不得不说,这两年Ai真的太火了,发展得也很快,对GPU芯片和配套的存储芯片的需求也越来越大。在性能上芯片也是朝着2nm挺近。美国英伟达、高通的芯片在不断迭代进步。
我们国家芯片领域也保持持续的投入,且在某些环节取得了突破,但整体来看,从设计工具到制造设备,再到关键材料,确实依然面临着比较严峻的“卡脖子”局面。今天我们就聊聊哪些领域现在还在被卡脖子,都有哪些企业正在努力。
一、 目前还被国外“卡脖子”的主要领域
这些是我们的薄弱环节,一旦供应链波动,风险最大的地方。
1. 核心设计工具(EDA软件)
现状: 芯片设计离不开 EDA(电子设计自动化)软件,这就像画图用的“笔”和“尺子”。目前,全球 70% 以上的市场被美国的 Synopsys、Cadence 和 Siemens 三家垄断。
卡点: 在 7nm 及以下的先进制程设计上,国产 EDA 工具还难以支撑全流程设计,尤其是在仿真验证等高端环节,依然严重依赖美国软件。
2. 关键制造设备(光刻机是重中之重)
光刻机: 这是芯片制造的“皇冠”。荷兰 ASML 垄断了高端 EUV 光刻机,这是生产 7nm 及以下先进制程芯片的必需品,目前我们完全无法获取。在中高端的 DUV 光刻机上,虽然国产(上海微电子)已有 90nm 量产,但更先进的浸没式 DUV 依然受限。
检测设备: 用于检查芯片缺陷的高端检测设备(如 KLA 公司的产品),国产化率极低,几乎完全依赖进口。
3. 高端半导体材料
光刻胶: 这是芯片制造的“底片”。高端光刻胶(特别是 ArF 和 EUV 级别)市场 90% 以上被日本企业(如 JSR、信越化学)垄断。国产化率不足 5%,且主要集中在中低端市场。
大硅片: 12 英寸的大硅片是制造高端芯片的基础,目前主要依赖日本和台湾地区进口,国内虽然有突破,但产能和良率仍有差距。
电子特气/靶材: 高纯度的特种气体和溅射靶材,虽然部分实现国产,但在最高纯度等级上依然受制于人。
4. 核心零部件与工业母机
高端数控机床: 制造芯片设备的设备(工业母机),特别是五轴联动数控机床,高端市场主要被德国(西门子)和日本(发那科)占据。
零部件:光刻机中的物镜系统、光源等核心精密零部件,依然依赖德国和日本的供应链。
二、 国内做得比较好、正在突围的单位
虽然有短板,但国内有一批企业在奋力追赶,在成熟制程和部分细分领域已经做得相当出色。比如以下领域:
| 领域 | 代表单位 (企业/机构) | 优势与突破点 |
|---|---|---|
| 晶圆制造 | 中芯国际 (SMIC) | 国内代工龙头。虽然在先进制程上受阻,但其 14nm 工艺良率已突破 90%,并在成熟制程扩产上保障了供应链安全。 |
| 半导体设备 | 北方华创 | 设备领域的“全能选手”。在刻蚀机、薄膜沉积设备(PVD/CVD)上突破显著,已进入中芯国际 14nm 产线。 |
| 中微公司 | 专注于刻蚀机,在 14nm 及以上的刻蚀设备上已实现国产替代,部分产品进入全球供应链。 | |
| 上海微电子 | 国产光刻机的希望。目前 90nm 光刻机已量产,在 DUV 光刻机研发上也在持续攻坚。 | |
| EDA/设计 | 华为海思 | 虽然制造受限,但在芯片设计能力上处于国内顶尖水平,曾推出麒麟等世界级芯片。 |
| 华大九天 | 国产 EDA 龙头。虽然无法覆盖最先进制程全流程,但在部分模块(如模拟电路设计)上已实现突破。 | |
| 材料 | 南大光电 | 在光刻胶领域突破较大,其 ArF 光刻胶已通过客户验证,正在逐步替代进口。 |
| 沪硅产业 | 在大硅片领域,已实现 12 英寸硅片的量产,打破了国外在衬底材料上的绝对垄断。 | |
| 封装测试 | 长电科技 | 全球封测前三强。在先进封装(Chiplet)技术上与国际同步,是中国半导体产业链中最强的一环。 |
| 特种/军工芯片 | 景嘉微、北斗星通 | 在军用 GPU、北斗导航芯片等领域,实现了抗辐照、高可靠性的自主可控,打破了国外垄断。 |
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