芯片大变局:日本大跃进,韩国拖后腿,美国看不懂,中国弯道超车

·猫眼儿观世界

日本想要在芯片制造上重回世界第一?最近日本的丰田,索尼,软银,佳能等八家大型公司组建起了一个联盟,日本政府资助5亿美元进行技术攻关,目的是想在2027年实现尖端2nm芯片的量产,要说这小日本也真敢想,要知道现在日本能独立制造的最先进的量产制程也仅有40nm,比中国中芯国际最先进的14nm量产制程还差了一大截,而日本蛙跳式的,想一步达到最先进制程,能实现吗?

中国日本作为第二梯队,想要超车的机会在哪里呢?

韩国发展半导体的绊脚石又在哪里呢?

中日韩美的半导体混战,又将如何演绎呢?

今天咱们就来聊聊这些话题,欢迎关注猫眼儿的频道,长按点赞是对猫眼儿最大的支持感谢。

芯片大变局:日本大跃进,韩国拖后腿,美国看不懂,中国弯道超车

咱们先来看看日本的现状,日本在整个全球半导体产业链中,处于上游地位,优势在于原材料和半导体设备,咱们来看下这张图,在整个半导体制造过程中,在19种核心材料中,日本占有全球份额50%以上的就有14种之多,前段材料占全球份额的60%,后段材料占全球份额的66%,可以说日本在全球半导体材料领域处于绝对的领先地位。

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再来看看半导体设备方面,当然咱们一说到半导体设备,大部分人的第一印象就是光刻机,但在整个半导体制造过程中,光刻机只是非常关键的一个步骤,并不是全部,咱们来看下这张图,在其他半导体设备方面,日本还是很强的,比如在划片机这一项,全球所有市场份额由日本独占,在探针设备涂布机等设备上也占有全球份额的90%以上。

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平常在说到世界半导体格局的时候,提起最多的莫过于中国大陆,韩国,美国,台湾地区,但日本也是整个产业链非常重要的一环,因为是提供原材料的上游产业,所以好像很没存在感。这是他的优势,但作为上世纪80年代全球半导体的霸主,被美国一纸《日美半导体协议》给整趴下了,后来就转型到了材料和设备上,但是因为国内并没有大力发展先进制程的半导体产业,所以,基本上这些半导体材料和设备公司都是靠国际订单过活的。

而全球疫情当下,又加之中美,日韩的半导体博弈,让处于半导体产业链上游的日本非常的难受,以前日韩出现摩擦的时候还能依靠自己的上游优势卡卡别人的脖子,可如今下游各方的博弈,让日本的原材料和设备订单变得非常不稳定,再加上,日本作为一个在诸多方面都处于技术领先的国家,现在却在高端芯片领域四处求人,这让日本萌生了想要收复全球半导体失地的想法。

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所以就有了这次8家在半导体领域都拥有巨大优势的企业,组建起联合公司。同时日本出资3500亿日元,与美国共同建立研发中心,这个研发中心负责研究先进的半导体技术,而那八家成立的联合企业则负责把先进技术转化成产品。

从日本的构想来说,是挺好的,这两个机构将成为实现半导体跨越的两个支柱,就像上世纪70年代,日本超越美国的做法,产学研联盟,但今天,摩尔定律都几近失效的情况下,从40nm一步跨越到2nm不得不说,这步子跨的委实是太大了。

大家都知道中高端芯片制程的分界线是在28nm上,在28nm以下的芯片制程上,每向前跨越一步,成本都会急剧的成指数倍攀升,咱们来看下这张图,台积电作为当今全球先进制程一直遥遥领先的企业,其能够生产40nm制程的时候还是在2008年,也就是说现在日本的技术水平只相当于2008年的台积电,到如今台积电量产3nm已经过去了14年,而且其2nm量产最早也要到2025年才能实现,也就是说日本人想在5年的时间内,走完台积电17年走过的路,未免有些太不切实际。

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纵使有英特尔的帮忙,可美国人真的愿意提供完整的工艺吗,美国人又不傻,不会真得在全球市场为英特尔制造一个强有力的竞争对手,再说了,英特尔在2nm制程上也还在跟台积电你追我赶,美国人跟日本人的合作,顶多就是想借助日本强大的基础材料和设备技术,来快速的突破2nm量产的瓶颈,还有就是想,拉拢日本共同在半导体上围堵中国,看看前一段闹得沸沸扬扬的芯片四方联盟就知道了。

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但日本却错把这种合作当做成了对自己的帮助,日本可能会窥探到部分2nm技术,但不可能会系统性地得到美国的帮助,一个半导体强势崛起的日本,不符合美国的利益,一个中国就够头疼了,再来一个日本,美国就有点吃不消了,曾经日本半导体对美国造成的冲击,美国人还历历在目呢。那日本真就没机会吗?

猫眼儿倒是觉得,从40nm直接冲刺到2nm困难程度的确是太大,但是跃进到跟中国目前的制程14nm还是很有机会的,毕竟曾经80年代,日本已经玩过一次产学研结合的路子,也还真的取得了成功,务实一点,日本还是很有机会的,毕竟日本比中国的优势在于,其作为西方体系的一员,想从全世界采购高端半导体设备,包括ASML的euv光刻机不存在政治问题。

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那中国想要在半导体产业上逆袭该走什么样的路子呢?

