以小见大：环球汽车缺“芯”，中国芯片制造难显技艺的反思

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文 | 孙永杰

从客岁下半年至今，环球汽车厂商缺“芯”不停伸张，加之迩来日本福岛近海地动以及美国狂风雪引发停电等因素的影响，对于环球汽车厂商缺“芯”不但落井下石，乃至有伸张到以智能手机为代表的消耗电子范畴的趋势。

对此，有媒体再次借势，称环球缺“芯”，将会是中国芯片财产再次饰演“弯道超车”脚色的时机。究竟真的云云吗？

进宏大于出：中国汽车芯片尚未自给，谈何“超车”

根据咨询公司罗兰贝格发布的《中国新能源汽车供应链白皮书2020》，在中国每年2800万辆的汽车市场，中国汽车半导体产值占环球不到5%，部门关键零部件入口量在80%-90%。

而据中国汽车芯片财产创新战略同盟数据表现，2019年我国自主汽车芯片财产规模仅占环球的4.5%，而我国汽车用芯片入口率超90%，先辈传感器、车载网络、三电体系、底盘电控、ADAS（高级驾驶辅助体系）、主动驾驶等关键体系芯片过分依靠入口。好比，电动汽车中代价仅次于动力电池的IGBT（绝缘栅双极型晶体管），98%以上必要从国外入口，且代价是国外的1.2倍至1.8倍。

尚有统计数据表现，2019年环球汽车芯片市场规模约为3100亿元，国内车规级芯片财产规模不敷150亿元，而同期我国汽车财产规模占环球市场达30%以上。

不知业内看了上述统计作何感想？我们以为在这场以汽车财产为主的环球性缺“芯“大潮中，我们，尤其是我们的芯片制造非但没有充当”救火队长“的脚色，反而在某种水平上起到了”助推“的反作用（求宏大于供）。缘故原由安在？

低不就难做大：成熟制程不“成熟”，打磨与产能是最大短板

今后次环球车企缺“芯”看，重要分为两类，一类是应用于ESP（电子稳固控制体系）的MCU（微控制单位）。在中国市场，一样平常10万元以上的车型，特殊是中高端车型都会配备ESP。它是汽车自动安全体系的一部门，能起到防侧滑作用。另一类是ECU（电子控制模块）中的MCU。ECU广泛应用于汽车各控制体系中，被喻为“行车电脑”。

只管看似高级，但对于芯片制造来说，与智能手机芯片相比，其对于制程的要求并不高，通常环境下，28nm以上成熟制程完全可以满意。

固然制程上要求不高，但对于品控却宏大于智能手机这类消耗类电子产物，这对于芯片制造才是真正见功底的挑衅。

比方车规级相干芯片，必要顺应-40℃到-150℃的极度温度，高振动、多粉尘、有电磁干扰，湿度要顺应0%-100%，一样平常车规级芯片的计划寿命为15年或20万公里。从架构方面来看，车规级芯片必要有独立的安全岛计划，在关键模块、盘算模块、总线、内存等，都有ECC、CRC的数据校对，为车规级芯片提供功能安全。

因此，只有具备丰富芯片计划履历、全面产物质量管控、富足人力物力的公司，才有大概研发出满意汽车正常运行需求的MCU芯片，这也使得国内许多芯片厂商对车规级MCU望而却步。

望而却步的效果就是差距。据IHS Markit的统计数据表现，在2019年靠近200亿美元的MCU市场中，车载MCU贡献当中的60亿美元左右的营收，这些份额重要由NXP、瑞萨、TI和ST等国外厂商所把持。此中前六所霸占的市场份额高达93%，且这个份额多年以来不停来并没有太大的变革。

实在到这里，我们应该清晰，对于车规级芯片来说，先辈的制程已不是决定性因素，反而是成熟制程期内的打磨，满意上述尺度成为重中之重。而正是在打磨上的缺失，让我们在车规级芯片市场险些没有任何的话语权。

