如果半导体芯片产业是一个层层迭迭的百层大楼，那么中国目前发展的最好的集中在最接近使用者的最低层（应用层）少数几层楼，越往上着墨则越少。 而这也是目前中国芯片产业链所面临的最大困境，底层的芯片应用虽然涵盖的消费体量大，但核心技术与专利都掌握在高层的手里，中国虽然就像孙悟空，在应用层面可以做出千奇百怪的变化，但不论怎么变，还是逃不出如来佛的手掌心。

　　简单描述半导体产业链大楼，从最高层开始是IP、IP库、设计工具、制造、材料，然后才是设计，以及最底层的芯片成品，这个大楼形状就像个金字塔，越上面的厂商越少，竞争越少，利润越庞大，而越下层的产品竞争越大，且脱离不了上层的压制。

　　中国半导体产业其实早有自己盖大楼的想法，而着手重点在于IP、制造，然后设计。在IP发展分为两个阶段，最早其实是想要从无到有自行发展，但后来汉芯、龙芯的成果众所周知，后来政府也放弃了推动完全自主开发，转而以策略合作和并购的方式来取得现有IP，比较出名的案例就是ARM和中国合资创立专对国内授权的企业，另外兆芯取得来自威盛的X86核心，而海光则是拿到来自AMD的X86架构。不过中国还是有些厂商成功打造完全自有的IP核心，比如说前几天被阿里巴巴买下来的中天微，但主要是针对嵌入式应用等场景。

　　制造方面其实与材料有一定的联动，这方面包括了像中芯这类的芯片代工事业，以及如上海新阳等制造硅晶圆的厂商。但这方面的发展同样一波多折，中芯在工艺发展方面屡屡遭遇困难，且工艺世代差距领导厂商三代以上，保守估计需要十年的时间才有机会追上一线大厂，这方面不是单纯资本的问题，而是技术难有积累和突破，芯片制造的工艺雕琢很多时候倚赖的是经验的积累与不断尝试错误、修正，并不是工序的简单复制就有办法达成，甚至不同环境也会影响到工艺的发展，比如说台积电曾经为了要把竹科的工厂的工序搬到南科，却遭遇挫折，良率无法有效提升，而后来才发现是因为南科的空气品质较差所导致。

　　另外代工厂的工作环境太苦，且需要长时间加班，而中国待遇更高的工作机会太多，比如说APP应用产业、新创媒体事业、高大上的还有BAT企业等，相较于言待遇不仅较好，工时也不会过度压榨到个人作息。

　　资本的投入虽可用来改善待遇、购买设备，但真正的技术积累无法用金钱买到，能得到如梁孟松之流的奇人相助则是机缘，如果当初台积电没有蔡力行之乱，梁孟松也不会辗转成为中芯人，过去中芯技术发展不算成功，产能和良率无法有效提升，因此即便是国内厂商的芯片代工订单，多半流到台积电、三星等外人手中，使得制造无法自主。而梁孟松能带给中芯多大的变革，也还有待观察，但至少方向对了，少走些冤枉路是可以预期的。

　　硅晶圆过去则是集中在日本以台湾厂商手中，但在张汝京的带动之下已经有相当明确的进展。硅晶圆最关键的技术在于加工时对材料的纯净以及表面加工处理工序和精度，这方面技术难度相对较低，因此发展虽较制造短，但已经有机会补上中国整个半导体产业供应链的一块传统缺口。

　　但是在设计方面，EDA工具的欠缺是中国芯片产业最难以突破的壁垒。目前设计工具供应商有Cadence、Synopsys、Mentor Graphics，除了Mentor Graphics因为被西门子收购而成为德商外，其余两家都是美商，且因为设计工具本身就是由庞大设计专利和IP库所组成，因此进入门槛极高，虽然除了这三大EDA工具厂商以外还有些第三方供应商，但是都难以对三巨头造成影响。中国若想要发展EDA工具，就必须先补齐专利与IP库，并且与主流芯片代工厂商有技术交流，而这个任务的难度恐怕比建立金字塔的其他部分难度都要更高。

