医疗芯片的盈利模式
设计,材料,设备,制造和芯片封测。
芯片产业链的上游主要为芯片设计环节。芯片设计是芯片产业链中最重要的环节之一。在全球芯片设计公司前10名的榜单上,美国企业就有6家上榜,其中,博通、高通、英伟达包揽了前三名。因此,按地域划分,全球芯片设计主要以美国为主导,我国大陆地区有华为海思、紫光等公司在芯片设计领域突出重围,目前仍处于追赶阶段。根据SEMI数据,我国芯片设计行业保持了较快的增长态势,2020年我国芯片设计行业销售额首次突破500亿美元,全行业设计企业数量为2218家,同比增长24.6%。由于芯片设计环节是知识密集型行业,属于轻资产,因此毛利率较高。据了解,该环节欧美公司的一般毛利在50%~80%,国内公司在35%~60%之间。芯片产业链中端:芯片产业链的中端主要以材料、设备、制造领域为主,此环节前期投入成本巨大,门槛极高。该环节利润中等,一般健康的毛利在30%~50%之间,风险可控。在芯片材料以及化学品领域,受技术壁垒的影响,此赛道主要以美国、日本的企业占主导位置。在芯片设备领域,具有较高的技术壁垒,研发难度大,周期长,主要关键设备是由少数国际巨头把控。根据美国半导体产业调查公司VLSIResearch发布的《2020年前10大半导体设备厂商营收数据》显示,在前十名中,美国和日本各占4个名额,其中4家美国企业一共拿下了全球超38.9%半导体设备市场份额。可见,在设备领域,美国拥有绝对的话语权。但是,随着中国跨国集团在中国建厂、合作等事宜,国内的设备厂商将迎来发展的良机。芯片制造领域技术含量高,工艺流程复杂且严谨,资金投入巨大,属于重资产。目前,在芯片制造领域,主要是以中国台湾的台积电、韩国的三星等为领先地位。虽然我国大陆地区的企业制造工艺暂时处于落后位置,但是根据国家统计局统计数据显示,2011-2020年,我国集成电路制造行业总产量呈逐年上升趋势。2020年,我国集成电路制造行业实现产量累计值为2614.70亿块,较2019年同比增长29.55%。芯片产业链的下游主要是芯片封测环节,即封装加测试,这是芯片制作完成的最后一道工序。由于芯片封测领域我国起步早且发展迅猛,目前我国的封测市场在全球占比达70%,国内行业规模优势明显,我国封测企业已进入世界第一梯队。在2020年全球前十大封测企业中,我国的长电科技、通富微电和华天科技均有上榜。芯片封测环节,门槛相对较低,国内市场内卷厉害,且利润率属最低的,一般毛利在20%~40%,做成品牌也有附加值,风险最低,现金流周转快。
随着传感器和处理技术趋于成熟,医疗芯片市场正在升温,看到系统公司和初创公司的疯狂活动,他们希望在广阔且基本上未开发的领域中占有一席之地。与任何行业一样,医疗用的IC芯片行业也存在多种商业模式,可以将设计负担分散到许多公司或仅一家大公司。这在过去受到医疗设备芯片数量相对较低的限制,这限制了设计活动。但随着更多设计服务公司的加入,他们能够在多个供应商之间实现规模经济。人口老龄化、对更多家庭医疗服务的需求、更高的准确性和更广泛的可用性以及可穿戴显示器等负担得起的电子医疗设备进一步推动了这一趋势。
全球十大芯片公司排名?
