来源：安邦智库(ANBOUND)

众所周知，自特朗普第一个任期开始，美国政府不断加码对华尖端科技打压，而芯片行业则成为了“重灾区”。近期，拜登在离任之前继续加码对华芯片制裁和技术封锁。美国政府明令禁止台积电和三星向中国出口7纳米以下芯片，又在近期将140家中国芯片企业拉入了黑名单。2023年12月中下旬起，美国政府又将关注的重点聚焦到中国的成熟制程芯片产业上。面对美国的不断打压，中国的芯片产业并未束手待毙，而是积极努力应对外来压力，也取得了一系列成果。

在尖端制程方面，2023年上市的华为Mate60被确认采用了7纳米制程技术，这代表着国产芯片尖端支撑的重大突破。普通制程方面，根据国际咨询公司Knometa Research的数据，2022年全球12寸晶圆厂数量达到167座，2023年有13座新的12寸晶圆厂投产，总量达到180座。从数量上，中国12寸晶圆厂占全球近半。由于产业链完整、生产能力强大和成本控制优势，中国的成熟制程芯片生产有着明显的比较优势。2023年11月下旬，欧洲芯片大厂意法半导体在其投资者日活动上宣布，将与中国第二大晶圆代工厂华虹宏力合作，计划在2025年底于中国本土生产40纳米MCU（微控制单元）。即将离任的美国商务部部长雷蒙多近日公开表示，限制中国获取半导体先进技术的一系列举措，其成效十分有限，难言成功。看起来，无论是尖端制程还是普通制程，中国的芯片产业都取得了明显的成效和进步。不过，安邦智库（ANBOUND）创始人陈功近期明确指出，中国的芯片产业已然十分强大，但是在尖端制程方面，5-7纳米恐怕将会是未来长期的技术上限，突破艰难。

首先，需要看到的一点就是，7纳米及以下制程的技术瓶颈已然出现。华为推出的最新款手机一度被传使用了5纳米芯片技术。权威调查机构Tech Insights（TI）近日针对mate70系列的麒麟芯片进行拆解分析。经过深入的技术拆解之后，TI得出了结论，曾经传闻的中国国产5nm芯片并没有出现，这次mate70系列搭载的麒麟9020，是基于上一代麒麟9010的升级版，芯片的制造工艺与上一代一致，依然是7nm水平。对比麒麟9010，麒麟9020主要是在大核心的频率上面进行了小幅度提升，中核进行了优化，小核进行了重构。对比前几代产品，这次的麒麟9020只能算是升级版，并没有达到大更新的设计水平。

从Mate60发售开始，有关中国芯片技术达到7纳米级别和向5纳米迈进的传闻就有很多。但是，就7纳米技术而言，既有的分析已经指出，由于缺乏EUV光刻机，只能通过多重图案化方案的n+2或n+3工艺制造完成，以实现更高密度的晶体管堆叠。但是，业内分析指出，如果用DUV光刻机通过多重图案技术制造5nm芯片，那么整体的制造成本将会比EUV工艺高出50%，并且良品率还是不可控的因素。英国《金融时报》的信息显示，中国的7nm和5nm工艺技术，在成本和技术投入上面，要比台积电高出40%－50%，但是良品率不足台积电的三分之一，这个技术成本在晶圆制造产业当中，都属于是相当冒险的方案。可以认为，在7纳米及以下的芯片技术领域，中国已经遭遇了明显的技术瓶颈。

其次，依靠中国企业自身力量进行研发和产品商业化，是否能够有效突破这一瓶颈呢？答案恐怕也不乐观。第一，芯片是一种国际化程度最高的、层级化的制成品，它原本就是基于技术、成本和效率，在全球分工实现制造的。这一点通过半导体的制程三大环节可以看到，这种全球分工的状态。事实上，世界通过半导体的生产形成了一套完整的供应链，第一步，美国提供设计工具EDA、日本提供半导体材料；第二步，美国提供设计，其他国家根据需要也进行设计；第三步，美国、中国大陆、韩国和台湾地区四地进行芯片封装；第四步，韩国、中国大陆和台湾地区进行测试。第五步，芯片出货。全球性的产业链和人才、知识的流动是任何国家产业顺畅运作和发展的重要前提。

就中国的半导体行业发展而言，在过去的二十多年内，中国每年有庞大的留学生群体在学习西方先进的半导体技术，每年也能够得到十分丰沛的技术输入，这些都对中国半导体产业发展起到了巨大的助益作用。数据显示，仅2019年就有约3000名台湾半导体工程师在中国大陆工作，占当年该行业劳动力中4万名核心工程师的近10%。少数高管也加入了中国大陆企业，比如最负盛名的中芯国际。台积电的前高管梁孟松加入中芯国际后，带领一个工程师团队成功开发了中芯国际的7纳米芯片技术。但是，近年来，伴随着美国牵头的西方制裁的不断加码，国际人才和技术的对华流入很难出现过去的景况。事实上，经诸多媒体的跟踪研究，从2021年开始，不少台湾技术人员就开始主动疏远与中国大陆企业之间的关系。

