来源：星海情报局

在芯片上被老外卡脖子，实在太难受。中国一年进口芯片3000亿美金，比进口石油都要多。手机需要芯片、电脑需要芯片、飞机需要芯片、导弹需要芯片、航母需要芯片、电动车需要芯片、工厂需要芯片，信息时代，没有芯片，就跟太监上青楼一样鸡肋。

前几天，台积电宣布：9月14日之后，没有进一步向华为提供芯片的计划。

这意味着，9月14日之后，华为再想拿到高端芯片，就要自求多福了。

▲美国商务部对华为的技术禁令

台积电的断供行为，显然是美国制裁的余震。早些时候，美国政府发布了针对华为的“超级禁令”——不允许任何使用美国技术超过10%的半导体企业向华为提供服务——幸亏不是所有企业，要不然，华为人喝一杯星巴克，吃一顿麦当劳都是错的。

今天我们要探讨的是，刚刚在科创板上市的市值接近6000亿的本土晶圆代工企业“中芯国际”，到底在芯片国产替代方面，能不能解中国芯片燃眉之急？能不能有效实现芯片生产的国产替代？

这家企业，可谓集万千宠爱于一身，科创板上市，一路绿灯，各种政策扶持应有尽有，国资纷纷入股支持……到了关键时候，中国本土的芯片制造龙头，到底能不能顶上去？

答案有些玄学：不能，也能。

说不能，是因为中芯国际现在确实不能在手机等消费电子产品上做到国产替代，和台积电的差距还很大。

说能，是因为凭中芯国际的技术，在导弹、飞机、工业计算机等领域已经完全有能力做到国产替代。

消费电子产品为什么做不到国产替代？

一句话，技不如人。

没有人家那个金刚钻，揽不来这瓷器活儿。

在信息时代，到处都是芯片，连马桶都开始智能化了。

然而，不同芯片的功能也是不同的，公交卡、电磁炉上面的芯片功能很简单，设计和制造也非常容易，这些低端芯片我们早就已经能大批量生产乃至出口了。

▲电磁炉上使用的简单芯片

我们经常讨论的那种被人卡脖子的芯片，属于芯片界中的“爱马仕”——微处理器芯片。

整个芯片行业，大致可以分为：设计、制造和封装测试三个环节。

在行业内，有一些企业扮演的是土木工程界“设计院”的角色，他们只负责设计芯片，不做加工和测试，被称作Fabless，比如华为旗下的海思、美国的高通。

▲美国高通 vs 华为海思

还有一些企业就比较厉害了，他们就像是土木界“施工队”，专注制造芯片，被称作Foundry，典型的就是台积电、中芯国际以及美国的格罗方德。

▲中芯国际、台积电、格罗方德

另外还有一些企业则负责搞“工程监理”，对制造出来的芯片进行封装和测试工作，确保能够合格交付使用。

当然，行业里也有一些神奇的巨头企业，他们自己设计、自己制造、自己封装测试自己的芯片，比如德州仪器、三星和英特尔。

在“设计、制造和封装测试”三个环节里，我们最需要补课的就是制造环节。

我们被人针对，就是在制造环节上总是受制于人。去年，我们进口了价值2万亿人民币的芯片，而同期原油进口额也不过1.5万亿而已。

原油进口上的依赖已经很大了，

而芯片上的对外依赖甚于原油。

为什么会这样呢?

因为高端芯片的制造实在是太困难了。

世界上有7个国家能制造原子弹，

有6个国家能发射洲际弹道导弹，

但只有4个国家独立掌握了高性能微处理器芯片的制造技术。

至于制造这种芯片所需要的EUV光刻机，全世界只有荷兰掌握了它的制造技术，而且还是在数十个国家的合作之下完成的。

▲荷兰ASML最新7纳米制程

EUV极紫外光刻机

众所周知，为了让一块芯片有更强大的计算能力，芯片上就需要装更多的晶体管和电路。根据摩尔定律：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔一年半到两年就要翻倍，性能也将翻倍。

1970年代，第一块商用微处理器芯片“4004处理器”问世，装有2250个晶体管，大约硬币大小。而去年发布的海思麒麟芯片，则有将近69亿个晶体管。假如我们用“4004处理器”的工艺来安装这69亿个晶体管，那么我们最后得到的是一块面积达到600多平方米的芯片，比一个篮球场还大。

