智能时代的今天,芯与屏,哪个能少?中国用20年的赶时间解决了国产缺屏的痛楚。然而缺“芯”的问题却一直在困扰着我们,上半年的手机芯问题刚扎痛了一次我们,甚至后来华为不和不因为缺芯而完全剥离荣耀手机。下半年的汽车芯问题接踵而来:12月5日,一条关于大众汽车停产的消息迅速引发了多方关注。
有消息称,受芯片供应不足影响,上汽大众从12月4日开始停产,一汽大众也从本月初进入停产状态。对此大众中国回应称,虽然芯片的供应确实受到影响,但情况还没有传闻中那么严重,目前也正在寻求解决方案,也一定会有解决办法。按照目前南北大众的回应,并未出现停产的情况,但受各方面的影响 ,全球芯片供应紧张也是不争的事实。
不过话说起来,其实芯片紧张的浪潮每年都会有一小波,只是今年疫情和中美贸易摩擦让国人对芯片供应紧张重视起来。
为何缺”中国芯”-资金/人才/设备人才
在这之前,优优和大家交流过关于芯片制造的技术、工艺以及相关的设备(美国再次升级对华为的制裁”中国芯”将破茧成蝶?),我们可以看出来,芯片的研发和制造是极其烧时间和金钱,以及需要大量的技术人工投入。
有人说,芯片是富人的游戏。这句话一点也没有错。
以华为海思为例。根据”半导体行业观察”发布的2019年全球研发支出十大排名数据显示,华为海思在当年的研发支出达到了244亿。此外,华为在刚刚封顶的武汉海思工厂项目上,就投资了18个亿。
如今,华为海思已经发展16年了,在全球到底处于什么水平呢?据海外调研机构Insights发布的数据显示,华为海思在今年一季度才首次跻身全球前十,也仅仅排到了第十位。
根据IBS的数据显示,一条年产5万片晶圆的28nm制程生产线,光设备投资就需要39.5亿美元,14nm制程需要62.72亿美元,至于更先进的7nm和5nm制程,起步就是一百亿美元。先进的高制程研发实在太贵了,这种投入的重资本门槛,在一定程度上限制了”自研芯片”的速度。
关于人才
据不完全统计,我国目前在建集成电路生产线25条以上,《中国集成电路产业人才白皮书(2017-2018)》指出,到2020年,我国集成电路行业人才需求规模约72万人左右,而我国现有人才存量40万人,人才缺口将达32万人。
从芯片产业链大体上可分为: 芯片设计、制造、封测和应用四个环节。根据《2019年芯片人才数据洞察》的数据显示,在芯片设计环节,主要的芯片人才所学专业TOP5分别为电子信息工程(18.69%)、自动化(10.63%)、电气工程及其自动化(9.02%)、电子信息科学与技术(5.02%)和测控技术与仪器(4.97%)。
再结合制造、封测和应用三个环节来看,还需要有通信、微电子、光电等专业的技术人才。
事实上,芯片产业内不仅包含了电子类相关专业,化学、物理、数学、计算机、管理等其他非电子类专业也同样重要,所以对于人才的复合型能力要求非常之高,并非是短时间内就可培养的。
与互联网行业大规模投入、短期就能见效不同,半导体行业特征是个成长速度慢、迭代周期长、行业周期长,并且试错成本高,投资大、风险大,短期内很难看到利润,且要沉住气、稳扎稳打的行业,需要做好2-3年内无回报的准备,这对于企业的运营和管理是很大的考验,同时也对工程师的心态有很高的要求。虽然,谁也不希望自己花费4年6年甚至更长时间学习到的知识白白浪费,但一个很现实的问题是,情怀并不能当饭吃,当自己的工资追不上房贷、车贷和飞快增长的物价时,谁也不能指责别人去选择同等投入但是有高回报的职业,因此,大量的优秀人才转行流入金融、互联网、房地产等领域,使得芯片行业的发展更加的举步维艰。
现在中国在芯片的设计和检测、封装等环节都有长足的发展,唯一发展不足的就是制造流片这个环节,这个环节需要的就是物理、高技术等最密集的部分,而且需要复合型人才和顶端的技术。我们可以看国内一些专家对封装和设计信心满满,华为海思自己的芯片也很多,但关键的流片环节都是代工!就算国内一些厂家可以流片了,但做光刻的掩模也做不了,要外面的光刻机给你做。而芯片的制造和设备所涉及的相关物理研究,尤其是尺度到几十埃的分子尺度下,现代物理量子力学的影响越来越大,是没有学过现代物理基础不懂量子力学的电路设计出身的人很难突破的。更关键在设备制造上,更是要技术高手!
到目前为止,生产芯片的设备,大部分都被美日欧的少数企业所掌控,在部分高端半导体设备领域中,国外厂商处于绝对的垄断地位。例如,荷兰的ASML在全球半导体光刻机设备领域,市场占有份额大于80%,该公司生产的TWINSCAN系列是目前世界上精度最高、生产效率最高、应用最广泛的高端光刻机,全球各大半导体厂商绝大多数都在采用。
中国半导体一直是在冒着敌人的炮火匍匐前进,如今,敌人的炮火越来越凶猛,华为手机与汽车行业先后受到影响,云计算机与AI数据训练行业同样也面临着巨大的挑战,这不仅是某几个行业或将面临问题的集中体现,而是敲响了中国”造芯”的警钟。
芯片是世界上最难掌握的核心技术之一,也是衡量一个国家科技实力的重要标准之一。万物互联,中国智能设备增速如此的惊人,”芯“解决自主需求就越迫切!智能屏中国已经出现了京东方,TCL不少世界级的企业,中国芯,风物长宜放眼量,我辈当自强。