【導(dǎo)讀】最近中興公司被美國政府禁售電子元器件，面臨滅頂之災(zāi)，網(wǎng)上對我國的電子元器件行業(yè)的討論突然多了起來，各種自媒體也批量制造大批文章，但是很多消息并不準(zhǔn)確。我覺得我應(yīng)該寫點什么了。
本人是無線電專業(yè)本科，留學(xué)的通訊碩士專業(yè)，近二十年都做通訊行業(yè)的研發(fā)和管理工作，以軟件為主，硬件也長期接觸供應(yīng)鏈，平時注意搜集電子元器件行業(yè)的新聞，所以有一些心得。由于本人實際上不屬于電子元器件行業(yè)，文章中有差錯在所難免，不過我相信大方向是不會錯的。另外，我推薦大家看深圳寧南山的微博文章。他對中國的各個工業(yè)行業(yè)，尤其是IT電子業(yè)的資料搜集和思考是比較全面的。
總體來說，我國電子元器件行業(yè)近年來進(jìn)步很大，尤其在軍用電子元器件上，但是行業(yè)整體仍然面臨很多挑戰(zhàn)，不缺錢，主要缺技術(shù)積累，缺人才，仍然需要很長時間才能趕上世界先進(jìn)水平。對我國電子元器件行業(yè)的前景，我是謹(jǐn)慎樂觀的。
1. 什么是電子元器件
電子元器件所包含的產(chǎn)品范圍非常廣闊，從用量最大的各種電阻電容電感，到各種集成電路(CPU，F(xiàn)PGA, DRAM, Flash閃存芯片等等)，再到各種屏幕，各種接插件，連接器，各種光電元器件，感光元器件，攝像頭模組，各種電機(jī)，麥克風(fēng)，各種射頻元器件(射頻功放，濾波器，分頻器，開關(guān)器件，天線，電纜等等)，各種傳感器，各種功率器件，等等等等，甚至一些生產(chǎn)電子產(chǎn)品的材料都算，范圍超過一般人想象。當(dāng)前世界上正在量產(chǎn)的電子元器件SKU有兩三千萬種，如果加上過去幾十年間人類總共生產(chǎn)過的電子元器件，估計SKU有1.6億種以上。
電子元器件的生產(chǎn)廠家全世界也有大大小小數(shù)千家。有大廠如三星和英特爾，員工數(shù)十萬人，也有小廠只有幾個人(這還不算我國大量的山寨企業(yè))。是的，有些歐美名牌射頻天線和波導(dǎo)產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)員工只有十幾到幾十個人，名副其實的作坊式企業(yè)，但技術(shù)都有獨到之處。
從生產(chǎn)廠的投資額來講，需要投資最大的是擁有最先進(jìn)工藝的集成電路廠和各種屏幕廠，投資額基本在數(shù)百億人民幣到一千多億人民幣，這是建設(shè)一個廠的價格！當(dāng)然，如果不選擇最先進(jìn)的工藝，投資額要小很多。實際上大部分的集成電路產(chǎn)品并不需要采用最先進(jìn)的工藝，這點我下面詳細(xì)講。
大量的電子元器件品種并不需要像生產(chǎn)集成電路那樣的生產(chǎn)設(shè)備，也不需要那么大的投資。這些電子元器件說白了就是對金屬和一些材料的高精度加工，但要做好并不容易。下面舉幾個例子：
我們最常見，最低檔的，電子產(chǎn)品中用量最大的電阻和電容。普通民用的電阻和電容有兩大特點：
第一，需求量極大，每個電路板少則用幾十顆，多則用幾千顆。第二，價格極其低廉，貼片電阻和電容都是用紙帶包裝卷在圓盤上賣，可以直接用在SMT機(jī)的進(jìn)料口上，國產(chǎn)貨通常五千，一萬顆一卷的賣十幾元到幾十元。沒錯，每顆的價格還不到人民幣一厘錢。請看下圖。
但是，請記住，無論這類元器件有多便宜，只要焊到你的電路板上，只要有一顆壞了，就會讓你整個電路板報廢，無論你的電路板有多值錢。所以，我國的電子產(chǎn)品生產(chǎn)大廠，盡量避免使用國內(nèi)小廠的電阻電容產(chǎn)品，寧愿使用進(jìn)口的如三星，TDK等名牌廠家的產(chǎn)品，因為實在承擔(dān)不起損壞的風(fēng)險。
TDK和三星等名牌廠家的電阻電容，雖然他們的生產(chǎn)廠投資都不像集成電路那么大，我國中小企業(yè)一樣能投資得起，但在材料配比，生產(chǎn)工藝方面人家也有長期的積累，人家就是能生產(chǎn)幾百億顆都保證質(zhì)量的一致性，次品率極低。這是國內(nèi)廠家所達(dá)不到的。據(jù)說有國內(nèi)廠家去挖日本和韓國的電阻電容工程師，人家給多少錢都不來。所以雖然這類產(chǎn)品非常簡單，但直到現(xiàn)在國內(nèi)廠家在質(zhì)量上還是趕不上歐美日韓臺企業(yè)的產(chǎn)品。
今年年初以來，由于種種原因，國內(nèi)國際的電阻電容產(chǎn)品價格暴漲了好幾倍，華強(qiáng)北又暴富了一批炒貨的人，我國各大電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)非常頭疼卻沒有辦法。
再舉一個例子，射頻濾波器和波導(dǎo)類產(chǎn)品。這類產(chǎn)品除了有幾個大廠外，還有大量的歐美日中小企業(yè)生產(chǎn)。這類產(chǎn)品是通過電磁波的輻射，傳播，反射，感應(yīng)等原理來工作的，基本上就是金屬材料加工而成。在一個電路板上有幾條導(dǎo)線排成特殊的形狀，有特殊的尺寸，封裝到外殼里，焊接到電路板上就能起到濾波器的作用。這類產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備也簡單，也不需要大量投資，我國中小企業(yè)也投資得起。
