这个关于芯片相关的问题＂中国高端芯片的未来会怎么样？＂以及＂国内哪家企业会领先突破？＂，芯片哥作为芯片领域的从业者，很荣幸能回答你的问题 01
什么是高端芯片 芯片，它是构成电子类产品的基础器件，按照功能区分，它可以划分为几个大类 逻辑芯片：最早诞生的一类芯片，主要处理逻辑信号的计算；模拟芯片：负责处理模拟信号，比如ADC转换芯片与DAC转换芯片；处理器芯片：整个产品的设计核心，比如电脑的CPU处理器、手机处理器；AI芯片：用于人工智能计算的芯片，属于新型类别的芯片；图像芯片：处理图像显示功能的芯片，比如手机屏幕和电脑屏幕； 芯片 当然，芯片哥仅仅是列举了几个常见的芯片类别，它的种类远远不是这些就能概括的。但不管如何区分，芯片如同其他日常产品一样，它也是可以归类为低端，中端和高端三个大的类别。 什么样的芯片才能称之为高端芯片呢？ 我们谈到高端一词，首先想到的是什么？高大上，也就是高端大气上档次，它其实是一个比较的结果。这就好比两辆汽车，一辆是奔驰，另一辆是捷达，为什么会认为奔驰是高端汽车，而捷达就不是呢？ 这是因为奔驰相比较捷达，它的汽车性能更好，带给人的舒适感更强，安全系数更高，科技感更浓烈，更前卫的外观设计，而这些是捷达汽车无法同时提供的。 简单概括，高端就是其他同类东西暂时无法提供的，比如科学技术含量、炫酷的设计、未来的前沿方向、优秀的用户体验等等。 了解高端一词的含义后，我们就可以去区分什么是高端芯片了。 相信不会有人怀疑，未来是属于人工智能、5G移动通信、云计算、自动驾驶、大数据和物联网的时代，这些都是当今最前沿的科技，它们代表着最新的技术发展方向。 芯片 OK，这些技术使用到的芯片，自然而然就被划分到高端芯片的行列了。 一方面是因为这些芯片技术含量高，另外一方面是它们代表着未来。从侧面看，因为没有人会认为电风扇、空调、玩具等这些上个世纪就被生产出来的产品，里面用到的芯片还会被认为是高端芯片，如果有这种想法的人，那它就是一个笑话。 02
中国高端芯片现状 现在已经知道什么类型的芯片属于高端芯片，接下来就是分析在高端芯片领域，我们国家都有哪些公司参与。 首先是华为旗下的海思半导体，主要开发设计人工智能芯片和5G通信相关芯片，最为人熟知的是用在华为高端手机中的麒麟系列芯片； 其次是阿里旗下的平头哥半导体，主要开发设计基于IOT物联网芯片和人工智能芯片，它的目标主要是服务于阿里巴巴倡导的数字经济； 阿里旗下的平头哥芯片 再次是位于北京的地平线半导体，主要开发设计适用于自动驾驶的人工智能芯片，并且已经成功实现了量产； 除了这些比较典型的高端芯片设计公司，我们国家还有商汤科技、寒武纪科技、紫光展锐以及中兴旗下的中兴微电子等等 为什么会出现这么多数量的芯片公司呢？芯片哥举一个小小的生活案例，或许就知道答案了 互联网是不是很方便？ 在办公室喝着下午茶，随手就可以预定明天出差的飞机票；冬天不愿出门，拿起手机叫着外卖就可以吃到热腾腾的美食了；晚上担心接到骚扰电话影响睡眠？没关系，人工智能电话替你精准识别，自动拒绝挂断； 这些看似再正常不过的生活，背后都是互联网带来的；而互联网是基于电脑PC和智能手机传送的，也就是说没有电脑和智能手机，刚刚描述的日常生活，是无法上演的。 无论是电脑还是智能手机，里面都有一个电路主板，主板上面含有很多不同功能的芯片；如果缺少芯片，也就相当于没有了电脑和智能手机，也就等同于失去了互联网。 这样的逻辑关系，就很好地解释了互联网公司的阿里巴巴、腾讯以及百度都在开始布局芯片行业，华为和中兴重点投入芯片的原因了。 另一个角度也不难理解，在现阶段的国内国际大环境下，为了不会因为核心关键技术被卡脖子，国家层面相继陆续出台了很多优惠条件，鼓励各大公司自主研发，争取技术的主动权；公司自身层面，也是为了获得未来发展的先机，抢占技术制高点，不得不投入人力物力进行研发； 这些因素都客观造成了我们必须要在芯片领域得到更多的话语权。 03