显然不能再按照4004的标准来制造新的芯片了。既然芯片尺寸要尽可能小，那么上面的晶体管就要更小，且彼此之间挨得越来越紧密。

于是，“制程”这个指标就变得很重要了。

所谓“制程”指的是晶体管上面“栅极”的宽度，栅极越宽越费电。4004处理器的大小和麒麟芯片的大小相差无几，但前者10微米制程，后者7纳米制程。1微米=1000纳米。一个4004处理器上的晶体管栅极，宽度大约等于1400个麒麟芯片上的晶体管栅极。

▲晶体管示意图

目前，世界上可以生产7纳米处理器芯片的厂商，唯有台积电一家，中芯国际的7纳米工艺还在紧张研发之中。

所以，从物理角度上来说，也只有台积电能提供这种有超强计算能力的芯片产品了。

另外，掌握着30台光刻机的台积电的良品率目前也比中芯国际要高出不少。这就意味着，要拿出同样数量的合格芯片，台积电所生产的芯片总量要大大低于中芯国际的，成本上具有很大的优势。

台积电坚持到现在，也算“仁至义尽”，9月14日之后可能就不再为华为提供服务了。

但包括中芯国际在内的国产厂商目前确实还不能在“后台积电时代”承担起当年台积电的角色。

国防和工业上，国产芯片能做到自给自足

虽然消费电子市场上的消息不好，但这并不要命。最需要落实“国产替代”的地方，是那些要害领域，比如国防、航天、交通运输、能源。高兴的是，在这些领域上，我们其实早就自主化了。

举个例子，完全国产的电科38所“魂芯II-A”芯片已经做到了国际领先的水准，其技术指标超越外国同类产品四倍有余。今天，在国防安全等要害领域，我们已经摆脱了被人用芯片卡脖子的窘境。

▲我国自主研制制造的“魂芯II-A”芯片

为什么飞机导弹的芯片都能做出来，偏偏就做不出来手机上的芯片呢？

因为这两个的技术要求不在同一个水平啊。

正如之前所说，不同芯片的功能是不同的。飞机的芯片和马桶盖上的芯片肯定不是同一个东西，同样的道理，手机上的芯片和导弹上的芯片也肯定不是同一种东西，正是用途和尺寸上的差异，决定了芯片的设计和制造难度巨大差异。

军事芯片要的是绝对可靠，并不像手机芯片那么追求性能。一款芯片只要能够在各种极端条件下坚持工作、满足作战需要，那么就是一款合格的军事芯片了。至于性能？谁会用战斗机上的电脑最高画质来打游戏呢？要知道，就算是F22战斗机，其电脑性能甚至还不如家用游戏本。

中芯国际有机会追上台积电吗？

在未来，中芯国际有机会追上台积电吗？

有机会追上，而且一定会追上。

毕竟，类似的问题，我们已经回答过很多次了。

时间回到2005年元旦，那时候，天涯论坛国际观察板块的用户“雪亮军刀”发布了一个题为“驳联合光子的《中国和日本的真实差距》”的帖子。

在这个帖子中，“雪亮军刀”大胆预测中国的GDP总量将于2030年超越日本。

在当时，这个“过于乐观”的观点引起了不少人的嘲讽，还有人专门写文章反驳“雪亮军刀”。

毕竟在那个时候，我们的GDP仅有2.29万亿美元，连日本的一半都不到。

尽管我们那时候的经济增长率仍然保持在7%-8%的高位，但和老牌经济强国的竞争中仍然处于下风。伴随这种劣势地位而来的，是心理上的挫败感和无力感。以至于我们总是高估了别人的能力，却又过低估了自己的才华。

后来的事情，我们就都知道了：

2010年，中国GDP反超日本；

2015年，中国的GDP是日本的近三倍。

▲从2010年之后，

中日GDP对比态势就开始逆转

这世界上，并不存在永远的强者和命中注定的弱者，唯一不变的只有变化本身。

局长相信，在芯片领域也是一样：台积电也并不是创业之初就做到全球第一，也经历了一个从弱到强的过程。不断追赶的本土芯片终有一日会超越台积电，领先世界。

该有的自信，我们必须要有。

中芯国际的研发投入

众所周知，战争和商业一直都是科技进步的最大推动力。

在和平年代，广阔的商业前景和丰厚的利润往往能够让企业不断推陈出新，不断突破最尖端的科技。以目前芯片代工领域的“最强王者”台积电来说，每年投入到技术研发中的费用都能占据营收的近10%。

