2020 年 5 月 15 日，美國(guó)商務(wù)部發(fā)布公告，稱美國(guó)商務(wù)部稱華為 “破壞” 實(shí)體清單，所以要限制華為使用美國(guó)技術(shù)軟件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)半導(dǎo)體;這則消息引發(fā)了外界對(duì)于華為和中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的擔(dān)憂。今天的先進(jìn)計(jì)算機(jī)芯片的設(shè)計(jì)和制造離不開(kāi)美國(guó)技術(shù)。美國(guó)公司，比如楷登電子(Cadence Design Systems)和泛林集團(tuán)(Lam Research)制造的產(chǎn)品，幾乎不可替代。美國(guó)商務(wù)部可以通過(guò)切斷這些產(chǎn)品及其生產(chǎn)的芯片讓全球幾乎所有技術(shù)企業(yè)停止運(yùn)行。

因此，即使是美國(guó)以外的公司也必須遵守商務(wù)部的這些新規(guī)定?？偛课挥诤商m的阿斯麥公司(ASML)已停止向中國(guó)銷售其最先進(jìn)的設(shè)備。阿斯麥?zhǔn)侨蛭ㄒ灰患疑a(chǎn)最先進(jìn)光刻機(jī)的公司，它的機(jī)器使用光粒子將電路刻在硅晶片上。全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體生產(chǎn)商之一、臺(tái)灣的臺(tái)積電已表示，在美國(guó)商務(wù)部的監(jiān)管規(guī)定生效之后，將停止為華為生產(chǎn)產(chǎn)品。那么，面對(duì)美國(guó)的科技霸權(quán)，華為公司該如何面對(duì)，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)該如何走向自主可控，這些問(wèn)題也引起了廣泛關(guān)注。

現(xiàn)在半導(dǎo)體領(lǐng)域是“一超多強(qiáng)”的格局，美國(guó)擁有世界上最大的半導(dǎo)體市場(chǎng)，其半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)值占全世界總產(chǎn)值的47%，是當(dāng)之無(wú)愧的老大。除了美國(guó)，韓國(guó)三星、海力士的存儲(chǔ)芯片占了65%；從80年代起，歐洲的英飛凌、意法半導(dǎo)體、恩智浦，一直都是模擬芯片領(lǐng)域的佼佼者；信越、日立等日本公司，幾乎壟斷了半導(dǎo)體的上游材料，比如高端光刻膠等；中國(guó)臺(tái)灣則在芯片代工領(lǐng)域獨(dú)步天下，臺(tái)積電和聯(lián)電占據(jù)了越60%的市場(chǎng)，日月光等公司還搶下芯片封裝測(cè)試一半的份額；中國(guó)則依托龐大的下游應(yīng)用市場(chǎng)，近年在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域快速發(fā)展，華為海思擠進(jìn)芯片設(shè)計(jì)前十，設(shè)計(jì)規(guī)模跟上位居世界第二。

從表面上看，儲(chǔ)存芯片有韓國(guó)，芯片生產(chǎn)代工有中國(guó)臺(tái)灣，模擬芯片有歐洲，再加上華為擁有芯片設(shè)計(jì)能力，似乎拋開(kāi)美國(guó)攢一臺(tái)手機(jī)也并不是什么難事?，F(xiàn)實(shí)情況卻比這個(gè)要復(fù)雜得多，拋開(kāi)政治因素，其他國(guó)家或地區(qū)能在半導(dǎo)體領(lǐng)域有所建樹(shù)，背后多多少少都有美國(guó)人的影子，或者說(shuō)是得到美國(guó)的認(rèn)可。

以臺(tái)積電為例，臺(tái)積電最開(kāi)始的專利技術(shù)來(lái)自IBM授權(quán)，英特爾不光給訂單，還對(duì)芯片加工的幾百道工序，進(jìn)行手把手指導(dǎo)，美國(guó)則通過(guò)資本市場(chǎng)，掌握了臺(tái)積電80%的股份。

誰(shuí)的拳頭大，誰(shuí)就有話語(yǔ)權(quán)。這是亙古不變的真理，在半導(dǎo)體領(lǐng)域也一樣，美國(guó)及其盟友日本，擁有三張王牌，分別是設(shè)備、材料和設(shè)計(jì)軟件，管控任何一樣，都可以讓你停工歇菜。

一、設(shè)備：

目前，全球前五大半導(dǎo)體設(shè)備廠，其中三家是美國(guó)企業(yè)，日本的東京電子、荷蘭的阿斯麥，好巧不巧，都是喝美國(guó)奶長(zhǎng)大的，這五家公司加起來(lái)，占了全球半導(dǎo)體設(shè)備近60%的營(yíng)收，2019年超過(guò)了500億美元。

芯片加工的核心設(shè)備包括光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、化學(xué)拋光機(jī)、離子注入機(jī)，以及檢測(cè)設(shè)備等，幾乎都被這五家公司壟斷，或者說(shuō)是被美國(guó)壟斷。

而美國(guó)能實(shí)現(xiàn)壟斷，除了時(shí)間積累上的優(yōu)勢(shì)外，還要?dú)w功于其高超的工藝技術(shù)。

就荷蘭的光刻機(jī)來(lái)說(shuō)，其技術(shù)核心是極紫外光源，EUV，全球最先進(jìn)的EUV研發(fā)是由美國(guó)主導(dǎo)的，由英特爾和美國(guó)能源部牽頭組件EUV LLC聯(lián)盟，成員包括摩托羅拉、AMD、IBM，以及能源部下面的三大國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，可以說(shuō)為了研發(fā)EUV，美國(guó)把家底都掏出來(lái)了。

