中国制造2025|西方封杀下生产高端芯片道阻且长 5G产业领导全球
10年前国务院印发《中国制造2025》,聚焦的十大重点领域包括“新一代信息技术产业”,“信息技术”在香港惯称为“资讯科技”(Information Technology,缩写IT),芯片及5G产业是该领域的重点项目。
在以美国为首的西方封杀下,内地芯片产业整体上虽有长足发展,但仍未能从根本上解决对国外核心技术的依赖问题,包括先进光刻机在内的关键设备受到出口限制,导致生产高端芯片的能力大受掣肘;内地5G产业却取得整体性突破,成功建设完整产业链,成为全球领导者。
芯片:世上最先进和复杂的行业
芯片行业是最先进和复杂的行业之一,一块芯片的诞生依赖全球供应链利用不同地区的专业知识分工合作,每个地区的相对优势均通过数十年的资本投入和研发建立起来,内地要后来追上非常不容易。
自主研发高性能芯片一直是内地科技界的梦想,更因此在二十多年前曾发生轰动一时的“汉芯一号”造假事件。
内地芯片出口占世界市场50%以上指日可待?
在内地芯片产业的整体情况方面,前重庆市长黄奇帆在3月的一场演讲称,去年全球芯片市场总额为6千多亿美元,内地芯片生产占3千多亿美元,其中约1500亿美元内销,约1500亿美元出口,为内地出口的最大单项。黄奇帆称,再过三五年,内地芯片出口覆盖世界50%以上市场指日可待。
这番言论虽然指出内地芯片产业的潜力,但去年内地的芯片进口金额达到3,856亿美元这一天文数字,贸易逆差高达逾2千多亿美元,这表明现时内地对国外高端芯片的依赖依然较大,尤其是处理器、控制器和记忆体等关键领域。再考虑到内地芯片业遭到西方技术封锁下的各种限制,情况则不如此乐观。
政府天价补贴产业 挑战仍巨大
中国将芯片产业视为实现技术自主和保障国家安全的核心。据美媒彭博社引用2024年的数据估计,中国政府近年对国内芯片产业的补贴高达1420亿美元。
事实上,在政府全力推动下,内地芯片产业近年的确发展迅速,搭建起由芯片设备、制造、设计、封装、测试等上下游各环节的全产业链,不过内地企业在各环节的表现参差不齐,特别是在涉及尖端科技的领域距离先进地区仍有颇大差距。内地同时面临缺乏高端光刻机等制造高端芯片的关键设备的巨大挑战。
未来几年或主导成熟制程芯片领域
先看看成就方面,例如在成熟制程芯片(28纳米及以上)方面,这类芯片使用较旧的制程技术制造,生产成本也较低,广泛应用于手机、家电、汽车及国防装备等领域。中芯国际、华虹半导体等公司大放异彩,产能急速扩张。
市场研究机构TrendForce指,预估至2025年底,内地晶圆代工厂成熟制程产能在前十大业者的占比将突破25%。TrendForce更预测,内地在全球成熟制程产能的份额到2030年或增至超过50%。这显示内地未来几年有望主导该领域。
而在封装测试领域,内地三大公司长电科技、通富微电、华天科技也在全球确立了举足轻重的地位。三家公司各自的市场占有率近年均稳居全球前十。
芯片设计爆发式增长
此外,在芯片设计领域,内地过去十年经历了爆发式增长。在2015至2024年,芯片设计企业数量从736家激增至3626家,全行业销售收入从1324亿元人民币大幅上升到6460亿元人民币。
韦尔半导体、寒武纪、华为海思、紫光展锐等内地顶尖芯片设计公司在手机、人工智能、CMOS图像传感器(CIS)等领域堆出富竞争力的产品。TrendForce发布的2024年全球前十大芯片设计企业排名中,韦尔半导体位列第9位,是唯一一家内地企业上榜。
记忆体芯片:与韩国技术差距缩小至仅1-2年
在记忆体芯片方面,内地生产商长江存储、长鑫存储持续突破技术瓶颈,已开始大反攻,正威胁韩国的三星、SK海力士,以及美国的美光在该领域的主宰地位。报道指,韩国业界估计,长江存储、长鑫存储的产品与三星、SK海力士之间的技术差距已缩小至仅1-2年。
高端芯片领域发展遭西方扼杀
不过,由于遭到西方技术封锁,制造先进芯片成为内地面临的一大挑战。在制造设备方面,荷兰光刻机巨头阿斯麦公司(ASML)垄断了全球高端光刻机市场,内地本土光刻机公司膛乎其后,而制造高端芯片所需的极紫外(EUV)光刻机更由该公司独家生产,却在美国主宰下禁止向内地出售,可说是被美国“掐到脖子深处”,近乎扼杀内地生产高端芯片的能力。
另一方面,高端芯片设计软件领域基本由美国企业垄断,内地芯片产业一直高度依赖这些进口软件,当美国限制设计软件出口到内地,也相当于扼杀内地自行设计高端芯片的能力。
ASML行政总裁富凯(Christophe Fouquet)去年年底就估计,由于美国对内地禁止出口极紫外(EUV)光刻机,导致内地无法获得尖端光刻机,内地芯片技术将落后西方10至15年。
横空出世的神秘芯片突破封锁?
然而,西方的技术封锁迫使内地公司加强研发,以寻求本土替代方案。其中华为Mate 60系列手机在2023年横空出世,该手机搭载的处理器为华为海思设计的麒麟9000S,由中芯国际运用创新技术,以等同先进7纳米技术制造而成,在国内外引起轰动。
虽然其性能相较同期顶级芯片仍有差距,但内地公司在缺乏EUV光刻机的情况下仍能生产出高端芯片,被视为一定程度突破西方封锁。不过在缺乏EUV光刻机的情况下,内地公司制造高端芯片面临成本高、良率低的问题,这仍然是巨大挑战。
5G:筑成完整产业链 确立全球领导地位
与芯片产业相比,内地5G产业在过去10年发展截然不同,5G产业无论在基础设施部署、技术创新还是应用普及方面,都已确立了其全球领导地位。当前,内地5G产业已构筑起涵盖通信芯片、终端、基站设备、设施仪表等的完整产业链,已有近2000款5G创新终端产品上市商用。
内地5G用户占全球总数逾半
在5G基站部署方面,内地的规模和速度在全球无与伦比。截至本年3月底,已累计建成开通近440万个,总数近年已占全球5G基站的60%以上。截至2024年11月底,内地5G用户已超过10亿,占全球5G用户总数超过一半。
华为、中兴占据全球电讯设备市场
在全球电讯设备市场方面,根据研究机构Dell'Oro Group的最新数据,华为去年以31%的市场占有率继续居全球榜首,抛离诺基亚(14%)和爱立信(13%),而中兴也达到11%。
关键的是即使仅计算内地以外的市场,华为去年的市场占有率也同样超越诺基亚,成为最大的供应商。尽管近年西方国家限制国内电讯运营商使用内地设备,甚至要求在限期内移除现有内地设备,但这无阻内地企业在全球市场扩张。
在技术创新方面,华为和中兴等公司发挥关键作用,内地在5G标准必要专利声明中处于全球领先地位,数量占全球总数达42%。
逾4000家5G工厂建成
在各产业的5G应用方面,内地已建成超过4000家5G工厂。5G技术已融入制造业、采矿、港口、电力、钢铁、装备等多个工业领域,例如天津港早在2021年利用5G实现自动化。5G产业在内地推动各种工业实现更高程度的自动化和远端操作,推进产业升级。