硅谷，美国科技产业的心脏，其名字来源于一种化学元素，该元素也是芯片最为重要的成分。如今，芯片正吸引着 Facebook、谷歌和苹果等巨头公司的注意力，而让这些公司闻名于世的并非芯片，而是软件和那些漂亮的硬件设备。然而，正是得益于二十世纪五六十年代晶体管、集成电路等发明的精细化，电脑才从房间大小的巨型机器，逐渐缩小为口袋大小的便携设备，巨头们能有今天的辉煌正仰赖于此。

集成电路产业已经成为现代经济的支柱产业，重要性不亚于能源，粮食，和钢铁，甚至有（IC is the New Steel）“芯片是新钢铁” 的说法。2012年，国家开始鼓励“双创”，2014年，工信部宣布国家集成电路产业基金，这标志着加强集成电路产业发展成为国家战略的重要内容。

如今，现代化的芯片已被嵌入汽车、洗衣机、战斗机等各种设备中。据数据提供商「全球半导体贸易统计组织」（WSTS）估计，2017 年，芯片市场规模为 4120 亿美元，较去年增长 21.6%。不过，这些原始数据容易让人低估芯片制造的重要性。比如，对比来看，全球电子商务行业每年的收入约超 2 万亿美元。如果说数据是新的石油，那么，芯片就是把数据变得有用的内燃机。

芯片的无处不在催生了一个庞大的全球产业。现代芯片约含数十亿个元器件，需要在超先进的工厂中生产，其制造成本高达数百亿美元。事实上，能够完全建造这些设备也是专业化和贸易实力的一个体现。
这些极其复杂的产品催生出同样复杂的供应链，全球数千家专业公司都参与其中。美国半导体产业协会（SIA）估算过，其成员之一拥有超过 1.6 万家供应商，其中 8500 多家在美国境外。原材料和元部件是芯片的重要组成部分，在最终成为智能手机、汽车防抱死制动系统或其他数以千计产品的大脑之前，它们会经历一番环球旅行。

如今，两股力量正将半导体产业推到聚光灯下。首先是地缘政治。芯片产业正深受中美日趋敏感的对抗关系影响。其次是物理学。这场酝酿中的技术变革正处于历史性时刻。50 年来，芯片行业一直受到摩尔定律的推动。根据摩尔定律，芯片上可容纳的元器件数量每两年翻一番，芯片性能也将提升一倍。但摩尔定律正在失效，芯片行业的未来似乎也比以往任何时候都更加不确定。

集成电路产业链可以大致分为电路设计、芯片制造、封装及测试三个主要环节。集成电路生产流程是以电路设计为主导，由集成电路设计公司设计出集成电路，然后委托芯片制造厂生产晶圆，再委托封装厂进行集成电路封装、测试，最后销售给电子整机产品生产企业，其中制造与封装过程中，需要利用许多高精设备和高纯度材料。

半导体行业目前有了两种主要业务模式，一种是IDM整合元件制造商（IntegratedDeviceManufacturer）模式，即一家公司覆盖集成电路全产业链，另一种是垂直分工模式，即Fabless+Foundry+封测厂商。
一、IDM就是指Intel和三星这种拥有自己的晶圆厂，能够一手包办IC设计、芯片制造、芯片封装、测试、投向消费者市场五个环节的厂商。
二、Fabless则是指有能力设计芯片架构，但是却没有晶圆厂生产芯片，需要找代工厂代为生产的厂商，知名的有Qualcomm、苹果和华为。
三、代工厂（Foundry）则是无芯片设计能力，但有晶圆生产技术的厂商，代表公司是台积电。
四、封测厂商，就是专注于封装测试环节的公司，典型的有日月光、长电科技等。

IC设计流程

集成电路是电子信息产业的基石，而IC设计作为集成电路产业链上游，是最具创新的重要环节，具有高投入、高风险、高产出的特点。一般而言，IC设计大致分为以下五个主要步骤：
一、规格制定：客户向芯片设计公司提出的设计要求，包括芯片需要达到的具体功能和性能方面的要求。
二、HDL编程：使用硬件描述语言（VHDL，VerilogHDL）将实际的硬件电路功能通过HDL语言描述出来模块功能以代码来描述实现。
三、逻辑综合：逻辑综合的结果就是把设计实现的HDL代码翻译成门级网络。
四、仿真模拟：仿真模拟检验编码设计的正确性，看设计是否精确地满足了规格中的所有要求。设计和仿真验证是反复迭代的过程，直到验证结果显示完全符合规格标准。
五、布线：即普通信号布线了，包括各种标准单元（基本逻辑门电路）之间的走线。