　　好了，最后是最底层的设计和成品，众所周知，芯片设计就是使用EDA工具，在一大堆现成IP库凑成的蓝图中设计好属于自己的算法或逻辑核心，接着测试、制造，最后才是芯片成品，即便是中国最强大的AI芯片设计生态，也都避免不了这些流程。

　　中国早期也经历过如美国、台湾半导体产业发展那种打磨掉封装，仿制芯片布线的作法，甚至像汉芯，直接打磨掉购买自市场或者是二手回收的现成芯片LOGO，换个贴纸就变成自家产品。仿制的作法方面，早期结构比较简单的模拟与控制芯片很多都是通过这种方式设计出第一代产品，但通过这种仿造出来的成品效果通常其差无比，因此都只能低价抢市。而打磨LOGO通常都蒙混不了太久就会曝光，后来这种作法就几乎没有了。

　　在经历长久的发展之后，中国的芯片产业类型相当丰富，从电源器件、信号转换传输、感测、逻辑、存储等，都有不少厂商在耕耘，而部分如指纹识别、面板主控芯片、手机处理器等，在市场上都有相当出色的占有率表现，而近两年AI议题的火热，更是推动各种专有型、通用型AI 计算芯片如雨后春笋般不断冒出头来。

　　这些AI芯片可分为两种，一种是类似Google的TPU，是专注于数学计算强化的芯片，主要是大量的乘加器multiplier–accumulator (MAC)，乘加器的结构大家都大同小异，配合少数数据交换与总线IP就能设计出芯片成品，这类产品的重点在于算法的效率表现上。

　　中国在算力核心、主控以及传感元件方面的相关设计、制造一直都相当活跃，问题在于，过去中国半导体产业的布局一般都没有太长远的规划，而且讲求速效，很难有跨度较长的计划，加上行业太过容易一窝蜂。比如说数年前手机、平板芯片企业的盛况亦不逊于现在 AI 生态的蓬勃发展，但能留存下来的厂商仅是少数中的少数。

　　而且，大家都争着发展最能争夺眼光的热点产品，反而一些非常基本的产品，如 ADC/DAC、LNA 及 SerDes 等外围器件都没有太多着墨，而即便是在 5G，大厂也是争着做最被注目的专利以及主控部分，PA 这种外围器件也都是想着能用外来的就用外来的，一来关键材料与技术专利较难突破，二来利润较薄，而且做得好也很难吸引到投资人的眼光，以致于供应链对于此类料件的自研兴趣缺乏。而这也就造成产业中的关键供应环节被海外供应商把持，在面临类似中兴的被制裁时，只能恐慌无助，没有办法应对。

　　作者：子非鱼

　　我国目前的芯片能力与国际水平差距还是较大，主要是生产技术达不到。我们的设计能力已经能够比肩世界最先进水平，如华为海思麒麟系列芯片，960与970都是非常先进的。但我们的加工工艺不行，这是芯片成件工艺中最重要的环节。

　　

　　这种技术目前基本被AMD（美国）、三星（韩国）、台积电（中国台湾）所垄断。就算是苹果A系列芯片，虽然也是自住设计，但考虑到生产成本和工艺因素，生产环节交给了代工厂。

　　当前，世界上芯片加工工艺的水平已经达到了16纳米。之前，网上流转某在美国从事半导体研究多年的中国教授掌了5纳米光刻机技术，已经回国，后来该企业公开辟谣。

　　事实上，我们国家的工艺还比较落后，目前，清华紫光掌握了90nm光刻机制造工艺，40/65nm正在研发中，中科院微电子组织了北大、清华、复旦和中科院微系统所等来共同研发22和16纳米技术代，进行技术突破，形成自主知识产权。而台湾省的台积电公司已经掌握了16nm的光刻机技术。

