谁扼住了华为:美日半导体霸权的三张牌

作者 : 前沿资讯 本文共10723个字,预计阅读时间需要27分钟 发布时间: 2020-08-10 共48人阅读

谁扼住了华为:美日半导体霸权的三张牌

  文/陈帅刘芮 编辑/董指导

  来源/远川研究所(ID:caijingyanjiu)

  2020 年 8 月 7 日,华为余承东公开表示海思麒麟高端芯片已经“绝版”,中国最强的芯片设计公司,就在我们眼皮子底下被锁死了未来。

  华为海思推出第一款麒麟(Kirin)芯片是在 2009 年,虽然当时反响一般,但奏响了麒麟腾飞的乐章,随后每一年都有不小的进步:麒麟 925 带领 Mate7 打入高端阵营;麒麟 955 助力华为 P9 销量过千万……自己研发的芯片,成为华为手机甩开国内友商的最大武器。

  然而到了 2020 年 8 月 7 日,麒麟系列的高端芯片却被迫提前退休,余承东表示麒麟系列中最先进的 Kirin 990 和 Kirin 1000 系列,在 9 月 15 日之后将无法生产,华为 Mate40 将成为麒麟高端芯片的绝唱。绝版的原因很简单:受到美国禁令影响,台积电将不再为华为代工。

  台积电并非没有抗争。全球高制程工艺一线难求,台积电话语权其实很强,而且几周前刚刚超过英特尔成为世界第一大半导体公司。所以面对美国禁令,台积电也曾斡旋过,但只要美国提起一个公司的名字,就能让台积电高管们吓出冷汗。这个公司就是:福建晋华。

  福建晋华成立于 2016 年,目标是在存储芯片领域实现突破。福建晋华是 IDM 一体化工艺,即设计、制造、封装都要做,一旦产品落地,对大陆整个半导体工艺的都会有所带动和提升。晋华一期投资款高达 370 亿元,还和台湾第二大代工厂台联电进行了技术合作。

  研发人员日夜奋战,成立一年多后,晋华就打造出了一座 12 寸的生产线,并准备投产,不料却迎来了资本主义的铁拳。

  2017 年 12 月,美国镁光科技即刻以窃取知识产权为由开始狙击晋华,晋华也不甘示弱,双方在中国福州和美国加州互相起诉。就当局势焦灼之时,早就虎视眈眈的特朗普政府在 2018 年 10 月 29 日发起了闪电战:将福建晋华列入实体名单,严禁美国企业进行合作。

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  禁令发出后,和晋华合作的美国应用材料公司(Applied Materials)的研发支持人员当天就打包撤离,另外两家美商科磊和泛林也迅速召回了前来合作的工程师。更严重的是,由于设备中含有美国原件,欧洲的阿斯麦、日本东京电子也暂停了对晋华的设备供应。

  晋华员工回忆外资撤退场景时,总结说:“这些人根本不给我们时间道别。”

  福建晋华官网上的生产进度,停留在了 2018 年试投片日,迟迟没有更新,而产品页则直接显示“页面在建设”中。去年 5 月 10 日,英国《金融时报》称,晋华已经开始寻求出租或者出售自己的工厂。仅仅一个回合,担当中国存储突破的种子选手,就被打倒在了起跑线上。

  “实体名单”就像是一份死刑通知书,可以瞬间让企业坠入地狱。美国制裁的决心、打击的力度,令同样采用美国核心零部件和核心技术支撑的台积电不寒而栗。同样,本来兴致勃勃要来抢台积电蛋糕的三星没了下文;中芯也含蓄地表示,可能不能为“某些客户”代工。 

  为什么这些公司不愿意去触碰美国“逆鳞”?半导体领域,美国真的就独霸天下吗?其实并不然。

  虽然美国半导体行业产值大约占全世界的 47%,体量上处于绝对优势;但韩国、欧洲、日本、中国台湾、中国大陆等其他“豪强”也各有擅长,与美国的差距并不是无法越过的鸿沟。

  比如,韩国在产值 1500 亿美金的存储芯片领域,占据压倒性优势,双强(三星、海力士)占据 65% 市场;

