中国企业里面最有希望登顶世界第一的,其目标应该是瞄准三星,英特尔,高通世界三强,挑战他们的地位。当然差距还是非常大。世界纯IC设计公司第一名是高通,2016年营收154亿美元,是海思的3.5倍
  当然从长期来看,海思超越高通,我认为问题并不大,毕竟苹果,三星,华为这些公司都在实现芯片自主化,小米也在自己搞处理器,高通的空间是在不断缩小的。
  第二名的紫光展锐是展讯,锐迪科合并之后成立,目前是三星手机处理器和基带芯片除自家产品之外的最大供应商,展锐的任务是战胜联发科。展锐是海思之外国内唯一一家营收超过100亿人民币的公司。
  请注意,你买的三星手机,主要是中低端系列,里面的芯片是紫光展锐的,我们还是芯片出口国,紫光展锐的芯片伴随三星手机销售到了全世界,是不是觉得有点小激动呢?
  另外,紫光展锐在印度是份额最大的手机芯片厂家,因为中低端手机大量使用展讯的芯片,在非洲同样是这种情况。
  第三名的中兴微电子主要是自家的通信设备用的部分芯片,手机芯片也还是外购
  第四名的华大半导体就有点意思了,公众平时很少听到这个名字,居然是中国芯片设计公司的第四名,
  华大半导体是中国IC设计的国家队,隶属于CEC(中国电子信息集团产业集团),CEC是世界五百强,是中国电子产业的国家队,是中国大陆唯一涵盖设计、制造、封装、测试、EDA工具等积体电路完整产业链的企业。
  当然还是要说,CEC看起来每样都做,但是每一样都做的不怎么样,规模不大,不过CEC的存在是从国家层面保障国家的集成电路能力。
  华大半导体的产品有哪些呢,既然是国家队,那么跟国家安全相关的基本都承包了,包括我国的第二代居民身分证、中石化加油卡、社保卡、税控IC卡内都有该公司设计的芯片。另外就是一个卫星导航芯片,包括北斗系统在内。网上有人散布谣言说中国二代身份证技术来自日本,笑笑就好,二代身份证的芯片都是中国自主设计,制造和封装。由国家队主导
  另外非常值得一提,华大旗下有全球排名第四的EDA设计软件提供商——华大九天,EDA工具是进行集成电路设计所需要的软件,目前国内主流还是用国外的EDA来进行芯片设计,比如Protel什么的,但是华大九天的EDA至少也有一席之地,这是保留中国的自主能力
  第五名的北京智芯微电子国人也很少听说名字,这家公司隶属于国家电网,我们智能电网里面设备用的各种芯片,包括以后电动汽车接入电网,充电桩的芯片等,智芯微电子都有涉及,当然这家公司也不愁没有订单,毕竟电网是自家的产业。
  第六名的汇顶科技我之前的文章也提到过,该公司在指纹识别芯片领域已经做到了世界第二,
  中国芯片公司在细分领域做到世界第二,这是非常了不起的成就。我们手机上的指纹识别模组想必很多人已经在用了,
  汇顶科技2016年其营收是30.79亿元,同比上涨175.04%,归属上市公司股东的净利润是8.56亿元,同比上涨126.46%。其指纹识别芯片营收是23.12亿元,同比上涨788.66%,占其总营收比例高达75%。汇顶科技在2017年第一季度已经彻底超越了老对手瑞典FPC公司,在全球范围内仅次于给苹果提供指纹识别芯片的AuthenTec
  第七名的杭州士兰微电子,这家公司LED照明驱动IC是其主要业务收入之一,另外杭州士兰微是国内为数不多的IDM企业,也就是设计,生产,封装都做。除了主要的LED照明驱动电路IC业务,士兰微还给家电企业提供变频电机控制芯片。另外MEMS传感器和IGBT产品也研发成功推向市场。
  第八名的大唐微电子是国家队,现在的主要产品方向是身份证卡和金融社保卡芯片和解决方案,大唐的金融社保卡的市场份额占据第二位,大唐微电子的金融IC安全芯片出货量大约有2亿只。”除此外,大唐微电子也提供行业证卡,如居民健康卡、交通卡、市民卡、教育等方面的安全芯片和解决方案。
  另外大唐还和荷兰恩智浦成立了中国第一家汽车半导体公司大唐恩智浦,开发新能源汽车电源管理芯片,电机MCU等。
  所以说白了,大唐是国企,也是做国家的生意为主。
  第九名敦泰是台湾的设计公司,就不提了。
  第十名的中星微,主要是做图像处理芯片,摄像头芯片等
  看完了天朝IC设计的前十名有什么感想?