　　

　　所以，你会发现，每年中国都要花大把的钱，从韩国和中国台湾进口芯片。数据显示，每年我们要花一万多亿人民币，去购买芯片。如果你感兴趣，可以去查看每年政府发布的统计公报，在进出口一栏中，中国与美国、印度、欧洲等世界上多数国家都贸易多事顺差，唯独和韩国、中国台湾是逆差，这两个地方每年都在挣我们的钱。

　　自从美国对中兴通讯实施新的制裁措施以后，芯片这一陌生的字眼成为中国媒体最热门的词汇，人们都在探讨芯片究竟怎么了，成为某些大国遏制中国崛起的一个工具。2022年以来，中国每年需要进口超过2000亿美元的芯片，而且连续多年位居单品进口第一位，2022年更达到历史新高：2601亿美元。芯片进口已经超过石油成为最大进口项目，因此国家也十分重视。中国核心集成电路国产芯片占有率多项为0，贸易逆差高达1657亿美元2022年6月，国家斥资1200亿元人民币成立集成电路发展基金，支持中国集成电路的发展。2022年，国务院发布《中国制造2025》：2022年中国芯片自给率要达到40%，2025年要达到50%。也就是超过美国位列世界第一。不仅国家重视，一些企业也十分重视芯片的国产化，典型的就是华为，华为发布了自主设计的１０纳米人工智能芯片麒麟９７０，小米手机搭载高通１０纳米骁龙８３５处理器、ｉＰｈｏｎｅＸ搭载１０纳米Ａ１１芯片上市。但是我们不可否认，中国芯片与世界其他国家相比依然有不小的差距，赛迪研究院数据统计，在2022年世界前20半导体企业中，美国企业占了13家，在中国市场销售额合计是667亿美元。其中，高通、博通、美光有一半以上的市场销售额是在中国实现的。中国芯片主要集中在中低端，像24纳米级。实际上目前高端芯片主要被美国日本韩国台湾等少数超级大企业垄断，尤其是韩国三星和高通博通更是行业的翘楚。芯片领域最关键的高性能CPU和GPU（图形处理器）领域，媒体引述=专家的话中国要赶上美国估计需要5~10年，而且要投入上万亿美元的研发费用。中国发展高端芯片一个关键障碍就是光刻机，荷兰ASML公司是业内 的翘楚，不仅价格昂贵，高达亿美元，更为难堪的是不是有钱就能买到，出口受到严格技术管制。

　　国人当自强，中国的芯片制造是有很大的差距，这不怕，只怕没有信心。每一个国家都不可能的都一一走在科技的前原，美国也不行，5G就落后于中国，量子技术也落后中国，人和动物的区别就在于人类有创造力，一代一代的传承，和科学之间的融合之力吗！中国加油，做好中国企业命运共同体，走向世界人类的命运共同体！

　　现状就是很不怎么样。

　　我们的芯片事业受到了全社会的关注是因为什么？正是因为中兴事件。没了美国芯片的中兴现在休克了，我们突然发现自己的芯片几乎是一片空白。

　　2022年，我国进口的芯片总价值达到了2601.4亿美元。占到了全世界的68.8%。而整个市场的销售额才4100亿美元出头。

　　这是去年前十大半导体厂商(不包括代工厂)。显而易见，大部分都是美日韩厂商。我国似乎只有华为的海思能排进榜单的前二十，而且即便是前二十也是摇摇欲坠的。这就是我们目前的处境，几乎什么都不能制造，什么都有赖于进口。

　　当然，我们现在已经缓过神来了，国家已经开始投资，大力发展芯片产业。但这种发展并不是一朝一夕就能完成的。三星花了整整三十年才成为存储器领域的霸主，这还是在得到美国和日本援助的情况下。目前我们的一切都是从零开始的，时间可能会更长。乐观的心态只会让我们妄尊自大，我们应该平静的去赶超他们。

