近日,美国国会参议院以64票对33票批准通过了“芯片与科学法案”,《芯片与科学法案》包括为美国芯片企业提供520亿美元资金补贴,鼓励它们在美国建厂。同时还将为芯片厂提供约240亿美元的税收抵免,1000多亿美元的科学补贴等,以巩固与扩大美国科技产业优势。法案还要求获得“芯片法案”资助的美国公司禁止10年内在中国生产28nm以下先进制程芯片,这类芯片将用于手机、平板电脑等产品中。
这个法案对中国的影响有多少?我们应该采取怎样的应对措施?首先要聊透这个话题,我们先得从芯片的产业链开始讲起。那什么是芯片?先来看一下结构图,
大家平时所说的半导体芯片或是芯片半导体,指的就是上图中芯片整体结构里面的那个半导体,它被封装外围塑料包住,这个半导体里面有很多微型电路,通常也被叫为集成电路。
作为全球最大的芯片市场,中国消费了全世界约3/4的芯片。但在全球芯片产业链上,中国处在中下游。芯片产业有其独特的内部结构和产业特性,其产业链分为五个子链,接下来就以建造楼房为例,介绍这几个子链。
第一链是设计,相当于盖楼的时候要请设计师来设计你整个楼层的布局呀等等,全球最大的芯片设计公司是英国ARM,大家熟悉的华为海思也是芯片设计公司,他们相当于楼房建筑设计师。而美国EDA居于软件设计垄断地位,这就好比设计师构思出整个框架,他们肯定要把建筑图纸做出来,而芯片相对应的建筑图纸非常的复杂,运算量非常大等等,他必须借助一定有软件工具才能实现,美国EDA公司就提供这样的软件。
第二链是制造或代工。包括成品制作和半成品制作。其中半成品一般指晶圆,高纯度晶圆基本由日本企业垄断;芯片成品在晶圆基础上制作而成。这就好比,一个楼层的微观结构是由一层层的砖头堆积而成,晶圆就相当于这些砖头,它上面有很多微型电路,很多层微型电路一层层叠加起来,就形成了芯片半导体里面的集成电路。而晶圆的纯度相当于砖头的质量,纯度越高,后面的芯片制成品出现故障的概率低。我们所熟悉的台积电和中芯国际就属于这个子链,制造很重要的一个指标是他的产量。目前产量全球第一是台积电(TSMC),中芯国际是全球第五。
第三链是封装测试,基本属于劳动密集型,这就相当于烧砖出来后,通过一系列的测试来检查砖的质量、砖头和水泥粘连牢不牢靠等等。这个行业中国与国际差距不大。
第四链是设备生产,最精密的EUV光刻机是荷兰阿斯麦(ASML),是当前唯一能提供7纳米工艺光刻机的企业,生产晶圆的设备商主要在日本,三菱、索尼等企业占优势。上海微电子已经能够生产制作28纳米芯片的设备。这里的光刻机以及相关设备相当于烧砖的设备,芯片半导体内部有很多微型电路,它们是需要被刻在上晶圆的,江南体育官网相当于砖头上的精美纹路,上面所说的七纳米就是指那个纹路的宽度,表达的是它能刻的电路纹路有多细。
第五是辅助材料。包括光刻胶、掩膜板、靶材、封装基板等,这些材料目前中国企业仍面临瓶颈。这些材料就好比工人砌墙和封顶除用到大量的砖头外还需要用水泥、钢筋等等这些东西。
通过上述介绍,我们知道芯片产业链是全球化分工明显,各工序的专业性不断提高。因此,有些尖端技术不断集中,投资规模也越来越大。出现了荷兰阿斯麦、台积电等在芯片生产制造方面拥有技术上难以取代的企业。美国通过芯片法案促使制造环节回流美国,短期来说困难很大。我们来看一项数据:
美国半导体工业协会的数据显示,2021年全球前十大半导体公司榜单上,美国公司就占了六家。但这些美国芯片公司的生产制造大部分都在海外完成。博通、高通及英伟达等芯片设计公司,基本依赖海外芯片代工厂来完成制造。英特尔,美光等虽保留了一部分芯片制造产能,但其外包代工业务量也是逐年上升。
为什么会出现这种局面?因为想拥有整个产业链的话,意味投资巨大,欧美不可能把全部产业链吃进去。
另外,西方管理学上有一个很经典的微笑曲线理论,里面提到制造的附加值是最低,所以他们只保留两头高附加值的研发设计和品牌营销,中间的制造环节就找富士康、台积电等这些代工厂生产,慢慢地他们就越做越大,甚至凭借着规模效应,在整个产业链中占有一定的话语权。
好的,由于篇幅问题,这次我们先讲芯片产业链。下次再讲中美在芯片产业链中的各自占有的筹码以及中国如何破局!
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