  这10家公司里面真正算有前途的就五家:海思,紫光(包括展讯,锐迪科),汇顶,中兴,士兰微
  例如杭州士兰微2017上半年财报。公司上半年实现营业收入12.98亿元,同比增长22.90%;实现净利润8442.55万元,同比增长243.77%。保持了高增长的势头,利润也开始逐渐恢复。
  其他五家:华大,大唐,智芯就是吃国家的饭。敦泰是台企,中星微主要做监控安防摄像头之类的图像芯片,技术水平一般,发展前景不明。
  十强以外,还有一些很有意思的中国IC设计公司。
  首先是存储芯片领域,中国每年进口的集成电路之中,存储芯片和CPU占了大概75%. 可见存储芯片的地位。
  在存储芯片领域,有两家中国公司在试图进击,一个是兆易创新,一个是长江存储。
  目前全球存储芯片主要有三类产品,根据销售额大小依次为:DRAM、NAND Flash以及Nor Flash,其中Nor Flash尽管排名第三,但与前两者相比,市场规模仍然较小,仅为30亿美元,而前两者大致在400亿美元级别和300亿美元级别。
  这三个究竟有什么区别呢?DRAM就是我们手机里面的1G,2G…..内存,NAND Flash就是我们手机里面的32G,64G,128G….
  Nor Flash虽然也是存储,但是容量比较小,一般是64Mb以下,用于存储一些驱动电路的算法和代码之类,手机,汽车电子,工业控制等领域都会用到,因为很多电路的算法和代码相对复杂,难以全部集成到IC里面,需要用nor flash来进行存储。
  在Nor flash这个仅有三四十亿美元的小市场里面,我国的兆易创新是世界主要玩家之一,当然这个主要玩家,也就是世界第五,世界第一到第四分别是台湾旺宏,美国Cypress,美国美光,台湾华邦。
  兆易创新2016年8月上市后,应该是半导体存储行业唯一的A股上市公司。
  2015年、2016年度兆易创新分别实现营业收入11.89亿元、14.89亿元、分别实现净利润1.42亿元、1.51亿元。到今年,由于nor flash多次涨价,兆易创新一季报业绩增长迅猛。公司一季度营收为4.52亿元,同比增长46.61%;净利润为0.69亿元,同比增长94.20%。

涨价原因呢,主要还是Nor flash行业的大佬在逐渐退出,排名第三的美光退出NOR Flash业务,有可能被排名世界第四的台湾华邦接手,排名第二的Cypress关闭中小容量的Nor Flash生产线,加上AMOLED面板对nor flash有需求,因此带来行业景气。
本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201709/364473.htm
  另外,兆易创新还做MCU(单片机)产品,用于汽车和物联网,2016年兆易创新的MCU销售收入为1.97亿元,同比增长55.2%。
  在内存和闪存领域,韩国拥有绝对的优势,而我国的长江存储担负起了打破韩国垄断的使命。
  存储器领域,DRAM和NAND FLASH,韩国三星和海力士都绝对的霸主,尤其是三星。
  韩国人在2017年的存储器涨价中大赚特赚,三星电子2017年第一季度净利润高达67.8亿美元,增长竟然高达46%,接近50%的疯狂增长。到2017年第二季度,三星营收猛增19.8%,净利润增长89%,高达99亿美元,不仅打破了自己的最高单季度净利润记录,还首次超过了苹果公司。
  SK 海力士在2017年第一季度营收384亿人民币,同比增长72%,净利润达116亿人民币,同比增涨324%
  华为上半年的闪存门事件,反应出中国在这方面的绝对弱势地位。
  DRAM是最大的存储器领域,目前全球DRAM存储器价格在疯长,韩国人同样在大赚特赚