  欧洲在模拟芯片领域有三驾马车(英飞凌、意法半导体、恩智浦),从 80 年代起就从未跌出全球二十强。

  日本不但有独步天下的图像识别芯片,以信越日立为首的几家公司,更是牢牢扼住了全世界半导体的上游材料。

  中国台湾在千亿美元级别的芯片代工领域,更胜美国一筹,台积电和联电占据 60% 的规模,以日月光为首的封测代工也能抢下 50% 的市场;

  中国大陆依托庞大的下游市场,近年芯片设计领域发展迅速,不但诞生了世界前十的芯片设计巨头华为海思,整体芯片设计规模也位居世界第二。

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  这些企业从账面实力来看,甚至可以让芯片行业“去美国化”,合力搞出一部没有美国芯片的手机。但美国 515 禁令一下,各路豪强却莫敢不从。

  一超多强的局面似乎就像“纸老虎”,在美国霸权之下,众半导体商分封而治可能才是目前的“真相”。大家忌惮的,其实是美国手握的两把利剑:芯片设备和设计工具。这两把剑又和日本的材料一起,组成了威力极强的美日半导体霸权三张牌:设备、工具和材料。

  那么,美日手中握的这三把剑究竟可怕在何处?是如何能挟制各路科技巨头豪强?了解这些答案,才能了解华为们的突围之路。

  一、设备:芯片制造的外置大脑

  设备商对于一般行业而言,就是个卖铲子的,交钱拿货基本就完事儿了;但半导体设备商却不同,不仅提供设备卖铲子,还要全程服务卖脑子,可谓是芯片制造商的外置大脑。

  芯片制造成本高昂,只有将良品率控制在 90% 上下,才不会亏本。但要知道,芯片制造,工序一千起步,这就导致,哪怕每一步合格率都有 99%,最终良率都会在 0.9*0.9 的多次累积下,趋近于0。因此,要想不亏本,每个步骤的合格率就得控制在 99.99% 乃至 99.999% 以上。

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  要达到这个状况,就对设备的复杂度提出了超高要求。就目前最先进的 EUV 光刻机来说,单台设备里超过十万个零件、4 万个螺栓,以及 3000 多条线路。仅仅软管加起来,就有两公里长。这么一台庞大的设备,重量足足有 180 吨,单次发货需要动用 40 个货柜、20 辆卡车以及 3 架货机才能运完。

  而更为重要的是,即使设备买回来,也远不是像电视冰箱一样,放好、插电就能开动这么简单。一般来说,一台高精度光刻机的调试组装,需要一年时间。而零件的组装、参数的设置、模块的调试,甚至螺丝的松紧、外部气温都会影响生产效果。哪怕一里外的一辆地铁经过,都能导致多数设备集体失灵。

  这也是所有精密仪器的“通病”。比如,十年前,北京大学 12 个高精度实验室里价值 4 亿元的仪器突然失灵,而原因居然是位于地下 13.5 米深的北京 4 号线经过了北大东门产生了 1Hz~10Hz 的震动,为此北大高精度实验室不得不集体搬家。

  因此,半导体制造设备每开动一段时间,就必须联系专门原厂服务人员上门调校。荷兰光刻机巨头 ASML 阿斯麦曾有一个客户,要更换光器件;由于当时阿斯麦的工程师无法出国,便邀请客户优秀员工到公司学习,用了近 2 个月,才仅仅掌握了单个零部件更换的技能。

  因此,阿斯麦、应用材料等半导体巨头,不只是把设备卖掉就结束了,更是在中国建立了 2000 人左右的庞大支持团队。其中应用材料的第二大收入就是服务,营收占比超过 25%,而且稳定增长,旱涝保收。

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  而设备厂的可怕之处正在于,不但通过“一代设备,一代工艺,一代产品”决定了制造厂的工艺制程,更是通过售后服务将制造厂牢牢的拿捏在手中。随着工艺越来越越高精尖,设备商的话语权也正在进一步提升。

  设备商的强势,可以从利润上明确的反映出来。过去 5 年,芯片制造厂的头部效应越来越明显,但上游设备商的净利润率反而大幅提升:泛林利润率从 12% 提升到 22%,应用材料从 14% 上升到 18%。代工厂想要客大欺店,那是根本不存在。