1.英特尔
2.高通 3.英伟达
4.联发科技
5.海思
6.博通
7.AMD
8.TI德州仪器
9.ST意法半导体
10.NXP
以下为详情介绍:
1.英特尔,成立于1968年,是半导体行业和计算创新领域的全球领先厂商,是美国三大芯片巨头之一,风靡全球的芯片供应商,英特尔现在正转型为一家以数据为中心的公司,为推动人工智能、5G、智能边缘等转折行技术的创新和突破做出相关贡献。
2.高通,成立于1985年美国,是较大的无生产线半导体生产商、无线芯片组及软件技术供应商,是目前5G研发、商用与实现规模化的推动力量之一,致力于发明突破性基础科技,变革了世界连接、计算和沟通的方式。
3.英伟达,始创于1993年美国,是全球知名的电脑显卡供应商,也是较早推出图形处理器技术,专注于以设计智能芯片组为主3D眼镜为辅的科技型企业,目前公司已经持有了1100多项美国专利,涵盖了关乎现代计算根本的诸多设计和深刻见解。
4.联发科技,台湾上市公司,始创于1997年,是一家专注于创造横跨信息科技、消费电子及无线通信领域的IC解决方案的现代化企业,目前已经是全球第四大半导体公司,旗下研发的芯片一年会驱动超过15亿台智能终端设备。
5.海思,华为技术公司旗下的从1991年就开始专注于制造消费电子、通信等领域的光网络芯的企业,前身为华为集成电路设计中心,2004年正式成立实体公司,致力于为各行各业的用户提供泛智能终端芯片解决方案。
6.博通,全球基础架构技术供应商,创立于1991年美国,专注于提供半导体和基础设施软件解决方案,拥有产品组合多样性、良好的执行力与运营、工程深度等多种优势,可以提供类别领先的半导体和基础设施软件解决方案。
7.AMD,创立于1969年美国硅谷,在2006年时收购了芯片巨头ATI公司,是一家专注于微处理器设计和制造的大型跨国公司,从成立以来,去多诸多突破性的行业创新,公司始终处于半导体产品领域的前沿。
8.TI德州仪器,TI始于1930年的美国,总部位于得克萨斯州的达拉斯,以开发制造半导体和计算机技术而闻名于世,是世界较大的模拟电路技术部件制造商,全球知名半导体跨国公司,在全球25个国家都设有制造、设计机构。
9.ST意法半导体,意大利的SG微电子公司与法国Thomson半导体公司合并而成的,成立于1988年,是目前世界较大的半导体公司,旗下不仅有知识产权含量高的专用产品,还有多领域的创新产品,如安全性智能卡芯片、高性能微控制器等。
10.NXP,源自于荷兰,前身是飞利浦旗下的分支公司,是全球性汽车半导体品牌,全球前十大半导体公司,总部位于荷兰Eindhoven,目前在全球20多个国家与地区拥有三万七千名员工,是半导体Secure连结解决方案供应商
美国“芯”慌
这是不久前,发生在白宫的一幕。
美国总统拜登向在场的媒体举起了一枚芯片,并介绍说:
这是不久前,发生在白宫的一幕。
美国总统拜登向在场的媒体举起了一枚芯片,并介绍说:
随后,拜登在白宫签署了一份行政令,对半导体芯片等四种关键产品进行 为期100天的审查 ,以评估漏洞和需要改进的地方。
相比之下,参议院多数党领袖查尔斯·舒默的话更为直接,他说:
按理说,美国是芯片大国,最不该焦虑。
根据美国半导体工业协会的数据,在全球前十大的半导体公司榜单上,美国公司占了六家。
结果,在这场缺芯危机面前,美国却成了 “芯荒”的代表。
让我们再来看看拜登手里拿的这枚芯片。
谭主和一位专业人士聊了聊,他叫曹韵,曾在中芯国际、意法半导体等芯片巨头任职10多年。
他告诉谭主,这是一块集成了80亿个晶体管的 汽车 芯片。
在讲话中,拜登也明确说到:
美国这次“芯荒”还要追溯到去年下半年,当时的 汽车 行业率先出现 芯片产能吃紧 的问题。
作为 汽车 制造大国,美国车企首当其冲。
福特因为缺芯,已经关了两家工厂,通用 汽车 已经关了三家。
据美国伯恩斯坦咨询公司预计,2021年全球范围内的 汽车 芯片短缺将造成200万至450万辆 汽车 产量的损失,相当于近十年以来全球 汽车 年产量的近 5%。
为什么都是 汽车 芯片?
