爲什麼打破芯片壟斷這麼難?

芯片的重要性不言而喻,它是電子設備的"心臟"。沒有它,電子設備跟一塊廢鐵沒什麼兩樣。

芯片幾乎關係着整個IT產業的存亡,從中興事件到華爲事件,芯片已經成爲中國IT行業發展的瓶頸。芯片的受制於人直接制約了我國信息產業的發展。

爲何我國在芯片領域一直受制於人?主要有哪些地方需要突破,今天我們就看下我國在芯片領域的難點。

 

01.

沒有工具  連芯片你都設計不出來

要想製造芯片,首先你需要先能設計出芯片,要設計芯片,你就離不開軟件工具。EDA(全稱爲電子設計自動化)就是用來設計芯片的軟件工具。

EDA可以芯片產業中的"支撐",EDA在芯片設計中的地位極爲重要,芯片設計環節繁多、精細且複雜,對EDA軟件依賴極強,摩爾定律下芯片的複雜程度和集成度快速提升,芯片設計對EDA工具要求不斷提高。

 

目前全球EDA軟件市場規模約105億美元,其中Synopsys、Cadence、Mentor Graphics市場份額約分別爲32%、22%、10%,海外三大EDA軟件廠商全球市場份額超過64%,

在中國的市場份額更是超過95%。Synopsys擁有最爲齊全的EDA工具產品線,其邏輯綜合工具DC和時序分析工具PT市佔率極高,EDA軟件是其最重要業務,Intel是公司最大客戶。

國內自主EDA軟件份額極其有限。目前國內EDA軟件公司主要有華大九天、芯願景、芯禾科技、廣立微電子、博達微電子、藍海微科技、奧卡思微電等。

不過目前來看,國內的EDA軟件要想承擔國內IT信息產業的發展,還是有很大難度的。國外的EDA軟件涉及的更廣泛,能夠支持的設計更全面。而國內的EDA軟件則只是專注某一方面。

雖然依然能夠設計出自主研發的新品,但是在效率,在性價比,在產品良率方面都跟國外的差距較大。

02.

沒有光刻機,高端新品根本生產不出來

即使能夠設計出新品,但是目前國內卻無法自己進行生產製造高端芯片,都需要依靠三星、臺積電這兩家代工廠進行生產加工,而三星、臺積電的芯片代工技術卻受到了最爲強勢的ASML的壟斷,可以說ASML是做到了正在的全球性壟斷。

這家位於荷蘭的ASML公司,全稱是Advanced Semiconductor Material Lithography,也是目前全球唯一一個能夠掌握高端芯片生產命脈的一家大公司,在高端芯片製造領域所需要的高端光刻機,ASML所生產的頂級光刻機更是無人能比,可以說ASML幾乎壟斷了芯片生產這一行業,這讓蘋果,高通,三星以及華爲等公司都難以匹敵。

根據公開資料顯示,ASML公司壟斷了全球範圍內90%的市場份額。在這個行業中,它可謂是一家獨大,想去別的企業買還買不着這也導致光刻機的價格非常昂貴,據悉一臺的價格在幾億美元左右。而且,不是你想買就可以買得到,必須要預約纔行,因爲數量是非常有限的。

ASML有一個非常奇特的規定,那就是隻有投資ASML,才能夠獲得優先供貨權,意思就是要求自己的客戶要先投資自己纔行。這樣奇特的合作模式使得ASML獲得了大量的資金,包括英特爾、三星、海力士都在ASML中有相當可觀的股份,其中英特爾投資的金額十分驚人,高達25.13億歐元。

在製造方面,國內中芯國際實現了突破,才能完成生產。但中芯國際又要靠最高端的光刻機,才能實現芯片的生產製造。所以在光刻機方面,這個限制甚至要比EDA更嚴重。

03.

生態不健全,芯片產品也很難繁榮

除了設計和製造,人們還往往忽視一個重要的東西,就是國內芯片的生態態,就像手機系統一樣,光有操作系統,沒有周邊的配套的應用也很難普及起來,芯片的生態對於芯片來說非常重要。

首先,芯片的設計和研發都大量資金的投入。由於製程多,技術要求嚴格,需要頂級的設計開發人員和高精密設備,因此,需要大量資金做後盾。

據報道,3nm芯片的設計費用約達5-15億美元,而興建一條3nm產線的成本約爲150-200億美元,這是最基本的費用了,也就是至少是150億美元起。這並不是一個理論數據,按照媒體的報道,2年前臺積電計劃啓動3nm工藝之後,至目前已經至少投了6000億新臺幣進去了,摺合近200億美元。而三星爲了進入3nm工藝,投的錢一點都不比臺積電少,從單這一點來看,很多的芯片製造企業就沒有這個實力。

即使三星、臺積電這樣的代工廠,也需要從歐美等客戶接單,才能將芯片的成本降到最低,從而讓電子設備價格能夠被接受。如果只靠國內的企業採用,那麼即使生產出來的新品也會貴的嚇人。

同時,由於國內芯片發展較晚且落後於歐美國家,所以在人才儲備方面也差很多,這個缺口很難在短時間彌補上。要想設計生產出好新品,就需要一個龐大人才,通過不斷的努力來實現的。

因此,想要打破美國的封鎖,設計,製造和生態都非常重要,只有華大九天、中芯國際是遠遠不夠的,新品的製造是一環扣一環最關鍵的一環,很難在短時間實現突破。中國的自主新品製造還有很長的路要走。

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