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杨风:中美芯片战,中方再度报捷!|2023-04-23

根据中国海关最新数据,2023年第一季,中国从海外进口芯片的数量为1082亿颗,同2022年第一季度相比,减少321亿颗,同比下降 22.9%。

我们再看看去年的数据,2022年第一季的芯片进口数量为1403亿颗。另外一个数据,2022年前5个月,进口芯片数量比2021年同期减少280亿颗,同比下降 10.9%。2022年全年进口芯片数量减少970亿颗。
从这些数据可以看到,同2022年相比,2023年芯片进口数量的减少速度有加快的趋势。很可能,2023年全年芯片进口数量的下降总数,会超越1000亿颗。不要忘了,这还是基于去年的基础所取得的成果。
这些数据验证了我们从2020年秋季以来的推论,中国大陆在28纳米成熟制程工艺国产化上的努力,将于2、3年内取得重大成果。

还记得去年,中国海关前五个月的芯片进口数量数据出来的时候,有一些人询问,进口芯片数量减少10.9%,是不是因为上海疫情的缘故,使得中国经济活动降低,因而导致芯片进口数量减少?

其实,要多一点信心,因为往后接连的数据显示,芯片进口数量一直在减少,而且有加快的趋势。2022年前5个月,进口芯片数量同比减少280亿颗,到了年底,总计减少970亿颗。到了今年,进口数量减少的速度又加快了,这说明了什么?
第一,中国对海外芯片的需求持续下降,趋势确立。
第二,由于芯片进口数量下降的速度持续加快,这表示不论是在芯片设计、芯片的生产与设备上,国产化的步伐也加快了。
芯片国产化提升确认了
不过,由于一些数据不完全,中国处于美国在芯片领域全力打压的时刻,一些数据不会实时反映出来,向外揭露,避免被美国进一步打压。所以我们必须寻找一些蛛丝马迹,来进行推论。
2020年5月15日,美国宣布对华为零技术的芯片封锁之后,
过了几个月,上海微电子宣布,将于2021年底到2022年间,交付28纳米光刻机。这是一款DUV光刻机,如果成功的话,可以借由多次曝光技术,生产14nm的芯片。

因此我们在那时候推论,28纳米光刻机以及相关的国产化技术,将于三年内大致成熟。多加一年是考虑到整体的相关技术。另外,也需要一些时间进行优化,提高良率,以节省生产成本。

依照这个推论,28纳米成熟技术国产化,应该在今年到明年之间完成,同时14纳米国产化技术,也可以在这段时间大体上达成,只是成本会是另外一个考量,那要看技术优化的程度。

时间过了一年,2021年6月,中国电子信息研究所所长温晓君,在接受媒体采访的时候表示,中国国产14nm芯片将于2022年底实现量产。只不过温晓君没有说明,14nm量产是不是采用国产化技术。

又过了几个月,2021年底的消息,上海微电子“28nm光刻机”,没有全部通过中国02专项验收,当时许多人很失望。
不过我们认为,上海微电子这一款28纳米光刻机,应该是做出来了,但有两个原因,使得对外宣布的结果是,没有通过验收。
第一个原因,虽然设备做出来了,但还是需要时间优化,其稳定性还需要提高,以确保一定的良率。
第二个原因,需要低调一些,要隐藏实力,不大肆张扬,免得在这个阶段的国产化技术完全成熟之前,美国更进一步加码,对中国芯片制裁。
因此,我们于2022年5月的一期内容《从台积电营收 大陆28nm国产化成功?》,特别提出了几个观察点,借以判定中国大陆28纳米国产化技术是否成功了?

