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“缺芯”危機(jī)蔓延 如何強(qiáng)壯中國(guó)“芯”?

2021-03-25 16:00 騰訊客戶端

導(dǎo)讀:全球“芯慌”現(xiàn)狀如何?問(wèn)題究竟出在哪里?反觀中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè),我們又該如何破除困局?

3月17日,沃爾沃汽車(chē)公司表示,由于全球半導(dǎo)體芯片供應(yīng)短缺,該公司將于本月暫?;蛘{(diào)整中國(guó)和美國(guó)工廠的生產(chǎn)。

沃爾沃不是個(gè)例。去年底以來(lái),一場(chǎng)席卷全球的“缺芯”危機(jī)持續(xù)蔓延,愈演愈烈。汽車(chē)芯片告急、手機(jī)芯片極缺、顯卡漲價(jià)……幾乎所有用到芯片的行業(yè)都受到不同程度的沖擊,國(guó)內(nèi)外多家知名廠商因芯片供應(yīng)不足被迫停工或減產(chǎn)。

全球“芯慌”現(xiàn)狀如何?問(wèn)題究竟出在哪里?反觀中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè),我們又該如何破除困局?

多家車(chē)企停產(chǎn)減產(chǎn),芯片短缺波及眾多行業(yè)

“3月,沃爾沃汽車(chē)將在部分汽車(chē)廠臨時(shí)暫?;蛘{(diào)整生產(chǎn)。我們預(yù)計(jì)情況將在第二季度變得嚴(yán)峻,因此決定采取措施,最小化對(duì)生產(chǎn)的影響,同時(shí)每天努力改善問(wèn)題?!蔽譅栁制?chē)在一份郵件聲明中宣布。此前,沃爾沃汽車(chē)首席執(zhí)行官霍坎·薩穆埃爾松表示,汽車(chē)行業(yè)芯片短缺問(wèn)題可能會(huì)給公司第一季度業(yè)績(jī)?cè)斐删薮箫L(fēng)險(xiǎn)。

芯片,又稱(chēng)微電路、集成電路,是智能電器的核心部件,充當(dāng)“大腦”的角色??梢哉f(shuō),芯片之于信息科技時(shí)代,是類(lèi)似煤與石油之于工業(yè)時(shí)代的重要存在。

從管理引擎的模塊到自動(dòng)剎車(chē)和輔助駕駛技術(shù),許多系統(tǒng)都必須使用芯片。沒(méi)有芯片,就意味著無(wú)法生產(chǎn),汽車(chē)行業(yè)正飽受其苦。近期,本田、大眾、福特等車(chē)企紛紛宣布,由于芯片供應(yīng)不足而減產(chǎn)或關(guān)停部分工廠。

據(jù)美國(guó)消費(fèi)者新聞與商業(yè)頻道(CNBC)報(bào)道,芯片短缺將導(dǎo)致今年全球汽車(chē)行業(yè)的收入損失超過(guò)600億美元。英國(guó)埃信華邁公司發(fā)布數(shù)據(jù)預(yù)測(cè),一季度全球汽車(chē)因芯片短缺將減產(chǎn)67.2萬(wàn)輛,這一問(wèn)題將持續(xù)到今年秋天。

芯片短缺的“蝴蝶效應(yīng)”正在顯現(xiàn)。手機(jī)、游戲機(jī)、安防攝像頭等行業(yè)同樣面臨“缺芯”困局。蘋(píng)果公司表示,部分新款高端iPhone的銷(xiāo)售受到零部件短缺的限制;由于生產(chǎn)瓶頸,索尼公司或?qū)o(wú)法在2021年完全滿足其PS5產(chǎn)品的需求。

安防攝像頭廠商所用的主控芯片、存儲(chǔ)芯片、WiFi芯片等核心零部件均出現(xiàn)缺貨情況。在深圳華強(qiáng)北電子批發(fā)市場(chǎng),安防產(chǎn)品交貨周期已經(jīng)普遍拉長(zhǎng)半個(gè)月左右,下游代理商都適當(dāng)增加了囤貨。有企業(yè)負(fù)責(zé)人表示,去年9月200萬(wàn)像素常用款攝像頭140多元,現(xiàn)在已經(jīng)漲到210多元。

芯片廠商對(duì)供貨情況也不樂(lè)觀。盡管全球芯片代工廠幾乎都在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),訂單積壓?jiǎn)栴}仍未緩解,一些訂單將推遲40周甚至更久交付。臺(tái)積電表示,正和客戶商討解決汽車(chē)芯片嚴(yán)重短缺問(wèn)題。高通、安森美、英偉達(dá)、美光、AMD等芯片制造廠商請(qǐng)求客戶耐心等待,因?yàn)閺钠?chē)到消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品,生產(chǎn)商對(duì)芯片的需求都在急劇增長(zhǎng)。