　　最近好多网友私信菲菲，说一谈起咱们目前的芯片产业，就觉得跟世界尖端水平差距太大，可是菲菲却恰恰不这么看。

　　现在我们的28nm CPU 的“制作工艺”已经成熟了，华为用的7nm，设计已经完全可以自主化，同时我们也要明白芯片是有物理极限的，虽然现在台湾7nm的全球市占率是100%，但是，台积电再往下推是5nm，再往下推是3nm，3nm已经进入到原子核的最终极限了。最多到了2025年这一技术就基本到底了，再往后也只能是在水平方向进行发展，

　　显然，这个行业的终点已经明确的摆在那里了，因此芯片问题，目前我们需要面对的是大规模低成本投产，而不是拼先进制成。技术我们已经有了，只不过我们目前的芯片还不具备完全的市场竞争力，剩下的良率问题只需要交给时间，而且是可以看得到终点的战争，所以大家可千万不要慌。我们要知道原子核的极限，下一步是量子领域了。

　　

　　在这一方面，现在中国可是走在了全世界最前面的，近期更是异常热闹，根据相关媒体报道，中国各大科技企业现在都已经开始进军量子计算领域。今年3月，百度首先宣布成立量子计算研究所，紧接着腾讯也开始了人才布局；华为发布了HiQ模拟器；刚刚结束的云栖大会上，阿里巴巴集团的达摩院，也开始着手量子计算系统和超导量子芯片的研发。一时间国内量子计算领域正在热火朝天的发展着。

　　我们都知道，相比传统复杂的计算机，量子计算能够在很少的步骤中，同时处理大量的计算任务，而且速度更要比传统计算机快得多。

　　尤其是在网络安全方面更是离不开量子计算。老式的计算机一般要花费很长的时间和经历才能破解基于素数因子的加密代码，而量子计算机正好擅长于此。因此，为了开发出防止黑客的通信，世界各国政府也都在竞相制造能够淘汰所有现代形式的密码的量子计算机。

　　我国在这一方面显然就成了先行者，2022年8月，我国成功发射了世界上第一颗量子科学实验卫星“墨子号”。

　　2022年在国际上又首次实现千公里星地双向量子纠缠分发、首次实现星地高速量子密钥分发、远距离量子加密通信和地星量子隐形传态。

　　因此量子通信也已经成为了我国一张独有的明信片，成为为数不多的具有世界领先水平的尖端技术。

　　咱们这么一搞，可把大洋彼岸的美国急坏了，今年九月份，美国众议院就一致通过一项法案，以帮助其在量子计算能力方面与中国相匹敌。这也是有史以来第一次，美国面对另一个国家拥有的技术而感到深深的落后与威胁。

　　在量子通信领域，我国不仅做到了世界领先，而且还在国际上率先建成了首个规模化城域量子通信网络，首次将自由空间的量子通信距离突破到百公里量级。截止到目前，我国自主研制的量子通信装备已经为60年国庆阅兵、纪念抗战胜利70周年阅兵等一些重要的国家政治活动提供了信息安全保障。

　　目前我们国家的战略是力争到2030年左右率先建成全球化的广域量子保密通信网络，并在此基础上，构建信息充分安全的“量子互联网”。刚开始可能更多的是应用在国防安全上，如果这个秘钥好用的话，接下来就会是金融领域，因为他们有一些保密性特别强的数据，需要这个技术。当然再过几年成本低下来之后，每个老百姓的手机、银行账号里也可以用这种方法来进行保密。

　　但是量子计算机的研究，目前还在处于烧钱研发阶段。就跟我们现在手中用到的便利廉价的信息技术一样，这些也都源自于上世纪五六十年代，以贝尔实验室为首的科研机构长期烧钱的结果。所以，现在中国科技巨头们都在扎堆研究这项技术，有朝一日获得突破将完全颠覆一切人类的活动方式，未来我们的子孙很可能用着量子手机和智能机器人，在量子互联网上感谢着我们这个时代互联网巨头们的投入。

