半導體市場今年或回暖 中國機遇何在?

撰文:外部來稿(中國)
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2月初,中芯國際和華虹半導體同時發布2023年度業績,從業績來看,半導體行業仍處於下行週期,但是展望2024年,兩家公司均認為,料將好於2023年。

總結2023年中國半導體產業的境遇與反應,以「應運而起」四字加以概括非常貼切。

中芯國際是中國研發能力排名靠前的半導體廠商。(視覺中國)

應運而起,是威廉.曼徹斯特(William Manchester)不朽傑作《光榮與夢想》第一部的副題。與慣常望文生義的膚淺樂觀不同,曼徹斯特細膩筆觸所描繪的「應運而起」,卻是指向1932-1941年極度艱難時勢中,美國社會的韌性與變革。

2023這一年裡,作為全球電子產品製造流通的樞紐,全年中國累計進口積體電路4795億顆,較2022年下降10.8%;進口金額3494億美元,同比下降15.4%。

即便考慮部分國產替代因素,這樣的降幅也足以折射出當下全球半導體產業的「大氣候」:2022年貫穿至今的半導體行業下行週期。

與此同時,中國半導體產業還額外遭遇著地緣政治「小氣候」的衝擊,2022年10月,美國出台的半導體對華出口管制政策,對中國高端半導體設備及大算力晶片進口展開了空前力度的圍堵,並在2023年進一步加碼,甚至出現了生效日前「視窗指導」叫停ASML光刻機對華出口許可的操作,為所謂的「自由貿易」、「市場經濟」、「法治社會」提供了新的鮮活注解。

2022年2月4日,時任美國眾議院議長佩洛西於國會大廈就《2022美國競爭法》發表講話。該法案以應對中國競爭為名,為美國半導體製造業撥款520億美元,為改善美國供應鏈撥款450億美元,為汽車、消費者電子商品和國防系統生產的關鍵部件撥款20億美元。(Getty Images)

在這樣的雙重壓力下,中國半導體產業2023年普遍感受恐怕是「不太好過」,行業內裁員降薪的寒意一陣陣卷向打工人,即便是半導體企業創始人/投資人,同樣面臨著上市融資管道收緊、估值下滑、現金流緊繃、對賭協議觸發等一系列艱巨考驗。

部分GPU(圖形處理單元)等「大晶片」賽道初創企業由於前期估值過高、融資規模過大、產品落地遭遇地緣風險衝擊,已經在2023年陷入實質性停擺,悄然「隱入塵煙」,至於看似背靠「大廠」高枕無憂的半導體設計團隊,隨著母公司資源聚焦主航道,切斷對其養分供應,也在去年相繼爆出哲庫、摩芯、复睿微等「突然死亡」的爆炸性案例。

不過拋開這些參差多態的個體感受,從宏觀資料看,中國半導體產業仍然表現出了難能可貴的增長韌性,在運行情況與發展品質上取得長足進步。

根據國家統計局資料,2023全年,中國國內積體電路產量為3514億塊,同比增長6.9%,半導體產業生態進一步完善,成熟製程晶片的國產替代業已蔚然成風。

此外,根據集邦諮詢整理,全年大陸地區半導體領域有至少350多個投資專案正加速推進,其中簽約專案100多個,已開工項目90多個,運營項目50多個,即將竣工項目50多個,涵蓋第三代半導體、存儲晶片、汽車晶片、先進封裝、感測器、射頻晶片、矽片、半導體設備材料等領域。

尤其是在功率半導體市場,中國產業鏈目前已經初步形成了全球競爭力,部分新興賽道如碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)器件,國內甚至已經實現了與國際水準的並跑乃至領跑。

新港半導體為英國最大的晶圓代工廠,並且擁有碳化矽、氮化鎵等第三代半導體材料的研發能力。(聞泰科技官網)

伴隨產業重大項目的穩步推進,作為半導體領域產業能力重要指標,預計到2025年,中國將在200毫米(8英寸)晶圓製造產能擴張方面領先全球,300毫米(12英寸)晶圓廠產能在全球占比也將提高到屆時的23%。

同樣值得記錄的是,中國半導體產業向諸多難點、堵點攻堅在去年有了新的重大進展。

在頂層設計上,2023年3月2日,時任國務院副總理劉鶴在北京調研積體電路企業發展並主持召開座談會,充分肯定了半導體產業取得的發展成績,指出中國擁有龐大的晶片消費市場和豐富的應用場景,這是市場經濟最寶貴的資源,是推動積體電路產業發展的戰略性優勢,並強調發展積體電路產業必須發揮新型舉國體制優勢,用好政府和市場兩方面力量。

政府要制定符合國情和新形勢的積體電路產業政策,設定務實的發展目標和發展思路,説明企業協調和解決困難,在市場失靈的領域發揮好組織作用,引導長期投資。

中國天津大學及美國喬治亞理工學院科研人員2024年1月3日發表研究,指已成功以石墨烯(graphene)製成半導體。圖為喬治亞理工學院影片截圖。(Georgia Tech Research YouTube)

與此同時,必須高度重視發揮市場力量和產業生態的重要作用,建立企業為主體的攻關機制,依靠企業家實現積體電路產業的健康發展,特別要善於發現和珍惜既懂技術又有很強組織能力的領軍人才,給予他們充分的發揮空間。