其中一个观察点是,查看中国的国产芯片,出口芯片,以及进口芯片之间的比例。要看其中的比例,才能知道其中的相关性。

从这个观察点来判定,所谓的进口替代进行地如何?
另外一个观察点是国产芯片设备的占比。不过,国产芯片设备的占比在这两年会失真。因为这两年,美国加紧了步伐,联合盟友,一起对中国限制芯片设备的出口。因此,中国从去年开始,也加快了芯片设备的进口。
从去年一整年,加上今年第一季度的芯片进口大幅度下降,可以确认,中国芯片国产化的比例提高了,而且是显著提高。
日本对华23项设备限制是个变量
虽说,中国芯片设备国产化的提升是确认了,但提升的程度是不是足以自给自足,不受美国、日本与荷兰对中国芯片设备断供的影响,这方面还不能够确认,还需要一些时间。可能要到明年的时候才可以确认。
原因是,日本于前一阵子宣布,将对中国限制23项半导体制造设备的出口。日本政府这一个举措,被认为是跟进美国于去年10月的政策,针对中国半导体设备的出口管制。

2019年7月,日本限制三项半导体化学材料对韩国的出口,使得韩国半导体产业大为紧张,韩国政府极力与日本磋商。然而这一次日本计划中的对华限制,涵盖了23项半导体设备,打击层面更广。这就为中国的芯片制造国产化蒙上一层阴影。

日本政府计划于七月的时候实施,同四年前日本对韩国的限制措施一样,这23项半导体制造设备,会被日本政府列为出口管制项目,需要日本政府的许可才可以对中国出口。所以可能还有一点转圜的空间,但是,不能够寄希望于此。
详细查看了美国、日本与荷兰所涵盖的半导体生产设备,举凡光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备、半导体清洗设备、CMP设备、离子注入设备、半导体检测和量测设备、热处理设备、半导体测试设备、晶圆切割设备(划片机)等,中国厂商几乎都有涉入,只是市场份额多与寡的问题。
问题是,在这些领域中国厂商做到何种程度,目前还不清楚。例如,上海微电子正式官宣的光刻机设备,是90纳米的芯片制造。好处是,中国厂商并不是从零开始,而是已经有了一些基础。
在这方面我们可以推论,即便是日本完全限制这23项半导体制造设备,也只不过是再迟缓中国半导体发展两三年的时光,无法限制中国太久。
中美阵营芯片激战时期
从现在开始,一直到2025年,会是全球半导体产业最为混沌不明,也可能是最动荡的时期。有几个原因:
一, 从去年开始,全球对芯片的需求降低,这导致了全球许多知名半导体厂商营收下降,利润也下降。一些国际知名大厂进行裁员,以节省开支。例如Intel、AMD、高通、英伟达等,都宣布了裁员计划。这表示,这些国际大厂对未来的营收看法,采取悲观的态度。
二,全球芯片市场第二颗地雷是,美国对中国的芯片出口限制措施。对这些半导体厂商来说,中国是全球最大的芯片出口市场,美国的限制令无异于迫使这些厂商,减少营收,降低获利。
三,对美国所带领的芯片四方联盟来说,中国芯片国产化的进度会是第三颗雷。
不论是哪一个原因,营收减少、获利降低的结果就是裁员+股价下跌。4月20日,全球最大晶圆厂商台积电公布第一季度的财报,营收比去年同期减少5%,环比减少16%。前阵子台湾联合报报道,台积电延迟高雄新厂房的进度。并且,计划采购的 28nm设备也取消了。

台积电计划在高雄新建2座厂房,建造7纳米及28纳米芯片,台积电延迟这两座厂房的建设是在意料之中。2021年全球芯片市场最热门的议题是—— 芯片荒。全球晶圆厂商都想要扩大产能。

