隨著產業生態的逐漸完善,我國半導體自主可控的程度也進一步提高。
海關總署發布的數據顯示,2023年中國累計進口集成電路4795億顆,較2022年下降10.8%;進口金額3494億美元,同比下降15.4%。而根據國家統計局數據,2023年全年,我國國內集成電路產量為3514億塊,同比增長6.9%。
在全球半導體行業下行周期的大背景下,這些數據也在一定程度上反映出中國企業在努力提高本土芯片產量,以減少對進口芯片的依賴?!吨袊洜I報》記者注意到,在過去的兩三年里,由于美國對中國半導體產業的限制,中國半導體廠商出于對自身供應鏈安全的考量,進一步加速了國內半導體供應鏈的補足建設。
電子創新網CEO張國斌對記者表示,最近兩三年,以美國為首的西方國家出臺了一系列的禁令和舉措,這反而讓中國打造完整自主半導體產業鏈的決心更堅強,也激發出了千百家本土企業補足產業鏈短板的激情,在制作、設備、材料、EDA工具、IP、封測等環節都取得了突破,比如光刻膠實現了KrF、ArF自主供應,清洗、蝕刻、PVD/CVD等設備都有所突破。
值得注意的是,AI芯片作為引領新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力,近兩年受到了高度關注。而AI芯片霸主英偉達日前向美國證券交易委員會提交的文件中,首次將華為列為多個類別的主要競爭對手。
“對于國產AI芯片企業,關鍵是實現向國產供應鏈的遷移,這個過程當中還會遇到很多困難,包括缺乏IP、工具鏈等必要支持,以及國產代工廠的產能和良率問題等。”國內一家AI芯片公司研發人員秦昕(化名)告訴記者。
多環節取得突破
“EDA工具領域,是我們進展較快的領域,已經初步實現了全流程工具(自主生產),涌現了一大批優秀的企業,如華大九天、概倫電子、芯華章、思爾芯等。”在補足國內半導體產業鏈的進程中,張國斌指出,國產EDA產業實現了不錯的突破。
據了解,EDA也就是電子設計自動化,是進行芯片設計、制造、封測等環節所需用到的軟件,它不是單指一個或幾個軟件,而是涉及近百種不同技術,涵蓋多種“點工具”的軟件工具集群,被稱為“芯片之母”。雖然EDA門檻沒有光刻機那樣高,但也是我國芯片行業需要攻破的“卡脖子”技術之一。
工業軟件和芯片解決方案提供商上海合見工業軟件集團有限公司(以下簡稱“合見工軟”)方面此前曾對記者表示,中國EDA公司主要經歷了三個階段:從無到有,再到產品性能對標國際產品,最后形成產業協同的生態。
“近幾年來,中國EDA產業的發展已初具規模,產業生態也在初步形成。”合見工軟指出,比如在模擬設計EDA工具和制造領域,已經有優秀的國產EDA公司深耕多年,而在數字設計和驗證領域,也有初創EDA公司的工具在產業上獲得認可。
2023年6月,合見工軟宣布與北京華大九天攜手共建數?;旌显O計與仿真EDA聯合解決方案。對此,國內一家EDA公司內部人士高辰(化名)當時告訴記者,該事件在業內很具影響力,“國內EDA公司第一次聯手,以前的case都是去綁定國外大EDA平臺”。
張國斌指出,隨著華為Mate 60系列的橫空出世,其搭載的新麒麟9000芯片的回歸,實現了先進工藝自主可控。盡管新麒麟9000芯片實際供應商依然未知,但中國已經擁有了不受美國長臂管轄能力控制的先進制程芯片制造能力。
知名半導體產業分析師Dylan Patel在分析工藝水平后,認為新麒麟9000足以與高通最好的基帶芯片相媲美,其制造工藝也比西方大多數人意識到的要好,并直言不諱地表示美國半導體對華出口管制“已經失敗”。
此外,張國斌還指出,在IP領域我國公司也實現了突破,目前最先進的算力接口IP以及GPU IP都已經可以本土化;而在封測領域,一大批優秀企業如長電科技、華天科技等已經具備最新的芯粒封裝能力。
值得注意的是,張國斌表示,中國企業在半導體標準制定方面也有所建樹,“我們自己制定的星閃(Nearlink)技術已經獲得數百家企業的認可,正在大力推廣”。另外,本土微控制單元已經在中低端領域成為主角,目前在往高端沖擊。
