華為事件的背後，看看中國高端芯片製造業到底差在哪裏？_風聞

[導讀] 既中興，華為，大疆事件之後，事情還在瘋狂發酵。美國再次掄起了以“知識產權”，“侵犯國家安全以及個人隱私”這兩板大斧，揮向了海康威視，作為全球第一大視頻監控設備提供商，其官方在收到相關消息後，面對相關記者採訪時表示：我們已關注到紐約時報今早的報道，期望公司得到公平、公正的對待。海康威視是一家商業公司，我們恪守商業公司的本分。受此影響，5月22早盤，海康威視一度觸及跌停，截止上午收盤，下跌了4.38個百分點。不僅如此，5月20日，作為全球最大的開源軟件基金組織Apache基金會，也同樣向全球的軟件開源社區，丟了一顆深水炸彈，大意是指，對於ASF旗下的相關軟件或技術不得直接或間接出口到美國禁運或貿易制裁的任何地方，除非得到美國政府相關部門的正式授權。隨後，作為全球最大的開源代碼託管平台GitHub，也是一同“亮招”，在其官網上祭出它們的相關條例規定。對此，引出了國內各大網站以及社區的諸多討論，關於操作系統，關於芯片，關於開源軟件…引發了國內民眾的一陣陣吶喊，以及對開源社區未來的擔憂。僅代表個人觀點。

這些天，很多人都在密切關注着華為被美國納入商業黑名單一事。説白了，其實就是大國之間博弈所採取的一次核心技術層面的封殺手段。

對此，我想寫點什麼，但又不知道從何下手。網絡上，關於華為的文章太多了，有對華為讚美的，有寫華為走到至今，其創業背後心酸的，還有些是關於華為人物傳記的…總之，是全方位解讀華為，不僅表達了對華為的關心，同時也表達了對這家代表着中國科技企業老大哥的支持。

關於對國家，關於對企業人文關懷的文章太多了，相對而言，技術層面與產業分析層面要少了許多，我想寫，奈何知識結構有限，因為這兩個方面對專業水平要求極高。為了寫這篇文章，翻閲了很多資料，鑑於水平有限，還望各位看官加以指正。

談到高端芯片製造業，首先我們得了解一下高端芯片製造業的整個流程。其整個過程可以概括為以下幾個環節：**客户需求，IC設計，晶圓製造，晶圓測試，IC封裝，IC組裝。**這其中涉及到一些基礎的專業術語，像IC，晶圓，測試，封裝。在此，這些我不想做過多解釋，大家可以通過網絡查看。

既然談到生產流程，我想在此，再次將其分為三個方向:研發（IC設計與研發），製造（晶圓代工），封裝與測試(IC測試，封裝)。芯片作為高端產業的一部分，在全球範圍來講，還沒有哪家公司能夠將研發，製造，封裝與測試三者融為一體。再者説，即便是這樣做了，對一個公司的發展也極為不利。目前，芯片產業早已參與全球化一體式的分工與協作。

下面我們來看看，關於研發，製造，封裝與測試這三個方向全球一體化的格局，先來看看下面這些表：

2018年上半年全球前十大IC封測代工企業排名：

由於2019年第一季度，IC設計公司與IC封裝代工企業的數據沒有找到，只能暫用2018年的。下面我們來説説，國內企業分別在IC領域，以上三個方向所佔比重。

首先我們來看一下，測封領域的前10強。從上圖按全球地區性劃分的話：台灣5家（日月光，矽品，力成，京元電，南茂），美國1家（艾爾克），新加坡1家（聯測），中國大陸3家（江蘇長電，天水華天，通富微電）。

其中，同期增長排在第一的，天水華天2018年較2017年同期增長了40.9%，接下來就是台灣力成增長了31.5%，緊接着就是，江蘇長電18.7%，通富微電17.2%。增長最快的四家企業當中，有三家是大陸企業。前10強中，還有兩家是負增長，分別是新加坡的聯測，台灣的南茂。早在今年二月份傳出，新加坡聯測計劃以10億美元出售。

可見在集成電路的封裝與測試方面，中國大陸的實力還是不俗的，這一點還得歸功於中國半導體產業的快速崛起，以及對其他企業的兼併與收購。

2019年第一季度世界集成電路晶圓製造代工前十大企業排名：

從全球晶圓代工前10強企業來看，**台灣4家（台積電，聯電，力晶，世界先進），美國1家（格芯），以色列1家（高塔半導體），韓國2家（三星，東部高科），中國大陸2家（中芯，華虹半導體）。**從2019年全球同比增長來看，全球晶圓代工企業幾乎都在處在負增加，唯有排在前10強的後3位，出現了有限的增長。而大陸在晶圓代工企業當中，能夠説得上話的只有中芯國際與華虹半導體。

下面我們將從生產工藝收入上對排在第一的台積電與中芯國際做個對比，以下是中芯國際的收益佔比：28nm 5.4％、40/45nm 20.3％、55/65nm 23.0％、90nm 1.7％、110/130nm 7.3％、150/180nm 38.7％、250/350nm 3.6％。很明顯，中芯國際還是以40/45nm、55/65nm、150/180nm的芯片為主，而28nm的芯片收入佔比僅為5.4%。相比之下，台積電的不同工藝收入的佔比為：**65nm及65nm以上 23%、40/45nm 10%、28nm 17%、16/20nm 21%、10nm 6%、7nm 23%。**可以説，台積電在這項數據上相對於中芯國際具有壓倒性優勢。