疫情疊加貿(mào)易摩擦,一“芯”難求短期難解

業(yè)內(nèi)人士注意到,自2020年第四季度以來(lái),適用于汽車(chē)的200毫米晶圓等部件就已嚴(yán)重短缺。

據(jù)分析,汽車(chē)芯片的短缺原因大致如下:一是全球汽車(chē)行業(yè)回暖超出預(yù)期,芯片需求大增;二是由于美國(guó)對(duì)一些中國(guó)制造商的出口管控,使得芯片制造設(shè)備、材料等采購(gòu)事項(xiàng)被迫延后,擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃也隨之受到影響;三是隨著全球疫情蔓延,遠(yuǎn)程辦公、居家?jiàn)蕵?lè)、在線教育等推動(dòng)電子產(chǎn)品消費(fèi)復(fù)蘇,個(gè)人電腦、電視、平板電腦、智能手機(jī)等出貨量明顯增長(zhǎng)。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)IDC的報(bào)告顯示,2020年三季度全球個(gè)人電腦出貨量為8130萬(wàn)臺(tái),同比增長(zhǎng)14.6%,創(chuàng)下近十年市場(chǎng)同比最高漲幅。

2020年5月,華為被美國(guó)列入實(shí)體清單將滿一周年之際,美國(guó)政府啟動(dòng)第二輪制裁,要求使用美國(guó)技術(shù)的晶圓代工廠在替華為生產(chǎn)芯片前,必須先獲得美國(guó)政府許可,現(xiàn)有訂單要在9月15日前完成。5月至9月間,各大廠商都忙著為華為的急單開(kāi)足馬力。

8月17日,美國(guó)政府再下一道禁令,要求全球所有芯片企業(yè)只要使用了美國(guó)技術(shù),出貨給華為前必須獲得美國(guó)政府許可。至今,高通、聯(lián)發(fā)科等芯片廠商向華為供貨仍受限。由于缺貨,2020年四季度以來(lái),華為P40等舊款手機(jī)的渠道價(jià)格不降反升。

與此同時(shí),受疫情帶來(lái)的停工停產(chǎn)影響,中國(guó)大陸以外的半導(dǎo)體供應(yīng)遲遲難以全面恢復(fù)。去年10月,意法半導(dǎo)體位于歐洲的幾個(gè)工廠發(fā)起大罷工,日本旭化成集團(tuán)旗下晶圓廠大火,令原本緊繃的供應(yīng)鏈再蒙重創(chuàng)。2020年下半年以來(lái),中國(guó)大陸最大的芯片代工廠中芯國(guó)際被美國(guó)持續(xù)制裁,加劇了全球芯片產(chǎn)能緊張。

回顧這場(chǎng)仍在持續(xù)中的“缺芯”潮,不難發(fā)現(xiàn),疫情是其中的重要原因,而美國(guó)對(duì)中國(guó)企業(yè)的無(wú)理打壓遏制則無(wú)異于“雪上加霜”。

中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)六十載,“缺芯少魂”仍是困境

小小一塊芯片,從來(lái)都不簡(jiǎn)單。

上億個(gè)晶體管在指甲蓋大小的硅晶片上精確排布,前后經(jīng)過(guò)近5000道工序,每次迭代,總能深刻影響半導(dǎo)體領(lǐng)域的行業(yè)格局。

錢(qián)學(xué)森曾感慨:“60年代,我們搞兩彈一星,結(jié)果得到很多;70年代我們沒(méi)有搞半導(dǎo)體,結(jié)果失去很多?!敝袊?guó)芯片產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)60余年風(fēng)雨,“缺芯少魂”仍然是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大困境。

1953年,半導(dǎo)體被列入第一個(gè)五年計(jì)劃的重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。此后由于國(guó)內(nèi)外局勢(shì)變化,項(xiàng)目不得已暫停。改革開(kāi)放后,民生問(wèn)題被擺在首要位置,直到1990年“908工程”出臺(tái),我國(guó)才第一次對(duì)微電子產(chǎn)業(yè)制定計(jì)劃。2014年,國(guó)家成立千億規(guī)模集成電路投資基金,意在扶持中國(guó)企業(yè)發(fā)展。在美國(guó)禁令后,該基金發(fā)揮了重要作用,通過(guò)注資力挺國(guó)內(nèi)芯片行業(yè)渡過(guò)難關(guān)。

安邦智庫(kù)認(rèn)為,不同產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)化程度不同、全球化程度不同,“舉國(guó)之力”的效果也完全不同。“兩彈一星”“北斗系統(tǒng)”都是戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,其市場(chǎng)化程度不高。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),這些戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的直接客戶只有一個(gè)——國(guó)家。這意味著,相關(guān)的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)是封閉的,不需要考慮成本、市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng),相對(duì)容易。