但是，為什么金屬線排成這樣就能濾波？為什么形狀稍微變化一點性能就急劇下降？這里面有大量的基礎(chǔ)知識和經(jīng)驗積累，即所謂的know-how,那些歐美名牌企業(yè)都是積累了幾十年的經(jīng)驗，有他們的核心技術(shù),我國在這方面積累實在太少 。歐美日這類企業(yè)往往養(yǎng)著一批有多年經(jīng)驗的老工程師,五六十歲的都有，人家一輩子就干這個，生活平靜，一心做技術(shù).這樣的人靠砸錢是很難挖出來的.。 這里我想問一下國內(nèi)的電子產(chǎn)業(yè)或者IT產(chǎn)業(yè)，中國有這樣的社會環(huán)境，能讓五六十歲的普通工程師安心做技術(shù)，同時享有較高的社會地位么？ 中國媒體上凈是”30歲的總裁身價十幾億，你再不創(chuàng)業(yè)就晚了” “存款幾千萬才能財務(wù)自由”……有幾個工程師能安心到五六十歲還做技術(shù)？ 有幾個企業(yè)愿意養(yǎng)這樣的老工程師？
總之，電子元器件的品類太多了，即使是生產(chǎn)廠投資不大的，我國也缺乏技術(shù)積累，沒有辦法很快趕上去。關(guān)鍵是缺乏這方面的人才，很多時候，人才靠錢來挖都是挖不到的。
2. 集成電路是怎么回事
這是重點。先來一段百度百科上的介紹：
集成電路(integrated circuit)(縮寫IC)是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個管殼內(nèi)，成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu);其中所有元件在結(jié)構(gòu)上已組成一個整體，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進(jìn)了一大步。它在電路中用字母“IC”表示。集成電路發(fā)明者為杰克·基爾比(基于鍺(Ge)的集成電路)和羅伯特·諾伊思(基于硅(Si)的集成電路)。當(dāng)今半導(dǎo)體工業(yè)大多數(shù)應(yīng)用的是基于硅的集成電路。
集成電路技術(shù)包括芯片制造技術(shù)與設(shè)計技術(shù)，主要體現(xiàn)在加工設(shè)備，加工工藝，封裝測試，批量生產(chǎn)及設(shè)計創(chuàng)新的能力上。
下面是我自己寫的：
人人都聽說過摩爾定律，當(dāng)價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。有一段時間，人們說摩爾定律失效了，英特爾自己都做不到了，也有人說實際上IC行業(yè)發(fā)展比摩爾定律更快了。不論如何，全球半導(dǎo)體企業(yè)一直投入巨資研究新的制程工藝，其標(biāo)志就是集成的半導(dǎo)體元件的線寬。每一次制程工藝的進(jìn)步，都帶來更小的線寬，更小的功耗，更高的工作頻率，能夠集成更多的元件，有更強(qiáng)的性能。
線寬：注意，1毫米=1000微米=1000000納米，一千倍的關(guān)系。從我對半導(dǎo)體行業(yè)有印象的時候開始，半導(dǎo)體行業(yè)最先進(jìn)的制程工藝從幾十微米到幾微米，再到幾百納米, 130納米，65納米，45納米，28納米，20納米，16納米，14納米，10納米，直到今年三星就要量產(chǎn)的7納米， (中間可能還有個別其它的線寬)。每隔兩三年就更新一代， 但是基于這些線寬，各個廠家仍然有不同的工藝技術(shù)。 有時候線寬也只是一個商業(yè)宣傳噱頭，因為IC電路上的每一個晶體管都是由多種半導(dǎo)體材料搭建而成，每種材料的形狀和線寬都可能不同，廠家選擇最窄那個宣傳，仿佛水平最高，實際上也許不那么高。比如網(wǎng)上有很多討論,英特爾的20納米制程工藝在實際效果上要強(qiáng)于臺積電的16納米制程工藝。所以我們在評價一個IC廠的制程工藝是否先進(jìn)的時候，線寬是一個重要的參考，但不是唯一的。
晶圓(Wafer)：晶圓是圓柱形的單晶硅切割成的圓形硅薄片，所有的IC都是在晶圓上加工而成的，然后經(jīng)過切割和封裝、測試，就是芯片成品。顯然，晶圓越大，能在晶圓上制造的IC就越多，成本就越低。所以在半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的近幾十年里，晶圓的尺寸不斷加大，從4英寸、6英寸、8英寸發(fā)展到現(xiàn)在的主流12英寸，未來會有更大的晶圓。原理上講，用多少納米線寬的制程工藝和晶圓的尺寸沒有必然的聯(lián)系，7納米也可以用4英寸晶圓，但實際上IC工廠通常會采用那個時代最大的晶圓來降低成本。
投資和行業(yè)：摩爾定律只告訴你了IC工藝如何進(jìn)步，但沒告訴你建造IC工廠的投資如何增長。實際上每一代制程工藝的進(jìn)步，新建工廠所需投資都大幅度增長。從70年代的幾千萬美元，到幾億美元，十幾億美元，幾十億美元，上百億美元，而最近三星，英特爾和臺積電投資的7納米生產(chǎn)廠，投資額都已經(jīng)超過二百億美元。這種天價的建設(shè)成本帶來兩種后果：第一，是小國或者新進(jìn)入IC行業(yè)的國家，已經(jīng)沒有經(jīng)濟(jì)實力追求最先進(jìn)的制程工藝了。臺灣和韓國都是舉政府之力全力支持，并且從幾十年前IC工廠所需投資還沒那么大的時候就進(jìn)入行業(yè)，經(jīng)過以廠養(yǎng)廠的良性循環(huán)，利用舊工廠的高利潤才能撐得起對新廠房的投入。