  也正因如此,在长达六十年的时间里,美国一直都在以各种手段,来保证自己在设备领域的绝对主导地位。

  根据 2019 年全球顶级半导体设备厂商排名,全球前五大半导体设备商占据了全球 58% 行业营收。其中,美国独占三席;其余两席,一席是日本的东京电子,另一席荷兰的阿斯麦,恰巧,这两家又都是美国一手扶持起来的。

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  具体来说,应用材料(AMAT)和泛林(LAM)、科磊(KLA),是根正苗红的美国企业。

  其中,泛林在刻蚀机的市场占有率高达 50% 以上。应用材料则不仅在刻蚀机领域与泛林平分秋色,在离子注入、化学抛光等等细分设备环节也都占据半壁江山,甚至高达 70%。科磊则在半导体前道检测设备领域占据了 50% 以上的市场,并在镀膜测量设备的市占率达到了 98%。

  而光刻机巨头阿斯麦,看似是一家荷兰企业,其实有一颗美国心。早在 2000 年前后,光刻机市场还停留在 DUV(深紫外)光刻阶段,日本尼康才是真正的霸主,但到了 EUV(极紫外)阶段,尼康却在美国的一手主导下被淘汰出局。

  原因很简单,EUV 技术难度登峰造极:从传统 DUV 跨越到 EUV,意味着光源从 193nm 剧烈缩短到 13.5nm。这需要将 20KW 的激光,以每秒 5 万次的频率来轰击 20 微米的锡滴,将液态锡汽化成为等离子体。这相当于在飓风里以每秒五万次的频率,让乒乓球打中一只苍蝇两次。

  当年,全球最先进的 EUV 研发机构是英特尔与美国能源部带头组建的 EUVLLC 联盟,这里有摩托罗拉、AMD、IBM,以及能源部下属三大国家实验室,可谓是集美国科研精华于一身。可以说,只有进入 EUVLLC 联盟,才能获得一张 EUV 的门票。

  美国彼时正将日本半导体视为大敌,自然拒绝了日本尼康的入会请求,而阿斯麦则保证 55% 零部件会从美国供应商处采购,并接受定期审查。这才入了美国的局,从后起之秀变成了“帝花之秀”。

  美国不仅对阿斯麦开了门,还送了礼:允许阿斯麦先后收购了美国掩罩技术龙头 Silicon Valley Group、美国光刻检测与解决方案玩家 Brion、美国紫外光源龙头 Cymer 等公司。阿斯麦技术心、研发身,都打上了星条旗烙印。那还不是任凭美国使唤。

  而早年的东京电子,只是美国半导体始祖仙童半导体(Fairchild)的设备代理商,后来又与美国 Thermco 公司合资生产半导体设备,直到 1988 年才变成日本独资,但东京电子身上也已经流着美国公司的血。

  因此,在 2019 年六月,面对第一轮美国禁令,东京电子就表示:“那些被禁止与应用材料和泛林做生意的中国客户,我们也不会跟他们有业务往来”,义正词严表明了和美系设备商共进退。

  至此,美国靠着多年的“时间积累”和超高精密度“工艺技术”,在设备领域形成了牢牢的主动权。而时间和技术,都不是后进者可以一蹴而就的。

  二、EDA (设计软件):生态网络效应下的“幌金绳”

  如果说设备是针对芯片生产的一把封喉剑,那么 EDA 无疑是芯片设计环节的“幌金绳”,虽不致命但可以令“孙悟空”束手束脚、无处施展。

  EDA 这根“幌金绳”分三段:首先,它是芯片设计师的“PS 软件+素材库”,可以让芯片设计从几十年前图纸上画线的体力活,变成了软件里“素材排列组合+敲敲代码”的脑力活。而且,现在仅指甲盖大小芯片,也有几十亿个晶体管,这种工程量,离开了 EDA 简直是天方夜谭。

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20 年前的英特尔奔腾处理器的线路图一角,目前晶体管密度已经上升超过 1000 倍

