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文 | 孫永傑
從去年下半年至今，全球汽車廠商缺“芯”一直蔓延，加之近來日本福島近海地震以及美國暴風雪引發停電等因素的影響，對於全球汽車廠商缺“芯”不僅雪上加霜，甚至有蔓延到以智能手機為代表的消費電子領域的趨勢。
對此，有媒體再次借勢，稱全球缺“芯”，將會是中國芯片產業再次扮演“彎道超車”角色的機會。事實真的如此嗎？
進遠大於出：中國汽車芯片尚未自給，談何“超車”根據諮詢公司羅蘭貝格發佈的《中國新能源汽車供應鏈白皮書2020》，在中國每年2800萬輛的汽車市場，中國汽車半導體產值佔全球不到5%，部分關鍵零部件進口量在80%-90%。
而據中國汽車芯片產業創新戰略聯盟數據顯示，2019年我國自主汽車芯片產業規模僅佔全球的4.5%，而我國汽車用芯片進口率超90%，先進傳感器、車載網絡、三電系統、底盤電控、ADAS（高級駕駛輔助系統）、自動駕駛等關鍵系統芯片過度依賴進口。比如，電動汽車中價值僅次於動力電池的IGBT（絕緣柵雙極型晶體管），98%以上需要從國外進口，且價格是國外的1.2倍至1.8倍。
另有統計數據顯示，2019年全球汽車芯片市場規模約為3100億元，國內車規級芯片產業規模不足150億元，而同期我國汽車產業規模佔全球市場達30%以上。
不知業內看了上述統計作何感想？我們認為在這場以汽車產業為主的全球性缺“芯“大潮中，我們，尤其是我們的芯片製造非但沒有充當”救火隊長“的角色，反而在某種程度上起到了”助推“的反作用（求遠大於供）。原因何在？
低不就難做大：成熟製程不“成熟”，打磨與產能是最大短板從此次全球車企缺“芯”看，主要分為兩類，一類是應用於ESP（電子穩定控制系統）的MCU（微控制單元）。在中國市場，一般10萬元以上的車型，特別是中高端車型都會配備ESP。它是汽車主動安全系統的一部分，能起到防側滑作用。另一類是ECU（電子控制模塊）中的MCU。ECU廣泛應用於汽車各控制系統中，被喻為“行車電腦”。
儘管看似高級，但對於芯片製造來説，與智能手機芯片相比，其對於製程的要求並不高，通常情況下，28nm以上成熟製程完全可以滿足。
雖然製程上要求不高，但對於品控卻遠大於智能手機這類消費類電子產品，這對於芯片製造才是真正見功底的挑戰。
例如車規級相關芯片，需要適應-40℃到-150℃的極端温度，高振動、多粉塵、有電磁干擾，濕度要適應0%-100%，一般車規級芯片的設計壽命為15年或20萬公里。從架構方面來看，車規級芯片需要有獨立的安全島設計，在關鍵模塊、計算模塊、總線、內存等，都有ECC、CRC的數據校對，為車規級芯片提供功能安全。
因此，只有具備豐富芯片設計經驗、全面產品質量管控、充足人力物力的公司，才有可能研發出滿足汽車正常運行需求的MCU芯片，這也使得國內很多芯片廠商對車規級MCU望而卻步。
望而卻步的結果就是差距。據IHS Markit的統計數據顯示，在2019年接近200億美元的MCU市場中，車載MCU貢獻當中的60億美元左右的營收，這些份額主要由NXP、瑞薩、TI和ST等國外廠商所壟斷。其中前六所佔領的市場份額高達93%，且這個份額多年以來一直來並沒有太大的變化。
其實到這裏，我們應該清楚，對於車規級芯片來説，先進的製程已不是決定性因素，反而是成熟製程期內的打磨，滿足上述標準成為重中之重。而正是在打磨上的缺失，讓我們在車規級芯片市場幾乎沒有任何的話語權。
