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文 | 黃天然

梁孟松是誰?

梁孟松

早年為臺積電研發大將,後轉投三星,幫助後者在14nm製程實現了大躍進。

2017年11月,梁孟松加盟中芯國際,按照他在辭職信中的說法,這三年來,他帶領2000多位工程師日以繼夜賣命拼搏,盡心竭力完成了從28nm到7nm,共五個世代的技術開發,完成了一般公司需要花十年以上時間才能達成的任務。

梁孟松一說要走,中芯國際股價應聲而跌。

今早,中芯國際A股股價跳空低開,盤中大幅下探,跌幅最高達9.8%,尾盤跌幅收窄,報收55.2元,收跌5.53%。中芯國際H股早間臨時停牌,下午1時復牌大跌近9.6%,今日收跌4.94%。

網友大罵中芯國際“自毀長城”,還有說這是“卸磨殺驢”、“過河拆橋”,輿論紛紛表示不好看中芯國際的前途,甚至擔心國家晶片戰略會受此拖累。

網友們對中芯國際報以悲觀評價

其實,梁孟松對中國晶片產業的貢獻,明眼人看得見,有心人也抹不去。

至於中芯國際是不是卸磨殺驢,內情不明,誰也說不清楚,是非功過,自有後人評說。

而股價暴跌也好,網友打抱不平也罷,市場和輿論的情緒,都反映出一種集體焦慮,這種焦慮又基於一種邏輯——中國晶片產業弱,弱就弱在晶圓製造技術,而梁孟松最擅長縮小製程工藝代差,如果沒有了梁孟松這位大牛領路,中國晶片產業恐怕又要找不著北。

這種焦慮很符合直覺,卻未必合理。

製程工藝不是晶片產業的全部

普通人對中國晶片產業的憂患意識,大多始於美國對華為的一紙禁令。

從那時開始,許多人才知道,晶片產業的核心環節,在於晶片設計和晶圓代工。

華為海思有能力設計出7nm製程的晶片,可要造出來,卻離不開臺積電的代工能力。

總說中國晶片被卡脖子,卡得就是晶圓代工環節,誰讓中芯國際的製程工藝,比臺積電和三星落後了差不多整整3代。

然而,人們也許混淆了一個問題,將晶片產業之爭,完全等同於製程工藝之爭,其實並不全對,因為晶片種類太多,而且並不是所有行業,都需要用到成本昂貴的先進製程晶片。

像手機、膝上型電腦和平板電腦,需要在極為有限的空間內不斷提升晶片效能,自然對先進製程工藝有著無止境的需求。

尤其是手機,每一代高階旗艦機型,賣點往往在於速度更快的晶片,製程工藝,也就是手機晶片的核心競爭力。

而專注於電腦晶片的英特爾,在製程工藝上止步於10nm,一來電腦產品體積較大,對縮小晶片體積沒有燃眉之急,二來電腦增量市場有限,不足以支撐先進工藝研發。

英特爾10nm晶片釋出 7nm最快明年才能問世

電腦尚且如此,更別提消費級晶片之外的其他晶片了。

目前看來,其實我們無需為製程工藝的技術代差過多焦慮,因為未來晶片行業的增量並不是來自手機,而是不斷增長的車規級晶片,對車規級晶片來說,7nm夠用了。

車規級晶片才是未來增量市場

本月初,南北大眾同時停產,因為上游晶片短缺,ESP(車身穩定系統)和ECU(車載控制單元)供不上貨了。

受疫情影響,海外規模較大的晶圓廠和封測廠陸續停產,再加上意法半導體員工大罷工,全球半導體缺貨嚴重,消費電子晶片又藉著5G東風搶了車規級晶片的部分產能,搞到全球車規級晶片都在缺貨。

汽車產業離不開晶片。

德國大陸集團相關分析師預測,如果繼續“缺芯”,中國汽車業將有15%的產能受到影響。

2019年,中國汽車產能為2572.1萬輛,晶片供不上,一年將有近400萬輛車受到影響。

與此同時,汽車產業對晶片的需求卻越來越大。

2005年,一輛汽車的電子成本佔比僅有20%,現在已提高到50%以上。

哪怕是分散式電子電器架構的傳統汽車,每一個功能模組,都對應著獨立ECU,一輛大眾第八代高爾夫,就要用到70個ECU。

而隨著汽車從功能走向智慧,電動化、智慧化和網聯化程度越來越高,每臺車的晶片使用量正在急劇增加。

從最基本的三電系統功能,到更復雜的感知、計算和控制功能,汽車上每一項新技術的應用,都依託於晶片實現。

一輛汽車上的AI晶片

車規級晶片的種類越來越豐富,包括MCU(微控制器)、儲存晶片、LGBT(功率半導體)、ISP(影象處理器)、CIS(影象感測器)、電源管理晶片、加速感測器、射頻器、GPU、ASIC(專用晶片)、FPGA(半定製晶片)、AI(人工智慧)晶片等。