  其次,EDA 的奥秘,在于其丰富的 IP 库。即将经常使用的功能,标准化为可以直接调用的模块,而无需设计公司再重新设计。如果说芯片设计是厨师做菜的话,软件就是厨具,IP 就是料包。

  而事实上,EDA 巨头公司,往往是得益于其 IP 的独占。比如 Cadence(楷登电子)拥有大量模拟电路 IP,而其也是模拟及混合信号电路设计的王者;而 Synopsys(新思科技)的 IP 库更偏向 DC 综合、PT 时序分析,因而新思在数字芯片领域独占鳌头。

  而在全球前三的 IP 企业中,EDA 公司就占了两个,合计市场份额高达 24.1%。在 Synopsys 的历年营收中,IP 授权是仅次于 EDA 授权的第二业务。

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  EDA 还有一项重要的功能是仿真,即帮设计好的芯片查漏补缺。毕竟一次流片(试产)的成本就高达数百万美金,顶得上一个小设计公司大半年的利润。业内广为流传一句话:设计不仿真,流片两行泪。

  加州大学教授有一个统计测算,2011 年一片 SoC 的设计费用大概为 4000 万美元,而如果没有 EDA,设计费用则会飙升至 77 亿美元,增加了近 200 倍。

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  因此,EDA 被誉为半导体里的最高杠杆,虽然全球产值不过一百多亿美元,但却可以影响全球五千多亿集成电路市场、几万亿电子产业的发展。

  EDA 如此高效好用,那我国自主化状况如何呢?很可惜,比操作系统还尴尬。

  我国最大的 EDA 厂商华大九天在全球的份额差不多是1%,而美国三大厂商 Synopsys(新思科技)、Cadence(楷登电子)以及 Mentor Graphics(明导科技,2016 年被西门子收购)则占据了 80% 以上的市场。

  这也就导致了虽然我国芯片设计位居世界第二,但美国一声令下,芯片设计就会面临“工具危机”,巧妇难为无米之炊。不过,既然软件已经交过钱了,用旧版本难道不行吗?

  很可惜,并不能。

  因为这背后有一张 EDA 商、IP 商、代工厂们互相嵌合的生态网。EDA 是不断更新的。新的版本对应更新的 IP 库和 PDK 文件。而 PDK 即工艺设计包,则又包含了芯片工艺中的电流、电压、材料、流程等参数,是代工厂生产时的必备数据。新 EDA、新 IP、新工艺,互相促进、互为一体。

  因此,用旧版的软件就会处处“脱节”:做设计时无法获得最新的设计 IP 库,找代工厂时又无法和工艺需要最新的 EDA、PDK 进行匹配。长此以往,技术越来越落后,合作伙伴也越来越少。不过既然 EDA 不过是 0101 的代码,从破解小组里找几个高手不就好了吗?

  很遗憾,也几乎不可能。

  每个 EDA 软件出厂时都会内嵌一个 Flexlm 加密软件,把 EDA 和安装的设备进行一一锁定,包括主机号、设备硬盘、网卡、使用日期等信息。而 Flexlm 的密钥长度达 239 位,暴力破解的难度非常大。如果用英特尔高性能的 CPU 来破解的话,需要 4000 左右的核年(core-year),也就是说用 40 核的 CPU,需要 100 年。

  当然,也可以采用分布式的方式,继续增加 CPU 数量减少时间。然而,即使破解成功了,来到了全新的 IP 库门前时,也会被 EDA 厂商通过“修改时间、文件大小、确认 IP 来源”等方式,再次进行验证,然后被拒绝。油然而生一股挖了百年地下隧道、却撞到石头上的酸爽。

  破解并不有效,也不敞亮,还和我国知识产权保护的态度相违背。因此,依然还是要靠华大九天等公司自研崛起。那么,这条出路有多宽呢?其实单纯写出一套软件,难度并不大。关键还是要有海量丰富的 IP、PDK,以及产业上下游的支持配合。单点突破未必有效,需要军团全面突围,而这并非一朝一夕之功。