行业现状背景

我国芯片自给率目前仍然较低，核心芯片缺乏，高端技术长期被国外厂商控制，芯片已成为中国第一大进口商品，严重威胁国家安全战略。

根据中国半导体协会与国家统计局统计，中国芯片产量增速自2013至2017，在波动中达到平均15%，年产量也从903亿块增长至1565亿块，但总体来看，中国芯片供给市场仍大量依靠国外进口。2015年芯片进口额超2000亿美元，超越了原油和大宗商品，成为中国第一大进口商品。2017年更是达到了2601亿美元。

目前芯片行业长期被国外控制，根据IC Insights数据显示，我国自给率仅为为10.4%，除了移动通信终端和核心网络设备领域有部分芯片产品占有率超过10％外，其余在如计算机系统中的服务器、个人电脑、工业应用的微处理器，半导体储存器，高清/智能电视显示处理器部分国产芯片占有率几乎为0%，此现状更是对未来国家安全增加了风险因素，严重影响了国家安全战略布局。

中国芯片行业现状

芯片制造主要分为三大环节：晶圆加工制造、芯片前期加工、芯片后期封装。其中技术难度最大最核心的是芯片前期加工这个环节，分为上百道制程，每道制程都有相应的装备。在这些装备里面，技术难度最大的就是光刻技术。中国半导体技术主要是在第一和第三环节。第二个环节中的技术装备大部分处于空白，所以高端的整个芯片都需要进口。

中国的集成电路产业经过最近十多年的发展，取得了不俗的成绩，近十年来，集成电路产业规模持续高速增长。从2007年到2017年，中国集成电路产业规模年均复合增长率为15.8%，远远高于全球半导体6.8%的增速。

最近的2018年1~3月销售额为1152.9亿元，同比增长20.8%。其中设计业同比增长22%，销售额为394.5亿元。制造业同比增长26.2%，销售额为355.9亿元;封装测试业同比增长19.6%，销售额为402.5亿元。

更为可喜的是，中国集成电路产业结构愈发均衡。从2008年到2017年，中国集成电路产业经过十年的发展，逐步形成了设计、制造和封装测试三业并举，协调发展的格局。其中设计业增长迅速，产业规模也超过封测业，成为产值占比最大的环节，目前占比38%。

高端芯片对外依存度依然很高

在看到中国芯片进步的同时，也需要看到差距，目前我国高端 IC 设计产能不足。我国芯片设计业的产品范围已经涵盖了几乎所有门类，且部分产品已拥有了一定的市场规模，但我国芯片产品总体上仍然处于中低端，在高端市场上还无法与国外产品展开竞争。我国集成电路每年超过 2000 亿美元的进口额中，处理器和存储器芯片占比超过 70%。

高端通用芯片与国外先进水平差距大，主要体现在四个方面。

1）移动处理器的国内外差距相对较小。紫光展锐、华为海思等在移动处理器方面已进入全球前列。

2）中央处理器(CPU) 是追赶难度最大的高端芯片。英特尔几乎垄断了全球市场，国内相关企业约有 3-5 家，但都没有实现商业量产，大多仍然依靠申请科研项目经费和政府补贴维持运转。龙芯等国内 CPU 设计企业虽然能够做出 CPU 产品，而且在单一或部分指标上可能超越国外 CPU，但由于缺乏产业生态支撑，还无法与占主导地位的产品竞争。

3）存储器国内外差距同样较大。武汉长江存储试图发展 3D Nand Flash(闪存)的技术，但目前仅处于 32 层闪存样品阶段，而三星、英特尔等全球龙头企业已开始陆续量产 64 层闪存产品。

4）对于 FPGA、AD/DA 等高端通用芯片，国内外技术悬殊。

具体来说，在高端芯片领域，CPU方面，虽然已经解决了有无问题，并在特定领域实现应用，但在民用市场性价比还有待提升;GPU领域国内只有景嘉微公司有所布局，服务特种应用;FPGA方面，国内的高云公司和紫光国芯公司的技术水平还较低;存储方面，国内尚不具备制造能力。

模拟芯片领域，模拟芯片企业产品集中在中低端产品，在高压、高频率、高性能、高可靠性方面与美国的差距非常显著;制造器件方面，国内的紫光展锐等公司初步具备4G功率放大器的研发，但是市场竞争力和器件性能与先进水平差距较大，电力电子器件方面，国内企业除中车时代电气公司外，整体实力较弱。