  2017年第二季度,三星电子、SK海力士、美光科技三家业内巨头DRAM销售额达44.3亿美元,比上季度增长了30.1%。
  其中三星电子销售19.8亿美元,比上季度增长36.5%,SK海力士销售13.7亿美元,增长28.2%,两家企业市场份额合计占到全球的75.9%。美国美光销售10.6亿美元,增长22.0%,
  下图是2017年第一季度的全球市场份额,三星+SK海力士份额为73.5%,美国美光为21%,三巨头为94.5%,剩下的台湾三家厂商南亚科,华邦,力晶占了4.6%. 全球其他公司占了0.9%。
 
 

 

 
  全球六强之外,在这个仅仅0.9%的市场份额里面,有一家中国小公司,北京矽成控股的ISSI,这是一家设计公司,在全球DRAM市场排在第八位,不过这个第八位,几乎可以忽略不计。
  兆易创新曾经试图收购ISSI,进入DRAM领域,毕竟Nor flash市场还是太小,不过根据2017年8月的消息,收购没有成功,原因为两个,一个是价格没有谈拢,另外一个是台湾人的阻挠,排名世界第四的DRAM厂家台湾南亚科是ISSI的代工厂,如果ISSI被兆易创新收购,南亚科将会停止提供服务。
  不过在DRAM领域,ISSI太小了,即使兆易创新收购ISSI成功,也不可能对抗韩系厂家和美光。
  而在NAND Flash市场,DRAMeXchange的数据显示,三星、东芝、闪迪、海力士、美光和英特尔几乎垄断了全球100%的市场。尤其是三星和海力士,合计占了全球几乎一半的份额。
 
 
 
  我们可以明显的看出,在DRAM和NAND FLASH领域,中国几乎没有存在感,在这个领域要突破,还是需要靠国家队。之前谁说国企没有用,只会搞垄断来着?要是能在存储器领域搞成垄断,我看是好得很。
  2015年7月,中国紫光集团曾经向全球第三大DRAM厂商,美国美光科技,提出230亿美元的收购要约。结果被拒绝,背后就是美国政府的阻挠。
  为什么要收购美光呢?韩国太强大了,不管是DRAM领域还是NAND FLASH,美光相对于韩系的三星和海力士,都处于弱势地位,尤其是在DRAM领域,美光的市场份额在韩国竞争下呈现不断下跌的态势,从2016年的28%下降到2017年上半年的18%左右。
  从营业利润率来看,三星DRAM的营业利润率高达40%这个水平,美光只有20%这个水平,三星只要一降价,美光就是生死存亡,可以说三星完全掌握了美光的生死。
  其实紫光和美光联手研发,一边有钱,一边有技术,是中美双赢的局面,奈何遏制中国的技术进步是美国更高层面的战略,注定双方联合困难重重。虽然紫光至今没有放弃和美光合作,但是目前已经被逼迫走上自主研发制造的道路,没有别的路可以走。
  目前存储器自主研发的国家队是紫光集团控股的长江存储。
  2016年7月26日,长江存储公司成立,紫光集团拥有51%的股份,另外的股份由国家大基金持有25%,湖北省地方政府的基金持有24%,武汉新芯公司为长江存储的全资子公司。
  武汉新芯公司是湖北省和武汉市政府2006年为了进军集成电路制造领域而成立的研发+制造一体的企业,实际上武汉新芯2014年底已经和美国的Cypress半导体公司开始联合研发NAND Flash技术,但是业界并不看好,因为NAND Flash被三星,海力士,东芝,美光四家垄断,不要说新芯公司研发实力不足,Cypress实力也不够。
  因此通过和Cypress和共同研发,武汉新芯已经有一部分的自主研发力量,只是非常弱小,这是中国自主研发存储器的火种。
  长江存储成立之后,由于大量资金注入,在坚持自主研发的同时,开始大量从台湾和韩国挖人,如果留意最近的台湾和韩国的科技新闻,会发现他们的媒体经常抱怨半导体人才被中国以高薪诱惑流失。
  紫光从台湾挖了多少重量级人才过来呢?