究其缘故原由，据此前《财经》相干报道采访到的芯片计划行业人士广泛以为，即便在28nm以上成熟工艺，中国大陆的芯片代工厂也有不少功课必要补足，各人每每在某个工艺上做到“根本可用”就开始攻克下一个，而不是继承投入研发气力去做到“好用”，且服务意识不强，资料不全、数据禁绝确，给芯片计划公司（客户）带来了各种不舒畅的体验。

究竟简直云云。除了在车规级芯片外，扩展在整个成熟制程团体市场，我们的市场体现也证明白这点。

这里我们以环球芯片代工老大台积电和国内芯片代工老大中芯国际2019年各制程节点的营收为例，来看看我们的差距。

在28nm制程节点，台积电营收为47亿美元，市占率高达39%，相比之下，中芯国际营收仅为1.3亿美元，市占率为1%；在更成熟的90nm及以上制程节点，台积电营收为55亿美元，市占率26%，相比之下，中芯国际营收为17亿美元，市占率仅为8%。

可以说，即便在成熟制程芯片制造上，我们也处在相称落伍的状态。这此中，除了产能外（需求决定产能，假如需求不旺，天然就缺乏扩充产能的动力和资源），缺乏打磨应是不可忽视的重要的缘故原由之一。

实在不要说和台积电相比，就是和联电和格芯相比，依然可以看到我们在成熟制程制造上的差距。

根据芯头脑研究院（ChipInsights）发布的2020年专属晶圆代工前十大排名榜表现，中芯国际2020年营收为251亿元人民币，占比为5.43%，排名第四，而专注于成熟制程的联电和格芯的营收分别为387亿元和360亿元，占比分别为8.37%和7.78%。

必要阐明的是，这个榜单仅限于环球纯芯片代工企业，假如将诸如英特尔、三星等这些IDM厂商制造的芯片营收盘算在内，中芯国际在芯片制造的排名还会靠后。

随之而来的题目是，从如今和将来的整个芯片市场看，成熟制程依然占据不小的市场份额，且市场稳固。

据市场研究机构International Business Strategies（IBS）近期发布的相干白皮书数据表现，2020年半导体代工市场中，28nm及以上工艺的市场份额能占据约莫三分之二，将来五年，先辈工艺的市场将不停扩大，但成熟工艺的市场份额仍将不低于50%。

另据IC Insights发布的《2020-2024年环球晶圆产能》陈诉表现，40nm及以上成熟制程的比例近几年并未出现显着变革，且市场规模很可观，体现为40nm以上的成熟制程，无论是180nm以下，照旧180nm以上，市占率均相称稳固。

假如说，在涉及做强的先辈制程方面，我们还存有差距和难以换来真金白银，那么在事关做大的划一的成熟制程上，我们的掘金本领还云云羸弱，确实值得我们同业好好反思，究竟对于芯片财产来说，做大是做强的底子。

高不成做强难：先辈制程牵绊多，盲追节点制程大概拔苗助长

假如说，前述是我们芯片制造在成熟制程方面是“低不就”的话，那么在先辈制程方面，则更多表现为“高不成”。

先不说，仅从芯片制程的账面数据，我们就已经落背景积电、三星两代，从过往成熟制程40nm和28nm从公布量产到真正具备贸易技能竞争本领，期间就相隔了3—4年的时间。

比方40nm制程，早在2011年，中芯国际就公布量产，但直到2015年依然常常出现提供给客户的产物不符合要求的征象；至于2015公布量产的28nm，但2年后的2017年，接棒中芯国际CEO的梁孟松和其所率的台籍、韩籍团队不得不消靠近一年的时间来提拔其良品率，只管云云，低阶28nm工艺多晶硅制程的良品率也仅为85%，高阶28nm仅为80%。

对于中芯国际现在最为先辈的14nm，中芯国际此前发布的2020年Q4财报表现，其14/28nm工艺在Q4季度的营收占比只有5%，相比2020年Q3季度的14.6%大幅下滑。只管云云，中芯国际称，将来仍会思量增强第一代、第二代FinFET多元平台开辟和布建，并拓展平台的可靠性及竞争力，探求多元客户。