  三、材料:工匠精神最后的堡垒

  2019 年,日韩闹了矛盾,双方都很刚,但日本断供了韩国几款半导体材料后,没多久韩国三星掌门人李在镕就飞往日本恳请松口了,后来他更是跑到比利时、中国台湾,试图绕道购买或者收点存货过日。

  按理说,韩国也是半导体强国,三星在设计、制造领域更是主要玩家,但面对区区几亿美金的材料,却被闹得狼狈不堪。

  材料真的有这么难吗?讲真,半导体原始材料是非常丰富的,比如硅片用的就是满地球的沙子。但要实现半导体的“材料自由”,却并不容易,必须打通任督二脉:“纯度”、“配方”。

  纯度是一个无止境之路。我国已经实现自产的光伏硅片,一般纯度是6-8 个9,即 99.999999%,但半导体的硅片纯度却是 11 个9,而且还在不断提高。小数点后多 3 到 5 位,就意味着杂质含量相差了 1000 到 10 万倍。

  这个差距有多大呢?假设,光伏硅片里包含的杂质,相当于一桶沙子洒在了操场上;那么半导体硅片的要求则是在两个足球场大的面积里,只能容下一粒沙子。

  那么,为什么必须将杂质含量降到这么低呢?因为电子的大小只有1/10 纳米,哪怕仅有几个原子大小的杂质出现在硅片上,也会彻底堵塞一条电路通道,导致芯片局部失灵。如果杂质含量更高的话,甚至会和硅原子混在一起,直接改变硅片的原子排列结构,让硅片的导电效率完全改变。

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经过刻蚀后的硅表面和锡颗粒,如同明月在金字塔后升起

  要达到如此纯度,需要科学和工艺的完美结合。

  一方面,需要大量基础科学仪器来辅助。比如在材料生产过程中,设备自身就会有金属原子渗透影响纯度,因此需要不断改良。而要确认纯度,也是高难度。就像特种气体,就需要专门的仪器来检测 10 亿分之一(PPB 级)的杂质含量水平。实现这个难度,就不仅需要半导体企业,还需要奥林巴斯等光学企业出马助力。

  另一方面,从实验室到工厂车间也需要工艺积累。材料制造,不仅对生产设备要求高,就连工厂里的地垫、拖把,也都是高级别特供。而且,生产车间温度、湿度的不同,也会影响材料纯度,就不得不反复尝试后得出标准。

  而高纯度只是第一步,复合材料(比如光刻胶)的配置更是难以跨越的鸿沟。如果说“纯度”是个艺术科学的话,那么“配方”就是玄学科学。

  其实,无论提纯、还是配置,基本的理论原理、工艺技术都不是难事儿。但如何选材、配比,从而实现极致的效果,却需要高度依赖经验法则,即业内常说的“know-how”。

  同样的材料,不同的配比就会有不同的效果;就像我们用红黄蓝三色去搭配,不同的配比就能得到不同的颜色。而即使用同样的配方、采用同样的工艺,在不同的湿度、温度甚至光照下,也会有不同,甚至相差很远的效果。

  这些影响材料效果的参数,无法通过精密计算获得,只能是实验室、车间里一次次调配、实验、观察、记录、改良。有时候,为了得到 10% 的效果改良,可能需要花费几年。然而,这提升的 10%,虽然抢占的只是几百亿规模的市场,但却影响着万亿半导体行业。

  因此,无论是提纯,还是配方,其实需要的都是超长的耐心待机、极致专注。这不禁令人会想到日本的寿司之神,一辈子只做寿司,而一个学徒仅拧毛巾就要练五年。虽然在生活中,这种执着看起来有些迂腐可笑,但事实上,材料领域做得最好的,正是日本企业。

  据 SEMI 推测,2019 年日本企业在全球半导体材料市场,所占份额达到 66%。19 种主要材料中,日本有 14 种市占率超过 50%。而在占据产值2/3 的四大最核心的材料:硅片、光刻胶、电子特气和掩膜胶等领域,日本有三项都占据了 70% 的份额。最新一代 EUV 光刻胶领域,日本的 3 家企业申请了行业 80% 以上的专利。

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  日本在材料产能上占据优势后,又用服务将客户捆绑得死死的。