  紫光集团全球执行副总裁高启全,他是紫光集团董事长赵伟国2015年10月亲自从台湾挖过来的重量级人物,高启全被称为台湾DRAM教父,他是本文前面提到的世界第一大NOR flash公司旺宏的创始人,同时也是台湾第一,世界第四大DRAM公司南亚科的总经理。同时还是南亚科和英飞凌的合资公司华亚科的董事长(华亚科目前已经被美国美光并购)。是台湾半导体产业的重量级人物。
  很多台湾媒体把高启全和梁孟松相比,梁孟松从台积电跳槽去了三星后,三星的代工制造业务突飞猛进,对台积电造成了很大威胁,制程竟然反超了台积电,优先量产14nm,一度还分食了台积电的苹果芯片订单。
  2015年高启全宣布退休后,加入紫光担任全球执行副总裁。被台湾媒体视为和梁孟松一样的叛将。
  事实是,高启全此人有无大中华情节不得而知,但是从他担任紫光副总裁只有接受记者采访的言论来看,他更多的是不满在台湾发展空间狭小,根本不可能对抗一生的敌人韩国三星。
  高启全今年接受记者采访时对媒体说,
  “1985年,英特尔正式退出DRAM领域,在经历了日本、韩国积极投入,后来者居上,韩国最终坐稳了第一把交椅。台湾在 2008 年成立台湾创新内存(TMC/TIMC)计划集中发展 DRAM 产业资源,但终究因为资金问题未能如愿,原本 5000 亿新台币的资金需求,台湾政府仅提供了 80亿,远远达不到预期。
  他强调,“现在唯一有机会成为全球抗衡三星势力的只有大陆,紫光会把这梦化为具体的实践!”一定要有人扮演在全球平衡三星的势力,目前只有大陆有能力有资金投入进来,长江存储就是基于这个出发点而诞生,也是大基金唯一真正投资的存储器企业。”
  从高启全的话可以反应出他内心的想法,就是要在产业里面做出一番事业,所以,只要我们提供的平台够大够好,不管他是什么政治立场,一样可以为我所用,台湾的舞台太小了。
  除了高启全,紫光集团还挖来了晨星创办人杨伟毅出任紫光旗下长江存储公司CTO,又延揽晶圆代工厂联电前CEO孙世伟,担任全球执行副总裁一职。这两位都是台湾半导体业界鼎鼎有名的大佬级人物,像晨星,当年就是和联发科并列的台湾两大芯片研发企业之一,后来晨星被联发科吞并。
  台湾联电更是台湾仅次于台积电的是第二大集成电路制造厂,2016年销售额44.5亿美元,对比下中芯国际2016年的销售收入只有29亿美元多点。
  目前长江存储在同时进行NAND FLASH和DRAM的研发,根据2017年4月高启全接受记者采访时透露,“长江存储的研发团队里面,美国人、日本人、南韩人都有,绝不是只有挖台湾工程师,长江存储内部是规定要用英文沟通,因为外籍主管很多,以国际化的规格在打造企业。”
  现在的武汉新芯约1,200人,另外,长江存储成立至今也招募将近700人,共计1900人左右。
  长江存储目前研发人员总共约500人,其中台湾人约50名。
  根据2017年9月的消息,长江存储将会在美国设立研发中心,并且趁着日本东芝在处于出售状态的机遇,挖角日本的存储器研发人才,日本很多年轻的工程师,受制于日本职场论资排辈文化的压制,薪资和发展通道上本有很多不满,加上东芝已经风雨飘摇自顾不暇,在中国高薪诱惑下,必然会有人加盟。
  目前长江存储的重心放在3D NAND flash的开发上面,同时也在推进20/18nm的DRAM开发。
  NAND Flash肯定是长江存储最先量产的产品,因为传统2D转3D NAND技术后,半导体机台设备几乎都要换新,所以这时候投入是对的,每一个存储器阵营都站在同一个出发点。