而投入稍微不足，便一步落后步步落后，如今歐洲和日本的IC企業(yè)都已經(jīng)無力再追尋最先進(jìn)的制程工藝了。全世界最先進(jìn)的IC制程工藝只掌握在三家公司手中：三星，臺積電，英特爾。而目前唯一有可能趕上來的，就是中國。第二個后果，就是如此高價的廠房，靠自家的產(chǎn)品一般都無法填滿產(chǎn)能，帶來的后果就是自家產(chǎn)品的成本飆升。為了填滿產(chǎn)能，攤平成本，所有掌握最先進(jìn)工藝的廠家都必須為其它公司代工。這就導(dǎo)致了IC行業(yè)分化為沒有工廠只有設(shè)計和市場部門的FABLESS企業(yè)，和為其它企業(yè)代工生產(chǎn)的FAB公司。臺積電是只有代工，沒有自己品牌IC產(chǎn)品的。三星和英特爾都有自己品牌的IC產(chǎn)品，但也為其它企業(yè)代工。世界上也有一些IC企業(yè)，在特定的行業(yè)里市場占有率高，而IC工廠的制程工藝并不高，成本也不高，這些企業(yè)是不用給別家代工的，自己生產(chǎn)自己設(shè)計的IC就夠。
沒有IC工廠的設(shè)計企業(yè)有很多，比如華為海思，AMD，NVIDIA，高通，MTK，博通，等等等等。網(wǎng)上有人說華為海思的芯片是臺積電代工的，所以華為海思不牛，這個觀點是錯的。通訊行業(yè)霸主高通就沒自己的IC廠，所有產(chǎn)品都是臺積電或者三星代工生產(chǎn)的，你敢說高通不牛?華為不止是手機(jī)CPU是自己設(shè)計，它的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中用的交換機(jī)芯片，路由器芯片，和電源管理等等很多芯片都是自己設(shè)計找FAB廠代工的。華為是核心電子元器件自主率最高的中國企業(yè)，當(dāng)然，它也有大量的電子元器件需要進(jìn)口。
中國的IC行業(yè)水平：
這里就是重點中的重點了。中國的經(jīng)濟(jì)實力是在最近十年左右才爆發(fā)性增長的。由于IC FAB工廠所需投資額巨大，十幾年前中國實際上沒有多少錢投入，水平落后是必然的。再加上科研體制的問題，早期有一幫公司靠打磨進(jìn)口芯片冒充自己的產(chǎn)品，造成了極其惡劣的影響，首當(dāng)其沖的就是“漢芯”，以至于網(wǎng)上一有新聞?wù)f中國什么芯片獲得突破，立即有人蹦出來說：是打磨掉人家的標(biāo)打上自己的標(biāo)的吧? 這種情況直到近些年才有所改觀。
首先看IC制造FAB企業(yè)的水平：中國目前(2018年初)最先進(jìn)的IC制程工藝是中芯國際和廈門聯(lián)芯的28納米制程。廈門聯(lián)芯的28納米良品率已經(jīng)超過95%，而中芯國際的28納米良品率還不高，實際上對這一工藝還沒完全搞利索。而中芯國際已經(jīng)把14納米制程作為研發(fā)重點，爭取在2019年底之前量產(chǎn)。另外臺積電在南京投資的16納米工廠，目標(biāo)是2018年底量產(chǎn)。
那么世界最先進(jìn)水平呢？上周剛剛爆出的消息，三星的7納米制程剛剛量產(chǎn)成功，而且是應(yīng)用了ASML最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)完成的。而臺積電沒有使用EUV光刻機(jī)的7納米工藝要到今年底才能量產(chǎn)，英特爾會更晚些。使用EUV光刻機(jī)未來可升級到更先進(jìn)的5納米制程。
這樣看來，中國的IC制程技術(shù)比世界最先進(jìn)水平落后兩代以上，時間上落后三年多(臺積電和三星的14/16納米制程工藝都是在2015年開始量產(chǎn)的)。這實際上就是美國對中國大陸IC制造設(shè)備的禁運目標(biāo)。IC制造設(shè)備種類非常多，價格都非常昂貴，其中最重要的是光刻機(jī)。光刻機(jī)的生產(chǎn)廠家并不多，在28納米以上線寬的時代，日本的佳能和尼康都能制造(對，就是造單反相機(jī)的那個佳能和尼康)，但是IC制程工藝進(jìn)步到十幾納米以下時，佳能和尼康就落后了，基本退出了光刻機(jī)市場。目前，世界上唯一的光刻機(jī)廠家就剩下ASML。ASML是荷蘭飛利浦公司的半導(dǎo)體部門拆分出來的獨立公司(飛利浦半導(dǎo)體部門拆分出的另一家公司是NXP恩智浦，最近美國高通公司要收購NXP，需要得到中國政府的批準(zhǔn)，趕上美帝對中興禁運，那么，就拭目以待吧)。ASML的主要股東是飛利浦，但三星，臺積電和英特爾都占有股份。去年底, ASML的中國區(qū)銷售總監(jiān)對媒體說，ASML最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)對中國沒有禁運。但是美國政府又的確有禁運的指示。那么,到底禁運不禁運？這個問題得這么看：
ASML每年光刻機(jī)的產(chǎn)量只有不多的幾十臺,每臺賣一億多美元，只能優(yōu)先供應(yīng)它的主要股東。對，就那三個最先進(jìn)的IC廠家：三星、臺積電、英特爾，中國企業(yè)如果訂貨得排在后面等，交貨期將近兩年，交貨后生產(chǎn)線調(diào)試，工藝調(diào)整還要一年左右，加到一起，從下訂單到量產(chǎn)要至少三年。這樣通過正常的商業(yè)邏輯和流程，就能達(dá)到美國政府制定的，讓中國落后于最先進(jìn)IC工藝至少三年的目標(biāo)。那美國政府何必要蹦出來說禁運呢?