  许多半导体材料都有极强的腐蚀性和毒性,曾有一位特种气体的供应商描述,一旦气体泄漏,只需一瓶,就可以把整个厦门市人口消灭。因此,芯片制造商只能把材料的运输、保存、检测等环节,都交给材料的“娘家”材料商。

  而另一方面,材料虽小、威力却大。半导体制造中几万美金的材料不达标,就能让耗资数十亿美金生产线的产品大半报废,因此制造商们只会选择经过认证的、长期合作的供应商。新进玩家,几乎没有上桌的机会。

  而对于材料公司而言,下游用得越多,得到的反馈就越多,就有更多的案例支持、更多的验证机会来提升工艺、改善配比,从而进一步拉大和追赶者的差距。对于后进者而言,商业处境用一句话来形容就是:一步赶不上、步步都白忙。

  日本能取得这个成就,其实离不开日本“经营之圣”稻盛和夫在上世纪 80 年代给日本规划的方向:欧美先进国家不愿再转让技术的条件下,日本人除了将自己固有的“改良改善特质”发扬光大之外,别无出路;各类企业都要在各自的专业领域内做彻底,把技术做到极致,在本专业内不亚于世界上任何国家的任何企业。

  这种匠人精神,令日本在规模不大的材料领域,顶住美国、成为领主。

  四、何处突围

  我们在做产业研究的时候,有个强烈的感受,中国似乎在美国的打压中,陷入一个被无限向上追溯的绝境:

  发现芯片被卡脖子后,我们在芯片设计领域有了崛起的华为海思,但随后就发现:还需要代工领域突破;当中芯国际攻坚芯片代工制造时,却又发现:需要设备环节突破;当中微公司、北方华创在逆袭设备、有所收获时,却又发现:设备核心零部件又仰人鼻息;当零部件也有所进展时,又发现:芯片材料还是被卡脖子。

  而当我们继续一步步向前溯源、“图穷匕见”时,才发现一切都回到了任正非此前无数次强调的基础科学。

  回顾来看,如果没有 1703 年建立的现代二进制,那么两百年后的机器语言就无从谈起;如果没有 1874 年布劳恩发现物理上的整流效应,那么就没有大半个世纪后晶体管的发明和应用;而等离子物理、气体化学,更是刻蚀机等关键设备的必备基础。

  而在美国大学中,有 7 所位列全球物理学科排名前十,有 6 所位列全球数学学科排名前十,有 5 所位列全球材料学科排名前十。基础科学强大的统治力,成为美国半导体公司汲取力量的源泉。

  在强势的基础学科背后,却又是 1957 年就已经埋下伏笔的美国基础学科支持体系——对大学基础学科进行财政支持;通过超级科技项目带领应用落地。

  当年美苏争霸,苏联的全球第一颗人造卫星升空刺激了美国执政者,这也成为美国科技发展的重要转折点:

  一方面,为了保持“美国领先”,政府开始直接对研究机构发钱。美国国家科学基金会(NSF)给大学的基础研究经费从 1955 年的 700 万美金,飙升到 1968 年的 2 亿美金。在 2018 年,NSF 用于基础研究的经费,更是高达 42 亿美金。这长达 50 年的基础研究经费里,美国联邦政府出了一半。

  尤其值得一提的是,NSF 每年为数以千计的基础学科研究生提供奖学金,这其中诞生了 42 位诺贝尔奖得主。

  另一方面,美国启动了超级工程来落地研发成果。1958 年,NASA 成立,挑战人类科技极限的阿波罗登月和航天飞机工程也就此启动。

  在研究需要 250 万个零件的航天飞机过程中(作为对比,光刻机零件大约是 10 万个,一辆汽车只有 1 万多个零件),大量尖端技术找到用武之地;而这些当时“冷门”的尖端技术,又在条件成熟时,相继转化为杀手级民用品(比如从航天飞机零件中诞生的人造心脏、红外照相机)。

  航天飞机的技术外溢,并不是孤例。医院核磁共振设备中采用的超导磁铁,也正是在美国粒子加速器“Tevatron”的研发中应用诞生。美国的超级科技工程,成为基础学科成果的试验田、练兵场和民用转化泉。