但對(duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō),涉及的則是市場(chǎng)化的、開(kāi)放的產(chǎn)業(yè)大系統(tǒng)。從芯片基礎(chǔ)架構(gòu)、IC設(shè)計(jì)、芯片制造到封裝測(cè)試、半導(dǎo)體設(shè)備、關(guān)鍵材料等,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)侨蚧潭茸罡叩漠a(chǎn)業(yè)鏈,必須以合作的方式才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)目標(biāo)。

關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來(lái)、買(mǎi)不來(lái)、討不來(lái)的,只能通過(guò)自主創(chuàng)新、自主可控的途徑獲取

在高鐵、家電等諸多工業(yè)領(lǐng)域,我們都成功實(shí)現(xiàn)了跨越趕超,為什么在芯片等方面卻沒(méi)能看到這種景象?為什么一再被別人“卡脖子”?

“因?yàn)槲覀冇卸贪?。”中?guó)工程院院士倪光南坦陳,這些短板包括芯片設(shè)計(jì)和制造、大型工業(yè)軟件、移動(dòng)操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)軟件等方面?!皩?shí)踐反復(fù)證實(shí),關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來(lái)、買(mǎi)不來(lái)、討不來(lái)的,只能通過(guò)自主創(chuàng)新、自主可控的途徑獲取。”

以光為刀,將設(shè)計(jì)好的電路圖投射到硅片之上——光刻是芯片制造的關(guān)鍵步驟。根據(jù)“摩爾定律”,集成電路上可容納元器件的數(shù)量每隔18至24個(gè)月就會(huì)增加一倍。芯片制程隨之縮小,性能也會(huì)隨之飛躍。光刻機(jī)則必須領(lǐng)先芯片設(shè)計(jì),率先完成革新。

“如果我們交不出EUV,摩爾定律就會(huì)從此停止?!比蜃畲蟮墓饪虣C(jī)設(shè)備制造商荷蘭ASML公司曾如此放言。

2018年“中興事件”后,中芯國(guó)際緊急向ASML公司訂購(gòu)了一臺(tái)價(jià)值1.2億美元的EUV光刻機(jī),這幾乎相當(dāng)于這家國(guó)內(nèi)最大芯片加工企業(yè)2017年的總利潤(rùn)。3月3日晚,中芯國(guó)際發(fā)表公告稱(chēng),已與ASML公司簽訂價(jià)值12億美元的購(gòu)買(mǎi)協(xié)議,交付期至今年12月31日。

天價(jià)設(shè)備,不買(mǎi)不行。業(yè)內(nèi)早已達(dá)成共識(shí):必須使用EUV光刻機(jī)才能使國(guó)產(chǎn)芯片進(jìn)入7納米甚至5納米時(shí)代,達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

ASML公司的主要股東是三個(gè)最先進(jìn)的芯片制造廠家——三星、臺(tái)積電和英特爾。該公司每年光刻機(jī)產(chǎn)量不過(guò)數(shù)十臺(tái),優(yōu)先供應(yīng)這三家股東。中國(guó)企業(yè)訂貨得排隊(duì),交貨期近兩年,交貨后生產(chǎn)線調(diào)試約一年,至少三年過(guò)去,中國(guó)就落后于最先進(jìn)芯片制造工藝一代以上。

歷史一再證明,要想補(bǔ)上“短板”沒(méi)有捷徑可走,唯有努力奮斗、不斷創(chuàng)新,一步一步踏實(shí)追趕。

危機(jī)暴露全球芯片供應(yīng)矛盾,解決供應(yīng)鏈安全問(wèn)題迫在眉睫

半導(dǎo)體需求巨大,而上游制造廠商產(chǎn)能不足——這一矛盾在此輪“缺芯”危機(jī)中尤為突出。緩解供應(yīng)鏈壓力,增強(qiáng)供應(yīng)鏈安全性,成為擺在政府和企業(yè)面前的迫切問(wèn)題。

2月24日,美國(guó)宣布啟動(dòng)對(duì)包括半導(dǎo)體芯片在內(nèi)的四種關(guān)鍵產(chǎn)品供應(yīng)鏈為期100天的評(píng)估,并將促進(jìn)國(guó)會(huì)撥款370億美元扶持美國(guó)芯片制造業(yè)發(fā)展。有分析指出,此舉或?yàn)閿[脫對(duì)海外供應(yīng)商的依賴(lài)。去年12月7日,歐洲17國(guó)也發(fā)表聯(lián)合聲明,提出將從兩個(gè)方面加強(qiáng)歐洲的電子和嵌入式系統(tǒng)價(jià)值鏈:一是強(qiáng)化處理器和半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng),二是在整個(gè)供應(yīng)鏈中擴(kuò)大工業(yè)影響力,以此應(yīng)對(duì)來(lái)自關(guān)鍵技術(shù)、安全和社會(huì)方面的挑戰(zhàn)。