但是在這里必須說明，中國IC制程落后的最主要原因，并不是買不到光刻機(jī)，或者是光刻機(jī)到貨太晚。最主要的原因在于沒有足夠的人才和技術(shù)！現(xiàn)狀就是，即使把所有最先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備都馬上交給中國IC制造企業(yè)，中國IC企業(yè)在三年內(nèi)也沒有能力量產(chǎn)最先進(jìn)的IC制程。事實上中芯國際目前就有14納米制程的全套設(shè)備，而他們的28納米制程都沒整利索。再說一遍：最大的瓶頸在于缺乏技術(shù)和人才。
IC生產(chǎn)工藝異常復(fù)雜，是人類目前生產(chǎn)的最復(fù)雜的產(chǎn)品，沒有之一，有了最先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，就比如給了我最高級的畫筆和顏料，我仍然畫不出一幅能看的畫來，因為我根本不會畫畫，不知道怎么落筆，怎么鉤線，怎么涂色。用IC生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)IC，需要經(jīng)過大量的工藝研發(fā)，需要知道用什么材料，制作成什么形狀，怎么布局，等等，才能保證良品率。而中國懂這些技術(shù)的人才太少太少。中國自己的大學(xué)微電子專業(yè)離業(yè)界先進(jìn)水平太遠(yuǎn)，培養(yǎng)出的合格工程師太少。這也解釋了，為什么中國的IC制造企業(yè)大量高薪挖臺灣日本韓國的IC制造人才。指望買到最先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，短時間就趕上世界最先進(jìn)水平是不現(xiàn)實的。技術(shù)的積累和人才的培養(yǎng)都需要很長時間。
那么到底有沒有機(jī)會趕上呢？也許未來5年左右是個彎道超車的機(jī)會，但要看運氣。原因在于，新一代制程工藝對于半導(dǎo)體線寬的縮小不是無限制的。業(yè)界普遍認(rèn)為，以目前的工藝技術(shù)，到了3納米以下的時候，電子在半導(dǎo)體內(nèi)的流動就不是按照我們所理解的理論來走了，而是會遇到神秘的量子效應(yīng)，當(dāng)前的工藝技術(shù)就失效了。各大領(lǐng)先企業(yè)都投入巨資研發(fā)全新的工藝和技術(shù)，試圖突破這一限制，媒體上經(jīng)常能見到某某公司又有什么突破。但到目前為止，還見不到實用的技術(shù)突破。所以，也許，在5年之內(nèi)，各領(lǐng)先企業(yè)都會停滯在3納米制程附近，正是中國趕上來的好機(jī)會。但是也有可能，未來5年真會有技術(shù)突破，那么領(lǐng)先企業(yè)還會繼續(xù)領(lǐng)跑，中國還得在后面苦苦追趕。
不過IC制程工藝未來有一個發(fā)展方向是實用的并且已經(jīng)在閃存行業(yè)應(yīng)用了：那就是向多層發(fā)展，3D堆疊。目前三星已經(jīng)量產(chǎn)64層堆疊的NAND Flash芯片，正在開發(fā)96層堆疊的技術(shù)，中國紫光剛剛量產(chǎn)32層堆疊的NAND Flash芯片，64層的計劃到2019年才能量產(chǎn)。而除了閃存芯片之外的CPU類IC，目前都是平面的一層，未來肯定會向多層發(fā)展，能夠成多倍地提高IC的集成度。這種技術(shù)也是中國企業(yè)需要突破的。
但是，除了對速度和功耗有極致要求的一些IC需要追求最先進(jìn)的制程工藝外，比如各種CPU和GPU等，其它大部分的IC產(chǎn)品實際上并不需要使用最先進(jìn)的制程工藝。實際上，目前業(yè)內(nèi)公認(rèn)性價比最高的制程工藝是28納米，而這一工藝正在被中國大陸企業(yè)掌握。還有一個事實就是，28納米工藝的營業(yè)額目前是臺積電所有工藝?yán)镒罡叩?。只要把這塊市場拿下，做大，中國的IC企業(yè)就能占據(jù)大半江山了。
再說說FABLESS IC設(shè)計企業(yè)。這個行業(yè)中國進(jìn)步是比較快的，當(dāng)然這也和能買到現(xiàn)成的IC設(shè)計方案有關(guān)(業(yè)內(nèi)叫IP core)，其中最有名的就是ARM架構(gòu)的CPU了。2017年底，中國大陸的FABLESS企業(yè)的營業(yè)額已經(jīng)超過了臺灣，而且還在高速發(fā)展中。
這里可以舉一個每個人都用的產(chǎn)品的例子：手機(jī)CPU。目前世界上擁有自主CPU的智能手機(jī)廠家只有四個：三星，蘋果，華為(麒麟處理器)，小米(小米的松果CPU是基于大唐的技術(shù))。而世界上的手機(jī)生產(chǎn)企業(yè)能外購到的智能手機(jī)CPU也只有四家的產(chǎn)品：高通，聯(lián)發(fā)科(MTK)，三星(魅族最愛用)，紫光展銳。蘋果，華為和小米的CPU不外賣。不過，最近華為的麒麟970 CPU開始向聯(lián)想K9 Plus手機(jī)供貨了，不知是不是在中國政府的壓力下華為才放開的。另外，去年聽說，小米的松果CPU也和生產(chǎn)諾基亞品牌手機(jī)的HMD公司簽訂了一個意向書。紫光展銳的智能手機(jī)CPU主要用在低端手機(jī)上，但是別看低端，2017年紫光展銳的營業(yè)額及市場占有率都和臺灣聯(lián)發(fā)科MTK相差無幾了，在大陸市場的推動下，超過聯(lián)發(fā)科是必然的事。
