2月初,中芯國際和華虹半導體同時發布2023年度業績,從業績來看,半導體行業仍處于下行周期,但是展望2024年,兩家公司均認為,料將好于2023年。
總結2023年中國半導體產業的境遇與反應,以“應運而起”四字加以概括非常貼切。
應運而起,是威廉·曼徹斯特不朽杰作《光榮與夢想》第一部的副題。與慣常望文生義的膚淺樂觀不同,曼徹斯特細膩筆觸所描繪的“應運而起”,卻是指向1932-1941年極度艱難時勢中,美國社會的韌性與變革。
2023這一年里,作為全球電子產品制造流通的樞紐,全年我國累計進口集成電路4795億顆,較2022年下降10.8%;進口金額3494億美元,同比下降15.4%。
即便考慮部分國產替代因素,這樣的降幅也足以折射出當下全球半導體產業的“大氣候”:2022年貫穿至今的半導體行業下行周期。
與此同時,中國半導體產業還額外遭遇著地緣政治“小氣候”的沖擊,2022年10月,美國出臺的半導體對華出口管制政策,對我國高端半導體設備及大算力芯片進口展開了空前力度的圍堵,并在2023年進一步加碼,甚至出現了生效日前“窗口指導”叫停ASML光刻機對華出口許可的操作,為所謂的“自由貿易”、“市場經濟”、“法治社會”提供了新的鮮活注解。
北京時間2022年8月9日,美國總統拜登簽署《2022年芯片和科學法案》(簡稱《芯片法案》),包括英特爾、美光、惠普和AMD等公司高層出席簽署儀式。
在這樣的雙重壓力下,中國半導體產業2023年普遍感受恐怕是“不太好過”,行業內裁員降薪的寒意一陣陣卷向打工人,即便是半導體企業創始人/投資人,同樣面臨著上市融資渠道收緊、估值下滑、現金流緊繃、對賭協議觸發等一系列艱巨考驗。
部分GPU(圖形處理單元)等“大芯片”賽道初創企業由于前期估值過高、融資規模過大、產品落地遭遇地緣風險沖擊,已經在2023年陷入實質性停擺,悄然“隱入塵煙”,至于看似背靠“大廠”高枕無憂的半導體設計團隊,隨著母公司資源聚焦主航道,切斷對其養分供應,也在去年相繼爆出哲庫、摩芯、復睿微等“突然死亡”的爆炸性案例。
不過拋開這些參差多態的個體感受,從宏觀數據看,中國半導體產業仍然表現出了難能可貴的增長韌性,在運行情況與發展質量上取得長足進步。
根據國家統計局數據,2023全年,我國國內集成電路產量為3514億塊,同比增長6.9%,半導體產業生態進一步完善,成熟制程芯片的國產替代業已蔚然成風。
此外,根據集邦咨詢整理,全年大陸地區半導體領域有至少350多個投資項目正加速推進,其中簽約項目100多個,已開工項目90多個,運營項目50多個,即將竣工項目50多個,涵蓋第三代半導體、存儲芯片、汽車芯片、先進封裝、傳感器、射頻芯片、硅片、半導體設備材料等領域。
尤其是在功率半導體市場,中國產業鏈目前已經初步形成了全球競爭力,部分新興賽道如碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)器件,國內甚至已經實現了與國際水平的并跑乃至領跑。
伴隨產業重大項目的穩步推進,作為半導體領域產業能力重要指標,預計到2025年,中國將在200毫米(8英寸)晶圓制造產能擴張方面領先全球,300毫米(12英寸)晶圓廠產能在全球占比也將提高到屆時的23%。
同樣值得記錄的是,中國半導體產業向諸多難點、堵點攻堅在去年有了新的重大進展。
在頂層設計上,2023年3月2日,國務院副總理劉鶴在北京調研集成電路企業發展并主持召開座談會,充分肯定了半導體產業取得的發展成績,指出我國擁有龐大的芯片消費市場和豐富的應用場景,這是市場經濟最寶貴的資源,是推動集成電路產業發展的戰略性優勢,并強調發展集成電路產業必須發揮新型舉國體制優勢,用好政府和市場兩方面力量。
政府要制定符合國情和新形勢的集成電路產業政策,設定務實的發展目標和發展思路,幫助企業協調和解決困難,在市場失靈的領域發揮好組織作用,引導長期投資。
與此同時,必須高度重視發揮市場力量和產業生態的重要作用,建立企業為主體的攻關機制,依靠企業家實現集成電路產業的健康發展,特別要善于發現和珍惜既懂技術又有很強組織能力的領軍人才,給予他們充分的發揮空間。