  而DRAM技术,每转进新一代制程技术仅增加20%的半导体机台设备,意思是,既存的半导体大厂的多数机台设备都已经折旧光了,新加入DRAM技术的人去买新设备来生产,成本非常贵,竞争力会很差。从这个角度而言,中国要做好在存储器领域长期烧钱的准备。

长江存储现在研发进度如何?根据长江存储 CEO 杨士宁介绍,其 32 层 3D NAND 芯片顺利实现了工艺器件和电路设计的整套技术验证,通过电学特性等各项指标测试,达到预期要求,2017年底将提供样片,继续向64 层 3D NAND 发展,乐观估计2019年量产。
本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201709/364473.htm
  目前韩国三星已经在2017年量产64层 NAND,可以看出中国和韩国的技术差距在2年,2年看似很短,其实在竞争激烈瞬息万变的市场,已经是极大的差距了。抗韩将是长期的进程。
  但是,大家也不要觉得韩国半导体不可战胜,事实上,韩国人在半导体领域表现强势的也就是NAND FLASH和DARM存储器领域,以三星为首的韩国公司早在上个世纪九十年代就开始了存储器的研发,早了我们二十年,我们要想超过他们,当然必须付出时间的代价,这个时间不是三五年,能够十年追上就已经非常了不起。
  另外,韩国虽然存储器强大,但在存储器以外的其他领域,除了三星手机自产处理器和基带芯片外。由于都不是大集团研发,韩国的芯片设计产业在中国的冲击下衰退非常严重。
  以2017年上半年为例,根据韩国媒体Business Korea的报道,在韩国上市的韩国前15大IC设计公司中,有10家上半年营业利润出现下降,50%的企业出现亏损,营收和利润都增长的只有两家。
  原因就是中国冲击,例如液晶面板上面的驱动芯片,例如手机和平板电脑上的触控芯片,以及摄像头等用的中低端图像传感器。
  我在上一篇文章写过,全球显示面板向OLED转移的趋势已经不可逆,我国有一家做OLED驱动芯片的公司就在高速增长,那就是中颖电子,2017年上半年,中颖电子公司实现营业收入3.12亿元,同比增长30.65%;净利润为6208.01万元,同比增长61.8212%;每股收益为0.30元。
  因此,全球目前只有中国的疯狂的投入存储器的研发和制造,韩国人在存储器领域未来被颠覆,只有可能是被中国,确切的说的是长江存储公司。
  未来的希望:寒武纪
  为什么要特别提一下寒武纪,人工智能是人类所有产业发展的大势所趋,在这个领域,专用芯片将会成为未来的主流。几乎所有的ICT科技公司,不管是国内的百度,阿里,腾讯,华为,还是美国的谷歌,facebook,亚马逊,微软,都在朝人工智能方向发展
  2017年8月,由中国科学院计算技术研究所(中科院计算所)陈云霁、陈天石两兄弟创立的寒武纪科技(CambriconTechnologies)宣布完成阿里巴巴领投的1亿美元A轮融资,此轮融资令寒武纪估值达到10亿美元。这也是中国第一家集成电路产业的独角兽公司(估值超过10亿美元),这可以算作一个里程碑。
  值得一提的是,寒武纪团队成员的平均年龄只有25岁,很多骨干成员在校期间已开始从事相关领域的工作。创始人陈云霁和陈天石是兄弟俩,都是学霸。
  陈云霁14岁进入中科大少年班,在创立寒武纪前,陈云霁在大学的最后一年,就参与了中国第一块通用CPU芯片龙芯1号的研制项目,2002年,陈云霁来到了中科院计算所,跟随现在的龙芯公司董事长胡伟武研究员硕博连读,成为当时龙芯研发团队中最年轻的成员。博士毕业后,他留在了计算所。25岁时,陈云霁就已经成为8核龙芯3号的主架构师。
 
 