需要看到的一点是，中国在半导体关键原材料方面也依然存在着显著的进口依赖。比如铝碳化硅合金，该产品具有高导热性、与芯片相匹配的热膨胀系数、密度小、重量轻，以及高硬度和高抗弯强度等特点，主要应用于通信元件，而国内尚无企业实现大规模产业化。还有界面导热材料，该类产品普遍用于IC封装和电子散热的材料，我国界面导热材料生产企业规模小，缺少高端产品。以上两类产品中，美日企业是中国主要进口来源地。既有的分析指出，在半导体产业的设计、制造、封装测试三大主干环节中，中国企业主要的比较优势集中于封装测试领域，而即使在这一领域内，中国企业也在原材料方面高度依赖进口，未来一旦西方继续加码制裁，相应的困难会更多。

再次，在成熟制程领域，中国企业恐怕很难为尖端制程的发展提供有效支撑。

第一，中国企业在成熟制程领域内的成就仍难言称心。调研机构Knometa Research、Yole Group和IC Insights的数据都显示，虽然近年来中国大陆目前成熟制程芯片的总体产能占比得到了快速提升，但是中国台湾地区仍占据了最大的产能。如果从头部的成熟制程芯片品牌厂商来看，欧洲厂商则占据了主导地位，其次是美国和日本。

以汽车芯片领域内的头部企业德州仪器为例，作为年营收近200亿美元的模拟芯片龙头，德仪有丰厚的现金应对价格战。尽管中国市场竞争激烈，但德仪在美国、欧洲市场都有不错的利润。2023年，尽管利润下滑，德仪净利仍达到65亿美元。同时，德仪也有不俗的成本控制能力来发动价格战。尽管模拟芯片的制程不再向更低的线宽演进，但以IDM（即垂直整合型芯片企业，集芯片设计、制造、封装测试于一体）模式运行的德仪一直在对芯片生产的工艺进行升级。到目前，TI的模拟芯片工艺已经演进到业界最领先的LBC10，每演进一代，都能带来良率的提升、芯片面积的缩减、原材料消耗的节省，最终带来更低的成本。并且，德仪以“普适性降价打击全体，针对性报价遏制（国产）大厂”的新策略开展在华业务，部分产品的中国市场报价比国际市场低50%。虽然在过去两年，因为芯片短缺，不少国内厂家都转向了国产芯片商采购货物，但随着国际巨头竞争力度的加大，本土企业后续的对抗能力恐怕未必乐观。

第二，就业内而言，普遍认为应当以成熟制程上的盈利来支撑尖端制程的研发。但是，就全球而言，近两年，由于普通工业品和消费品的消费趋势逐步走弱，成熟制程芯片的需求实质上是在不断走低，芯片巨头的主要盈利来源逐步集中于尖端制程产品和设备。近日，美光、博通和Marvell等厂商的警告声明均说明了这一点。就中国国内市场而言，虽然由于一系列的消费刺激政策，电动汽车等销量涨势明显，客观上带动了对芯片的需求，但是这种政策刺激作用的可持续性存疑。同时，由于内部竞争激烈，截至12月5日的Wind统计数据显示，国内芯片相关倒闭公司达14648家。从大致行业看，消费电子及贸易相关公司的破产倒闭相对较多，模拟芯片的相关企业经营也不容乐观。虽然这一趋势会令头部企业的产业支配力得以提升，但是国内头部企业的盈利和融资能力仍难以有效支撑尖端制程芯片研发，更何况是在受到越发严密封锁的情况下。而国际大环境也表明，即使国内成熟制程芯片的生产优势进一步提升且打开了国际市场，这一国际市场也未必可能提供真正理想的回报。

第三，还应当看到的一点，就尖端制程芯片而言，国内并不存在客观且强大的市场需求。近两年，国内智算中心建设可谓疯狂。截至2024年上半年，国内算力规模达到246 EFLOPS，智能算力同比增速超过65%，工业、教育、医疗、能源等多个领域算力应用项目超过1.3万个。但是，业内人士的调研发现，智算中心的平均出租率基本徘徊在20%-30%，部分企业级智算中心出租率只有10%。由于严重的供过于求，一台英伟达H100服务器（8卡）的租赁价格，从年初的12-18万元/月，降到目前的7.5万元/月，降幅在50%左右。以一个英伟达H100构成的千卡集群智算中心为例，前期投入成本约为3.5亿元，年维护成本约为5000万元，而20%平均出租率的收益连一半的正常运营成本都难以覆盖。换句话说，中国市场并不存在对尖端制程芯片的强大需求，连支撑其有效运营的需求也较为有限。在这种情况之下，即使研发出了有自主知识产权的尖端制程芯片，其市场需求支撑也难言可观。还需要看到的一点就是，这几年智算中心的建设得到了地方一系列政策支持，如资金补贴、税收优惠、土地供应等，而当下各地财政日益紧张，恐怕难再以强有力的政策手段来主动创造需求。

最终分析结论：

毋庸置疑的一点就是，面对西方多年的持续打压，中国的芯片产业依然取得了明显的进步和逐步积累了强大的实力（尤其是成熟制程领域）。但是，内外环境的变化和产业的演进态势表明，在尖端制程突破上，中国自身的技术能力越发受限，也难以提供持续性的资金和需求支撑。在未来较长时间内，5-7纳米基本就是中国芯片产业的技术上限。（ZC）