华为事件的背后，看看中国高端芯片制造业到底差在哪里？_风闻

[导读] 既中兴，华为，大疆事件之后，事情还在疯狂发酵。美国再次抡起了以“知识产权”，“侵犯国家安全以及个人隐私”这两板大斧，挥向了海康威视，作为全球第一大视频监控设备提供商，其官方在收到相关消息后，面对相关记者采访时表示：我们已关注到纽约时报今早的报道，期望公司得到公平、公正的对待。海康威视是一家商业公司，我们恪守商业公司的本分。受此影响，5月22早盘，海康威视一度触及跌停，截止上午收盘，下跌了4.38个百分点。不仅如此，5月20日，作为全球最大的开源软件基金组织Apache基金会，也同样向全球的软件开源社区，丢了一颗深水炸弹，大意是指，对于ASF旗下的相关软件或技术不得直接或间接出口到美国禁运或贸易制裁的任何地方，除非得到美国政府相关部门的正式授权。随后，作为全球最大的开源代码托管平台GitHub，也是一同“亮招”，在其官网上祭出它们的相关条例规定。对此，引出了国内各大网站以及社区的诸多讨论，关于操作系统，关于芯片，关于开源软件…引发了国内民众的一阵阵呐喊，以及对开源社区未来的担忧。仅代表个人观点。

这些天，很多人都在密切关注着华为被美国纳入商业黑名单一事。说白了，其实就是大国之间博弈所采取的一次核心技术层面的封杀手段。

对此，我想写点什么，但又不知道从何下手。网络上，关于华为的文章太多了，有对华为赞美的，有写华为走到至今，其创业背后心酸的，还有些是关于华为人物传记的…总之，是全方位解读华为，不仅表达了对华为的关心，同时也表达了对这家代表着中国科技企业老大哥的支持。

关于对国家，关于对企业人文关怀的文章太多了，相对而言，技术层面与产业分析层面要少了许多，我想写，奈何知识结构有限，因为这两个方面对专业水平要求极高。为了写这篇文章，翻阅了很多资料，鉴于水平有限，还望各位看官加以指正。

谈到高端芯片制造业，首先我们得了解一下高端芯片制造业的整个流程。其整个过程可以概括为以下几个环节：**客户需求，IC设计，晶圆制造，晶圆测试，IC封装，IC组装。**这其中涉及到一些基础的专业术语，像IC，晶圆，测试，封装。在此，这些我不想做过多解释，大家可以通过网络查看。

既然谈到生产流程，我想在此，再次将其分为三个方向:研发（IC设计与研发），制造（晶圆代工），封装与测试(IC测试，封装)。芯片作为高端产业的一部分，在全球范围来讲，还没有哪家公司能够将研发，制造，封装与测试三者融为一体。再者说，即便是这样做了，对一个公司的发展也极为不利。目前，芯片产业早已参与全球化一体式的分工与协作。

下面我们来看看，关于研发，制造，封装与测试这三个方向全球一体化的格局，先来看看下面这些表：

2018年上半年全球前十大IC封测代工企业排名：

由于2019年第一季度，IC设计公司与IC封装代工企业的数据没有找到，只能暂用2018年的。下面我们来说说，国内企业分别在IC领域，以上三个方向所占比重。

首先我们来看一下，测封领域的前10强。从上图按全球地区性划分的话：台湾5家（日月光，矽品，力成，京元电，南茂），美国1家（艾尔克），新加坡1家（联测），中国大陆3家（江苏长电，天水华天，通富微电）。

其中，同期增长排在第一的，天水华天2018年较2017年同期增长了40.9%，接下来就是台湾力成增长了31.5%，紧接着就是，江苏长电18.7%，通富微电17.2%。增长最快的四家企业当中，有三家是大陆企业。前10强中，还有两家是负增长，分别是新加坡的联测，台湾的南茂。早在今年二月份传出，新加坡联测计划以10亿美元出售。

可见在集成电路的封装与测试方面，中国大陆的实力还是不俗的，这一点还得归功于中国半导体产业的快速崛起，以及对其他企业的兼并与收购。

2019年第一季度世界集成电路晶圆制造代工前十大企业排名：

从全球晶圆代工前10强企业来看，**台湾4家（台积电，联电，力晶，世界先进），美国1家（格芯），以色列1家（高塔半导体），韩国2家（三星，东部高科），中国大陆2家（中芯，华虹半导体）。**从2019年全球同比增长来看，全球晶圆代工企业几乎都在处在负增加，唯有排在前10强的后3位，出现了有限的增长。而大陆在晶圆代工企业当中，能够说得上话的只有中芯国际与华虹半导体。

下面我们将从生产工艺收入上对排在第一的台积电与中芯国际做个对比，以下是中芯国际的收益占比：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％。很明显，中芯国际还是以40/45nm、55/65nm、150/180nm的芯片为主，而28nm的芯片收入占比仅为5.4%。相比之下，台积电的不同工艺收入的占比为：**65nm及65nm以上 23%、40/45nm 10%、28nm 17%、16/20nm 21%、10nm 6%、7nm 23%。**可以说，台积电在这项数据上相对于中芯国际具有压倒性优势。