芯片的未来 一个技术未来能不能获得发展？能不能最后走向成功？关键在于什么？ 关键在于这个国家是否有足够齐全的这个技术相关产业链。产业链越完整，技术就越能获得发展，就越能取得成功。 芯片的产业链是什么呢？ 芯片的设计研发、芯片的生产制造以及芯片的应用市场，这三个就是芯片的整个产业链。 设计研发，很好理解，前面列举的芯片公司，都是在做这个；相比较设计研发，生产制造似乎更容易一些？错，这个在其他产品领域或许成立，但在芯片领域，芯片的生产制造环节是要比设计研发环节的难度更大的。 这就是为什么华为拥有领先的芯片设计能力，却苦苦陷于芯片的生产制造能力不足而发愁；这也解释了为什么台积电和中芯国际那么重要的原因了。 最后一个就是芯片的应用市场了。这个放在中国，优势非常明显，毕竟我们是全球最大的商品生产基地和全球最大的消费市场。 芯片 最后结合芯片的产业链三个环节进行分析 海思半导体与平头哥半导体，背后都有一个大平台型公司（华为和阿里）作为支撑，在设计研发上，无论是费用资金、科研人员还是其他资源方面，都明显高于其他公司； 地平线半导体、商汤科技以及寒武纪半导体，因为都专注于人工智能AI芯片，市场应用领域特别广阔，机会特别大，所以他们的未来也是值得期待的。 未来发展的道路上，我们除了在芯片研发方面投入更多资源，芯片的生产制造更应该引起我们更多的重视，毕竟我们的芯片这个木桶，最应该补齐的短板就是生产制造。 只有产业链的各个环节，齐头并重共同发展，我们国家的芯片未来才会光明，至于说是哪家公司发展的会更好一些，相信这个已经变得不再重要了。 本文由【芯片哥】原创撰写，请持续关注芯片哥，后面会定期更新有关于电子元器件和芯片，包括一些电子产品项目开发案例的相关内容。 #芯片# #海思半导体# #集成电路# 该问，高度聚焦中国高端芯片及其领先突破。 1 高端中国芯未来怎么样才能有？ 高端中国芯一定会有。这已经是共识，我本人已在今日头条悟空问答下回答过多道相关的题了，这里不再复述。 有高端中国芯一定不是仅仅依靠哪1家国内企业实现的领先突破。必须依靠多家的，并且多家突破的技术必须是彼此配套的，即为分别位于国内半导体产业链上不同环节的技术，而多家的领先突破则以国内提前形成的自主性高端供应链为基础、作保证，也就是必须建立在更多家配套国内企业实现技术领先突破的前提下。 2 未来高端中国芯会是怎么样的？ 未来高端中国芯会是也必须是高端化加国产化的。这是由于未来还将长期处在外国封锁技术特别是阻遏中国科技的情况下，国产化就是高端技术由国内自主，替代了现在使用的外国特别是美国的芯片技术，关键核心技术会是也必须是中国自主研发出来的，唯有这样的芯片才是地地道道的中国芯，唯有这样的中国芯才是彻头彻尾的自主可控；高端化就是高端技术与世界齐平，即达到了未来那时候的外国芯片最高水平，比如人家的芯片是2纳米，中国的也应该是，在制程上没有量和质的差别，唯有这样的芯片才可叫未来的高端中国芯。 于是可知未来有了高端中国芯就是中国在未来至少创造了5个历史。哪5个？芯片的底层、设计、制造、光刻、封测，5个方面关键核心的芯片技术都达到了由国内自主、与世界齐平，也就是中国芯片业结束了受制于人和落后于人这个长期的历史。大概率，还将创造不再被美国带头封锁技术、不再被外国高价售给芯片这2个历史，美国将带着那42个国家删除《瓦森纳协定》里好几个针对中国的芯片技术封锁项目，外国对中国实行的大降价出售将不止高端芯片，还会有世界顶级的光刻机。 