　　尽管我们并不能指望短期内看到真正的量子计算机，但假以时日它一定会到来。

　　芯片行业当然是面临最大的困难。但同时也要看到，这是中国科学技术行业的机遇。可以想见，当中国的高科技企业不再受制于人时，中国会空前强大。而且，这次贸易冲突也会给其他类型的企业提个醒，尽快研发、掌握本土的核心技术，永远摆脱受制于人的窘境。

　　

　　谈芯片必须先要了解这是一个核心产业，不单是某种科研能力，所以最重要的衡量指标是规模和效益，不是实验室里能做到多少纳米的制程。而从这个角度而言中国目前的能力还只能说是惊人的薄弱!

　　这个薄弱是指我们的产业安全。我国是全球芯片的头号消费大国，市场占比超过6成! 16年全球芯片(大规模集成电路芯片)产业规模约3600亿美金，而我国的芯片进口额将近2300亿美金，是当年我们进口额第二的原油的两倍以上(16年还是原油进口的历史高峰)，听起来这一万多亿人民币比起全国房地产业似乎不大，但要命的是芯片是一个上游产业，他的下游就是中国第一大产业电子制造业，而16年工信部数据电子制造业产值超过12万亿，占整个中国工业GDP超过4成! 所以粗暴的说芯片就是中国4成以上工业的命脉，这其中大规模集成电路(主要是逻辑运算和存储等芯片)主要依靠进口，从上面的数据能看出我们的自给率之低已经事关国安，所以国务院的2025规划为此设定了一个让整个行业一片哗然的目标：2022自给率到四成，2025到7成! 为何哗然?还是目前能力的薄弱。

　　从产业角度讲，芯片制造已经从原先的IDM模式(如Intel，设计生产封装一体直接出成品)过渡到fabless模式，也就是设计，生产，封测三个制造流程分开交给不同的公司。这里要注意，现在最难赶上的不是以前的皇冠芯片设计，而是芯片制造，因为自动化芯片设计软件(EDA)的快速发展，芯片设计的工作量被大大降低，而高额的芯片指令IP(就是大家常听的X86, ARM)授权费也降低了芯片设计的利润，所以尽管我们有了海思展讯这样崭露头角的设计公司，就整个芯片产业能力来讲还是没有质的提升。举个例子，全行业全球产值前20名的芯片商里，美国有8家，日欧我国台湾各有3家，韩国2家，新加坡1家，中国还没有上榜单位。

　　现实很严峻，但国家确实把芯片产业当头号任务来抓了，上面说的设计，制造，封测三个环节目前设计封测两块我们已经有了重量级的公司(子行业全球前十)，在最困难也是产值最大的制造端，更一口气规划了26座12寸的晶圆厂，占全球未来5年规划产能的4成以上，要知道随便一个也是上百亿的人民币呀，可就算我们2022能有4成自给，也还只能说是芯片大国，不是强国，因为我们的制造设备甚至原料还是主要依靠进口，而西方各国炮制了瓦森纳协议，一直是只允许落后两代的设备出口中国，关键设备的研发还是要自己给力，这都需要时间来赶上。

　　中国虽有着全球最大的半导体市场，但国内的芯片设计的主流产品处于中低端，与国外差距巨大。据Gartner发布的数据，2022年全球半导体营收规模前十的企业中，排名第一的是韩国三星，市场占有率为16.4%，而美国多达5家，分别为英特尔、美光、高通、德州仪器、西部数据公司，为名副其实的芯片霸主，中国没有一家上榜。

　　我国有很多芯片制造的占有率为零，比如计算机系统中的MPU、存储设备中的DRAM等，由于国内的芯片需求量巨大，不得不依靠外部进口，进口额高居不下，已经超过了石油和大宗商品，成为我国第一大进口商品。据海关总署数据显示，2022年以来，集成电路年进口额便维持在2000亿美元以上，2022年达到2601亿美元。进出口贸易逆差也在不断扩大，2022年达到了近年来最高值1932亿美元，进口额高、贸易逆差大成为芯片产业难以撕掉的标签。