曹韵先给谭主发来了一张图。
这是芯片制造行业12英寸(300mm)芯片生产线和8英寸(200mm)芯片生产线的 产能变化趋势。
可以看到,前者在2008年前后实现产能超越,两种芯片分别用于 汽车 和移动端。
曹韵告诉谭主:
因为需求的旺盛以及更高的毛利率,全球主要芯片大厂英特尔、台积电、三星等,都纷纷加入到12英寸的产能扩充大潮中去。
相比之下, 8英寸生产线开始萎缩。 从2008到2016年,全球至少超过30座8英寸晶圆厂关闭,同时有超过10座厂从8英寸转换为12英寸。
8英寸芯片全球的出货 一路下跌 。
到了2020年,芯片市场却发生了一场颠覆性变化,一面是智能手机需求进入瓶颈,另一方面, 汽车 电子领域却迎来 需求大爆发。
以往,传统燃油车的芯片使用数量不足百枚。
而 新能源车 则将这一数量刷新至千枚以上。
需求端的 结构转换 ,全球芯片制造商完全没有做好准备。
芯片供需的 结构性错配 ,被成倍放大。
“芯荒”面前,芯片大国美国显得尤为 手足无措 。
2月11日,包括英特尔、高通、美光和AMD等在内的 科技 公司与 汽车 企业代表联合致函白宫,要求提供资金、资助半导体产业的发展。
他们在信中写到:
“迫切”“立刻行动” ,这样的词汇,很难和芯片大国美国勾连。
实际上,“大”指的并不是生产,而是 消费 。
美国的芯片消费量巨大,但是与此不匹配的,是其芯片制造仅占全球的12%。
根据半导体工业协会的数据,美国半导体公司占全球芯片销售额的47%,但全球芯片制造只有12%发生在美国。
美国全球排名前十的芯片公司中,博通、高通以及英伟达,都是纯粹的芯片设计公司,其制造基本依赖于国外的芯片代工厂完成。
而英特尔,美光,德州仪器虽然保留了一部分芯片制造产能,但是其 外包代工 的业务也呈逐年上升的趋势。
然而在疫情影响下,许多代工厂都纷纷停工,供应链被切断,对美国的影响 不容小觑 。
要知道,在1990年,美国的全球芯片制造份额,还占到37%。
美国芯片产能的萎缩,只是美国 制造业长期萎缩 的一个缩影而已。
美国制造业的外移,和其资本追求更高效率全球配置的长期策略有关,也是美国的 主动作为 。
美国一大批 科技 公司,均受益于此,迅速爬升到产业链上游,成为全球的龙头。
现如今,一场全球灾难极度放大了制造业产能不足的负面影响,美国 试图自救。
谷歌前首席执行官施密特在一段关于美国 “硬件漏洞” 的讨论上,说了这么几句话:
听完这番话,作为参议院军事委员会一员的科顿也扬言:
美国上下,心慌的不只是芯片短缺,更有 芯片制造依赖。
这也就有了去年5月,美国促成的台积电在美国亚利桑那州的投资计划:兴建一座5纳米12英寸晶圆厂,总投资金额高达120亿美元。
最近,一场暴风雪也许能揭开这个问题的答案。
美国并非没有芯片制造商,他们大多聚集在美国 得克萨斯州。
2月,这里刚刚发生了殃及400万人的 大停电 ,奥斯汀能源公司只得通知恩智浦、英飞凌这些半导体工厂,即将限电。很快,限制措施就加码,当地政府要求关闭晶圆厂。
德国半导体企业英飞凌,最主要的 汽车 芯片产线就在得州。恩智浦也被迫关闭了得州工厂,相当于其三分之一的产能。
要知道,恩智浦、英飞凌,在2019年全球 汽车 芯片市场中的份额,分别是14%、12%,一场暴风雪,对美国的芯片产业造成了 “精准打击” 。
如果说,这场暴风雪将美国制造业衰落的 “冰山” 推到了全球聚光灯下,那么这也仅仅是冰山一角,更深层的问题在水面之下。
同样是在拜登许下重振美国芯片制造业承诺的前一天,日媒《日刊工业新闻》披露了台积电在美国工厂的建设进度。
根据报道,台积电目前还处于向建筑商取得报价的阶段,很多事情 难以预料 ,最终建设成本会比原先的预期要高得多。
美国的建设成本是台湾的6倍之多,人力成本也超过3倍。最令人担忧的是即便付出了高昂的成本,也难以达到理想的生产水平。
这并不是美国政府对于 制造业回流 的第一次努力和尝试。
前任美国总统特朗普上任伊始,就把制造业回流作为其最重要的政策目标之一。而被特朗普称为“世界第八大奇迹”的富士康液晶面板厂,也在当时名噪一时。
富士康在2017年宣布将在威斯康星建一座大型液晶面板工厂,最终将雇佣13000名员工,威斯康星州在2017年批准了对该工厂30亿美元的激励计划。
然而,到现在,该项目承诺的所有诺言,几乎 无一兑现。
最初设定的十代半面板厂降格到六代,而工厂规模更是一再缩水,从当初承诺的13000人,到3000人,直到2020年的1500人。
富士康美国战略主管杨兆伦表示:
因为雇佣工人远远不及预期,威斯康星州州长在去年取消了富士康税收减免的资格。而特朗普让制造业回流的政策目标,也随着第八大奇迹的消失而化为泡影。
要知道,面板厂的技术要求和高端芯片制造相比,尚有着巨大的差距,面板厂尚且找不到合适的工人,希望芯片制造回流,实在是 困难重重 。
信息消费联盟理事长项立刚给谭主做了个形象的类比:
项立刚所说的更新,不仅仅是370亿投资基金就可以解决的,配套的产业链、数量充沛、素质合格的产业从业人员才是关键。
这些,恰恰是当下,美国政府 最难以解决的问题。
美国“芯荒”的困局该怎么破?