3 未来为高端中国芯诞生而实现领先突破的国内企业会是哪些家？ 未来领先突破高端中国芯的会是华为、中芯国际、上海微电子、长电科技4家。因为，迄今为止这4家分别是国内芯片设计厂、制造厂、光刻厂、封测厂的第一名，最有希望于所在的环节首先实现技术国产化和高端化，最有可能分别达到未来那个时候的高通、台积电、ASML、日月光的技术水平，华为还应该能达到ARM的技术水平。 今年双十一的手机市场少了华为这个往年的冠军显得略微有点冷清，其实不只是各大电商平台，华为的线下实体店也纷纷出现了断货的现象。为什么会出现这种情况呢？最大的原因还是华为的芯片供应确实出现了紧张的情况，只能被迫压缩产能。 估计不少朋友都是从华为被芯片卡住脖子才发现中国的芯片制造如此的不堪，中国有那么多多的半导体相关的产业，但是居然一个企业能生产出一块高端芯片？这确实让人感觉有点愤愤不平。那么中国高端芯片的未来会是什么样呢？什么企业可能可以扛起国产芯片的大旗呢？下面我就说下我的一些看法。中国芯片行业可能在很长时间内落后于人 现在很多朋友都持有这样一种观点，那就是认为我国芯片产业落后于人简直不可思议。很多人认为只要我们能够群策群力，那我们肯定能在芯片的全产业链取得全面突破，进而打破国外的垄断。不过如果真这么想的话那就太小看芯片制造这个产业链了，起码从现在的整体情况上看，中国离高端芯片全面国产还有相当大的距离。 别的不说，就拿芯片制造最关键的光刻机为例。为什么ASML一个企业就能把持住全球所有的高端光刻机市场？就是因为一台光刻机基本上就是全球最高科技的结合体，它不止集成了上百种最新的技术，几万个零件中相当一部分都来自世界最顶尖的公司，一个国家想凭借着自己的科研和制造能力造出来的可能性几乎是0。 如果中国把大量的资金、人才和技术投入进去倒是有可能，但是咱们国家有太多方面需要去科研突破，自然也不可能倾全国之力去做这件事。其他像是芯片的代工工艺以及相关技术的突破都需要时间，并且还需要把技术完全国产化，不然就会像华为一样被代工卡住脖子。 我们国家的芯片产业本来就起步晚，目前只能一步步的追赶，所以在相当长的一段时间内我们都只能落后于人。想要打破僵局需要国家力量以及新思路 值得高兴的是国家现在已经注意到我国的半导体产业在全球处于弱势地位，于是在近几年加大了对半导体行业的相关投入。据相关媒体报道中国已经准备在2025年之前投入9.5万亿人民币发展本国的半导体行业，并把它摆在了一个相当优先的位置，这意味着国内半导体行业的春天就要来了。 虽然没法在短时间内解决国内没人能在手机芯片行业顶起大梁的问题，但是国家起码给了一个明确的态度，想要帮助中国的半导体行业实现全面崛起。这一举措也让不少企业看到了国家的决心，他们自然会在这个行业押重注，进而让国内半导体行业进入一个高速发展的阶段。 不过重金投入并不能解决根本问题，毕竟国外的半导体行业已经在硅基芯片的道路上站稳了脚跟，大部分的技术专利都在他们的手中，我们即使奋力追赶也不过是在走他们的老路。 想要彻底打破国外的封锁和垄断就需要走一条全新的道路，比如目前我国领先的碳基芯片。只要我们能够让碳基芯片拥有和硅基芯片同等的性能，那么我们将会在手机芯片领域发出自己的声音。哪些企业将会率先突破？ 芯片生产最大的难题就在芯片设计和制造两个方面，国内很多企业潜力都非常大，未来都有成为巨头的可能性。 一、芯片设计 1.华为海思 目前国内手机芯片设计最强的企业应该就是华为海思了，麒麟系列芯片就是其代表作之一。麒麟的手机芯片性能在5G时代已经完成了对高通以及联发科的超越，所以说海思现在是全球最顶尖的手机芯片设计企业也没有任何毛病。目前华为方面已经明确表示不会出售海思相关业务并继续保持对海思的投入，这保证了海思将会一直在行业内保持领先。 