其後不久,組建中央科技委員會、重新組建科學技術部等一系列科技領域體制機制改革大動作公之於眾,外界普遍將之視為在半導體等關鍵領域加強集中統一領導,統籌推進新型舉國體制攻堅,實現科技自立自強的針對性舉措。

正如上文所述,在美國對華半導體技術封鎖中,大算力晶片和先進製程工藝設備,堪稱兩大關鍵。在遭遇堪稱驚濤駭浪的瘋狂圍堵後,2023中國半導體產業穩住了陣腳,以華為MATE60橫空出世為標誌,向邪惡發出了不屈的龍吟。

時至今日,雖然麒麟9000處理器的實際供應商依然是未解之謎,但中國已經擁有了不受美國長臂管轄能力控制的先進製程晶片製造能力,已是一個不爭的事實,經歷2023年堪稱「掃貨」式的光刻機搶購潮,國內晶片製造的自主保障能力有望進一步提高。

2021年11月17日晚,華為發布了Mate X2典藏版,採用麒麟9000晶片,支援5G功能。(華為手機官網)

知名半導體產業分析師Dylan Patel在分析麒麟9000工藝水準後,直言不諱地表示美國半導體對華出口管制「已經失敗」,按照Patel評估,麒麟9000在技術上令人難以置信,足以與高通最好的基帶晶片性能相媲美,其製造工藝也比西方大多數人意識到的要好,「我們無法誇大這是多麼可怕」,在Patel看來,中國先進製程晶片自主生產能力的更大意義,還在於突破美國刻意營造的AI算力晶片封鎖。

隨著去年AI大模型商業生態的爆發式增長,用於大模型訓練的先進製程大算力晶片,已被公認為在AI算力競爭中具有戰略性、全域性價值,英偉達也憑藉在該領域的產品優勢,一舉突破萬億美元市值。

美國政策制定者堅信,只要阻斷英偉達H100/A100等高端GPU加速卡對華出口,就足以把中國AI產業牢牢壓制在「中等技術陷阱」無法脫身,從而逐漸被美國AI產業甩開,在這一戰略新興技術制高點的角逐中不戰而勝。然而麒麟9000所體現的先進製程晶片量產能力,被認為足以在理論上支撐每年超過1000萬顆英偉達H100等級GPU(圖形處理單元)晶片的供應,即便在遭遇嚴密封鎖情況下,中國機構也很快就會擁有訓練萬億參數大模型的算力集群。

中國一直高度依賴進口高端晶片,中美貿易戰更意識到問題的嚴重性和急迫性。(資料圖片)

更何況對實際算力集群搭建稍有認知就不難理解,英偉達等美國廠商風頭無二的大晶片如同一塊塊青磚,只有按合理的步驟與規劃砌在一起,才能成為城池的基座,即便中國人手裡的磚頭品質達不到最完美程度,但通過合理的系統集成優化和更強的粘結劑(算力集群網路通信技術),同樣可以實現整體能力的齊頭並進。

據科工力量瞭解,目前基於華為昇騰晶片的6千卡集群乃至萬卡集群已在搭建調試中,未來足以支撐千億、萬億級別參數大模型訓練要求,而隨著華為自研UB互聯技術和下一代AI算力晶片強強聯合,更是有望定義AI算力集群的全新價值競爭軌道,十萬卡以上集群也並非天方夜譚。

而在先進製程工藝設備上,光刻機無疑是當下最引人注目的焦點,儘管從海外搶購的浸沒式光刻機已經能夠在中短期內穩住中國先進製程晶片製造能力,但治本之策仍然是國產光刻機自主創新。

2023年9月25日,北京,華為發布新產品後,一名男子在華為旗艦店買完東西后拎著包走。中國的華為公司最近推出了新的智慧型手機系列,其中包括採用中國製造晶片的華為Mate 60。(Getty Images)

2023年,有關所謂28納米光刻機下線交付的消息雲山霧罩,但物鏡系統製造商國望光學廠房去年年底封頂,已經給外界提供了充足的信心,中國人突破高端DUV光刻機只是一個時間問題,同期EUV「光刻工廠」的輿論紛擾,則折射出國人對EUV光刻機的殷切期待。

客觀來看,EUV光刻機的突圍依然遙遠,這也使目前國內半導體先進製程工藝反覆運算,面臨5納米這一不可逾越的高牆。

不過,美西方陣營即便擁有EUV光刻機,5納米以下工藝節點的量產成本同樣足以令絕大多數晶片廠商望而卻步,錦標式的技術參數比拼缺乏實際意義,從RISC-V(開源指令集架構)等體系結構創新,到Chiplet(芯粒)先進封裝技術範式,高性能晶片的發展,並非只有華山一條路,新興技術潮流中,中國產學研用共同體與美西方陣營的差距,也遠小於傳統技術路徑。

總體而言,2023年的洗禮,正為中國半導體產業實現痛苦而必要的泡沫出清,艱難困苦,玉汝于成,投機者被洗刷與淘汰後,行業生態必將更加健康。與此同時,市場週期也終於臨近拐點,世界半導體貿易統計組織(WSTS)不久前上調了全球半導體銷售額預測,11月全球半導體行業銷售額同比增長5.3%,是自2022年8月以來首次年度同比增長的月份。

光榮與夢想,必將在風雨後綻放。

本文獲《觀察者網》授權刊載。