其后不久,組建中央科技委員會、重新組建科學技術部等一系列科技領域體制機制改革大動作公之于眾,外界普遍將之視為在半導體等關鍵領域加強集中統一領導,統籌推進新型舉國體制攻堅,實現科技自立自強的針對性舉措。
正如上文所述,在美國對華半導體技術封鎖中,大算力芯片和先進制程工藝設備,堪稱兩大關鍵。在遭遇堪稱驚濤駭浪的瘋狂圍堵后,2023中國半導體產業穩住了陣腳,以華為MATE60橫空出世為標志,向邪惡發出了不屈的龍吟。
時至今日,雖然麒麟9000處理器的實際供應商依然是未解之謎,但中國已經擁有了不受美國長臂管轄能力控制的先進制程芯片制造能力,已是一個不爭的事實,經歷2023年堪稱“掃貨”式的光刻機搶購潮,國內芯片制造的自主保障能力有望進一步提高。
知名半導體產業分析師Dylan Patel在分析麒麟9000工藝水平后,直言不諱地表示美國半導體對華出口管制“已經失敗”,按照Patel評估,麒麟9000在技術上令人難以置信,足以與高通最好的基帶芯片性能相媲美,其制造工藝也比西方大多數人意識到的要好,“我們無法夸大這是多么可怕”,在Patel看來,中國先進制程芯片自主生產能力的更大意義,還在于突破美國刻意營造的AI算力芯片封鎖。
隨著去年AI大模型商業生態的爆發式增長,用于大模型訓練的先進制程大算力芯片,已被公認為在AI算力競爭中具有戰略性、全局性價值,英偉達也憑借在該領域的產品優勢,一舉突破萬億美元市值。
美國政策制定者堅信,只要阻斷英偉達H100/A100等高端GPU加速卡對華出口,就足以把中國AI產業牢牢壓制在“中等技術陷阱”無法脫身,從而逐漸被美國AI產業甩開,在這一戰略新興技術制高點的角逐中不戰而勝。然而麒麟9000所體現的先進制程芯片量產能力,被認為足以在理論上支撐每年超過1000萬顆英偉達H100等級GPU(圖形處理單元)芯片的供應,即便在遭遇嚴密封鎖情況下,中國機構也很快就會擁有訓練萬億參數大模型的算力集群。
更何況對實際算力集群搭建稍有認知就不難理解,英偉達等美國廠商風頭無二的大芯片如同一塊塊青磚,只有按合理的步驟與規劃砌在一起,才能成為城池的基座,即便中國人手里的磚頭品質達不到最完美程度,但通過合理的系統集成優化和更強的粘結劑(算力集群網絡通信技術),同樣可以實現整體能力的齊頭并進。
據科工力量了解,目前基于華為昇騰芯片的6千卡集群乃至萬卡集群已在搭建調試中,未來足以支撐千億、萬億級別參數大模型訓練要求,而隨著華為自研UB互聯技術和下一代AI算力芯片強強聯合,更是有望定義AI算力集群的全新價值競爭軌道,十萬卡以上集群也并非天方夜譚。
而在先進制程工藝設備上,光刻機無疑是當下最引人注目的焦點,盡管從海外搶購的浸沒式光刻機已經能夠在中短期內穩住我國先進制程芯片制造能力,但治本之策仍然是國產光刻機自主創新。
2023年,有關所謂28納米光刻機下線交付的消息云山霧罩,但物鏡系統制造商國望光學廠房去年年底封頂,已經給外界提供了充足的信心,中國人突破高端DUV光刻機只是一個時間問題,同期EUV“光刻工廠”的輿論紛擾,則折射出國人對EUV光刻機的殷切期待。
客觀來看,EUV光刻機的突圍依然遙遠,這也使目前國內半導體先進制程工藝迭代,面臨5納米這一不可逾越的高墻。
不過,美西方陣營即便擁有EUV光刻機,5納米以下工藝節點的量產成本同樣足以令絕大多數芯片廠商望而卻步,錦標式的技術參數比拼缺乏實際意義,從RISC-V(開源指令集架構)等體系結構創新,到Chiplet(芯粒)先進封裝技術范式,高性能芯片的發展,并非只有華山一條路,新興技術潮流中,中國產學研用共同體與美西方陣營的差距,也遠小于傳統技術路徑。
總體而言,2023年的洗禮,正為中國半導體產業實現痛苦而必要的泡沫出清,艱難困苦,玉汝于成,投機者被洗刷與淘汰后,行業生態必將更加健康。與此同時,市場周期也終于臨近拐點,世界半導體貿易統計組織(WSTS)不久前上調了全球半導體銷售額預測,11月全球半導體行業銷售額同比增長5.3%,是自2022年8月以來首次年度同比增長的月份。