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從DUV光刻機到EDA軟件斷供背后,解決了7nm就解決了大部分問題
2022/08/22
2022/08/22

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芯片制造

作為現代科技產業的基礎,芯片的地位和作用正愈發凸顯。而國產芯片取得的進步肉眼可見,從2018年到2021年四年之間,國產芯片的產量逐年增長,從1739.5億片、2018.2億片、2612.6億片增長到3594.3億片,在短短四年之間實現了產量翻倍。

在國產芯片發展蒸蒸日上之際,感受到了威脅的美國也接連出手——在EUV光刻機一直處于斷供狀態時,又開始討論將DUV光刻機加入到限制出口列表之中,近期則更進一步,將EDA軟件加入到最新的出口管制令當中。

7nm芯片

種種手段之下其實都是為了限制國產芯片產業的發展,而這一系列的舉動實際上都是直指7nm芯片。為什麼是7nm呢?因為目前來看7nm實際上已經成為了先進制程和成熟制程之間的分水嶺。全球芯片產業中,7nm以下制程比例占據份額為10%,這部分也被稱為先進制程;而7nm及以上制程占比則為90%,這部分也被稱為成熟制程。

從全球產業需求來看,對于先進制程的需求主要集中在手機等體積有限,對于功耗和散熱有著更嚴苛的需求,因此選擇通過使用先進制程來用成本換空間;但是在智能家電、新能源汽車、物聯網等領域,由于設備并不需要大量復雜的計算,同時因為體積的原因使得散熱也不是問題,所以選擇成熟制程來降低成本。

7nm芯片

那麼為什麼要卡住7nm呢?得益于完善的基建設施以及充足的人力成本,中國已經是全球最大的制造中心,包括家電等日用品市場基本已經被國內品牌所占領,這些領域的芯片,例如功率器件、顯示驅動IC、微控制器芯片等等,都已經基本實現了國產化,這也是近些年來國產芯片數量不斷上漲并達到年產3594億片的原因。但是在更為新進的制程領域,國內雖然這些年有所突破,但是卻依然處于探索階段,在全球的市場份額可以忽略不計。

雖然芯片產量上來了,但是從利潤的角度來說卻難以令人滿意,在華為遭到制裁之后,在全球前十的半導體企業中已經看不到內地企業的身影。現在的芯片產業也和曾經的其他產業一樣面臨著巨大變革的前兆。

索尼、松下等日系廠商陷入衰落

在上世紀90年代時,日系企業曾經席卷全球,在壓縮機等技術的帶領下,其家電等產品帶來了巨大的利潤。但是后來隨著國內企業的發展,以松下、索尼、三洋、夏普、日立、三菱、東芝為代表的日系企業的市場份額被搶走,家電產品的價格和利潤也不斷下滑。

如今的芯片產業也就像曾經的家電產業一樣,隨著規模化和產業化的形成,芯片的價格也由昔日的高高在上逐漸走向低價化和量產化,高利潤、高附加值的產業隨著競爭的加劇也將逐漸走下神壇。

西方發達國家憑借先發優勢,在這些前沿科技領域取得了領先,同時也獲取了大量的利潤;而后發國家則憑借規模優勢逐漸趕上,并不斷奪走產業份額,這是經濟全球化、市場全球化下的必然趨勢。

國產芯片產業崛起

目前國內對于7nm的突破已經取得了部分進展,在材料領域上已經完成了7nm芯片的ArF光刻膠的研制,在設備上已經完成了5nm級別的蝕刻機的研發,但是在光刻機以及EDA軟件等方向上還存在明顯的不足,這也是近期這兩項受到限制的直接原因。

產業升級是我們由發展中國家走向發達國家的必經之路,但這也是一條十分困難的道路,要知道我們當下14億人口,比美國的3.32億人口、日本的1.26億人口和歐洲的7.46億人口加起來都多,如果我們要實現全面現代化,那麼就意味著需要在包括芯片在內的眾多前沿科技市場上要不斷攻城略地,拿下更多的市場和利潤。

無論是光刻機和EDA軟件,這些其實都是開始,在我們走向全面復興之前必然還有更多的難關要過。新的霸主崛起,總會伴隨著舊有秩序的崩潰,而這從來都不是一條容易的道路。

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