單從資料看來,中國晶片產業欣欣向榮。
據海關總署公佈的資料顯示,2024年,我國出口了2981億塊積體電路,出口金額達到1595億美元。這使其超過手機,成為出口額最高的單一商品。來到進口資料方面,2024年,我國進口了5492億塊積體電路,進口金額達到3856億美元。魏少軍教授在ICCAD 2024年的演講中也指出,2024年,中國積體電路的銷售預測為6460.4億元,同比增長11.9%。
然而,正如魏少軍教授所說:“中國晶片設計業的市場還處在價值鏈的中低端”。
他指出,中國晶片設計業的主戰場還集中在通訊和消費類電子領域,在計算機領域的份額只有10%左右,與國際上計算機晶片佔市場25%的比例差距明顯。進入近年,雖然發展迅猛,但在內卷和外部環境的雙重影響下,中國積體電路產業急需找到突圍之路。
縱觀中國積體電路產業發展現狀,筆者認為,中國晶片,正在面臨艱難一役。


先進晶片,圍追堵截


因為智慧汽車,人工智慧的火熱,市場對先進晶片的需求水漲船高。這主要歸因於其背後巨大的算力要求。以引起這波人工智慧浪潮的生成式人工智慧為例,公開資料顯示,OpenAI的Sora影片生成大模型訓練和推理所需要的算力需求分別達到了GPT-4的4.5倍和近400倍。後續的GPT-4o和GPT-5的算力需求,也呈指數級增長。市場對先進晶片的需求也與日俱增。
知名分析機構Gartner預測,如今,生成式人工智慧 (GenAI) 正在推動資料中心對高效能人工智慧晶片的需求。2024 年,用於伺服器的人工智慧加速器(用於替換CPU的資料處理)的價值將達到 210 億美元,這個數字到 2028 年將增至 330 億美元。
全球最大的晶圓代工廠臺積電在一月的財報電話會上也預計道,2025年人工智慧(AI)需求仍維持強勁,AI加速器營收可望再翻倍;2024年至2029年AI加速器營收年複合增長率接近45%。
於是,打造更強的AI晶片,就成為了廠商的迫切需求。為了實現人工智慧基礎設施建設目標,從材料供應商、IP供應商、EDA商,再到晶圓代工廠、封裝測試工廠都在為打造更強大的晶片各出奇招。
然而,作為全球最大的市場之一,中國被以美國為首的國家和地區將我們排除在外。從一開始不讓我們買最先進的晶片,到頻繁升級限制措施。再到不讓我們買必要的裝置,不讓我們打造自己的先進晶片,圍繞整個產業鏈自上而下圍追堵截我們。過去兩年,我國一些打造Arm伺服器晶片和GPGPU晶片的企業舉步維艱,除了與過去這段時間的投資市場的驟然轉冷有關以外,也與針對我們的晶片限制頻繁升級有著莫大的關係。
魏少軍教授在ICCAD 2024的峰會演講中也談到,伴隨著外部先進加工資源對我國晶片設計企業關閉,中國晶片設計企業所能使用的製造技術不再像之前那樣豐富。“之前,中國晶片設計業一直處在追趕的道路上,依靠工藝技術的進步和EDA工具的進步就可以獲得較好的發展。現在的情況變了,需要我們在技術創新上更為關注不依賴先進工藝的設計技術。”魏少軍教授接著說。他進一步指出,有兩條技術路徑值得大家探索:一是架構的創新,有識之士早就預見到“當前是計算機架構創新的黃金年代”;二是微系統整合。從封裝技術演進而來的三維整合技術正逐漸走向前臺。
魏少軍教授直言,我們到了下決心發展自己的技術生態體系的時候了,否則將永遠無法擺脫跟在別人後面亦步辦趨的被動局面。