通過早前新聞報道，今年中芯國際實現14nm製程工藝的量產，對於12nm工藝才剛剛突破。而相對於台積電來講，中芯國際與之至少還有2到3代的代差。

而對於芯片製造來講，還需要很多半導體設備，像單晶爐，氣相外延爐，氧化爐，磁控濺射台，離子注入機，晶圓劃片機，化學機械拋光機….而其中最關鍵的設備莫過於光刻機。全球能製造光刻機的國家不多，荷蘭ASML（85%），日本的尼康（10.3 %）與佳能（4.3 %），而其中只有ASML能夠生產全球最頂尖的光刻機。當然啦！就在去年11月份我國也突破了22納米工藝分辨率的光刻機技術。這一好消息，標誌着我國也走上了光刻機獨立研發之路。

2018年全球前十大IC設計公司排名：

瞭解完了封裝測試與製造工藝，最後我們來看看研發。細數一下全球前10強：

美國6家（博通，高通，英偉達，超威，賽靈思，美滿電子），台灣3家（聯發科，聯詠科技，瑞昱半導體），德國1家（戴樂格半導體）。

全球IC設計與研發前10強中，大陸一家也沒有。可見中國大陸在研發上與世界一流企業相比，還是曾在相當大的差距。看了上面這張表，有人會説，為什麼我們常見的Inter不在其中，上面這張表是不是有問題？

沒錯Inter也是半導體芯片研發公司，但它主要研發的是CPU，而CPU只是眾多芯片中的一類，它並不完全等同於芯片。像其他的還包括：聲音芯片，顯示芯片….

**其中最重要的當屬於CPU這顆數字芯片。**作為電子、電器設備的中樞神經，它的製造是一項極為複雜的過程。當今世上只有少數幾家廠商具備研發和生產CPU的能力。CPU作為中央處理器，在其設計過程中首先需要指令集架構，接着根據架構設計芯片。而全球微處理器指令集架構中，流行的架構只有這幾種x86、ARM、Power、SPARC、MIPS等。

其中，x86主宰了PC、服務器等高性能高功耗領域；ARM專注於手機、物聯網等低功耗低成本領域，兩者佔據了主流市場。Power架構主要在服務器領域佔有一席之地；SPARC架構主要應用於高性能的工作站及服務器上。MIPS架構主要用於構建SGI的高性能工作站、服務器和超級計算機系統，其應用領域覆蓋遊戲機、路由器、激光打印機、掌上電腦等方面。

而上面的幾種流行框架，都有相應的知識產權。x86框架由inter公司掌握；ARM框架由英國ARM公司掌握；Power架構由IBM公司掌握；SPARC由SUN公司掌握，而SUN公司則在2009年被甲骨文收購，隨着甲骨文逐步放棄收購後的SUN公司硬件業務，這款處理器的命運還是個未知數；MIPS架構原本由MIPS 科技公司掌握，但在2018年6月份被一家AI公司Wave Computing收購。

在中美貿易爭端的這個檔口，要想利用上述幾款指令框架，作為我國CPU研發的突破口，那是具有一定風險性的。況且美國政府當下，在逐步限制商業核心技術的出口。

要想突破CPU的核心技術，唯有自力更生。在Wave Computing收購MIPS之後，宣佈將MIPS開源。加之市面上除了上述幾款指令集架構之外，這幾年還出現了另外一款開源指令集架構RISC-V，而RISC-V是一款免費的指令集架構，由加州伯克利分校研發。

該指令集設計非常簡單，採用了基礎指令集與擴展指令集的方式，基礎指令集只包含了不到50條指令。對於國內CPU研發的突破，一些知名企業，像華為的海思，阿里的平頭哥都轉向了RISC-V。而就在5月22日下午，受中美貿易戰的影響，原本與華為合作的ARM也單方面宣佈終止了與華為的合作。對於半導體研發而言，RISC-V指令集架構在國內當下異常的火爆，為了印證這一點，在國內一些知名購物網站上一搜指令集架構，出來的都是RISC-V。

相較於西方國家來講，在IC研發領域這一塊，國內還有着慢慢長夜要走。當然啦！也希望國家越來越強大，越走越遠。在此特意為國內半導體領域默默奉獻的工作者致敬！

參考資料：

[1]：“缺芯”困境之下，開源架構RISC-V能否打破英特爾、ARM的壟斷？ | 界面

[2]：開源也要有備胎！安卓遭禁GitHub會閉源？專家：無需恐慌但要警醒 | 新智元

[3]：中芯國際14nm工藝即將量產 崛起之路令人期待 | 觀察者

[4]：這個曾比ARM還火的架構即將開源！中國造芯新機遇 | 觀察者

[5]：集成電路我國即將第一個登頂的領域--國產封測產業 | 寧南山

[6]：cpu的nm級越來越小，為什麼不通過增大面積來提高性能？ | OFweek電子工程網

[7]：海康威視回應美國供應商“斷供”：希望得到公平對待，去年國內營收佔比超七成 | 界面

[8]：2018上半年全球前十大晶圓代工廠排名 |  拓墣產業研究院

[9]：2018年全球前十大IC設計公司排名 | 拓墣產業研究院

[10]：2019年第一季度世界集成電路晶圓製造代工前十大企業排名 | 拓墣產業研究院

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作者：西風，90後老人，“帶着偏見去審視”，孤獨且自由的前行。