历史 经验也许能给予一定启示。
早在2011年,就发生过跟今天相似的故事。当时出现问题的,主要也是 汽车 行业。因为日本大地震, 汽车 零部件供应链破坏严重。
为了应对,时任总统奥巴马第二年便把供应链安全上升到国家战略层面。
当时他提出的办法是:建立一个基于全球合作伙伴关系的“稳定、安全、高效和有弹性的全球供应链”。
关键词是 合作。
3年之后,美国 汽车 销量创 历史 新高。
他的继任者特朗普一样重视供应链安全,但他的办法,是 切断、封闭、制裁 。
不久之后,美国便陷入了深重的 芯片危机 。
去年,谭主专门写过两篇文章,《美国“芯”焦的背后》《纠结的制裁:揭秘美国 科技 制裁“狙击手”》,详细分析过美国针对中国一系列 科技 企业的制裁背后,复杂的心态。
其中有“芯焦”。
随着摩尔定律的失灵,美国的芯片性能提升已经进入 瓶颈。
其中更有 “芯结” 。中国是美国最大的芯片消费市场,而芯片行业的设计、生产工艺完善又特别依赖市场需求驱动。
现如今,美国的“芯荒”又岂止是缺少芯片?
CNN公开了一份数据,当美国在全球半导体制造业份额下降的同时,中国大陆的份额正在增长,如今两国份额已大致相当,均在12%左右。
是作茧自缚,还是开放合作,共渡难关?
历史 已经给出过答案。
拜登签署行政令第二天,中国外交部发言人也作了回应:
依然在四处求助,缓解“芯荒”的美国,对此,想必已经深有体会了吧。
美国半导体产业协会有多少个企业
美国半导体产业协会有64个企业。
根据SIAC官网,该组织“由美国半导体产业协会(SIA)成员、半导体产业链中的其他公司,以及来自一系列重要行业的主要下游用户组成”。
目前,SIAC有64家成员公司,包括亚马逊、苹果、ATT、思科、通用电气、谷歌等科技巨头,AMD、ADI、博通、英伟达、高通、联发科等芯片设计公司,格芯、IBM、英特尔、台积电等芯片制造商,以及Arm、Cadence、新思科技、应用材料、ASML、尼康等半导体上游IP、电子设计自动化(EDA)软件和设备供应商等等。
半导体协会的诞生:
苹果、亚马逊、谷歌、微软等国际科技巨头联手英特尔、英伟达、高通等顶级芯片厂商,组建了一个新游说团体——美国半导体联盟(SIAC,Semiconductors in America Coalition)。
该组织的目标是向美国政府施压,要求美国国会为美国CHIPS法案(Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors for America Act)提供500亿美元资金。
CHIPS法案是美国总统拜登提出的2.3万亿美元基础设施计划的一部分,于今年早些时候颁布,批准了半导体制造激励措施和研究计划,但尚未提供资金。
芯片是设计难,还是工艺更难?