2.中芯微电子 中兴微电子也同样有成为巨头的可能性，目前中兴微电子已经掌握了国际一流的IC设计与验证技术，拥有先进的EDA设计平台、COT设计服务、开发流程和规范，并且在十年的发展中积累了非常多的技术和专利。前两年中芯微电子还吃过美国的黄牌，要求他们禁止给中兴供货，这足以说明他们的实力。 二、芯片代工 1.台积电 毫不疑问这个企业是芯片代工行业巨头，但是我们现在没法依仗，只能看着眼馋。如果未来台积电未来能够完全的为我们所用，那么我们就完全不用担心其他国家在代工这个关键点上使绊子。 2.中芯国际 这可能是目前国内最好的芯片代工企业了，不过由于在技术上还是依赖于美国，所以目前也发不出太大的声音。据前段时间报道中芯国际已经在7nm芯片的制造上取得实质性突破，但是还没发全面量产。不过这项技术也是领先其他企业几条街，基本上预定了未来巨头的位置。 总的来说现在中国的芯片整体产业链还是相对落后的，只能加大投入尽力追赶。不过硅基芯片的制造技术已经在逐渐逼近极限，让我们足够的时间去追赶。现在我们已经有了国家的支持，相信我们的芯片全产业链都将飞速发展起来，到时候我们的芯片也将不再受制于人！ 华为 暂时没有EUV光刻机情况下，中国高端芯片之路怎么走？未来会怎么样？的确是个使人纠结和关心的问题。 现在人们一般把7nm及以下工艺节点芯片称谓高端芯片，它的制造是个系统工程，牵涉到芯片设计、光刻设备、代工技术三个主要方面和晶圆制备等因素。从成熟的硅基芯片进行展开，可能会更接近或符合我国高端芯片发展的现实。 一、中国拥有自主的EUV光刻机，即能生产高端芯片 EUV光刻机是制程高端芯片的关键设备，目前还无其它技术可以替代。 DUV光刻机能制程28~7nm芯片，是穷尽技术手段后获取的。7nm及以下工艺节点的高端芯片，缺少了EUV光刻机还真是不行。所以，我们高端芯片的发展必须拥有或研发出自主的EUV光刻机，那么5nm、3nm甚至2nm工艺芯片都可能实现。 中国高端芯片未来发展取决于EUV光刻机拥有时间。生产的高端芯片将被广泛用于各领域的微电子设备，在工业互联网和人工智能中发挥巨大作用。 我国市场广阔需求量大、门类齐全适用性强、会使高端芯片成本大幅降低，生产水平将比肩世界先进水准，成为高端芯片重要产地。同时打破美国利用《瓦森纳协议》对我们的封锁，使禁售条款毫无意义。因此，突破瓶颈、加快研发EUV光刻机是关键因素。 二、国内的华为、中芯国际、上海微电子三家企业最具领先突破高端芯片的实力 从芯片设计看：华为有一万多名在职科学专家，强大的芯片设计创新和科研能力首屈一指。加上5G和通信领域的技术积淀及经验积累，足可担当高端芯片设计重任、脱颖而出引导潮流，在手机和微电子产品上再续辉煌、再创佳绩。 从芯片制程工艺看：中芯国际已能用DUV光刻机量产14nm芯片，工艺成熟。如拥有EUV光刻机，且有梁孟松、蒋尚义两位微电子世界级领军人物领衔攻关，相信不多久即能在高端芯片制程工艺上不断进行突破，追上台积电、三星技术发展水平，产能和市场份额也会呈现台阶式增长。 工欲善其事，必先利其器。上海微电子是我国生产光刻机的龙头企业，从90nm到28nm光刻机研发历程一路砥砺前行。 虽然由于其它技术原因暂不具备制造EUV光刻机条件，但＂咬定青山不放松＂精神并未松懈，除透镜精密加工、光学精度外，我国自主研发的其它芯片制备技术、设备已能适应生产EUV光刻机需要，有些甚至达到世界先进水平。 相信不用很长时间，我国自主的EUV光刻机将在上海微电子制造出来，成为我国自己生产高端芯片的关键设备。 关于碳基芯片、量子芯片，我们研发进展顺利，但形成商业量产和产业生态链建设完善要有个过程，虽是发展方向、却远水难解近渴。