不要認(rèn)為國內(nèi)智能手機(jī)CPU企業(yè)都靠買ARM的IP core，沒什么了不起。要知道，數(shù)年以前美國買ARM方案做手機(jī)CPU的IC企業(yè)可有不少，比如NVidia，Marvell，TI。他們后來都退出了智能手機(jī)CPU市場。而中國這幾家企業(yè)堅持下來了并且發(fā)展壯大，很了不起。
在很多產(chǎn)品線上，比如WIFI芯片，藍(lán)牙芯片，交換機(jī)芯片，F(xiàn)PGA芯片，中國的FABLESS企業(yè)都有布局，都有產(chǎn)品，只不過產(chǎn)品還比較低端，占據(jù)高端的都是國際大廠。那么怎么才能走向高端？高端芯片比低端芯片強(qiáng)的主要不在制程工藝上，甚至低端芯片的制程工藝和高端芯片可能是一樣的甚至更高。高端芯片高在這幾個方面：1.擁有專利，甚至寫入了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 2.能領(lǐng)導(dǎo)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的升級，性能更好功能更多。3.在推出時間上能領(lǐng)先低端廠家，吃掉產(chǎn)品生命周期中利潤最豐厚的時段。以WIFI芯片為例：國際大廠如英特爾，博通，Marvell等，都養(yǎng)了一大批研究人員，對未來幾年的技術(shù)進(jìn)行研究，同時在IEEE的WIFI標(biāo)準(zhǔn)化組織里投遞研究成果，和同行PK，爭取把自己的專利寫進(jìn)下一版標(biāo)準(zhǔn)中去。同時工程部門同步做實現(xiàn)，能在IEEE開會的時候拿出樣品做成果展示。當(dāng)WIFI標(biāo)準(zhǔn)一定稿，立即推出產(chǎn)品。國內(nèi)做WIFI芯片的小廠根本沒有這個實力參與這個游戲，只能等WIFI新版標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之后， 拿到文檔，仔細(xì)研究，然后研發(fā)生產(chǎn)。更多的時候，最新標(biāo)準(zhǔn)還無法實現(xiàn)，只能生產(chǎn)老版標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。這就是低端產(chǎn)品和高端產(chǎn)品的主要差別。
總之，在FABLESS設(shè)計行業(yè)，我國企業(yè)的布局已經(jīng)展開，發(fā)展迅猛。主要的問題是，仍然有一些空白點需要填補(bǔ)，已有的產(chǎn)品偏向低端，需要慢慢向高端拓展。
3. 我國的軍用電子元器件行業(yè)
和民用電子元器件市場90%以上靠進(jìn)口不同，我國軍用電子元器件由于一直受到美國禁運，國家投入得早，基本上在1999炸館事件之后就開始大規(guī)模投入，堅持了將近20年的高強(qiáng)度投入，最近這些年終于開花結(jié)果，大部分的軍用電子元器件都有突破，到今天自給率已經(jīng)接近80%。實際上，總裝備部在采購軍用設(shè)備的時候，有一項要求是國產(chǎn)化率必須達(dá)到70%。有人說，那是買進(jìn)口芯片打自己的標(biāo)吧？呵呵，像漢芯那樣騙資金在地方也許可行，但你對中央軍委和總裝備部玩兒這套，活膩歪了吧?我們的國產(chǎn)化率是實打?qū)嵉?。?dāng)然這里面有仿制品，我就聽說過某研究所通過特殊渠道買來禁運的TI高端DSP芯片，一層一層地磨開，一層一層地了解結(jié)構(gòu)，仿造設(shè)計，兩三年后推出模仿得一摸一樣的DSP。當(dāng)然也有正向設(shè)計成功的，去年底公布的電科14所的華睿2號DSP性能已經(jīng)接近TI的高端DSP了。
首先我們應(yīng)該明確，軍用電子元器件和民用產(chǎn)品的要求有所不同。民用產(chǎn)品一定把性能，功耗，成本都放在高優(yōu)先級考慮，而軍用電子元器件則是把可靠性，環(huán)境適應(yīng)性，抗各種輻射干擾等放在最高優(yōu)先級考慮。
難道軍用CPU不追求性能嗎？答案是不像民用產(chǎn)品那么追求。比如，Windows10，你打開菜單，可以看出菜單是用一種漸進(jìn)式的動作彈出的，所有人機(jī)界面都有一種三維視覺效果，陰影，半透明，淡入淡出，這些花里胡哨的效果都需要CPU和GPU在后臺拼命計算。而軍用電子產(chǎn)品的界面以簡潔明了為第一要求，可以看看F22戰(zhàn)斗機(jī)的座艙顯示器，都是以簡單的線條為主，對CPU的速度要求沒那么高。事實上，F(xiàn)22戰(zhàn)斗機(jī)的寶石柱航電系統(tǒng)，采用的是486CPU，而當(dāng)今世界最先進(jìn)的F35寶石臺航電系統(tǒng)，采用的是英特爾早期酷睿處理器,65納米制程工藝的。
按照工作環(huán)境溫度范圍和抗輻射能力從低到高排列，電子元器件的等級基本可以劃分出四等：民用級，工業(yè)級，軍用級，航天級。民用級電子元器件基本只能工作于室溫下，抗輻射抗干擾能力很低。工業(yè)級可工作于戶外和工業(yè)車間環(huán)境，工作溫度范圍更廣，有一定抗干擾能力。軍用級則可在更嚴(yán)酷的環(huán)境下工作。航天級是頂點，可在宇宙空間中工作，有太陽直射時能達(dá)到零上二百多度，處于陰影之中是零下一二百度，還有各種輻射包括X光，阿爾法粒子，電磁波等等的強(qiáng)輻射，民用電子元器件一上去就完蛋。
所以軍用IC和民用IC的生產(chǎn)有很大不同：
1. 軍用IC通常用不著最先進(jìn)的制程工藝，有些功率器件還特別需要更大的線寬來承載大電流。要知道美國軍用電子元器件的兩大楚翹，TI和 ADI，都沒有英特爾臺積電和三星那種頂級制程工藝的工廠。砷化鎵，氮化鎵微波功率器件，MEMS微波器件，使用的制程工藝線寬更大，通常是幾十微米級。