2020年,全球車規級晶片市場規模預計為3100億元人民幣,佔全球半導體市場份額約10%,而且近年來都保持著9%左右的增長速度。

一輛汽車使用的晶片成本,可能是一臺手機的幾十倍。

中國加大車載級晶片自給力度

南北大眾的這次停產危機,讓人認識到車載級晶片的重要和潛力,同時也可以看出,目前我國汽車工業對海外晶片供應鏈非常依賴,自給能力嚴重不足。

英飛凌、恩智浦、瑞薩、德州儀器和意法半導體這5大廠商,就佔據了全球車規級晶片65%的市場份額。

英飛凌車規級晶片

反觀我國自主汽車晶片產業,2019年規模僅佔全球的4.5%,車載級晶片進口率超過90%,從先進感測器、車載網路、三電系統、底盤電控,到ADAS(高階駕駛輔助系統)、自動駕駛等關鍵晶片,幾乎全部依賴進口。

比如,電動汽車中價值僅次於動力電池的IGBT,是能源變換與傳輸的核心器件,直接影響電動汽車功率的釋放速度、加速能力和最高時速,在電控系統成本中佔比高達40%,但是我國電動汽車95%以上的IGBT一度需要從國外進口。

今年2月,國家發改委聯合11部門釋出《智慧汽車創新發展戰略》,特別指出要推進車規級晶片、智慧計算平臺等核心技術的研發與產業化。

11月,國務院辦公廳釋出《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》,同樣指出要突破車規級晶片、車用作業系統、新型電子電氣架構、高效高密度驅動電機系統等關鍵技術和產品。

好在,相比消費級晶片的巨大差距,車規級晶片落後得並不多,主要是國產晶圓代工的製程工藝足夠用了。

目前,比較先進的車規級晶片,製程工藝在16-10nm,主流製程在90-28nm。而我國已經能夠自主生產90nm光刻機,中芯國際已經可以量產14nm晶片,按照梁孟松的說法,7nm應該也不成問題。

比亞迪漢,就使用了中芯國際生產的14nm華為麒麟710晶片。

目前看來,技術成熟穩定的16nm工藝以上晶片,才是需求最旺盛的車規級晶片,最先進的製程反而無用武之地。

麒麟710晶片嵌入比亞迪漢智慧座艙

晶片設計方面,中國車企也在迎頭趕上。

今年4月,比亞迪釋出公告稱,深圳比亞迪微電子已透過內部重組,並計劃上市,該公司研發的車規級IGBT已佔據國內市場18%份額。

今年10月,吉利與ARM中國合作成立芯擎科技,這家合資企業將專注於高效能車規級晶片和模組的研發、製造和銷售,主要圍繞智慧駕艙、域控制器和自動駕駛晶片三大方向發力,芯擎科技設計的首款7nm車規級晶片將於明年流片。

芯擎車規級晶片

除了車企之間的競爭,阿里巴巴平頭哥也在去年7月釋出了玄鐵910處理器,華為海思去年8月釋出了昇騰910處理器,這兩款AI晶片,都可以支援L4級自動駕駛算力需求。

另外不要忘記特斯拉,中國用巨大的市場幫特斯拉托起市值奇蹟,特斯拉的回報就是100%國產化,這其中,自然也包含了車載級晶片的國產化。

市場需求改變中芯國際技術重心

市場需求的風向在變,中芯國際也面臨著選擇,是將業務重心放在進一步突破先進製程工藝,還是及時消化前期技術成果,抓住車規級晶片市場爆發的機會做大規模。

第一條路,主動權其實不在中芯國際手裡。

正如梁孟松所說,雖然5nm和3nm最關鍵最艱鉅的8大項技術已經有序展開,但要進入全面開發階段,還是得等待EUV光刻機的到來。

梁孟松辭職信

就算有了EUV光刻機,製程工藝的天花板其實也很難捅破。

臺積電目前已經量產5nm晶片,正在加緊研發3nm晶片,可是矽基晶片的物理極限為2nm,一旦製程工藝低於2nm,電子將在量子層面發生隧穿效應,無法被約束在電晶體內,這個問題以現在的技術來看無解。

臺積電晶圓廠內部

第二條路,其實卻大有可為。

從中芯國際公佈的第三季度財報看,其晶圓代工收入主要還是來自智慧手機、智慧家居和消費電子,車載級晶片沒有單獨分類,包括在16.4%的“其他”裡面。

中芯國際2020年第三季度財報截圖

為了擴大產能,中芯國際今年8月與北京經濟技術開發區委員會合資建新廠,聚焦生產28nm及以上的晶片。專案將分兩期建設,首期計劃投資76億美元,目標在首期達成每月約10萬片12吋晶圓的產能。

蔣尚義日前接受問芯Voice專訪時也表示,自己來中芯國際要提升兩項技術,一是先進封裝技術,二是小晶片等系統整合技術。

蔣尚義

顯然,面對爆發的車規級晶片市場,在EUV光刻機到貨之前,製程工藝的突破只能暫告一段落,讓位於其他更有助於擴張市場的技術。

目前,中芯國際尚未同意梁孟松辭職,還在積極與之核實。

話說回來,無論梁孟松是委屈出走,還是意氣用事,拋開他對企業的貢獻不談,就衝公眾對這位晶片功臣的高度關注,中芯國際未來也應該就此事給外界一個清楚的交代。

如果梁孟松還是走了,天其實也塌不下來,畢竟國產晶圓代工企業,也不只有一家中芯國際。

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