所以说：拥有自主的EUV光刻机是上海微电子目前进行突破瓶颈最理想的实现方式。 由此可看出，未来高端芯片将是华为的芯片设计、中芯国际的制程工艺、上海微电子的EUV光刻机作为一个整体而取得率先突破。 预测，2023年国产的28nm芯片，将会导入投产。 2025年将会进入7nm，同时会加大在EUV级别的光刻机研发，2030年之前有很大的机会。 哪家企业会领先突破不可预测，也属于秘密级任务，有可能是华为，有可能是中兴。但技术源头或者说从什么企业发展起来是明确的，技术进步肯定和中芯国际分不开。 根据现有的公开资料，中芯国际已经掌握了14nm芯片的技术，预计7nm的技术就等着EUV光刻机了。 任正非和北大座谈 所以现在的核心就是怎么在短时间内攻克光刻机，我们知道荷兰的ASML在EUV光刻机上研发投入了20年的时间，投入了几百亿的研发费用。 虽然我们可以跨越式发展，技术也可以突破，但是还是需要一定的时间和费用的投入。目前由于国家格外重视，前所未有的重视，研发费用投入上，已经是不用太过担心。即使是现在没有更多的数据，因为这些都是需要保密的数据，也不可能公开让所有人知道。 所以剩下的只是时间的问题，因为攻克这些技术，需要一项一项的测试，需要一定的时间。当然为什么这么自信的原因就是，这也不是什么原创性技术，都是现场的技术，只不过需要集成的技术比较多而已。 而我国是一个大国，工业体系非常完整，虽然有些企业整体实力上稍微差一点，但只要给投入足够的费用，给足关键的人才，突破只是时间的问题。 根据任正非的性格，估计华为自己要在芯片制造上下功夫，所以有可能第一个官宣的就是华为公司。 去年有一段时间，任正非接连拜访了北京大学、复旦大学、南京大学、上海交通大学等著名高校，去和这些名校沟通基础科研的事情，就说明华为在这方面是有下功夫的，大家不用过于担心。 大家只要记住一点，技术的关键是有市场的需求，只要有需求，技术就会不断进步。 为什么美国是全世界科技创新的源头，就是因为美国有全球最大的消费市场。而现在，中国才是全球最大的消费市场，有了庞大的市场需求，就会催促着企业家组织科学家不断地进行技术创新。而之所以我们现在科技创新还不是全球最大，是因为需要一定的时间，让子弹飞一会。 以我来看，中国的高端芯片研发将是一个非常漫长的过程，目前来猜测哪一家企业会领先突破，就真有点骗子＂算命＂的意思了，毫无准确性。 当前，中国的芯片工业的首要任务是＂国产化替代＂，而不是去做最新技术。因此一味追求高端芯片制造能力，不符合中国现在的实际情况。 当前，中国完全国产化的产线，依据证券公司的行业报告来看，只能满足比90纳米或更大尺寸的芯片生产。这也是为什么，美国与日本对中国光刻胶进行封锁，中国的芯片生产会遭受重大影响。 当前寻求突破的是90纳米工艺的全国产化，这大概就是国产芯片行业的短期目标了。至于中期目标，是希望能够将＂纯国产＂生产线的生产精度提高到28纳米。目前国产的28纳米工艺DUV光刻机的验证机，据说在2021年底会问世。按照国外的猜测，从工程验证机到商业化光刻机，还需要至少5年以上的路要走。5年算是一个比较短的研发过程，可以猜测是＂上海微电子＂牵头中国光刻机研发，但应用的场景，很可能是国内新兴的这些芯片厂，如果确实证明工作性能优秀，如长江存储、中芯国际等大厂也会使用。 至于更高档的EUV光刻机，现在在子系统研发环节上还没走完，具体的成功研发时间就更无法预测了。按照，ASML的EUV光刻机研发历程，大概是10年时间做出工程样机，再用10年完成商业化，也就是20年的时间才能实现。对于中国，乐观估计，大致上也会需要差不多相同时间来完成这个研发的过程吧。这个档次的光刻机就完全没有时间表了，也不清楚最后会是哪一家研发公司会成功。