2. 軍用IC的使用的材料，制造工藝和封裝工藝都和民品不太相同，都是為了達(dá)到嚴(yán)酷的工作環(huán)境和可靠性要求。
我國軍用電子元器件的生產(chǎn)企業(yè)以國家隊為主，主要的單位列在下面：
CETC中國電科集團(tuán)：石家莊13所，南京55所，成都29所。產(chǎn)品覆蓋射頻，CPU，F(xiàn)PGA，光電，CCD等等很大的領(lǐng)域。
CASC中國航天集團(tuán)：北京772所，西安771所，704所。產(chǎn)品主要是航天級防輻射電子元器件，從CPU，F(xiàn)PGA，SRAM到射頻，再到各種傳感器等等。
AVIC中國航空技術(shù)集團(tuán)：洛陽158廠：各種接插件和連接器。
另外中科院和中國兵器集團(tuán)下面也有專門做電子元器件的研究所，這里就不都列出來了。除此以外，有些民營企業(yè)也在做軍用電子元器件，做得也不錯。
國內(nèi)軍用IC企業(yè)建設(shè)了多條6英寸和8英寸晶圓生產(chǎn)線，制程工藝我知道的最先進(jìn)的是45納米的，有沒有更先進(jìn)的不清楚。
有些人對這些國營研究所的印象還停留在幾十年前，大概就是一座七十年代建的大破樓，里面人浮于事，一張報紙一杯茶混一天。這種印象已經(jīng)徹底過時了。以石家莊電科13所為例，如果你去他們在合作路的老院子，那確實符合老派研究所的印象，但是在鹿泉開發(fā)區(qū)，13所有一大片F(xiàn)AB廠房，是真正的國際大廠的范兒。他們內(nèi)部的管理體制，雖然不像外企公司那樣的規(guī)范高效，但也絕不是人浮于事。說到待遇，在石家莊有兩個電科研究所，13所和54所，給新畢業(yè)碩士的基本月工資都是一萬元人民幣起，還有獎金。在石家莊這個待遇是相當(dāng)有吸引力了。
這里列幾個這些研究所和工廠的成就：
a. AVIC洛陽158廠也叫中航光電，他們的各種工業(yè)級接插件和連接器產(chǎn)品，2017年向芬蘭諾基亞供貨1.5億元人民幣，向瑞典愛立信供貨9000萬元人民幣。另外向歐洲ABB，西門子集團(tuán)也大量供貨。
不要瞧不起接插件和連接器，有些技術(shù)含量非常高，158廠有的高級連接器，可以同時連接電線，光纖，同軸電纜，和液冷管道，并且連接器可以旋轉(zhuǎn)，里面的線路不受影響！(用在旋轉(zhuǎn)的雷達(dá)上)
下面的圖片是精華：都是導(dǎo)彈用，飛機(jī)用，超級計算機(jī)用的高級光連接器，價格在數(shù)千元至上萬元人民幣一根，高價格高利潤。(光纖連接器產(chǎn)品是中航光電與海信合資生產(chǎn)的)
b. CETC中國電科13所的產(chǎn)品更廣。軍迷們掛在嘴上的AESA相控陣?yán)走_(dá)的MMIC TR組件，砷化鎵，氮化鎵功率器件，這些都早已量產(chǎn)。當(dāng)然不能說白菜化，因為成本和美國比并無多大優(yōu)勢。MMIC是單片微波集成電路的縮寫，用在雷達(dá)和軍用通訊器材上比較多，而民用通訊也用得上，這是13所很看重的領(lǐng)域。他們的射頻元器件已經(jīng)在向中興華為供貨了，主要用在基站上。這類元器件也是高價格高利潤的。除了通訊基站意外，未來無人駕駛汽車用的毫米波雷達(dá)上也用得到。
c. CETC中國電科55所的產(chǎn)品線70%和13所重疊，他們更重視民用產(chǎn)品研發(fā)。附件有個照片是我自己在展會上拍的，是55所出的8*8單元相控陣天線，是為未來5G基站準(zhǔn)備的，目前大唐在測試。這個產(chǎn)品目前功耗還比較大，未來一兩年將優(yōu)化到微型基站可用的地步。未來的5G通訊系統(tǒng)將全部采用智能天線波束合成技術(shù)，目前我們看到的諾基亞，愛立信，中興和華為展示的5G天線，還全都是分立器件，體積有熱水器那么大。而55所的這個產(chǎn)品只有一盒撲克牌那么大，這才是未來。
d. 今年初法國總統(tǒng)馬克龍訪華，帶來法國軍工企業(yè)泰勒斯Thales集團(tuán)的質(zhì)量總監(jiān)，給航天772所(也叫北京微電子研究所，縮寫B(tài)MTI)頒發(fā)了質(zhì)量證書，這標(biāo)志著772所進(jìn)入了Thales的供應(yīng)鏈。據(jù)Thales質(zhì)量總監(jiān)說，在考察772所之前，他們以為中國的航天級電子元器件非常落后，考察完之后認(rèn)為，772所的水平和美國最先進(jìn)水平只有1到2年的差距。而俄羅斯這幾年一直采購中國造的軍用電子元器件。2017年772所向俄羅斯出口了X千萬美元的航天級電子元器件?，F(xiàn)在可以說，沒有中國造的電子元器件，俄羅斯連衛(wèi)星都造不出來。
e. 電科11所今年初開發(fā)成功了2.7K*2.7K的紅外焦平面探測器，而美國目前最高水平是雷聲公司的4K*4K分辨率紅外焦平面探測器。我們的差距并不遠(yuǎn)。
f. 我國計算機(jī)用的CPU產(chǎn)業(yè)也有所發(fā)展，目前看，這些產(chǎn)品在商業(yè)上不太成功，但可以用在軍用和政府IT系統(tǒng)中，完全自主化，解決了國家安全問題。從龍芯(MIPS架構(gòu))，海光和兆芯(X86架構(gòu)，從AMD和VIA取得授權(quán))，申威(購買DEC alpha架構(gòu))，再加上一些交換芯片，arm架構(gòu)的處理器，中國基本上能實現(xiàn)整個計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的全自主。下圖是電科15所下屬太極計算機(jī)公司提供的全自主軟硬件平臺。有人會說，這些平臺的操作系統(tǒng)都是用開源Linux改的，數(shù)據(jù)庫基本是基于開源SQL改的，我們只做了寫應(yīng)用層的軟件比如WPS，還不如微軟OFFICE好用。但是你想想，世界上能提供這樣的全自主平臺的國家有幾個？除了美國，只有中國了吧？你可以說，日本德國這樣的國家也有能力搞，只不過一方面他們戰(zhàn)略上沒有壓力一方面商業(yè)上不合算，所以他們沒搞。這可能是事實，但是我們做到了，就是了不起的。據(jù)我所知，俄羅斯對我們這套自主平臺可是羨慕不已呢，已經(jīng)有些談判，打算購買了。