　　当前国产芯片产业的发展正成为中国制造的重中之重。中国作为全球最大制造国，对存储芯片、CPU、芯片制造等产业有各种不同的需求，可以先从芯片产业的低端发展，获得稳步后再向前发展，就如同手机行业一样，先从山寨机千元机发展起，到逐步实现高端品牌机的转型。

　　前一段时间中兴芯片事情，让中国突然意识到在制造业当中缺少一大块----高端芯片。

　　无论是中兴、华为还是联想均离不开美国芯片和软件，我们看得见CPU、内存、模数转换芯片、各种各样的高端芯片均是来自于美国、韩国和日本，比芯片更为重要的是软件：PC上的操作系统、数据库软件、银行管理软件、手机上的操作系统也是来自于美国。

　　的确，如果美国封锁相关的高科技出口到中国，大部分中国高端制造业、互联网行业、以及IT都会有很大的问题，芯片就是一个非常大的问题。

　　如果我们把全球芯片行业进行归类，再看看中国芯片还有多少差距？

　　芯片这个行业从上游到下游，大体上可以分为几个阶段：设计、制造、封装、设备、材料和软件--六个部分。

　　设计领导者：高通、英特尔、ARM、AMD和三星；

　　制造：英特尔、台积电、三星、格罗方得、中国主要中芯国际

　　封装相对简单一点：英特尔、台积电、联电等，中国大陆也一些封装厂家；

　　设备：荷兰的ASML、佳能、还有中国中星微等一些低端的厂家；

　　材料就相对复杂，材料也分为很多类硅片、靶材、CMP抛光材料、光刻胶、湿电子化学品、电子特种气体、光罩和其他的材料、总的来说材料的强国是日本、德国以及部分美国； 中国也有一些小公司在做材料部分，例如中芯国际的创史人张汝京先生后来创办的公司上海新昇半导体公司大硅片。

　　芯片设计软件(EDA)公司：主要是美国的Cadence、Synopsys、Mentor Graphics三巨头； 处于绝对领先地位。

　　应该说，中国在芯片制造的上下游均有一些公司在参与：设计有华为、比特大陆； 制造有：中芯国际； 封装就比较多一些，如通富微电、天水华天、南通华达微电子； 设备提供商： 中星微， 上海微电子； 材料有： 中能硅业科技、中环半导体，上海新昇半导体。

　　中国最为紧缺就是EDA设计软件公司，在这个领域中国还没有办法。

　　从中我们可以看出来，中国目前在芯片上下游产业布局方面应该是比较全的，几乎可以任何芯片，如x86 cpu芯片、ARM芯片、内存芯片； SSD颗粒、手机的屏幕驱动芯片； 总结一句话就是都能做，但是都没有做到最好，和全球顶级供应商相比有点差二代，有点差三代，还有就是差得更多四代五代都有可能。

　　啥都能做，啥都没做好！这个是中国芯片产业的现状！

　　全球芯片的地位如下， 美国是全球芯片超强，无论谁都离不开美国、韩国和日本就是全球第二梯队，部分领域的领导者，可以找到替代，中国和欧洲大约是第三梯队，全面封锁中国芯片，中国IT产业估计可以存活，但是活得肯定不好！

　　从芯片全产业链来看，中国最为接近全球领先水平是在芯片设计行业，特别有一些细分的行业芯片设计已经处于绝对领先的水平，如比特大陆的挖矿机芯片，AI芯片的设计、以及ARM的芯片设计，整体落后差不是太多，特别海思的ARM芯片和可以全球领先的高通一较高下，不分伯仲。

　　中国芯片出路来看，未来的十年，估计最先行成全球领先芯片公司，估计是在芯片设计领域、然后才是芯片制造领域！