究其原因，據此前《財經》相關報道採訪到的芯片設計行業人士普遍認為，即便在28nm以上成熟工藝，中國大陸的芯片代工廠也有不少功課需要補足，大家往往在某個工藝上做到“基本可用”就開始攻克下一個，而不是繼續投入研發實力去做到“好用”，且服務意識不強，資料不全、數據不準確，給芯片設計公司（客户）帶來了各種不愉快的體驗。
事實的確如此。除了在車規級芯片外，擴展在整個成熟製程整體市場，我們的市場表現也證明了這點。
這裏我們以全球芯片代工老大台積電和國內芯片代工老大中芯國際2019年各製程節點的營收為例，來看看我們的差距。
在28nm製程節點，台積電營收為47億美元，市佔率高達39%，相比之下，中芯國際營收僅為1.3億美元，市佔率為1%；在更成熟的90nm及以上製程節點，台積電營收為55億美元，市佔率26%，相比之下，中芯國際營收為17億美元，市佔率僅為8%。
可以説，即便在成熟製程芯片製造上，我們也處在相當落後的狀態。這其中，除了產能外（需求決定產能，如果需求不旺，自然就缺乏擴充產能的動力和資源），缺乏打磨應是不可忽視的主要的原因之一。
其實不要説和台積電相比，就是和聯電和格芯相比，依然可以看到我們在成熟製程製造上的差距。
根據芯思想研究院（ChipInsights）發佈的2020年專屬晶圓代工前十大排名榜顯示，中芯國際2020年營收為251億元人民幣，佔比為5.43%，排名第四，而專注於成熟製程的聯電和格芯的營收分別為387億元和360億元，佔比分別為8.37%和7.78%。
需要説明的是，這個榜單僅限於全球純芯片代工企業，如果將諸如英特爾、三星等這些IDM廠商製造的芯片營收計算在內，中芯國際在芯片製造的排名還會靠後。
隨之而來的問題是，從現在和未來的整個芯片市場看，成熟製程依然佔據不小的市場份額，且市場穩定。
據市場研究機構International Business Strategies（IBS）近期發佈的相關白皮書數據顯示，2020年半導體代工市場中，28nm及以上工藝的市場份額能佔據大約三分之二，未來五年，先進工藝的市場將不斷擴大，但成熟工藝的市場份額仍將不低於50%。
另據IC Insights發佈的《2020-2024年全球晶圓產能》報告顯示，40nm及以上成熟製程的比例近幾年並未出現明顯變化，且市場規模很可觀，表現為40nm以上的成熟製程，無論是180nm以下，還是180nm以上，市佔率均相當穩定。
如果説，在涉及做強的先進製程方面，我們還存有差距和難以換來真金白銀，那麼在事關做大的同等的成熟製程上，我們的掘金能力還如此羸弱，確實值得我們同業好好反思，畢竟對於芯片產業來説，做大是做強的基礎。
高不成做強難：先進製程牽絆多，盲追節點製程可能適得其反如果説，前述是我們芯片製造在成熟製程方面是“低不就”的話，那麼在先進製程方面，則更多體現為“高不成”。
先不説，僅從芯片製程的賬面數據，我們就已經落後台積電、三星兩代，從過往成熟製程40nm和28nm從宣佈量產到真正具備商業技術競爭能力，期間就相隔了3—4年的時間。
例如40nm製程，早在2011年，中芯國際就宣佈量產，但直到2015年依然經常出現提供給客户的產品不符合要求的現象；至於2015宣佈量產的28nm，但2年後的2017年，接棒中芯國際CEO的梁孟松和其所率的台籍、韓籍團隊不得不用接近一年的時間來提升其良品率，儘管如此，低階28nm工藝多晶硅製程的良品率也僅為85%，高階28nm僅為80%。