“本土CPU、GPU、人工智能算力產品以及車規產業也打破了歐美壟斷,繼續往縱深發展,尤其是開源指令集RISC-V處理器,中國已迅速發展成為全球RISC-V應用重鎮。”張國斌說。
國產半導體產業鏈加強
從股市上看,市場需求規模增長、國產化加速成為國內半導體產業鏈多家公司2023年業績增長的重要原因。
高辰也表示,有國產使用需求的客戶,都很支持國產EDA,其中來自HPC(高性能計算)、通信等行業的客戶給予了支持,幫助測試、迭代。
在國內半導體設備市場中,海外廠商占有較高市場份額。但在已發布的2023年業績預告中,國內多家半導體設備公司表示,旗下主要設備類產品性能優異、品質穩定,銷售訂單持續增長,品牌認可度不斷提升,客戶群體覆蓋度進一步擴大。
半導體設備公司盛美上海(688082.SH)最新年報顯示,2023年實現營業收入38.88億元,同比增長35.34%;歸屬于上市公司股東的凈利潤8.68億元,同比增長25.77%。盛美上海方面表示,2023年隨著公司技術水平的不斷提高、產品成熟度以及市場對公司產品的認可度不斷提升,公司業務開拓迅速,銷售收入持續增長。
根據中銀證券統計,盛美上海清洗設備的國內市占率為23%,而Gartner 2022年數據顯示,盛美上海在全球單片清洗設備的市場份額已升至7.2%。
半導體設備公司中微公司(688012.SH)2023年度業績報告顯示,營業收入約 62.64 億元,同比增加 32.15%;歸屬于上市公司股東的凈利潤約17.86億元,同比增加52.67%。該公司此前表示,2023年新增訂單金額約83.6億元,同比增長約32.3%,其中刻蝕設備新增訂單約69.5億元,同比增長約60.1%。
中微公司還表示,受益于公司完整的單臺和雙臺刻蝕設備布局、核心技術持續突破、產品升級快速迭代、刻蝕應用覆蓋豐富等優勢,2023年公司CCP和ICP刻蝕設備均在國內主要客戶芯片生產線上市占率大幅提升。
國產半導體設備廠商市占率的提升,是我國打造自主可控的半導體產業鏈的一個縮影。“我們有巨大的整機優勢,本土半導體和本土整機企業一起結合可以實現超級創新,就如同華為Mate60一樣,融合本土優勢,實現國外企業不能企及的創新高度。”張國斌說。
未來仍需更多創新
近一年來,ChatGPT的爆火、AI大模型的爆發式增長,用于大模型訓練的先進制程大算力芯片,已被公認為在AI算力競爭中具有戰略性、全局性價值的部分,英偉達也憑借在該領域的產品優勢,市值一舉突破兩萬億美元。
然而,國內AI芯片企業與同行有著不小差距。“對于國產AI芯片企業,核心關鍵是實現向國產供應鏈的遷移,在這個過程中,我們還會遇到很多困難,包括缺乏IP、工具鏈等必要支持,以及國產代工廠的產能和良率問題等。”秦昕表示,國產代工來彌補臺積電的缺口,將是2024年國產AI算力芯片發展的重點。
盡管面對美國在AI芯片多層面的制裁,國內AI芯片設計企業并沒有放棄努力。“我們通過芯片架構創新、采用最新的芯片設計技術等不同的方式,不斷研發出多款具有一定競爭力的AI芯片產品。這些產品的出現,不僅填補了國內市場的空白,也在一定程度上提升了中國在全球AI芯片市場的地位。”秦昕指出。
比如,不少國內大客戶開始考慮使用華為AI芯片昇騰910B??拼笥嶏w副總裁江濤透露,昇騰910B的能力已經基本可以對標英偉達最新推出的A100芯片,基于昇騰910B的大規模智算集群基礎設施,已經在國內多家智算中心和電信運營商內部開始測試。
然而,秦昕認為,2024年美國對中國AI芯片的制裁力度可能會進一步加強。“首先,國內企業需要進一步加強自主研發能力,提高芯片的性能和穩定性,以滿足不斷增長的市場需求。其次,國內企業還需要加強與國內外高校和研究機構的合作,共同推進AI芯片技術的創新和發展。最后,政府也需要加大對國產AI芯片行業的支持力度,提供更多的資金、政策和人才支持,幫助國內企業度過難關。”他建議道。
“近兩三年是中國本土半導體產業突飛猛進的時期,不過目前我們只是實現了0到1的突破,要實現1到100、1到1000的突破,我們還需要注重高質量發展,不能在低水平內卷,我們需要更多的創新,同時也要考慮另辟蹊徑,不要重走歐美走過的老路。”張國斌說。