浅谈阻碍中国芯片发展的拦路虎

在全球半导体电子供应链中，我国一直处于产业链的下游。中国在半导体行业上的短板一直是国人心中的痛，各种缘由深究颇深，归根结底在于我国的半导体芯片领域长期受到“造不如买”思想的影响，以致于缺乏科技创新和产业升级的内在动力，导致发展落后。

在中美摩擦加剧，华为被“卡脖子”事件等一系列事件发生后，中国迫切地需要走科研自主创新的道路，加大对芯片领域的投入，来突破对我国半导体领域的封锁。

光刻机，一直被很多人认为是突破封锁的重要节点。但事实上，中国想打破芯片封锁，光刻机不是唯一阻拦，在整个芯片环节，中国要走的路还长着。

中国在芯片环节上的现状

众所周知，在整个芯片产业链中共分为三大领域，分别是芯片设计、芯片制造、芯片封测。

在芯片封测环节中，由于封测技术门槛最低、劳动密集型的特点，我国有着天然的优势，因此封测这一环节，成为我国半导体行业中发展最快的领域。展望全球，线下的封测环节基本上是以美国、中国台湾和大陆为主导的局面。

芯片制造，是整个半导体产业链中技术门槛最高，且投入成本最高的环节，同时也是我国在芯片产业链中最为薄弱的环节，受到国外制造技术设备的牵制。

芯片设计，位于半导体产业链的上游，是芯片行业的核心基础。无论是计算机芯片、车辆集成芯片还是消费类电子芯片等，都必须计划设计。但设计芯片除了来自工程师自身的研发能力外，还需要借助EDA软件工具的辅助。纵观全球，世界上最著名的三EDA软件开发公司分别是英国的Synopsys、Cadence和西门子PLC集团旗下的MentorGraphics，三大EDA软件巨头基本垄断了世界90%以上的EDA市场占有率，国内的的EDA软件还有很长的一段路需要走。

我国芯片拦路虎之一，芯片原材料的生产能力

众所周知，生产整合芯片的原材料是硅，硅(SiO)也一直被称为半导体设备产业链的基础。硅是在沙子中提取得到的，而沙子虽随处可见，但是从沙子中获得硅的技术却困难重重且复杂繁琐。中国不缺沙子，缺少的是从沙子提取硅的技术。

在从沙子中获取硅的加工工艺环节中，对技术要求较高，要求其纯度不能低于99.99999%，也就是说，提取出硅的纯度，它的残渣成分不得超过千万分之一。

这要求残渣成分不得超过千万分之一，是个什么概念？相当于相当于如果从沙子提取1000万公斤硅，它的杂质不能超过1公斤。这等同于如果硅晶圆片是8英寸（直径200mm），空气中的灰尘直径是10万分之一毫米，那么按照硅的纯度要求，就必须要控制不能超过2粒灰尘落在8英寸的硅晶圆上。

纵观全球，在生产制造原材料单晶硅片的能力上，日本信越化学和SUMCO、韩国LG有机化学及中国台湾的环球圆晶等都是硅材料方面的知名企业。国内虽然有一定数量的企业在开发生产光伏材料的产品，但所占比例过小。可以说，单晶硅片的产能问题是中国芯片发展趋势上的一道高山，半导体原材料是行业的基石，如果这道关卡一直停滞不前，我国是不可能在产品的创新上取得原创性的突破。

当然，除了原材料硅的生产技术之外，光刻胶及其配套试剂等芯片材料方面的问题，都是阻碍中国芯片发展的拦路虎。

我国芯片拦路虎之二，芯片制造的生态自主问题

每个行业都有一套配备的典型系统工程，从工厂的搭建到设备、技术人才等等，环环相扣构成了良性稳定的发展，每个环节都缺一不可。

目前来说，由于我国的半导体领域还没有独立自主的生态，芯片的生态是由别国企业掌控的。芯片制造产业链长，涉及包括130多种装备、5大类500多道工艺、7大类530种材料，一环被卡，整体就会被卡。而且，芯片相关的软件生态庞大复杂，各种专利和IP壁垒，均掌握在他国手里，整个芯片市场壁垒高，很多时候难以绕过去。

站在半导体行业发展上来看，从科研到产业，其投入巨大，科研需要积累，产业形成需要时间，这加大了我国芯片产业弯道超车追赶的难度。尽管目前政府和企业对芯片产业十分重视，政府也出台相关政策进行引导支持，并且政府和企业投入大量资金，但短期解决全部问题是不可能的。

我国芯片拦路虎之三，被“卡脖子”的半导体设备软件

芯片的设计离不开EDA软件的辅助，而我国的EDA软件开发尚有不足。在半导体行业内中，设计芯片使用率高的EDA软件有Cadence，Synopsys和Mentor；这三个软件在全球的市场份额分别占有22%、33%和10%，总和超过了65%，但是这三个EDA软件都不是我国生产的；国产的EDA软件占市场比例甚少，排开华大九天有完善成熟的技术能力之外，其余的公司都存在“缺斤少两”的问题。

如果没有EDA软件的开发，高级集成芯片就不能设计方案。芯片设计想要完全实用，EDA手机软件就是不可避免的课题。

中国奋起直追的当下

半导体行业发展的轨迹，从获取原材料，到设计制造芯片的环节，从简单到复杂，从低级到高级的生态链，都是各国历经多年，集全球高端人才的知识结晶走出来的，我国想一步登天是不存在的。

我国的半导体行业在经历了几十年的发展，目前还处于水深火热之上，这表明了芯片产业不能一昧想着走捷径来弯道超车，而是需要实打实的沉下心来，认清差距，稳扎稳打的攻克难关，做好持久战斗的准备。

中国工信部明确表示，国家会加大力度扶持芯片产业，力求让中国芯片自给率在2025年达到70%。纵观当下，在2020年的一年中，我国新增的和半导体有关的企业就高达上万家，体现了国产芯片正在奋起直追。

IC Insights机构预测，到2025年中国大陆半导体芯片市场规模将达到2230亿美元，2020-2025年间的年复合增长率将达9.2%。而2025年中国大陆生产半导体芯片产值将达到432亿美元，2020-2025年间的年复合增长率将达到13.7%。
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