设计和工艺都是芯片制造的两大难点,两者一定程度上相辅相成,在我看来还是工艺相对更难一些。
美国有大量的芯片设计公司,高通,AMD,NVIDIA等等,这些公司都拥有世界一流的芯片设计师,AMD曾经还有自己的芯片制造工厂,但是迫于巨大的财务压力,把厂子给卖了,就是如今的GF。现在有能力同时设计和制造处理器芯片的大厂也就剩下英特尔和三星了,可见建设和维持芯片制造厂的难度之大。
除去CPU、GPU等复杂的高端芯片,还有许许多多的各类小芯片在我们周围的各种电子设备中,即使是在国内,能够设计这类芯片的公司也有很多很多, 但是他们的共同特点就是在芯片设计好之后需要交给芯片代工厂制造,然后才能生产出成品芯片投入市场。
全球的芯片代工制造厂就只有台积电、三星、GF这样的了了几家, 因为半导体芯片的生产制造过程极其复杂,不仅要购买天价设备,投入巨大研发人员,还要未雨绸缪,工艺随时更新换代(28nm—16nm—10nm—7nm),同时还少不了丰富的芯片制造经验。 台积电一年为研发和新建晶圆厂投资就达数百亿元,还得持续不断的投入,真不是一般公司能玩得起的。
优秀的芯片设计可以保证在现有工艺下更好的产品质量和良率,但是如果代工厂的工艺本身不过关,就无法做好这个芯片,投入市场更是无从谈起。 台湾的联发科和众多 科技 企业一定程度上也是借助台积电强大的芯片生产能力崛起的,苹果IPhone一款手机同时使用两家不同的代工芯片都会引起能耗差距和全球用户的关注,可想而知,芯片工艺水平是多么重要。
国内大陆现在有麒麟、有龙芯,但是至今还没有芯片制造商,大都是拿到别人那里代工,这里面国内有人才和资金的困难,也有欧美国家限制出口高端设备的因素, 试想你自主研发的芯片如果找不到代工就只是一张图纸而已,所以说即使芯片设计能力不够强,保证能用还是没问题的,但是如果没有先进成熟的制造工艺和工厂,这个芯片就无从谈起。
我们往往会有一种错觉,认为芯片制造工艺要比芯片设计要难,其实这是一个常见的误区。
持有这种观点的人往往会举这样的例子:在芯片设计上,华为海思已经是世界一流水平,完全不输给美国、韩国等国家;而在芯片制造上我们还要依赖台积电代工,中芯国际作为中国大陆最强的芯片制造厂商,目前也才刚刚攻克14nm工艺,离最先进的7nm还有不小的差距。
这样的证明有一个逻辑问题:我们在芯片行业某个领域有优势并不代表就容易,在另一个领域处于劣势也不代表这件事情本身就更难。
同样用华为海思的例子,麒麟芯片虽然是华为自己研发的,但是到目前为止它用的还是ARM的公版架构,麒麟的GPU也不是自研的,所以不能简单地下结论说芯片制造要比芯片设计要难。
芯片制造确切地说是一个烧钱的生意,像台积电这样的大厂每年的投资就要达到好几百亿。芯片制造很多时候是一个赢家通吃的市场,它不仅难在技术,更多的时候是对资本的要求。
几个小时前的消息,芯片制造业的巨头格罗方德宣布暂停所有7nm FinFET 技术的研发,这意味着未来参与7nm竞争的芯片大厂仅剩英特尔、台积电和三星三家,中芯国际还处于第二梯队。像格罗方德这样的巨头并不是技术实力不济而退出,更多的原因是因为在资本上耗不起了。
华为当初选择切入芯片设计领域是非常明智的选择,芯片设计不仅处于产业链的上游利润相对较高,并且也不像芯片制造那样对资本、设备有特别高的依赖。但这并不代表说芯片设计就要比芯片制造(工艺)容易,要知道华为海思能有今天的地位也是奋斗了整整14年的结果。
所以单纯地去讨论芯片制造工艺和芯片设计哪个更难并没有太大的意义,更重要的是从全局的角度去看行业中的那些领域可以和别人合作,那些领域必须自己干,避免卡脖子的情况出现。
设计、工艺都难,而制造芯片的那个设备制造更难。总之一句话:芯片产业代表了当今制造业最高水平,拥有全产业链则傲视群雄独霸天下。
真懂行业术语的人不多,反正了解制造业的人都知道,装备才是代表制造业水平的标志,也就是到一个工厂,看他用的什么设备,设备越先进,制造水平也就越高。
现在,绝大多数国家都是卡在制造芯片的设备上,这设备制造水平最高就荷兰。美国为了垄断,禁止这套设备随便卖。全球最大芯片光刻设备市场供货商阿斯麦2018年年产24台,2019年能达到年产40台的产能。 但就是这样单价超亿美元的昂贵设备,他们却不卖给全球电子产品市场增长最快的第二大经济体。
对于普通人来说,光刻机或许是一个陌生的名词,但它却是制造大规模集成电路的核心装备,每颗芯片诞生之初,都要经过光刻技术的锻造。
有个故事,日本一个工程师当年为了偷学德国先进的纺织机械制造技术,自断一条腿,在德国厂家旁边开饭店,通过接触德国工程师,偷学了技术,并加以改进,而这个光刻机可不是一己之力就能偷学到,光刻机被业界誉为集成电路产业皇冠上的明珠,研发的技术门槛和资金门槛非常高。也正是因此,能生产高端光刻机的厂商非常少,最先进的14nm光刻机就只剩下ASML,日本佳能和尼康已经基本放弃第六代EUV光刻机的研发。
那为何禁止随便卖呢?