理论上猜测，大概＂上海微电子＂成功的可能性略大一些，但20年后的变数太大，现在确实无法预测了。 至于更虚无缥缈的碳基芯片等等，这是至少30年以后的候选技术之一，最乐观是30年成功，不乐观50年不成功也不稀奇。这种超长期的新技术研发，大概就是另一则故事了。这种研发还处于试验室阶段，对于如何＂攒＂出一台验证机都没有考虑过，也就不用说国内哪一个企业突破这种啥问题了。 任正非表示：「华为目前的困难，是设计出来的芯片国内基础工业造不出来」 不过咱们也不能要求一个企业能从芯片行业从设计端到制造端百分百自给自足？ 不过 缴纳税款常年第一第二，科研投入全国企业第一 冲这个 华为！有戏！ 芯片的整个产业链是很庞大的，从EDA，芯片设计，芯片制造，到最后封装测试，涉及到的公司不计其数，每个工序都有公司在主攻研发。 芯片设计公司榜上有名的必须是华为海思、英伟达、紫光展锐、中兴微电子、联发科。 在2020年Q1的全球半导体TOP10榜单出现了两个＂新面孔＂，分别是华为海思（HiSilicon）和英伟达（Nvidia）。但是海思90％以上销售额都来自母公司华为的内部采购，应用到了自家的产品上。紫光展锐是我国集成电路设计产业的龙头企业，最近公司进军5G和AI领域，拥有超过超过3700个专利，每年出货芯片量超15亿颗。目前看，成为巨头还有很长的一段路要走。目前中兴微电子已申请的芯片专利超过4000件，其中PCT国际专利超过1800件,5G芯片专利超过200件。前两年米国也是禁止对中兴出售芯片，足以见得中兴在5G领域的分量还是举足轻重的联发科总部位于台湾，在上海北京苏州等多地有分公司，主要产品包含手机CPU，无线通信以及多媒体等芯片。因为其CPU主打中低端市场，基本用在2000元以下的手机上 要说芯片制造台积电就不多说了，妥妥的巨头。 中芯国际SMIC第一代14纳米FinFET技术取得了突破性进展，并于2019年第四季度进入量产，代表了中国大陆自主研发集成电路的最先进水平。 当然和第一梯队的台积电，三星和Intel有一定的差距，但是14nm也是优秀的不行不行的了。 任重而道远，目前数的出来的巨头都在努力前进！ 先来分析在高端芯片领域，我们国家都有哪些公司参与。 首先是华为旗下的海思半导体，主要开发设计人工智能芯片和5G通信相关芯片，最为人熟知的是用在华为高端手机中的麒麟系列芯片； 其次是阿里旗下的平头哥半导体，主要开发设计基于IOT物联网芯片和人工智能芯片，它的目标主要是服务于阿里巴巴倡导的数字经济； 再次是位于北京的地平线半导体，主要开发设计适用于自动驾驶的人工智能芯片，并且已经成功实现了量产； 除了这些比较典型的高端芯片设计公司，我们国家还有商汤科技、寒武纪科技、紫光展锐以及中兴旗下的中兴微电子等等 一个技术未来能不能获得发展？能不能最后走向成功？关键在于什么？ 关键在于这个国家是否有足够齐全的这个技术相关产业链。产业链越完整，技术就越能获得发展，就越能取得成功。 芯片的产业链是什么呢？ 芯片的设计研发、芯片的生产制造以及芯片的应用市场，这三个就是芯片的整个产业链。 设计研发，很好理解，前面列举的芯片公司，都是在做这个；相比较设计研发，生产制造似乎更容易一些？错，这个在其他产品领域或许成立，但在芯片领域，芯片的生产制造环节是要比设计研发环节的难度更大的。 这就是为什么华为拥有领先的芯片设计能力，却苦苦陷于芯片的生产制造能力不足而发愁；这也解释了为什么台积电和中芯国际那么重要的原因了。 最后一个就是芯片的应用市场了。这个放在中国，优势非常明显，毕竟我们是全球最大的商品生产基地和全球最大的消费市场。 只要尊重科学，尊重技术人才，避免造成行政干预技术从而导致制约技术发展的情况发生，就会很快获得突破性进展
