中芯国际昨晚闹出个大新闻,联合首席执行官梁孟松提出辞职,导火索是中芯国际邀请了另一位半导体大牛蒋尚义担任副董事长,而两人此前曾在台积电共事——现在看来,这段关系显然处得并不愉快。
早年为台积电研发大将,后转投三星,帮助后者在14nm制程实现了大跃进。
2017年11月,梁孟松加盟中芯国际,按照他在辞职信中的说法,这三年来,他带领2000多位工程师日以继夜卖命拼搏,尽心竭力完成了从28nm到7nm,共五个世代的技术开发,完成了一般公司需要花十年以上时间才能达成的任务。
梁孟松一说要走,中芯国际股价应声而跌。
今早,中芯国际A股股价跳空低开,盘中大幅下探,跌幅最高达9.8%,尾盘跌幅收窄,报收55.2元,收跌5.53%。中芯国际H股早间临时停牌,下午1时复牌大跌近9.6%,今日收跌4.94%。
网友大骂中芯国际“自毁长城”,还有说这是“卸磨杀驴”、“过河拆桥”,舆论纷纷表示不好看中芯国际的前途,甚至担心国家芯片战略会受此拖累。
其实,梁孟松对中国芯片产业的贡献,明眼人看得见,有心人也抹不去。
至于中芯国际是不是卸磨杀驴,内情不明,谁也说不清楚,是非功过,自有后人评说。
而股价暴跌也好,网友打抱不平也罢,市场和舆论的情绪,都反映出一种集体焦虑,这种焦虑又基于一种逻辑——中国芯片产业弱,弱就弱在晶圆制造技术,而梁孟松最擅长缩小制程工艺代差,如果没有了梁孟松这位大牛领路,中国芯片产业恐怕又要找不着北。
这种焦虑很符合直觉,却未必合理。
制程工艺不是芯片产业的全部
普通人对中国芯片产业的忧患意识,大多始于美国对华为的一纸禁令。
从那时开始,许多人才知道,芯片产业的核心环节,在于芯片设计和晶圆代工。
华为海思有能力设计出7nm制程的芯片,可要造出来,却离不开台积电的代工能力。
总说中国芯片被卡脖子,卡得就是晶圆代工环节,谁让中芯国际的制程工艺,比台积电和三星落后了差不多整整3代。
然而,人们也许混淆了一个问题,将芯片产业之争,完全等同于制程工艺之争,其实并不全对,因为芯片种类太多,而且并不是所有行业,都需要用到成本昂贵的先进制程芯片。
像手机、笔记本电脑和平板电脑,需要在极为有限的空间内不断提升芯片性能,自然对先进制程工艺有着无止境的需求。
尤其是手机,每一代高端旗舰机型,卖点往往在于速度更快的芯片,制程工艺,也就是手机芯片的核心竞争力。
而专注于电脑芯片的英特尔,在制程工艺上止步于10nm,一来电脑产品体积较大,对缩小芯片体积没有燃眉之急,二来电脑增量市场有限,不足以支撑先进工艺研发。
电脑尚且如此,更别提消费级芯片之外的其他芯片了。
目前看来,其实我们无需为制程工艺的技术代差过多焦虑,因为未来芯片行业的增量并不是来自手机,而是不断增长的车规级芯片,对车规级芯片来说,7nm够用了。
车规级芯片才是未来增量市场
本月初,南北大众同时停产,因为上游芯片短缺,ESP(车身稳定系统)和ECU(车载控制单元)供不上货了。
受疫情影响,海外规模较大的晶圆厂和封测厂陆续停产,再加上意法半导体员工大罢工,全球半导体缺货严重,消费电子芯片又借着5G东风抢了车规级芯片的部分产能,搞到全球车规级芯片都在缺货。
汽车产业离不开芯片。
德国大陆集团相关分析师预测,如果继续“缺芯”,中国汽车业将有15%的产能受到影响。
2019年,中国汽车产能为2572.1万辆,芯片供不上,一年将有近400万辆车受到影响。
与此同时,汽车产业对芯片的需求却越来越大。
2005年,一辆汽车的电子成本占比仅有20%,现在已提高到50%以上。
哪怕是分布式电子电器架构的传统汽车,每一个功能模块,都对应着独立ECU,一辆大众第八代高尔夫,就要用到70个ECU。
而随着汽车从功能走向智能,电动化、智能化和网联化程度越来越高,每台车的芯片使用量正在急剧增加。
从最基本的三电系统功能,到更复杂的感知、计算和控制功能,汽车上每一项新技术的应用,都依托于芯片实现。
车规级芯片的种类越来越丰富,包括MCU(单片机)、存储芯片、LGBT(功率半导体)、ISP(图像处理器)、CIS(图像传感器)、电源管理芯片、加速传感器、射频器、GPU、ASIC(专用芯片)、FPGA(半定制芯片)、AI(人工智能)芯片等。
2020年,全球车规级芯片市场规模预计为3100亿元人民币,占全球半导体市场份额约10%,而且近年来都保持着9%左右的增长速度。
一辆汽车使用的芯片成本,可能是一台手机的几十倍。
中国加大车载级芯片自给力度