这就不得不说《瓦森纳协定》,又称瓦森纳安排机制,全称为《关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳安排》,目前共有包括美国、日本、英国、俄罗斯等40个成员国。尽管“瓦森纳安排”规定成员国自行决定是否发放敏感产品和技术的出口许可证,并在自愿基础上向“安排”其他成员国通报有关信息。但“安排”实际上完全受美国控制。当“瓦森纳安排” 某一国家拟向非成员国出口某项高技术时,美国甚至直接出面干涉。
机器总是人造的,想造出最好的机器,仅靠模仿肯定不行。创新的基础是学习,同时还要有不服输的劲头,现在是人家不给你学习机会,自己琢磨还得有一个相当长的过程,最快也要十年八年。
加油!
芯片虽小却有大学问,我国要是具备自主设计和生产高端芯片的能力,就是真正被世界公认的制造业强国了。显然,我国还有很长的路要走,不可能一蹴而就。这些年来,国内很多企业学会了投机取巧,包括中兴也一样,否则不会被人轻易抓住把柄。创新口号喊得响,却没有实质的自主创新,企业发展是虚胖,追逐利益但武功全废,没有真本事。我国一直提倡工匠精神,但没有营造培养工匠的环境,整个 社会 浮躁,缺乏专注干成事的氛围。
工艺更难。对于大陆来说,在芯片工艺上的落后,永远是一种刺痛。
以手机处理器为例,华为的麒麟处理器,尤其是到了麒麟 970 这一代,设计上,已经完全不输美国高通和韩国三星了。
但是麒麟 970 的生产,没有任何一家大陆厂商能做。华为虽然能设计,但也生产不了,只能交给台积电。
为什么?现在手机处理器上最先进的工艺,是 10 nm 工艺,垄断在台积电和三星手上。
而大陆最一的中芯国际,才能做 28nm 的工艺,这是三星五年前淘汰的工艺。
还有电脑处理器,英特尔为什么排第一?因为它用的是 14nm 工艺,马上 10nm 工艺也量产了。
而中国电脑处理器,最强的是龙芯处理器,性能远远落后于英特尔。为什么?因为龙芯用的是落后的 28nm 工艺,耗电量高,在同样的功率下,必然性能远远落后。
为什么大陆还在用落后的 28nm、45nm 工艺呢?