在深紫外光DUV時(shí)代，日本尼康也是光刻機(jī)巨頭，但是由于美國(guó)視日本半導(dǎo)體為對(duì)手，尼康沒(méi)有拿到EUV的入場(chǎng)券，從此沒(méi)落。阿斯麥非常懂事，保證55%的零部件會(huì)從美國(guó)進(jìn)口，同時(shí)接受美國(guó)的定期審查。于是阿斯麥成為天選之子，在高端EUV光刻機(jī)領(lǐng)域一家獨(dú)大。

投桃報(bào)李，美國(guó)同意阿斯麥?zhǔn)召?gòu)幾家美國(guó)公司，包括掩膜技術(shù)龍頭、紫外光源龍頭等，進(jìn)一步鞏固其行業(yè)老大的地位，同時(shí)，阿斯麥也深深烙下美國(guó)的印記。

二、材料：

2019年，日本占領(lǐng)了全球半導(dǎo)體材料66%的份額，19種主要材料中，有14種份額超過(guò)50%，有好幾種核心材料，甚至達(dá)到了70%以上。美國(guó)不是不想吃下這塊肥肉，主要是材料這塊，還真得日本人來(lái)做，因?yàn)榘雽?dǎo)體材料的“純度”、“配方”，都需要專注和堅(jiān)持，在一個(gè)捏飯團(tuán)都能成傳奇的國(guó)度，最不缺的恰恰是極致的專注和耐心的堅(jiān)持。

以硅片為例，半導(dǎo)體硅片純度要求是11個(gè)9，什么概念，相當(dāng)于兩個(gè)足球場(chǎng)的面積里，只有一粒沙大小的雜質(zhì)。如果雜質(zhì)過(guò)多，將直接影響良品率，半導(dǎo)體材料成本極高，上千道工序，每一步的廢品率都要做到萬(wàn)分之一，甚至十萬(wàn)分之一，才能保證不虧本。

在材料生產(chǎn)過(guò)程中，為了保證高純度，就必須使用大量精密測(cè)量?jī)x器，能夠檢測(cè)十億分之一的雜質(zhì)含量，這就需要其他基礎(chǔ)學(xué)科的協(xié)助，比如光學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)等。除此之外，人員的經(jīng)驗(yàn)，即業(yè)內(nèi)常說(shuō)的“know-how”，也是至關(guān)重要的。

做到99.99%，努努力是可以實(shí)現(xiàn)的，但是如果要做到十個(gè)九以上，所付出的努力可能是四個(gè)九的百倍千倍，而且可能要花費(fèi)數(shù)年才有可能實(shí)現(xiàn)。

控制住設(shè)備和材料，代工廠連議價(jià)權(quán)都很弱，想要對(duì)抗美國(guó)的禁令，幾乎不可能。美國(guó)可以輕易的斷了你的糧，甚至砸了你的鍋。

三、設(shè)計(jì)軟件：

美國(guó)除了拿住了生產(chǎn)制造的上游，芯片設(shè)計(jì)的上游，也牢牢握在美國(guó)人手中。

芯片的設(shè)計(jì)是一件非常復(fù)雜的事情，一塊芯片動(dòng)不動(dòng)就是數(shù)以億計(jì)的晶體管，如果要靠人工來(lái)完成，根本不可能。所以，設(shè)計(jì)芯片就必須要用到電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，也就是EDA來(lái)輔助。

EDA的核心是知識(shí)產(chǎn)權(quán)庫(kù)，即IP庫(kù)，IP庫(kù)將經(jīng)常使用的功能標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，設(shè)計(jì)公司只需要調(diào)用即可，不需要重新設(shè)計(jì)，大大減少了設(shè)計(jì)難度。2019年，全球芯片IP市場(chǎng)前三強(qiáng)，EDA就占了兩個(gè)，僅次于ARM。

除此之外，EDA的仿真功能也是必不可少的，芯片一次流片成本并不低，普通芯片1平方毫米都要十多萬(wàn)人民幣，高端芯片一次流片費(fèi)用更是可能高達(dá)數(shù)百萬(wàn)美元。

尷尬的是，我國(guó)最大的EDA廠商，華大九天在全球EDA市場(chǎng)僅占1%左右的份額，而美國(guó)控制的三大廠商，新思科技、楷登電子、明導(dǎo)科技，則占據(jù)了80%以上的市場(chǎng)。

從這個(gè)事件當(dāng)中便可以看出國(guó)產(chǎn)自研芯片是有多么的至關(guān)重要。雖然麒麟芯片自面世以來(lái)，便被許多業(yè)界人士所看不起，受到了業(yè)界的嘲諷與貶低，但是經(jīng)過(guò)多年來(lái)的技術(shù)研發(fā)與積累，華為已經(jīng)能夠在基帶、AI人工智能等方面都已經(jīng)做到了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。為了能夠使其在國(guó)際地位能夠有更高的話語(yǔ)權(quán)，華為在世界移動(dòng)通信大會(huì)上展示了自己的5G芯片，踏出了5G最重要的一步，真正意義上實(shí)現(xiàn)了不再受制于人的現(xiàn)象。

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