中國芯片產量連創新高,但離自給自足還很遙遠

中國已經大幅增加了半導體產量。今年前7個月集成電路產量增長47.3%。由於去年下半年開始的全球半導體短缺,中國的許多產業都受到了不同程度的影響。此外,美國的制裁迫使中國開始專注於自主芯片設計。
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中國看到了在芯片領域超越美國的機遇
根據週一公佈的官方統計數據,7 月份中國集成電路設備產量同比增長 41.3%。今年的產量達到了2036億件。儘管持續的全球新冠疫情造成了一定的經濟困難,因此存在相關的不確定性,但高附加值行業的生產增長仍尤其迅速。例如,僅在 7 月份,中國計算機設備、電信設備和電子產品的產量就比去年同期增長 13%。而同期中國工業生產增速明顯較低,僅為 6.4%。

多年來中國一直在努力提高直接在國內創造的附加值的份額。 2006年中國國務院發佈了《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》(2006-2020年)。其中指出,自主創新應成為未來15年科技發展的主要目標和方向。後來,在2015年又發佈了“中國製造2025”計劃。根據該計劃,到2025年中國必須在高科技產品生產方面滿足本國70%的需求。早在“中國製造-2025”計劃實施的第一年,中國工業企業創造的總增加值就增長了6.4%,而在信息通信技術等高科技領域,這一數字為13.8%。

與美國的貿易和技術對抗只會讓中國領導人相信所選擇的路線是正確的。在過去兩年里華盛頓對華為和其他中國科技公司實施制裁,限制它們獲得先進的芯片技術和現代電子產品的其他關鍵組件。當然,從短期來看,中國企業在制裁生效前,為盡量減少制裁帶來的負面影響,大幅增加了芯片的採購量。 2020年中國購買了價值3800億美元的芯片,佔中國進口總額的18%。此外,中國從日本、韓國和台灣公司購買了價值320億美元的芯片生產設備。這些庫存能保證遭受美國制裁的中國公司在一段時間內自主完成其生產計劃。

然而,這並不能從根本上解決問題。首先,正如華為此前所承認的,用於產品生產的中間部件庫存最多可以維持一年。其次,部分企業芯片採購量大幅增加,加上疫情導致停產,造成全球芯片短缺,其中部分中國廠商受到影響。例如,由於芯片短缺,7月份中國汽車產量下降15.8%。而為保證高新技術產業和經濟的逐步發展,中國需要在這些產業發展自身的進口替代能力。

這些任務在新的五年發展規劃中都有詳細說明。研發支出預計年增長 7% 以上。同時把基礎研究投入佔研發投入總額的比重由6%提高到8%。特別強調芯片生產、量子計算機、基因工程和生物技術等顛覆性技術。

美國在芯片領域能否超過台灣?
目前芯片生產的增長是多年努力創造自主研發和生產能力的結果。而對於一些行業來說,比如汽車行業,中國芯片非常適合,因為它們並不需要最先進的芯片生產技術。但正如北京師範大學-香港浸會大學聯合國際學院許粲昊教授在接受衛星通訊社採訪時指出的那樣,總的來說,中國在這方面仍處於追趕態勢,這一過程非常困難。

許粲昊教授說:“部分點位肯定是有所突破,畢竟半導體產業已經發展了幾十年,我們當前主要是為了彌補過去落後的點位,在慢慢追上發展的步伐。但是這一過程還需要非常長的時間,若是說我們能夠在芯片產業實現自給自足也還為時過早。因為芯片產業的鏈條非常長,從底層的設備材料到上層產業鏈,並非一兩天就能解決所有的問題。”

根據中科院計算技術研究所的數據,中國目前已具備量產28納米制程芯片的能力,並正在建立14納米制程芯片的生產工藝。許多電子元件都使用 28 納米的芯片。而如果中國掌握了14納米芯片的量產能力,那麼中國目前的大部分需求都可以滿足,因為14納米芯片約佔全球芯片使用量的65%。但事實是,除了生產本身,建立完整的供應鏈也很重要——包括生產芯片的原材料、專用設備等。原則上,中國沒有理由不能在芯片製造方面實現自給自足。但在許粲昊專家看來,這個過程可能需要10年或更長時間。

許粲昊專家說:“關鍵在於中國成為全球半導體製造中心需要多長的時間,是3年、5年還是10年?以及我們自主可控的範圍比例是多少,也就是說有多少設備、研發和中間的產業鏈環節可以達到自己自足的水平。我想這是非常關鍵的兩點,特別是自主可控性。半導體產業的產業鏈非常龐大,我們可以看到西方國家也是採取多國合作的模式,經過幾十年的合作才形成了目前的芯片產業鏈,包括荷蘭、德國、日本、美國等。若是僅從中國一個國家能夠突破所有國家合作形成的產業鏈的角度來看,我認為還需要非常長的時間,並非三五年就能夠取得突破,可能需要10年甚至更長的時間才能達到世界一流水平。而且前期的投資量非常大、收益卻較小,包括存在人才投資的回報比等問題。”

重要的是要知道,其他芯片生產國也在向前發展並改進自己的技術。 在中國掌握14nm工藝技術的同時,7nm芯片已經使用了好幾年,比如iPhone 11。與此同時,台積電已經在大量生產5nm芯片,用於iPhone 12、iPad Air 4 和其他現代小通訊工具。到 2022 年台積電計劃啓動 3nm 芯片的商業化生產。而高盛預測,中國只有在 2023 年才能掌握 7 納米芯片的生產。