因为加工处理器,需要光刻机,而最先进的光刻机,垄断在荷兰 AMSL 公司手上。美国不允许 AMSL 把最先进的光刻机卖给大陆,大陆只能引进中低端的光刻机,最高只能做到 28nm 工艺。
好在大陆现在也认识到问题严重,中芯国际加大研发,预计几年内就能上马最先进的 7nm 工艺,到时候,就能大大缩短中外的工艺差距。
芯片是一个体系化的,只有全部的产业链都配合好了才能进行生产,无论是设计、工艺、制造都一样,但是整体看起来还是工艺更难。特别是从华为的海思芯片的成功来看,工艺太难了。
一、设计难,但是也有基础
芯片设计上就是一套解决方案,而美国有大量的芯片设计公司,比如高通,AMD,NVIDIA,三星,苹果等等,这些设计公司就具有非常强大的设计能力。
我国的华为海思麒麟芯片也一样,依靠强大的设计能力,麒麟芯片自己成为了国产芯片的重要的标杆企业,也是少数具备自主研发设计能力的企业。
现在海思麒麟芯片已经和高通芯片在争夺全球芯片第二的席位,仅次于苹果的A系列芯片,这不得不说是巨大的成功。
二、工艺难,所以我国芯片远远落后
在芯片的工艺上,我国是远远落后的,比如我国现在还在做28nm的芯片,但是现在高通已经做了7nm芯片,中间至少差了3代,现在我国28nm的中芯国际的工艺是三星五年前的工艺,由此可见差距有多大。
在电脑芯片也是一样,Intel马上就要做10nm级别的芯片了,我们还是远远落后。 而且芯片是没办法跨代发展的,你只有现生产了45nm的芯片才能生产28nm的芯片,而不是直接生产14nm的芯片,因为技术难题根本没办法跨代解决,只能一个个攻克。
现在有华为的海思麒麟芯片,还有寒武纪的AI芯片,我国芯片发展在加速了。而小米的芯片还是相当低端和落后的。
你认为华为芯片能超过苹果A系列芯片吗?
当地时间4月16日,美国商务部发布出口权拒绝令,禁止美国企业向中兴通讯销售元器件,时间长达七年。在此之前,中国虽然拥有全世界最大的半导体市场,但每年需要进口的芯片价值高达2000亿美元,2017年更是达到了2600亿美元。 在这样的情况下的禁令虽然给一些企业带来了不小的冲击,但从某种意义上也促使了我国尽快进入“芯片自强”的时代。
芯片设计与工艺哪个更难,不如问,芯片设计和芯片工艺哪个更是阻止我们“芯片自强”的拦路虎?
尽管我国之前每年都要进口大量的进口芯片,但这并不代表我国没有芯片设计的人才。在以前,由于市场上已经有了性能优良的芯片,购买比投入设计更加划算,没有很多机会给科研工作者去设计芯片再更新迭代,因此我国芯片设计行业不够活跃,而现在,国家越来越重视“芯片自强”,设计工作者们也有了机会开始大显身手。事实上, 2015年,我国发射的两颗北斗导航卫星使用的就是我国自主研发设计的“龙芯”特制芯片。 由此可见,芯片设计虽然困难,但我国绝不是没有相关人才。
但是对于芯片制造所需要的设备,我国却始终不能从官方途径大规模引进,只能通过特殊途径少量购买,即使掌握了核心的技术,没有硬件设施的支持,也很难成功制造出。
因此, 虽然芯片工艺和芯片设计各有各的困难之处,对我国现状来说,还是芯片工艺更加的困难。
芯片制作完整过程包括:芯片设计、晶片制作、封装制作、测试等几个主要环节,其中每个环节都是技术和 科技 的体现。对于芯片来说设计和工艺都很复杂,但是相比较而言,制造工艺更难!!
我有幸在一家业界较大的封装测试代工企业从事过设备工程师2年,大概说一下其中的体会。
(封装只是整个芯片制作过程中的一小部分)
1,流程较多
整个工厂主要分为切片、焊线、模压、印字、电镀/植球、测试等,每一次工艺或者制程更新和改进,对于每个车间来说都要做可行性认证、改换模,上下流程车间的对接。
2,技术要求高
我们当时给华为海思和展讯代工过,技术要求非常高,有时候整个车间试做一个月,有时候仅仅其中设备的ESD不过关,就要重新改进工艺。
3,产品良率要求高
芯片价格不便宜,我们模压车间每天要过量上百万颗芯片,良率低于99.98%,就要停机溯源。重大不良率,主管领导要降级。
4,设备价格高
工厂所有的设备都是日本品牌,我们车间的设备总价值过5亿人民币。
5,工程师培训周期长
工艺工程师平均培训周期要3年以上。
国产芯片真正想在设计和制作工艺上赶超日美,还需更大的努力,政策的扶持,资本的推崇!!