鉴于中芯国际此前未将14nm和28nm归并时，28nm营收占比远超14nm的究竟，我们以为，由于非市场因素的影响，在失去华为这个14nm大客户之后，中芯国际的14nm险些没有客户大概说陷入了找客户的尴尬，加之我们前述的40nm和28nm的遭遇，中芯国际14nm实际的技能竞争力可想而知。

正如业内人士所言，能做先辈制程了不代表技能气力就过关了，就比如你能造大排量的SUV了，你的油耗好欠好？恶劣情况故障率高不高？越野本领怎样？动力强不强？这背后照旧技能气力的沉淀题目，能造出这个制程的芯片，不代表工艺水准已经到达了最优，更不代表你就在这一制程节点具备了技能竞争力。

别的，从芯片制造的发展看，由16nm至7/5nm制程升级带来的性能边际提拔开始出现递减效应，即制程节点升级带来的性能提拔及功耗低落幅度越来越不显着。这无疑对于我们的芯片制造企业怎样让芯片从“可用”到“好用”变化的本领要求更上层楼，但鉴于前述我们芯片制造在成熟制程方面的体现，挑衅可谓巨大。

除技能外，中国芯片在先辈制程方面还受制于高昂的资笔僻出。

据IBS给出的数据表现，28nm之后芯片的本钱敏捷上升。28nm工艺的本钱为0.629亿美元，到了7nm和5nm，芯片的本钱敏捷暴增，5nm将增至4.76亿美元，至于将来的3nm，三星称其3nm GAA 的本钱大概会凌驾5亿美元。

至于台积电，2018年，其CEO魏哲家曾打趣地说，台积电预计在5nm投资了250亿美元。

魏哲家的话并非打趣。仅在2020年，台积电的资笔僻出就到达了160亿美元，继2019年整年付出到达汗青新高后，再破记载，此中约80%被用于3nm、5nm与7nm等先辈制程技能。相比之下，中芯国际同期的资笔僻出仅为43亿美元。

对此，有业内分析以为，制约中芯国际资源投入的重要缘故原由是它的营收不高，即中芯国际如要不绝地保持资笔僻出，必须先将本身的营收做大。常常有人说，中国制造大而不强，现实上，先将企业做大，每每更能把企业做强。而这恰好验证了我们前述的，在事关做大的划一的成熟制程上，我们的掘金本领云云羸弱，理应好好反思，究竟对于芯片财产来说，做大是做强底子的论断。

除上述外，与其他芯片制造企业差别，中国芯片制造企业还受制于非市场因素的影响，而这种因素某种水平上乃至会逾越技能和资金。

对此，中芯国际在2020年Q4财报发布时称，对于中芯国际的技能限定，重要照旧针对 10nm 工艺以下技能，将来像是7nm、N+1 工艺等放行机率不高。而针对 10nm 工艺以上技能，则是可透过供应商申请允许证的方式，让中芯国际继承生产。

假如真如中芯国际的判定，那么中国先辈制程芯片制造很大概会长时间滞留在14nm节点。“高不成”将成定局。

而在我们看来，即便终极非市场倒霉因素全部消除，但其始终会像悬在我们头上的达摩克利斯之剑，而要彻底消除它，不但是中国芯片制造企业的一家之事，而是包罗芯片制造装备、质料等一系列相干财产的齐头并进，否则盲跟制程节点，大概会事倍功半，乃至拔苗助长。

所谓以小见大。通过此次环球汽车缺“芯”，中国芯片制造难显技艺的究竟，我们理应反思我们整个芯片制造发展中出现的“高不成低不就”的缘故原由，走出一条既符合环球芯片制造发展趋势，又能充实发挥我们自身上风（思量非市场因素的恒久不确定性影响）的中国芯片制造发展之路。