由于台积电目前的行业地位，营收10%上下的研发投入从绝对值上来说已经是同行业的11倍了。

▲业内主要厂商的研发费用比较

中芯国际则是台积电强有力的挑战者，因为中芯国际比台积电更加看重研发：从2017年到现在，中芯国际每年接近五分之一的营业收入都投入了研发之中。尽管经营业绩并不算是太好，但这种“不要命”的研发投入的背后，体现的是管理层对于技术创新的执着和坚守。

除了在研发上进行大手笔的投入外，局长认为，国内的芯片行业还要对自己的员工更好一点，毕竟，大家都是祖国大陆芯片战线上的勇士。

在以前，不少芯片工作者们常常感慨这个行业的跳槽现象。和自己同学校同专业的同班同学，转去CS和金融之后，拿到手的工资是自己的三倍多。面对高企的房价和生活成本，不少芯片人才在无可奈何之下选择了离开。

中国大陆的芯片行业由于起步较晚，本就落后世界先进水平，分不到太多的订单。没有订单，就没有利润；没有利润，就没办法解决芯片人才们的后顾之忧。

一旦人才都走了，

本土的芯片行业就真的危险了。

芯片行业是一个资金密集、技术密集、人才密集的行业，不仅需要巨量资金来确保技术研发顺利进行，也需要许多具有微电子领域的专业知识以及多年工作经验的一线工作人员。钱可以买来设备，买来专利，请来外面的专家，但培养本土的芯片工业专门人才不仅需要足够的金钱投入，更需要时间。

目前国内芯片行业的平均年收入约15万元人民币，而台积电的平均工资则高达近50万人民币。在对人才的优待方面，我们还有很大提升空间。

本土产业的全线升级

“集中力量办大事”，是我们这个社会的一项被动技能。在这场突围之战中，中芯国际和华为是最受关注的，但却不是唯二的两家企业。其他一些中国半导体前沿企业的名字也必然将在未来的历史上占有一席之地：华卓精科、科益虹源、国望光学、上海微电子、拓荆科技、中科九微......

这些企业的名字，我们必须记住。

局长认为：

中国芯片产业的崛起，

并不是中芯国际一家的事。

如果最后只是养肥了中芯国际，

那反而会是中国芯片行业的悲剧。

但哪怕全产业链上的企业每一个都进步一点点，

最后产生的效果“1+1>2”，

那么对于中国芯片行业来说也是个大好消息。

举个例子吧，大家都知道EUV光刻机目前是制造高端芯片的必备工具。而当今世界上，只有荷兰的ASML公司有能力研制。中芯国际曾经向ASML花费1.2亿美元购买过一台EUV光刻机，但由于美国的阻挠，这台设备至今还没有发货。

虽然看上去情况悲观，但实际上我们在很多年前就已经开始对光刻机进行布局了。

目前，哈尔滨工程大学已经在光刻机最重要的EUV光源上取得了重大的突破，浙江大学、长光所的镜头也研制成功了。随着一个又一个好消息传来，国产光刻机的进度条也开始慢慢向前迈进。

高处不胜寒：物理世界的极限

台积电的研发之路也并不好走，从7纳米到5纳米再到3纳米，半导体的加工技术一步步逼近了物理极限。在这个极度微观的尺度上，每向前走出一步都需要耗费巨大的资源，即便如此也仍然有失败的可能。

如今的市场上，EUV光刻机的提供商只有ASML，但在几年前，日本的尼康、佳能也是光刻机领域的佼佼者。但由于始终无法更进一步，两家日企只能含恨退出。

当台积电摸到了天花板不能更进一步的时候，快速发展的中芯国际正在它的背后虎视眈眈。

尾声

如今这个时间点上，我们很容易就能看出来这是一场对中国科技产业链的“围剿”，其目的就像是《三体》里的“智子”一样，将中国快速崛起的科技产业打断， 让我们赶不上这趟新技术革命的列车。

这样的打压和封锁，我们难道见得还少么？

对我们来说，打压是常态，自由购买反而是稀罕。

从建国到现在的71年之中，我们经历了太多太多来自外部的压力。航空发动机、导弹、雷达、导航系统......每一个项目当年遭遇的制裁和压迫都远甚于今天的这些“禁令”。

凡是杀不死我的，都只能让我更加坚强。

一个有意思的现象是，凡是那些可以随便买来的技术，我们往往还落后着，比如汽车发动机和变速箱，大飞机。凡是那些买不到的技术，这些年中国都突飞猛进，比如宇宙飞船、战舰、战斗机、军用运输机、北斗……

或许芯片被卡脖子不是坏事，这更加坚定了中国自力更生的道路，这个过程无比悲壮，但也是一个顶级强国，必须要去面对和跨越的一道关口。