傳統晶片,四面夾擊


在先進晶片到處收到掣肘的同時,中國廠商轉向大力發展別人眼裡的傳統(主流)晶片。從市場的發展需求來看,這是很容易理解的。
所謂“傳統”(或“主流”)晶片,是指採用成熟但仍在不斷發展的製造工藝製造。大體而言,我們將傳統裝置定義為採用 28 奈米 (nm) 或更先進技術生產的裝置。傳統晶片無處不在。雖然尖端晶片或微處理器在關鍵技術中有著廣泛的應用,但大多數汽車、飛機、家用電器、寬頻、消費電子產品、工廠自動化系統、軍事系統和醫療裝置的生產都涉及傳統晶片。這些裝置在美國製造業經濟中發揮著核心作用,這意味著傳統晶片供應中斷會對美國製造業和下游經濟活動產生負面影響。
作為全球領先的製造大國,我們國家對這些傳統晶片的需求是龐大的。疊加過去幾年的缺貨和地緣政治因素影響,國內廠商抓住這個機遇,在這個市場迅速崛起。
一方面,中國廠商在包括MCU、模擬器件、射頻器件、功率器件、感測器和無線晶片上面發力,打造在這些晶片方面的實力。過去幾年,國內廠商也在這些領域打造了出色號召力。例如在MCU方面,國內湧現了兆易創新和中穎等領先廠商;在模擬器件方面,納芯微和聖邦等也率先突圍;射頻器件領域,唯捷創芯和卓勝微等也表現優越;功率器件方面,士蘭微和芯聯整合等也表現出色;其他諸如感測器和無線晶片等領域,也跑出了多家領先的本土晶片公司。
另一方面,國內在傳統晶片製造方面也齊頭並進。根據市調機構TrendForce在去年釋出的報告,中國大陸擴大投入成熟製程(28nm及更成熟的製程),預計2027年中國大陸成熟製程產能佔比可達39%,且若裝置取得進度順利,仍有增長空間。
然而,和先進晶片一樣,美國也對中國傳統晶片欲加之罪。據報道,拜登政府於 12 月底啟動了對中國傳統晶片的調查。特朗普政府也考慮透過徵收關稅或採取其他措施阻止中國晶片進入美國市場。
再者,包括ST、TI在內的領先海外廠商,也正在憑藉資深雄厚的實力,在國內利用價格戰,與中國本土廠商“開戰”。以TI為例,有知情人士告訴筆者,依賴於過去幾年建設的晶圓廠,TI有能力打造很有成本優勢的晶片,讓他們有實力去開展“價格戰”。
知情人士指出,有些廠商甚至會採取低於成本的價格去賣晶片清庫存。考慮到這些廠商對市場的號召力,他們的這些做法,嚴重點來說,有可能會將正在成長的中國競爭對手,扼殺在搖籃當中。這也正是為何早前中國商務部宣佈對美國成熟製程晶片展開反補貼調查的原因。
1月16日,商務部新聞發言人表示,國內有關晶片產業反映,一段時間以來,拜登政府對晶片行業給予了大量補貼,美企業因此獲得了不公平競爭優勢,並對華低價出口相關成熟製程晶片產品,損害了中國國內產業的合法權益。
由此可見,在傳統晶片方面,我國廠商也遭受四面夾擊。


寫在最後


其實最近在與行業人士討論的時候,面對頻頻升級的晶片限制政策,他們對中國晶片的未來雖然表現了擔憂,但他們也堅信,在全產業鏈群策群力的推動下,中國晶片產業也必然能走出屬於自身的一條崛起之路。
如上所述,中國晶片公司在不少領域取得突破,中國公司已經能在多個方面叫板海外巨頭,這不但是中國產業未來發展的基本盤,也是當前海外競爭態勢下的中國企業底氣。再者,早些年粗放式發展的中國晶片產業,進入了整合期,這給了擁有資金和技術資本的企業做大做強的機會。
為此筆者認為,中國晶片必然能取得突圍。正如ASML CEO Christophe Fouquet所說:“儘管受到限制,科技公司無法獲得尖端晶片和製造晶片所需的裝置,但它們始終在尋找進步的方法。”
END
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