對於中芯國際目前最為先進的14nm，中芯國際此前發佈的2020年Q4財報顯示，其14/28nm工藝在Q4季度的營收佔比只有5%，相比2020年Q3季度的14.6%大幅下滑。儘管如此，中芯國際稱，未來仍會考慮加強第一代、第二代FinFET多元平台開發和布建，並拓展平台的可靠性及競爭力，尋找多元客户。
鑑於中芯國際此前未將14nm和28nm合併時，28nm營收佔比遠超14nm的事實，我們認為，由於非市場因素的影響，在失去華為這個14nm大客户之後，中芯國際的14nm幾乎沒有客户或者説陷入了找客户的尷尬，加之我們前述的40nm和28nm的遭遇，中芯國際14nm現實的技術競爭力可想而知。
正如業內人士所言，能做先進製程了不代表技術實力就過關了，就好比你能造大排量的SUV了，你的油耗好不好？惡劣環境故障率高不高？越野能力如何？動力強不強？這背後還是技術實力的沉澱問題，能造出這個製程的芯片，不代表工藝水準已經達到了最優，更不代表你就在這一製程節點具備了技術競爭力。
此外，從芯片製造的發展看，由16nm至7/5nm製程升級帶來的性能邊際提升開始出現遞減效應，即製程節點升級帶來的性能提升及功耗降低幅度越來越不明顯。這無疑對於我們的芯片製造企業如何讓芯片從“可用”到“好用”轉變的能力要求更上層樓，但鑑於前述我們芯片製造在成熟製程方面的表現，挑戰可謂巨大。
除技術外，中國芯片在先進製程方面還受制於高昂的資本支出。
據IBS給出的數據顯示，28nm之後芯片的成本迅速上升。28nm工藝的成本為0.629億美元，到了7nm和5nm，芯片的成本迅速暴增，5nm將增至4.76億美元，至於未來的3nm，三星稱其3nm GAA 的成本可能會超過5億美元。
至於台積電，2018年，其CEO魏哲家曾打趣地説，台積電預計在5nm投資了250億美元。
魏哲家的話並非打趣。僅在2020年，台積電的資本支出就達到了160億美元，繼2019年全年支出達到歷史新高後，再破記錄，其中約80%被用於3nm、5nm與7nm等先進製程技術。相比之下，中芯國際同期的資本支出僅為43億美元。
對此，有業內分析認為，制約中芯國際資本投入的主要原因是它的營收不高，即中芯國際如要不停地保持資本支出，必須先將自己的營收做大。經常有人説，中國製造大而不強，實際上，先將企業做大，往往更能把企業做強。而這正好驗證了我們前述的，在事關做大的同等的成熟製程上，我們的掘金能力如此羸弱，理應好好反思，畢竟對於芯片產業來説，做大是做強基礎的論斷。
除上述外，與其他芯片製造企業不同，中國芯片製造企業還受制於非市場因素的影響，而這種因素某種程度上甚至會超越技術和資金。
對此，中芯國際在2020年Q4財報發佈時稱，對於中芯國際的技術限制，主要還是針對 10nm 工藝以下技術，未來像是7nm、N+1 工藝等放行機率不高。而針對 10nm 工藝以上技術，則是可透過供應商申請許可證的方式，讓中芯國際繼續生產。
如果真如中芯國際的判斷，那麼中國先進製程芯片製造很可能會長時間滯留在14nm節點。“高不成”將成定局。
而在我們看來，即便最終非市場不利因素全部消除，但其始終會像懸在我們頭上的達摩克利斯之劍，而要徹底消除它，不僅是中國芯片製造企業的一家之事，而是包括芯片製造設備、材料等一系列相關產業的齊頭並進，否則盲跟製程節點，可能會事倍功半，甚至適得其反。
所謂以小見大。通過此次全球汽車缺“芯”，中國芯片製造難顯身手的事實，我們理應反思我們整個芯片製造發展中出現的“高不成低不就”的原因，走出一條既符合全球芯片製造發展趨勢，又能充分發揮我們自身優勢（考慮非市場因素的長期不確定性影響）的中國芯片製造發展之路。