猫眼儿觉得,第一要在传统硅基芯片领域继续追赶,目前的中芯国际能制造出14nm的芯片,不要小看了这个级别的制程,这已经属于是高端玩家了,比如大部分的计算机,服务器,车规级芯片其实在这个级别已经可以实现大批量生产了。

但是要想让中国的国产高端手机自主化,距离5nm3nm的制程还是有很大差距的,但这些还只是商业领域的,相对于国家安全来说,目前14nm的已经够用了,但更低的制程,我们也依然要继续开发,因为像超级计算机,量子计算这些尖端科技仍然是需要高端芯片来加持的,前些天英伟达推出的A800芯片,来代替美国所限制的A100芯片,就是用在超级计算机上的,所以中国要想实现更多科技的突破,更先进的制程是无论如何也绕不过去的。

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第二,由于中美摩擦,基于X86和ARM架构的芯片都需要授权,那基于免费开源架构的risc-v架构就是中国半导体崛起,实现弯道超车的一个捷径,用这个平台做芯片,至少不会像美国制裁华为那样的事儿发生了,而且与这个软件架构所匹配的芯片硬件,要求没那么高,所以使用高制程的芯片硬件,即可以实现低制程芯片所达到的效果。

虽然risc生态还没那么成熟,但中国众多半导体企业联合起来成立了一个联盟,共同发展risc-v架构,所以中国半导体企业相比于英特尔三星等公司,在risc-v 的投入上更加重视,现在也属于早期参与阶段,一旦这种更加先进的开源指令集,将来发展成熟之后,英特尔三星们就是后来者,所以这也是我们非常难得的机会,如果美国不限制中国半导体,咱们现在估计还在乐此不彼的使用着付费的x86和ARM架构,所谓逼急了,自力更生,啥造不出来,当年靠着一个美国核潜艇的模型,中国都把核潜艇给造了出来了。

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第三,则是绕过关键的设备EUV光刻机,大家都知道,在美国的撺掇下,荷兰ASML不卖给我们EUV光刻机,这让中芯国际没有办法在5nm及以下制程上发力,也是限制中国制造尖端芯片的重要因素,因此,中国就有了要绕过光刻机的需求和动力。

这也有几个方向,一个是从材料上下手,比如现在正在研究的石墨烯材料,石墨烯的性能比硅基的性能高出十倍不止,IBM在十几年前就验证过可行性,中国无法在传统硅基芯片上实现反超,那可以在新材料中拔得头筹,截止去年,全球超过80%的石墨烯专利申请技术都来自中国,使用这种更高效的材料来实现低制程硅基芯片所达到的效果。

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另一方向则是光子芯片,光子芯片的计算速度是普通芯片的1000倍,功耗更低,相同一个单位下普通芯片的耗电量是300w的话,光子芯片只需要4w,更重要的是光子芯片对结构的要求更低,100nm以上的芯片就能实现高端芯片相似的效果,这样普通中国产的光刻机和材料就能实现,从而摆脱掉对国外的依赖。而且2023年在北京就有光子芯片生产线即将建成,这也成为了中国弯道超车的重要一环。

再说韩国,三星一直紧追着台积电的先进制程,只不过模式不同,三星是自己生产自己用,而台积电则是帮别人代工。

但是你会发现说到韩国就会很自然地想到用三星半导体来代指韩国半导体,这从一份全球半导体百强企业中就可以看出,在这份名单中,中国大陆占了42家,台湾地区占了10家,韩国仅仅只有三家,过去韩国的国家支柱是汽车,造船和半导体产业,但现在仅剩下一个半导体产业还拿得出手。

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所以去年的时候就准备了一个韩国半导体法案,大意就是集中关键力量,支持大企业继续推动半导体产业快速发展,但是因为韩国党派反对对大企业给予支持,时至今日仍无法通过该法案,而半导体产业也沦为了政治斗争的牺牲品,话说当中日都在撸起袖子加油干的时候,韩国却在扯自己国家大企业的后腿,话说如果中日真的迎头赶了上来,那韩国靠什么来支撑未来呢?

最后咱们再来说说美国,美国作为全球半导体强国,这是毋庸置疑的,毕竟其在半导体领域拥有超强的设计能力及其带来无与伦比的话语权。

数十年的全球化形成了今天的全球半导体产业链格局,可老拜登却不仅想做半导体强国还要做个半导体大国,这不,让台积电到美国建厂,准备在美国生产5nm的芯片,张忠谋也是很不情愿,但终究只是一届商人,如何能拧得过大腿,连老张头自己都说,在美积电生产5NM芯片,成本至少比台积电生产的高出50%以上。

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你说你要是苹果总裁库克,你会怎么办,10%从美积电购买,也算是支持自己国家了,90%还是要从台积电购买,毕竟商人是逐利了,哪里便宜买哪里啊,那美国让三星,让台积电在美国建厂的意义在哪里呢?

反正猫眼儿看的是云里雾里的,唯一能看到的,在美国建半导体厂子,就是在给老拜登增加政绩,别的倒真是没瞧见,除非老拜登把美积电建起来后,然后把台积电搞垮,那这样,嘿嘿,你库克不找我美积电买芯片,还能找谁呢?

不要觉得这不可能,上世纪80年代搞垮日本半导体的领头羊东芝,也只是因为东芝卖了几台旧机床给苏联,就把日本的半个半导体产业给拆了。莫须有的罪名,美国玩得可是很溜的。

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对于中国半导体产业来说,前边的大山一座接着一座,有美国的,有技术的,有材料的,前路艰险,但也只能一往无前,因为没有退路。

那对于中美日韩半导体格局,您是怎么看的呢,欢迎关注猫眼儿的频道,都看完了就顺便点个赞呗,感谢关注猫眼儿的频道,咱们下期再见。

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上上吉
匿名

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