作者：钱童心责编：杨小刚
中国要迈向高端芯片制造仍有挑战，需要产业链和生态的支撑。
由下而上，再由上而下——芯片产业发展中遇到的问题，中国交给发展产业去解决。中国正在研究下一个五年中新一代的芯片技术的开发，并有望投资万亿美元以减少对美国技术的依赖。
上个月，国家科技体制改革和创新体系建设领导小组第十八次会议在北京召开，研究“十四五”国家科技创新规划编制工作。会议还专题讨论了面向后摩尔时代的集成电路潜在颠覆性技术。
国家对于新兴芯片技术战略的支持也将带动新一轮的投资机遇。
中国教育部将半导体科学与工程列为重点学科，鼓励更多的大学建立致力于集成电路相关领域的专业学校。上周（6月22日），深圳技术大学新材料和新能源学院与中芯国际联合成立集成电路学院，培养集成电路设计和制造方面的高级应用型技术人才。
IT咨询公司Gartner预计，到2025年，按收入来计算，中国半导体厂商占中国半导体市场份额有望较2020年水平翻番，从15%增至30%；到2023年，资本对中国芯片企业的投资规模将较2020年规模增长80%。
但分析人士认为，由于支撑新一代芯片技术的新材料制造需要整个芯片供应链的支持，还需要包括光刻机在内的先进设备和生产工具的支持，中国要迈向高端芯片制造仍有挑战，需要给产业和人才发展的时间。
建立自给自足的生态系统
中国已将芯片制造技术提升到国家战略地位，从而支持2030年国家先进制造目标的实现。按照计划，中国今年本土芯片供应占比将提升至40%，到2025年，将进一步提升至70%。
美国荣鼎咨询公司（RhodiumGroup）五年前曾预测，中国发展半导体芯片行业是非常有必要的。荣鼎称，中国高度依赖进口芯片，尤其是高端芯片，这些芯片用于国家建设的方方面面，从安全角度考虑是有风险的。
这也意味着，中国加大对包括芯片和软件在内的技术领域的投资势在必行。在复杂的全球商业环境下，中国正在建立自己的技术生态体系，以削弱对海外产品的依赖。
在华为等企业受限的背景下，中国正在寻求刺激芯片颠覆性新技术发展的途径，包括向整个芯片行业提供广泛的激励措施，以及从目前的硅片芯片跃升至使用新材料制造的“第三代”芯片。
在中国对芯片产业的大力推动下，中国半导体市场上已经涌现出中芯国际、韦尔股份、卓胜微、三安光电、北方华创、闻泰科技、华润微、兆易创新、中环股份等一批市值达千亿人民币的企业。
上海交通大学副校长、中国科学院院士毛军发在本月南京举行的2021世界半导体大会上表示，中国可以通过“异构集成”或单独制造组件集成，来保持芯片行业领先地位。“异构整合是后摩尔定律时代行业的新方向，这为中国在集成电路行业弯道超车提供机会。”毛军发表示。
据毛军发介绍，芯片现有两条主要发展路线，一是延续摩尔定律，二是绕道摩尔定律。如今摩尔定律正面临各种挑战，而绕道摩尔定律有很多途径，异构集成电路就是其中之一。
随着摩尔定律接近物理极限，使用新的芯片材料和异构集成的方式被视为最有可能产生颠覆性创新的两个领域。
下一代芯片即第三代芯片的新材料包括碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）。但目前，大多数行业分析师认为，中国要实现半导体自给自足恐怕还要经过数年时间的努力。
目前，硅基晶圆仍然主导着整个全球价值链。在硅晶圆材料方面，排名前三的供应商——日本信越化学、日本胜高（SUMCO）和中国台湾环球晶圆占据了全球约三分之二的硅材料市场份额。
根据Gartner的报告，在芯片生产制造供应链方面，中国企业在晶圆设备和材料方面的市场份额分别不到3%和5%，技术难度非常大；在芯片设计工具EDA软件方面的市场占比更是不足1%。
Gartner数据还显示，2020年，中国半导体厂商在全球的市场份额为6.7%，中国排名居首的半导体厂商深圳市海思半导体有限公司的全球市场份额为1.75%。