大家都扩大产能的结果,最后就是产能过剩。才不过一年多的时间,全球芯片需求就下降了,迅速回到传统经济学的供需理论。
芯片四方联盟是自寻苦恼,美国是始作俑者
其实,全球芯片需求降低,美方至少要担负一半的责任
2021年1月拜登上任后,美国于一年内召开了三次全球半导体峰会,邀请全球半导体大厂与会。之后,美国又推出芯片四方联盟,制定《芯片与科学法案》。美国在这段时间不断催促韩国与日本的半导体厂商,还有台积电,到美国设厂,或是扩大产能。
美国催促、打造的芯片四方联盟阵营,在这段期间扩大产能,但同时又限制对中国的芯片出口,等于是砍掉了市场需求。产能扩大,但需求又降低,当然造成产能过剩的问题。这些半导体厂商的营收与获利当然会降低,股价也会下降。在这方面芯片四方联盟是自寻苦恼,而美国是始作俑者。
然而,全球芯片市场需求唯一没有下降的地方,是中国。
老美不卖芯片给中国,又限定芯片四方联盟对中国的芯片出口,国内的芯片市场就自然空出来了,对国内芯片厂商的需求也扩大了。这是国内芯片与设备厂商的大好机会,只要能够做得出来,有本事做出来就卖得出去,不怕国外大厂来抢市场。
于是,我们看到了中国对海外芯片进口的需求降低了,而且是持续降低。中国是全球唯一一个扩大芯片产能,却不受需求萎缩影响的国家。
这就是以国内庞大市场为依托,只要国内有庞大市场需求,中国的芯片厂商一定可以发展起来。
最后再提一个证明。
2020年秋天,华为被美国零技术制裁的时候,除了光刻机之外,我们也说,在EDA芯片设计软件方面,中国也可以在两三年之内做出来。当时也是有人反驳,尤其是民进党的支持群众。有人说,EDA软件比极紫外光刻机EUV更难,至少需要十年的工夫。

虽然我本身就是搞软件的,但当时我没有反驳这位网友。不过,我在2022年5月那一期内容特别指明,中国的EDA软件已经做出来了。

其实我是硬件出身,然后又从事软件,对这些硬件或软件工业都会有一些接触,也有一些联系。全球三大EDA软件公司, Synopsys,Cadence,还有Mentor Graphics。Mentor Graphics 已经被西门子收购。
2021年,根据侧面的消息,中国EDA软件已经做出来了,差别只是能不能进行高阶芯片的设计,还有,专利的问题。有关软件与硬件专利方面,请参考我们那一期的内容。
有关EDA软件,这是我们一年前的说法。上个月,华为轮值董事长徐直军透露,华为EDA开发团队,联合国内的EDA企业,共同打造了14nm工艺以上所需的EDA工具,预计2023年将完成全面验证。这就证实了我们三年前的推论。
2024年中美芯片战谜底揭晓
我们做一个结论。
第一,中国在28纳米芯片设备方面,克服了不少难题。同时在芯片设计方面,也提高了自我设计的比例,因而在芯片进口替代方面取得不少成绩。这就是为什么中国海外芯片进口数量,不断降低的原因。
第二,如果日本全面禁止23项半导体设备对中国的出口,这会是一个考验。扣除存货因素,可能要到明年的时候,才会知道影响有多大,也才会知道中国在这些方面的国产化进度。
第三,中国在14纳米的EDA软件开发,已经攻关了。当7nm芯片制造设备也克服之后,也就是克服了量产与成本的问题之后,相信7nm的EDA软件也不是问题。
预计,中国从海外进口的芯片数量,在往后一年还是会持续降低。从明年中一直到2024年底,将会是中国成熟工艺国产化进度,谜底揭晓的时候。

另外,美国对中国芯片封锁的策略是,从高阶制程工艺往成熟制程砍。而中国的策略是,先开发成熟制程工艺,达到成熟制程工艺国产化,再往高阶领域走。预计,中国与美国将会在中间碰撞。

如果中国能够在两三年内,在成熟制程领域全面国产化,或是大致上国产化成功,美国就再也无法更进一步地对华封锁。
中美于成熟制程领域碰撞之后,接下来可能会出现情势翻转的局面。
一方面,在成熟制程芯片领域,中国对海外的需求会大幅降低,这会严重冲击美方阵营的半导体厂商,其营收与获利会持续降低。
对于一些半导体分析师们所做的预测,全球芯片市场将会于今年下半年回春,这个说法可能会破灭,或是昙花一现后,这些大厂的营收与获利,会再一次沉沦。
二方面,中国将会往下挤压,走向7nm技术国产化,由于在成熟制程领域中国已经无所畏惧,中国在往下挤压的时候,将会对芯片四方联盟,以及荷兰ASML公司造成压力。
到时候我们再谈,芯片四方联盟与荷兰ASML公司能够撑多久?
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