工艺更难。芯片产业共有六个环节:软件(EDA)工具.芯片设计.芯片制造.封装测试.材料供应.制芯设备。我们目前最大难点就是光刻机技术,据我所知现在只有荷兰这个国家可生产光刻机,光刻机是制造芯片最核心设备,制造芯片如没有它那就是"痴人说梦",联想近段时间很多人都挥手要做芯片,特别还有一些知名企业家准备斥巨资投入"芯片运动",这不是贻笑大方吗?
连美国 科技 这么强大的国家也要荷兰提供帮助,美国英特尔.MAD.英伟达等公司都是荷兰(ASML)最大的客户,并且ASML光刻机是荷兰独有并垄断的,全世界都要向它纳米进贡。
我国有些企业曾经多次想购买ASML光刻机,最后都以失败告终。究其原因两个:一.不敢得罪最大的客户美国公司,二.不想失去这么好赚钱的买卖。
所以我们现在需要静下心来,认识目标,找出短板的原因,而不能一味躁动,心血来潮。只有认清形势,找对目标,那总有一天凭着中华儿女的智慧可以解决"芯片"问题。看将来必是中国人的世界!
只能说都不容易,不管是设计还是工艺,对于半导体行业而言都是壁垒所在。
这也是中国芯片一直攻克不了的问题,这需要整个产业链的协同,包括人才、产业等,这点需要一个长期的过程才能形成,这也是硅谷不可替代的所在。
回答来自 科技 行者团队成员——李祥敬
美国有哪些芯片公司
1、德州仪器
德州仪器(英语:Texas Instruments,简称:TI),是全球领先的半导体跨国公司,以开发、制造、销售半导体和计算机技术闻名于世,主要从事创新型数字信号处理与模拟电路方面的研究、制造和销售。
德州仪器(TI)在25多个国家设有制造、设计或销售机构。德州仪器是世界第一大数字信号处理器(DSP)和模拟电路元件 制造商,其模拟和数字信号处理技术在全球具有统治地位 。
2、Xilinx
Xilinx(赛灵思)是全球领先的可编程逻辑完整解决方案的供应商。Xilinx研发、制造并销售范围广泛的高级集成电路、软件设计工具以及作为预定义系统级功能的IP(Intellectual Property)核。
2018年7月18日,全球最大的可编程芯片(FPGA)厂商赛灵思宣布收购中国 AI 芯片领域的明星创业公司——深鉴科技。有“中国英伟达”之称。
3、高通
高通(英文名称:Qualcomm,中文简称:高通公司、美国高通或美国高通公司)创立于1985年,总部设于美国加利福尼亚州圣迭戈市,33,000多名员工遍布全球。
高通公司从专利许可计划一开始就投入并将继续投入大量精力和资金为其芯片和软件获得交叉许可,从而使客户在不承担额外专利费的条件下受益。
在某些情况下,高通公司会从其他第三方主动争取可以使授权方和最终用户受益的专利,从而扩大WCDMA和CDMA2000市场的产品应用和功能。
4、摩托罗拉
摩托罗拉(Motorola Inc ),原名:Galvin Manufacturing Corporation(加尔文制造公司),成立于1928年。1947年,改名为Motorola,从1930年代开始作为商标使用。
摩托罗拉使用无线电、宽频及网际网路,并提供嵌入晶片系统,以及端对端整体网路通讯解决方案,以达到加强个人、工作团体、车辆及家庭的操控及联系能力。
高清与交互是数字电视发展的趋势,摩托罗拉率先推出高性能芯片方案的高清双模解决方案,支持标清和高清视频,支持MPEG2、MPEG4、H.264和VC-1(WMV9)解码标准,集高清、互动电视等功能于一体,功能更强、性能更高、成本更低。
5、IBM
IBM(国际商业机器公司)或万国商业机器公司,简称IBM(International Business Machines Corporation)。
2006年6月20日,格鲁吉亚与IBM共同宣布一项新技术记录型基于硅的芯片速度达500GHz。这是通过冻结芯片到-451°F(-268.0℃),而不是与CPU速度可比较的。晶片350GHz大约在室温下操作。
参考资料来源:百度百科-德州仪器
参考资料来源:百度百科-Xilinx
参考资料来源:百度百科-高通
参考资料来源:百度百科-摩托罗拉
参考资料来源:百度百科-IBM (IT公司-国际商业机器公司)