以汽車(chē)為例,電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化已成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展潮流和趨勢(shì),而半導(dǎo)體是支撐汽車(chē)“三化”升級(jí)的關(guān)鍵。工信部電子信息司司長(zhǎng)喬躍山表示,整體看國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)對(duì)于汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的需求,以及對(duì)汽車(chē)半導(dǎo)體產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和推廣經(jīng)驗(yàn)不足,在車(chē)用領(lǐng)域尚未形成系統(tǒng)化供應(yīng)能力。2020年四季度以來(lái)芯片產(chǎn)能供應(yīng)緊缺,更凸顯汽車(chē)半導(dǎo)體供應(yīng)能力不足的問(wèn)題。

提高芯片產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈自主性、可控性已經(jīng)提上日程。針對(duì)汽車(chē)芯片供應(yīng)緊張問(wèn)題,工信部電子信息司和裝備工業(yè)一司指導(dǎo)中國(guó)汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟等編制《汽車(chē)半導(dǎo)體供需對(duì)接手冊(cè)》并發(fā)布。據(jù)悉,《手冊(cè)》收錄了59家半導(dǎo)體企業(yè)的568款產(chǎn)品,覆蓋計(jì)算芯片、控制芯片、功率芯片等10大類(lèi),53小類(lèi)產(chǎn)品,占汽車(chē)半導(dǎo)體66個(gè)小類(lèi)的80%。工信部表示,將積極引導(dǎo)和支持汽車(chē)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展,同時(shí)通過(guò)汽車(chē)半導(dǎo)體供需對(duì)接平臺(tái)等方式加強(qiáng)供應(yīng)鏈建設(shè),加大產(chǎn)能調(diào)配力度,為產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)健康發(fā)展提供有力支撐。

聚焦制造短板,以自主創(chuàng)新強(qiáng)壯中國(guó)“芯”

芯片是信息產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵部件,也是中國(guó)科技發(fā)展的短板。在當(dāng)前的外部挑戰(zhàn)下,它還給國(guó)人帶來(lái)了“卡脖子”之痛,其重要性不言而喻。

“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要提出,要深入實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略,加快補(bǔ)齊基礎(chǔ)零部件及元器件、基礎(chǔ)軟件等瓶頸短板,推動(dòng)集成電路等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

目前,中國(guó)已經(jīng)是全球規(guī)模最大、增速最快的集成電路市場(chǎng)。立足自身,不斷加強(qiáng)集成電路相關(guān)領(lǐng)域的科技創(chuàng)新,提升技術(shù)創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的質(zhì)量和自主權(quán),是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的題中應(yīng)有之義。

針對(duì)芯片制造環(huán)節(jié),中國(guó)已經(jīng)開(kāi)始發(fā)力。日前,中國(guó)電科旗下裝備子集團(tuán)成功實(shí)現(xiàn)離子注入機(jī)全譜系產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化,可為全球芯片制造企業(yè)提供離子注入機(jī)一站式解決方案,累計(jì)形成核心發(fā)明專(zhuān)利413項(xiàng),實(shí)現(xiàn)我國(guó)芯片制造領(lǐng)域全譜系離子注入機(jī)自主創(chuàng)新發(fā)展,有望緩解我國(guó)芯片制造領(lǐng)域斷鏈、短鏈難題。

自主創(chuàng)新是提高產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全性、可控性的關(guān)鍵,但這并不意味著與全球市場(chǎng)“脫鉤”。

“我們的思路應(yīng)該是提升我國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)含金量,掌握更多核心技術(shù),形成一種平衡,避免他國(guó)濫用技術(shù)制裁工具?!敝袊?guó)人民大學(xué)國(guó)際關(guān)系學(xué)院教授李巍建議:“歸根到底,我們需要營(yíng)造鼓勵(lì)技術(shù)研發(fā)、推動(dòng)技術(shù)升級(jí)的良好環(huán)境,鼓勵(lì)資源向高新技術(shù)領(lǐng)域聚集,創(chuàng)造條件讓科研人員甘坐冷板凳,安心從事技術(shù)研發(fā),引導(dǎo)企業(yè)通過(guò)技術(shù)升級(jí)來(lái)謀求更大經(jīng)濟(jì)收益?!?/p>

當(dāng)今世界,無(wú)論誰(shuí)再想構(gòu)筑一堵科技之墻阻止競(jìng)爭(zhēng)、隔斷技術(shù)交流,終歸是徒勞的,只會(huì)加速對(duì)方的技術(shù)進(jìn)步。對(duì)重中之重的芯片制造業(yè),短期上面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),更應(yīng)該成為我們把造芯這件事做好做強(qiáng)的動(dòng)力。