總體來說，中國軍用電子元器件國產(chǎn)化率比較高，但還有20%左右需要進(jìn)口，其中大部分通過特殊渠道是比較容易買得到的。但的確有些高端的產(chǎn)品難以買到，主要集中在高端DSP，高端AD/DA變換器等領(lǐng)域。這些高端的產(chǎn)品一般是按訂單生產(chǎn)，市場上沒有存貨。比如雷聲公司要造一批雷達(dá)，向TI公司訂購1000片DSP，TI公司會單獨開動生產(chǎn)線生產(chǎn)，從交貨到雷聲公司入庫，都有美國安全部門監(jiān)控。除非雷聲公司有內(nèi)鬼往外賣，否則市場上根本就買不到。對于這些產(chǎn)品，我相信在我國軍工企業(yè)的努力下，一定能實現(xiàn)國產(chǎn)化。
4. 中興怎么辦？中國怎么辦？
這次中興被美國政府禁售電子元器件，麻煩很大?；旧鲜菧珥斨疄?zāi)。雖然被禁售的美國產(chǎn)電子元器件有可能找到日本歐洲乃至國產(chǎn)貨代替，但是所需時間太長，原因如下：
導(dǎo)入替代電子元器件并不是一件容易的事。對于一個從未用過的元器件，需要經(jīng)過大量的測試，需要很長的時間，下面是一些例子：
a. 最容易替代的是一些電阻電容類的無源器件?；旧现灰鲆话嫘碌碾娐钒錚CBA，經(jīng)過一段時間的可靠性測試，就可以量產(chǎn)?？偣残枰难邪l(fā)時間也就是數(shù)周。
b. 如果是涉及到無線電的射頻器件，替換起來就麻煩多了。因為這些射頻元器件直接影響到產(chǎn)品發(fā)射出去的電磁波，除了新PCBA需要經(jīng)過可靠性測試以外，無線部分還需要送交第三方實驗室進(jìn)行無線方面的測試，比如諧波，雜散方面的測試，取得相關(guān)國家和地區(qū)的政府認(rèn)證，比如歐盟的CE，美國的FCC認(rèn)證。而且在研發(fā)方面還涉及軟件參數(shù)的調(diào)整。這個流程至少需要數(shù)月時間。
c. 如果是產(chǎn)品的核心處理器要更換，那就更麻煩了，因為這涉及到軟件。如果新的處理器所用的操作系統(tǒng)和原來的都不一樣，那就相當(dāng)于整個產(chǎn)品重新研發(fā)一遍。甚至原來十幾年在原有操作系統(tǒng)上所積累的大量軟件代碼，全都需要移植甚至重新編寫。整個新電路板PCBA需要把所有的測試流程都重跑一遍。整個流程需要的時間就是數(shù)月乃至數(shù)年了。
總之，即使有替代品，中興公司也會面臨數(shù)月乃至數(shù)年沒法出貨。更何況，可能真的有些元器件只有美國能生產(chǎn)，其它國家沒有，這就沒辦法了。請記住，電子產(chǎn)品中涉及的電子元器件成百上千，有一顆你買不到，你的產(chǎn)品就造不出來。手機(jī)行業(yè)有一個經(jīng)典的風(fēng)險控制失敗的例子，就是愛立信手機(jī)，由于研發(fā)時沒有選擇更多供應(yīng)商，愛立信手機(jī)的幾顆重要芯片全都由飛利浦美國新墨西哥州工廠生產(chǎn)，結(jié)果2000年3月該工廠發(fā)生火災(zāi)，導(dǎo)致愛立信手機(jī)至少半年不能出貨，最后愛立信被迫宣布退出手機(jī)市場, 之后重新與索尼合資成立索愛。中興這次遇到的問題可比當(dāng)年愛立信嚴(yán)重得多，確實是滅頂之災(zāi)。
所以我個人的看法，這次中興自己去跪舔美國政府是沒什么用的，唯一的希望就是中國政府采取措施，在貿(mào)易戰(zhàn)上為中興爭取機(jī)會。最近不是美國高通公司要收購恩智浦公司，需要中國政府批準(zhǔn)么？這簡直是送子彈上門啊。
從另一方面講，中國政府必須把電子元器件行業(yè)尤其是IC行業(yè)作為發(fā)展的重中之重了。
網(wǎng)上有些文章做情緒性地宣泄，說什么中國市值第一的是茅臺，讓我們揮舞著茅臺酒對抗英特爾吧。還有人說，共享單車燒錢五六百億，怎么不見中國政府投資電子元器件產(chǎn)業(yè)呢？說這樣的話的人是對中國近些年在電子元器件行業(yè)的投資一無所知。下面我就做些介紹。
中國對民用電子元器件行業(yè)大規(guī)模投資是近十年內(nèi)才開始的，之前經(jīng)濟(jì)實力不足，實在沒錢投那些天價的工廠。而近些年來的投資，非常有針對性。2017年全球電子元器件的總市場是4000多億美元，中國占了一半多，約2300多億美元。這其中90%以上靠進(jìn)口。進(jìn)口額最大的是各類屏幕和閃存內(nèi)存芯片，約有七八百億美元。屏幕方面，LCD是現(xiàn)在的技術(shù)，OLED是未來的技術(shù)，韓國三星電子的AMOLED屏幕占了全球95%的份額。閃存和內(nèi)存方面，三星和韓國海力士占全球70%的市場份額。如果拿下屏幕和內(nèi)存閃存的市場，我們的進(jìn)口電子元器件就會減少至少三分之一。那么就看看中國在這兩方面的產(chǎn)業(yè)布局吧：
八個OLED廠子在建，每個投資額都是四五百億人民幣！都在未來兩年內(nèi)量產(chǎn)！可以預(yù)計，兩年之后，三星對OLED產(chǎn)業(yè)的壟斷將被徹底打破。