  事实上,通过基础研究掌握源头科技,随后一步步外溢建立产业霸权,这条路径并不只是美国的专利,也应该是各个产业强国的选择,更是面对美国打压时一条真正可行的道路。王侯将相,宁有种乎。避免无穷尽的“国产替代向上突破”的陷阱,实现和“基础研究向下溢出”的大会师。

  事实上,我们面临的困难、打压,日本也经历过。

  上世纪八十年代后期,美国对日本半导体产业发起突袭:政治封杀、商业打压、关税压迫无所不用其极,尤其是培养了“新小弟”韩国来挤压日本半导体产业。没几年,日本就从全球第一半导体强国宝座上跌落了。日本半导体引以为傲的三大楷模,松下、东芝、富士通的半导体部门先后被出售。

  面对美国的压制,日本选择进军高精尖材料,用时间换空间、用匠心换信心。

  1989 年,韩国发力补贴存储芯片,而日本通产省制定了投资 160 亿日元的“硅类高分子材料研究开发基本计划”,重点补贴信越化学为首的有机硅企业。

  1995 年,韩国发动第二轮存储价格战前夕,而日本东京应化(TOK)则实现了 KrF 光刻胶商业化,打破了美国 IBM 长达 10 余年的垄断,并在随后第五年,其产品工艺成为行业标准,全球领先。

  2005 年,三星坐上存储芯片老大的位置,而日本凸版印刷株式会社以 710 亿美金收购了美国杜邦公司的光掩膜业务,成为光罩龙头。

  在韩国全力扩张产能,和其他半导体下游厂搏杀的日子里,日本一步步走到了材料霸主的宝座前。从看似掌握着无解优势的美国人手里,硬生生抢下了一把霸权剑。

  但日本的成功仅仅是因为换了一个上游战场吗?显然不是。在过去 30 年,三大自然科学领域,日本共计收获了 16 个诺贝尔奖,其中有 6 个都属于是化学领域,而这些才是日本崛起的坚实地基。

  我国的基础研究怎么样呢?2018 年,我国基础研究费用,在全年总研发支出中仅占5%,而这还是 10 年来占比最高的一年。而同期美国基础研究占比则是 17%,日本是 12%。在国内各个学校论坛上,劝师弟师妹们从基础学科转向金融计算机等应用学科的帖子,层出不穷。

  所以有人笑称,陆家嘴学集成电路的,比张江还多。

  今年 7 月份,更是爆出了中科院某所 90 多人集体离职的迷思。诚然,每个人都有择业的自由,但需要警示的,是大家做出选择的理由。基础学科研究的长周期、弱转化、低收入,令研究员们在日益上涨的房价、动则数百亿利润造假套现面前,相形见绌。

谁扼住了华为:美日半导体霸权的三张牌

  任正非曾经感叹道:国家发展工业,过去的方针是砸钱,但钱砸下去不起作用。我们国家修桥、修路、修房子……已经习惯了只要砸钱就行。但是芯片砸钱不行,得砸数学家、物理学家、化学家……

  64 年前,苏联率先发射的一颗卫星让美国惊醒。美国人一边加码“短期对抗”,一边酝酿“长期创新”,从而开启了多个领域的突破、领先;而今,一张张禁令也让我们惊醒,我国不少产业只是表面上的大,急需要的是骨子里的强。

  这些危机之痛,总是令人后悔不已。过去几十年,落后就要挨打的现实一次次提醒着我们,要实现基础技术能力的创新和突破,才能赢取下一个时代。

  全文完,感谢您的耐心阅读。

  参考文献:

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  [9]. 东电电子:日本半导体设备国产化的见证者

  [10]. 失去的制造业:日本制造业的败北-汤之上隆

  [11]. 美国的 EDA 产业是如何走向辉煌的-知识自动化

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  [14]. 硅集成电路工艺基础-关旭东

  [15]. 专题研究:美国 301 调查的历史回顾-浙商证券

  [16]. Materials Market Data Subscription,MMDS-SEMI

  [17]. IBM 诱捕日本间谍-南风窗

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小七博客 » 谁扼住了华为:美日半导体霸权的三张牌

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