不过Gartner强调，中国在全球电子设备供应链中扮演着重要的角色。全球超过70%的电子设备是在中国制造，中国大陆的半导体产能占全球的18%。
资本大量涌入
Gartner认为，多重因素将推动中国本土半导体的供应。
首先是政府层面的推动。2019年10月，国家集成电路产业投资基金二期股份有限公司注册成立，注册资本达到2041.5亿元人民币，重点投资半导体材料和设备企业。
中芯国际已经宣布于2019年第四季度实现14nm制程量产。但中芯国际要成为全球具有竞争力的芯片制造领域的领导企业，仍然有很长的路要走。
业内专家认为，如果“国产”指的是在本土设计、制造和封装，确实已经实现。但如果要延伸到产业链，例如在设计中使用国产框架和知识产权模块，制造中使用国产设备和材料，短期内要实现还很困难。
标普全球评级分析师李士轩对第一财经记者表示：“中国芯片的自给率仍然偏低。从芯片产业链的原材料、设计和工艺制造来看，原材料目前仍由美国、德国和日本掌控；设计工具软件主要是美国厂商主导；中国大陆的芯片工艺制造与台积电仍有5年左右的差距，因此自主芯片的发展任重道远。”
标普认为，中国政府需要增加对芯片等关键领域的科技公司在财务和经营方面的支持力度，包括多种形式，如注资、补贴、减税、加速监管审批或简化流程等。
Gartner认为，推动中国半导体产业发展的第二个因素是设备制造商买家的投入。Gartner预测，到2025年，中国前十大芯片买家都将拥有内部芯片设计的能力，这些买家包括中国的智能手机厂商，比如小米、vivo、OPPO，以及百度等互联网巨头，这些厂商开发内部芯片以减少对全球芯片供应商的依赖。
第三个推动因素来自于5G、人工智能和物联网等生态系统的扩大，以及非芯片制造领域资本的投入。半导体设备厂商中微半导体公司董事长尹志尧对第一财经记者表示：“产业发展需要集聚效应，需要瞄准芯片产业的尖端技术，把高端的设计、制造、设备、材料供应和现在5G、AI等新技术的应用相结合。”
根据投资研究机构PitchBook的数据，2020年中国半导体投资总规模达到167.5亿美元（约合1083亿人民币），其中非半导体制造领域资本投入超过100亿美元。
Gartner分析师盛陵海对第一财经记者表示：“我们看到很多非芯片制造领域的资本都在进入半导体领域，虽然从某种程度上来讲推升了芯片企业的估值，但是我们仍然认为这对于整个芯片行业技术和产能的提升是有好处的。”
不过盛陵海表示，虽然中国大量资本涌入半导体领域，但是投资比较分散，每家公司获得的投资很有限，使得投资难以产生集聚效果。
思必驰与中芯国际旗下中芯聚源合资公司——深聪智能的联合创始人、CEO吴耿源对第一财经记者表示：“国内的芯片产能仍面临严重的短缺，特别是先进制程，工艺成熟能够落地的项目不多，造成这一局面的主要原因是制造的投资成本太高，风险管控能力较弱，国产化缺乏动力，对国产设备和材料的验证不足，无法形成产业链和生态。”
吴耿源认为，对于芯片行业而言，制造能力要扩大提升，设计则应相应地提高门槛。
“材料、设备和工艺是目前最大的短板，制造是整个产业发展的火车头，可以带动产业链后端的不足，大力促进芯片制造的方向是正确的。”吴耿源表示，“但芯片设计公司太多，门槛低、无法形成合力，这一方面浪费了国家资源和政策补贴，另一方面也难以发挥规模效应。”
一位曾在紫光集团担任高管的专业人士告诉第一财经记者，他正在国内启动一个晶圆级高端封装测试项目，希望填补国内集成电路产业链的空缺，强化晶圆级封测的薄弱环节，形成与国内高端芯片企业，比如海思等配套封测制造能力，从而支持国家集成电路产业的发展。
包括华为在内的科技企业近两年来加大对芯片自主生产投入，相信“卡脖子”情况会逐渐缓解。
上述专业人士对第一财经记者表示：“芯片制造没有捷径，只能靠时间积累。过去中国集成电路发展的痛点一是人才、二是资本，但现在随着国家更多利好政策出台，这两方面的情况都在改善。”