通过早前新闻报道，今年中芯国际实现14nm制程工艺的量产，对于12nm工艺才刚刚突破。而相对于台积电来讲，中芯国际与之至少还有2到3代的代差。

而对于芯片制造来讲，还需要很多半导体设备，像单晶炉，气相外延炉，氧化炉，磁控溅射台，离子注入机，晶圆划片机，化学机械抛光机….而其中最关键的设备莫过于光刻机。全球能制造光刻机的国家不多，荷兰ASML（85%），日本的尼康（10.3 %）与佳能（4.3 %），而其中只有ASML能够生产全球最顶尖的光刻机。当然啦！就在去年11月份我国也突破了22纳米工艺分辨率的光刻机技术。这一好消息，标志着我国也走上了光刻机独立研发之路。

2018年全球前十大IC设计公司排名：

了解完了封装测试与制造工艺，最后我们来看看研发。细数一下全球前10强：

美国6家（博通，高通，英伟达，超威，赛灵思，美满电子），台湾3家（联发科，联咏科技，瑞昱半导体），德国1家（戴乐格半导体）。

全球IC设计与研发前10强中，大陆一家也没有。可见中国大陆在研发上与世界一流企业相比，还是曾在相当大的差距。看了上面这张表，有人会说，为什么我们常见的Inter不在其中，上面这张表是不是有问题？

没错Inter也是半导体芯片研发公司，但它主要研发的是CPU，而CPU只是众多芯片中的一类，它并不完全等同于芯片。像其他的还包括：声音芯片，显示芯片….

**其中最重要的当属于CPU这颗数字芯片。**作为电子、电器设备的中枢神经，它的制造是一项极为复杂的过程。当今世上只有少数几家厂商具备研发和生产CPU的能力。CPU作为中央处理器，在其设计过程中首先需要指令集架构，接着根据架构设计芯片。而全球微处理器指令集架构中，流行的架构只有这几种x86、ARM、Power、SPARC、MIPS等。

其中，x86主宰了PC、服务器等高性能高功耗领域；ARM专注于手机、物联网等低功耗低成本领域，两者占据了主流市场。Power架构主要在服务器领域占有一席之地；SPARC架构主要应用于高性能的工作站及服务器上。MIPS架构主要用于构建SGI的高性能工作站、服务器和超级计算机系统，其应用领域覆盖游戏机、路由器、激光打印机、掌上电脑等方面。

而上面的几种流行框架，都有相应的知识产权。x86框架由inter公司掌握；ARM框架由英国ARM公司掌握；Power架构由IBM公司掌握；SPARC由SUN公司掌握，而SUN公司则在2009年被甲骨文收购，随着甲骨文逐步放弃收购后的SUN公司硬件业务，这款处理器的命运还是个未知数；MIPS架构原本由MIPS 科技公司掌握，但在2018年6月份被一家AI公司Wave Computing收购。

在中美贸易争端的这个档口，要想利用上述几款指令框架，作为我国CPU研发的突破口，那是具有一定风险性的。况且美国政府当下，在逐步限制商业核心技术的出口。

要想突破CPU的核心技术，唯有自力更生。在Wave Computing收购MIPS之后，宣布将MIPS开源。加之市面上除了上述几款指令集架构之外，这几年还出现了另外一款开源指令集架构RISC-V，而RISC-V是一款免费的指令集架构，由加州伯克利分校研发。

该指令集设计非常简单，采用了基础指令集与扩展指令集的方式，基础指令集只包含了不到50条指令。对于国内CPU研发的突破，一些知名企业，像华为的海思，阿里的平头哥都转向了RISC-V。而就在5月22日下午，受中美贸易战的影响，原本与华为合作的ARM也单方面宣布终止了与华为的合作。对于半导体研发而言，RISC-V指令集架构在国内当下异常的火爆，为了印证这一点，在国内一些知名购物网站上一搜指令集架构，出来的都是RISC-V。

相较于西方国家来讲，在IC研发领域这一块，国内还有着慢慢长夜要走。当然啦！也希望国家越来越强大，越走越远。在此特意为国内半导体领域默默奉献的工作者致敬！

参考资料：

[1]：“缺芯”困境之下，开源架构RISC-V能否打破英特尔、ARM的垄断？ | 界面

[2]：开源也要有备胎！安卓遭禁GitHub会闭源？专家：无需恐慌但要警醒 | 新智元

[3]：中芯国际14nm工艺即将量产 崛起之路令人期待 | 观察者

[4]：这个曾比ARM还火的架构即将开源！中国造芯新机遇 | 观察者

[5]：集成电路我国即将第一个登顶的领域--国产封测产业 | 宁南山

[6]：cpu的nm级越来越小，为什么不通过增大面积来提高性能？ | OFweek电子工程网

[7]：海康威视回应美国供应商“断供”：希望得到公平对待，去年国内营收占比超七成 | 界面

[8]：2018上半年全球前十大晶圆代工厂排名 |  拓墣产业研究院

[9]：2018年全球前十大IC设计公司排名 | 拓墣产业研究院

[10]：2019年第一季度世界集成电路晶圆制造代工前十大企业排名 | 拓墣产业研究院

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作者：西风，90后老人，“带着偏见去审视”，孤独且自由的前行。