光器件领域，国内企业的产品以中低端光器件为主，高端器件95%以上从国外进口，综合国产率不足15%。全球排名前十的光电子企业中，只有烽火集团旗下的光迅科技公司排在第5位，而市场份额只有5%，在100G光电子收发器市场，国内企业的市场份额为0。

设备材料方面，我国设备仅在部分品种实现了单点突破，等离子刻蚀机、MOCVD、清洗剂等设备已实现国产化，但尚不具备面向先进工艺的成套工艺能力。材料方面，我国目前在8英寸硅片、金属靶材、铜电镀液、CMP研磨液、化学试剂等方面具备一定技术实力，但在面向先进工艺的12英寸硅片、特种气体、高纯化学试剂等材料方面技术实力依然薄弱。

工艺，国内尚处于28nm量产阶段，16/14nm还在研发中，与Intel公司差距至少为3代。

EDA/IP方面，国内基本所有设计企业都需要依赖进口企业提供的设计工具。

软件方面，中国基础软件差距较大，使得软硬件结合优势不能有效发挥，成为阻碍国内企业进入的重要壁垒。

那中国缺的是什么？

中国在算力核心、主控方面的相关设计、制造一直都相当活跃，过去不但曾在手机芯片市场占据半边天，在平板方案上更是几乎囊括几乎全部市场。而如今在 AI 芯片的设计与生态经营方面，更是站在全球的先锋。

虽然 AI 芯片主要还是以深度学习等计算特化的设计方向为主，仍需要一般通用计算架构搭配，但随着在华成立合资公司，以及 Imagination 被中资收购，加上各种自研发展的芯片 IP，其实中国也不担心一般通用核心 IP 供应的短缺。

问题在于，过去中国半导体产业的布局一般都没有太长远的规划，而且讲求速效，很难有跨度较长的计划，加上行业太过容易一窝蜂。比如说数年前手机、平板芯片企业的盛况亦不逊于现在 AI 生态的蓬勃发展，但能留存下来的厂商仅是少数中的少数。

而且，大家都争着发展最能争夺眼光的热点产品，反而一些非常基本的产品，如ADC/DAC、LNA及SerDes 等外围器件都没有太多着墨，而即便是在5G，大厂也是争着做最被注目的专利以及主控部分，PA这种外围器件也都是想着能用外来的就用外来的，一来关键材料与技术专利较难突破，二来利润较薄，而且做得好也很难吸引到投资人的眼光，以致于供应链对于此类料件的自研兴趣缺乏。

而所谓中国芯的相关企业，很多都把生态的经营，或者是市场的目标都摆在中国本土，中国的确是很大的市场，但以手机市场为例，目前主要的手机厂商已经把海外市场当作进一步成长的关键，现在的芯片产业是否也应直接以全球市场进行布局，而非仅固守在相对小范围的封闭生态？

对相关企业而言，若一开始就把市场目标摆在全球，对往后产业与技术的经营态度与格局自然也能拉到更高的层次。

另外再以AI新创中的几个独角兽为例，比如说商汤，其优势算法结合各家计算方案，目前已经成功打进汽车、手机等国际大厂中。对中国芯片厂商而言，如果有能力进一步打进国际大厂供应链，不单单只是生意实力的成绩，更是技术实力的展现。

更证明，不论其芯来自何处，中国企业都能为自身、为全球市场创造最大价值。而中国芯若能在此扮演推手，成为未来全球产业布局的重点，比如像寒武纪在AI生态布局成为可通用的算力核心，推动应用前进，让自身成为关键料件，面对未来可能的贸易阻碍，无论敌军围困万千重，我自岿然不动，根本就无须恐慌。

2016年3月，中兴通信涉嫌违反美国对伊朗的出口管制政策，美国商务部对中兴实施出口限制，禁止美国元器件供应商向中兴出口元器件、软件、设备等技术产品。2018年4月，美国商务部称中兴因未履行和解协定部分协议，将继续履行禁令7年，直至8月中兴签署协议支付4亿美元保证金之后才能解除禁令。中兴事件的发生更令社会各界认识到芯片核心科技自主性的重要程度。

中兴事件，或许对中国半导体产业的一个转机，一个重新检视自家产业体质的好机会。中国芯不应该是终点，而是达成目的的一个过程，与其只谈中国芯，或许“世界芯”才是真正的目标所在。