另外LCD面板廠，在過去十年，我國已經(jīng)建設(shè)起了十幾個，目前還有幾個高世代LCD面板廠在建設(shè)，每個投資額也是四百億人民幣以上。
屏幕廠的世代線劃分是按照基板的尺寸決定，基板越大，世代越高。AMOLED目前最高的就是6代線。LCD最高的是10.5代線。屏幕都是從基板上切割下來的，每世代線都有一個最經(jīng)濟(jì)的切割方法，通常是切割成6塊相同的屏幕。去年底京東方合肥10.5代線量產(chǎn)，最經(jīng)濟(jì)的切割方法是切割成6塊75寸屏幕面板。這是目前世界上最先進(jìn)的LCD生產(chǎn)線。京東方為了保證利潤率，偏向于將75寸面板做成8K分辨率。所以今年下半年，我們將會看到一批國產(chǎn)電視機(jī)上市，75寸8K分辨率。
這是已經(jīng)開工建設(shè)的閃存和內(nèi)存廠。注意投資額的單位，B是指Billion，10億美元。是的，長江存儲的投資額是240億美元！是的，紫光南京DRAM工廠投資額是105億美元。紫光控股了長江存儲。說句實話，長江存儲的產(chǎn)能只是三星的一個零頭，技術(shù)上也比三星落后一代(我在前面講過，三星目前在量產(chǎn)64層堆疊，明年將量產(chǎn)96層堆疊，而長江存儲今年剛量產(chǎn)32層堆疊，明年將量產(chǎn)64層堆疊)，但是，三星已經(jīng)無法再控制閃存的價格了。更何況紫光的胃口不止一個長江存儲，紫光規(guī)劃在南京和成都各再建一個3D NAND Flash工廠，總投資500億美元。
上面總結(jié)的只是目前國內(nèi)大筆投資電子元器件行業(yè)的一部分，民用IC企業(yè)還有中芯國際的14納米工廠，還有其他一些公司的工廠，投資額都是動輒四五百億人民幣起。還有人抱怨中國風(fēng)投燒了五六百億在共享單車上嗎？和中國在電子元器件產(chǎn)業(yè)的投資比起來，共享單車燒的那點兒錢算個屁。
可以預(yù)測，兩三年后，中國民用電子元器件的國產(chǎn)化率將會有一個飛躍。最大的利空是韓國三星，因為中國挑選的第一個戰(zhàn)場都是三星的當(dāng)家產(chǎn)品。想當(dāng)年三星手機(jī)因為電池爆炸事件市場占有率急跌，而三星利用它在閃存市場的壟斷地位，讓閃存的價格漲了三四倍，結(jié)果當(dāng)年三星集團(tuán)不但沒有因為手機(jī)銷量巨降而虧本，反而盈利數(shù)百億美元。這樣的好日子不會再有了。估計未來三星會打出降價牌以打擊中國新生的屏幕和內(nèi)存閃存企業(yè)，我們不用怕，有發(fā)改委在，玩兒死它！
毫無疑問，這次中興事件后，中國政府會更加瘋狂地投資電子元器件行業(yè)。除了砸錢以外，還有更多的政策扶持。最近幾周我就聽說，滿足條件的集成電路企業(yè)可免5年企業(yè)所得稅。這兩天我在幾個投資人的微信群里，見到投資人非常踴躍，投資行業(yè)每年都會推一個“風(fēng)口”概念，毫無疑問，今年的風(fēng)口將是電子元器件制造業(yè)。早在去年初，我有個深圳的朋友和深圳華強(qiáng)北的一群電子元器件分銷大佬們吃飯，其中有幾個大佬靠打磨二手芯片冒充新品發(fā)財，所有的人都看好投資芯片封裝廠甚至晶圓廠，打造自己的品牌。這是行業(yè)底層的動力！我相信，在政府，投資人和行業(yè)底層的共同推動下，我國的電子元器件行業(yè)將在未來幾年瘋狂發(fā)展。
打了這么多雞血，在最后，我也想潑一點冷水。即使我國的電子元器件行業(yè)擁有了和美國一樣的實力，就不受任何威脅了么？未必。要知道，強(qiáng)大如美國，電子元器件也做不到100%國產(chǎn)化。這是因為電子元器件的品類太多太多，一個國家怎么也不可能把所有的門類全占領(lǐng)，總是會有國際分工。還記得索尼創(chuàng)始人盛田昭夫和石原慎太郎在九十年代初合寫的《日本可以說不》么？當(dāng)時海灣戰(zhàn)爭剛打完，被媒體吹噓為硅對鋼的勝利。盛田昭夫在書中公然說如果沒有日本的芯片，美國就打不贏這場戰(zhàn)爭!所以我們應(yīng)當(dāng)看到，美國也有一大部分的電子元器件依靠進(jìn)口。但是美國和我國不同之處在于，它進(jìn)口電子元器件的原產(chǎn)地，日韓臺歐，在政治上全是它的盟友(或傀儡)，貿(mào)易爭端可能有，但絕對不會出現(xiàn)因為政治原因而卡脖子的問題，日韓臺歐全都沒有這個膽子。所以美國的電子元器件國際供應(yīng)鏈?zhǔn)峭耆煽氐?。那中國呢？未來中國肯定還會有一部分電子元器件需要進(jìn)口，日韓臺歐會不會跟著美國對我們禁運？是有這個可能的。如果我們?yōu)榱私鉀Q這個問題而追求100%國產(chǎn)，這在經(jīng)濟(jì)上一定是不合算的，結(jié)果會導(dǎo)致我國的電子產(chǎn)品成本升高，有價格劣勢。這是一個無法解決的矛盾。
還有，我還要強(qiáng)調(diào)，發(fā)展電子元器件產(chǎn)業(yè)，我們不缺錢，缺的是人才和技術(shù)積累，除了給研發(fā)人員開出有競爭力的工資，還需要社會環(huán)境和科研體制的改革，才能留得住人。這是要經(jīng)過漫長的努力才能補(bǔ)上的課。我們不能指望看到國產(chǎn)電子元器件在短期內(nèi)打遍全世界。
總之，我對國產(chǎn)電子元器件行業(yè)是謹(jǐn)慎樂觀的。這次中興被禁運事件，將成為一個偉大的契機(jī)，就像1999年炸館事件導(dǎo)致中國重整軍備一樣，美國一定會為這次事件驚醒了巨龍而后悔！
本文轉(zhuǎn)載自《鼎盛軍事》。
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