  他在2015年入选《麻省理工科技评论》35岁以下的全球最佳35名创新人士。
  非常有意思,寒武纪推出的人工智能芯片型号名字叫DianNao,也即是中文电脑的拼音,目前DianNao已衍生出1A、1H等多个型号。DianNao这个型号名字来自寒武纪研发团队里一位法国人,这个法国人叫OlivierTemam,来自法国国家信息与自动化研究所(Inria),他建议说,与其取一个平淡的英文名字,还不如反其道而行用中文的拼音来命名,这样对外国人来说是“外语”,他们反而会觉得十分“洋气”。
  最值得一提的是,DianNao芯片不仅是寒武纪的自主架构,而且是寒武纪自主开发的指令集,名字也很有意思,叫DianNaoYu(电脑语), 这是世界首个深度学习指令集,DianNaoYu指令集的论文在2016年的计算机体系结构领域顶级国际会议ISCA2016(International Symposium on Computer Architecture)所接收,其评分排名所有近300篇投稿的第一名。具有突破性的意义。之前中国自主研发的龙芯芯片,也是使用的MIPS指令集免费授权的形式,虽然可以自主修改,也不会被限制,但是使用指令集还是来自国外。
  用中科院计算所的话来说意义是这样的“指令集是计算机软硬件生态体系的核心。Intel和ARM正是通过其指令集控制了PC和嵌入式生态体系。寒武纪在深度学习处理器指令集上的开创性进展,为我国占据智能产业生态的领导性地位提供了技术支撑。”
  寒武纪人工智能芯片和传统的通用处理器如何比较?寒武纪是人工智能的专用芯片。请注意专用两个字,因此寒武纪的芯片和通用处理器并非替代关系。
  由于CPU和GPU基本框架结构都不是为人工智能设计,如果要用通用处理器搭建一个人脑规模突触的神经网络,可能需要建一个电站来给它供电。AlphaGo下一盘棋动用了1000个CPU和200个GPU,每分钟的电费就高达300美元,而网络规模只有人脑的千分之一。”
  寒武纪AI芯片恰恰解决了这一问题——它能在计算机中模拟神经元和突触的计算,对信息进行智能处理,还通过设计专门存储结构和指令集,每秒可以处理160亿个神经元和超过2万亿个突触,功耗却只有原来的十分之一,未来甚至有希望把整个AlphaGo的系统都装进手机。
  其他的FPGA方案虽然迭代快,但从计算速度和能耗比来说,和专用的人工智能芯片相比仍然有差距。因此除了寒武纪以外,其他国外公司也在跟踪寒武纪的研究成果,比如谷歌的TPU
  寒武纪的AI芯片在两个大型产业都可以有广泛的应用,一个是云端,一个是终端。在目前云计算蓬勃发展的情况下,云端服务器面临更大的大数据计算压力,AI芯片逐渐必不可少。另外终端的智能化程度和计算要求不断提升,也需要使用AI芯片。
  2017年9月2日,华为在德国IFA展上发布麒麟970处理器,首先用于华为Mate 10智能手机上,虽然没有公开宣布,但其背后的AI芯片就是来自寒武纪,麒麟970整合的人工智能芯片,华为称之为NPU(NeuralProcessingUnit,神经处理单元)
  搭上了华为这条大船,寒武纪的销售额将会迅速增加,目前猜测,华为和寒武纪采取的是IP授权的形式,寒武纪作为全球第一家人工智能芯片独角兽公司,也是全球第一家大规模量产人工智能芯片的公司,同时芯片架构和指令集完全自主,在未来大有可为。