南北大众的这次停产危机,让人认识到车载级芯片的重要和潜力,同时也可以看出,目前我国汽车工业对海外芯片供应链非常依赖,自给能力严重不足。
英飞凌、恩智浦、瑞萨、德州仪器和意法半导体这5大厂商,就占据了全球车规级芯片65%的市场份额。
反观我国自主汽车芯片产业,2019年规模仅占全球的4.5%,车载级芯片进口率超过90%,从先进传感器、车载网络、三电系统、底盘电控,到ADAS(高级驾驶辅助系统)、自动驾驶等关键芯片,几乎全部依赖进口。
比如,电动汽车中价值仅次于动力电池的IGBT,是能源变换与传输的核心器件,直接影响电动汽车功率的释放速度、加速能力和最高时速,在电控系统成本中占比高达40%,但是我国电动汽车95%以上的IGBT一度需要从国外进口。
今年2月,国家发改委联合11部门发布《智能汽车创新发展战略》,特别指出要推进车规级芯片、智能计算平台等核心技术的研发与产业化。
11月,国务院办公厅发布《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》,同样指出要突破车规级芯片、车用操作系统、新型电子电气架构、高效高密度驱动电机系统等关键技术和产品。
好在,相比消费级芯片的巨大差距,车规级芯片落后得并不多,主要是国产晶圆代工的制程工艺足够用了。
目前,比较先进的车规级芯片,制程工艺在16-10nm,主流制程在90-28nm。而我国已经能够自主生产90nm***,中芯国际已经可以量产14nm芯片,按照梁孟松的说法,7nm应该也不成问题。
比亚迪汉,就使用了中芯国际生产的14nm华为麒麟710芯片。
目前看来,技术成熟稳定的16nm工艺以上芯片,才是需求最旺盛的车规级芯片,最先进的制程反而无用武之地。
芯片设计方面,中国车企也在迎头赶上。
今年4月,比亚迪发布公告称,深圳比亚迪微电子已通过内部重组,并计划上市,该公司研发的车规级IGBT已占据国内市场18%份额。
今年10月,吉利与ARM中国合作成立芯擎科技,这家合资企业将专注于高性能车规级芯片和模组的研发、制造和销售,主要围绕智能驾舱、域控制器和自动驾驶芯片三大方向发力,芯擎科技设计的首款7nm车规级芯片将于明年流片。
除了车企之间的竞争,阿里巴巴平头哥也在去年7月发布了玄铁910处理器,华为海思去年8月发布了昇腾910处理器,这两款AI芯片,都可以支持L4级自动驾驶算力需求。
另外不要忘记特斯拉,中国用巨大的市场帮特斯拉托起市值奇迹,特斯拉的回报就是100%国产化,这其中,自然也包含了车载级芯片的国产化。
市场需求改变中芯国际技术重心
市场需求的风向在变,中芯国际也面临着选择,是将业务重心放在进一步突破先进制程工艺,还是及时消化前期技术成果,抓住车规级芯片市场爆发的机会做大规模。
第一条路,主动权其实不在中芯国际手里。
正如梁孟松所说,虽然5nm和3nm最关键最艰巨的8大项技术已经有序展开,但要进入全面开发阶段,还是得等待EUV***的到来。
就算有了EUV***,制程工艺的天花板其实也很难捅破。
台积电目前已经量产5nm芯片,正在加紧研发3nm芯片,可是硅基芯片的物理极限为2nm,一旦制程工艺低于2nm,电子将在量子层面发生隧穿效应,无法被约束在晶体管内,这个问题以现在的技术来看无解。
第二条路,其实却大有可为。
从中芯国际公布的第三季度财报看,其晶圆代工收入主要还是来自智能手机、智能家居和消费电子,车载级芯片没有单独分类,包括在16.4%的“其他”里面。
为了扩大产能,中芯国际今年8月与北京经济技术开发区委员会合资建新厂,聚焦生产28nm及以上的芯片。项目将分两期建设,首期计划投资76亿美元,目标在首期达成每月约10万片12吋晶圆的产能。
蒋尚义日前接受问芯Voice专访时也表示,自己来中芯国际要提升两项技术,一是先进封装技术,二是小芯片等系统整合技术。
显然,面对爆发的车规级芯片市场,在EUV***到货之前,制程工艺的突破只能暂告一段落,让位于其他更有助于扩张市场的技术。
目前,中芯国际尚未同意梁孟松辞职,还在积极与之核实。
话说回来,无论梁孟松是委屈出走,还是意气用事,抛开他对企业的贡献不谈,就冲公众对这位芯片功臣的高度关注,中芯国际未来也应该就此事给外界一个清楚的交代。
如果梁孟松还是走了,天其实也塌不下来,毕竟国产晶圆代工企业,也不只有一家中芯国际。
责任编辑:tzh
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