  我现在就盼着寒武纪什么时候上市了,人工智能会是有一个超级产业,理论上所有的硬件都会需要实现人工智能深度学习功能。
  半导体行业,美国超级强势,韩国在存储领域优势大,
  欧洲有三家一流的半导体公司,NXP,英飞凌和意法半导体,其中NXP在和高通谈并购,如果高通并购NXP并购成功,那么欧洲只剩下两家了。
  日本有三家一流半导体公司,瑞萨电子,索尼的CMOS图像芯片和东芝半导体。这其中索尼的CMOS图像处理芯片是近年来日本公司几乎仅有的实现大逆转的产业,索尼凭借图像处理芯片大大提升了市场份额,获得了大量利润。东芝在寻求出售,等东芝出售成功,那么日本也只剩2家半导体公司。
  我们可以看到,美国超级强势,中国,韩国都在上升,欧洲和日本在小幅衰退,
  除此之外,另外一个衰退比较严重的是台湾了,台湾半导体协会预估2017年台湾半导体产业整体产值较2016年小幅成长1%,而2017年全球半导体市场规模将较2016年成长9.8%,也就是台湾“生命线”半导体产业世界份额在不断下降。
 

 

 
 
  以整个半导体产业的产值比较,2017年上半年台湾为新台币11440亿元,大陆约新台币9900亿元,台湾半导体产业险胜,但大陆在整个半导体产业发展速度明显超过台湾,
  根据中国半导体行业协会统计,2017年1-6月中国集成电路产业销售额为2201.3亿元,同比增长19.1%,而台湾呢,以2017年第二季度为例子,是衰退4.8%。
  半导体的设计,制造,封测三大部分,设计和封测大陆均已经超越台湾,台湾在IC产业唯一有优势的还是制造业,台湾GDP 2016年大约为5600亿美元左右,而台积电的半导体制造一年贡献100亿美元净利润,另外提供数万个年薪40万人民币的岗位,以及大量税收,以台积电为首的半导体制造业不愧是台湾经济的基石。台湾有三家半导体公司进入全球20强,和日本,欧洲并列都是3家。其中2家是制造(台积电,台联电),1家是设计(联发科) 2017年上半台湾IC设计的产值为新台币2904亿元、大陆为新台币3735亿元,大陆已经在IC设计产业追过台湾;
  IC制造业领域则是台湾半导体的大本营,比较2017年上半两岸的情况,台湾IC制造的产值为新台币6268亿元、大陆产值为台币2570亿元,台湾守住优势, 在IC封装和IC测试方面,2017年上半年台湾的IC
  IC制造业领域则是台湾半导体的大本营,比较2017年上半两岸的情况,台湾IC制造的产值为新台币6268亿元、大陆产值为台币2570亿元,台湾守住优势, 在IC封装和IC测试方面,2017年上半年台湾的IC封测产值为新台币2268亿元,大陆产值为新台币3600亿元,这部分大陆也已经超越台湾。
  从以前的仰望,到现在超过台湾,并且在追赶日本,韩国和欧洲的路上,中国半导体产业的进步有目共睹。2017年上半年,中国大陆芯片设计业同比增长21.1%,销售额为830.1亿元,继续保持世界最快增长速度。
  对中国的芯片发展要抱有信心,未来海思,紫光,寒武纪三大势力将成为中国芯片产业的主力军,寒武纪虽然现在销售额不多,也还没有开始盈利,但是这家公司必将崛起成为一方诸侯。
  寒武纪需要解决的是商业经验问题,创始人是中科院搞技术出身,在商业市场搏杀,需要有商业经验积累和助阵,这是寒武纪需要解决的问题。
  在三巨头以外,很多专业领域的中国芯片供应商也会崛起,例如提供显示面板驱动芯片的中颖电子,提供指纹识别芯片的汇顶科技等等。
  另外呢,在国有企业大军里面(不要鄙视国企,紫光也是国企),也会有很多像大唐微电子,华大这样的芯片公司来保证国家安全,比如下面这则2017年9月16日的新闻,华大发布的北斗导航定位芯片。北斗产业以后会是一个大型产业。
 
 
 
  再比如应用于超级计算机的申威芯片等等。实事求是的说,这里面大多数企业商业上不会很成功,例如像大唐这样的国企,主要做各种金融和社保的芯片,虽然公司一直亏损,国家也得养着。当然北斗芯片可能是个例外,因为北斗未来会成为一个大产业。
  还有像中国电子科技集团下面的中科芯公司,这家公司2008年在无锡成立,我们最近天上在对接的天舟一号飞船的电子控制防辐射芯片,就是来自中科芯公司,这也是为了保证自主化和国家安全,但是航天飞行器在产业规模上注定不会像海思,紫光,寒武纪的市场那么大。
  另外网友比较关注的我国超级计算机上用的国产芯片,例如全球速度最快的神威太湖之光超级计算机,芯片就是国产化的申威,指令集和架构都是在美国DEC公司的Alpha架构下扩展而来,但是这款芯片只适用于超算领域,在民用市场由于生态问题和性能问题,不会有竞争力。因此也是小众芯片。
  另外就是龙芯了,胡伟武博士是个坚持自主研发的人,他也培养出了寒武纪创始人陈云霁,培养出了一批自主研发芯片的人才,我觉得这才是龙芯的最大贡献。至于在商业化上面,龙芯几乎没有什么希望,建立生态必须要有强大的商业实力和地位,目前龙芯芯片只能在一些专业领域,例如北斗卫星上用的防辐射芯片,或者一些专用领域比如服务器,工控,嵌入式控制等等。龙芯能在这些领域占据较大市场份额,就是一种成功了。
  龙芯2015年销售首次过亿元人民币,是一家非常弱小的公司,2016年相信销售额也是1亿元多点的规模,而2016年中国销售额过1亿人民币的芯片设计公司有160家,龙芯在里面毫不起眼。 胡伟武是个技术人才,龙芯现在的待遇,以及类似科研院所和国企的运行体制,也暂时无法获得优秀的高端商业人才。龙芯在未来十年能够做到10亿人民币,20亿人民币就很不错了。即使到2027年能做到100亿人民币的规模,10年增长100倍,到那个时候龙芯也进不了中国芯片的第一集团。
  中国芯片产业的未来必须要走商业化可盈利的路,从这条路来看,只有以海思,紫光,寒武纪为首的国产芯片公司,以及华大,大唐,士兰微,汇顶科技等第二梯队,以及未来可能成长起来的第三梯队才是中国芯片设计产业的未来。
  而芯片设计这个产业,从中国,美国,欧洲,韩国,日本,中国台湾六强的发展趋势来看,中国保持现状20%的发展速度,每四年翻一倍,到2025年将是现在的4倍,是未来美国最大的挑战者,韩国依靠对存储芯片的高强度投资,将保持世界列强地位。中国紫光的存储芯片2019年才能够量产64层的NAND Flash,那个时候距离三星和海力士还是有技术差距,所以短期内韩国存储芯片产业是打不垮的。DRAM目前还不知道什么时候能量产。
  而欧洲,日本,中国台湾,由于其下游消费电子品牌的衰落,不可避免会影响到上游芯片的产值,这其中最危险的是台湾,因为欧洲和日本还有蓬勃发展的汽车电子产业,消费电子这边衰落了,还可以从汽车那边来弥补。例如日本,虽然东芝在衰落,但是瑞萨电子的汽车业务发展就挺好。
  台湾就比较危险了,芯片设计业不断下滑是大趋势,因为消费电子品牌不断往中国大陆集中,而大陆的自产芯片占有率在不断提高,而台湾又没有汽车品牌产业来弥补损失,设计业下去了,保住台积电的制造业是台湾面临的首要问题,从这个意义上来讲,发展中芯国际抵消台积电的发展,就是促进两岸统一
  在后面的文章,我们聊聊芯片制造业和封测,半导体制造以及上游的设备是中国最大的短板。