近期，因工作需要，认真学习了一下半导体产业链，也看了一些半导体行业发展的历史，做了一些记录和梳理，了解产业也是认知世界的一部分，所以想在个人公众号上做一些输出。自2018年中美贸易战以来，国家产业基金和相关产业政策对半导体领域强力介入，不管是投资市场还是相关的消费市场，其发展都赚足了眼球。对于半导体，你是不是同样有不明觉厉之感？哈哈，这篇文章我斗胆以简单的语言尝试做个科普。首先，半导体是一类特殊的材料，常温下它的导电性能介于导体与绝缘体之间，具有可调控的电子性质，也正是基于这种特有性质，这类材料能用于生产集成电路芯片，最终广泛应用于消费电子（如手机、PC）、通信系统、新能源等领域。半导体产业大体可以分为“芯片设计”--“芯片制造”--“封装测试”三个环节，用盖房子的过程类比一下，也许更好理解。假如我们要建一栋房子，第一步肯定是让设计师出设计图纸，设计过程中要用到一些类似CAD的设计软件，同时还要参考一些成熟的设计模块，比如强弱电系统的布局、给排水系统的布局等，并且这些模块已经形成了稳定的用户生态。在芯片设计中，EDA就相当于建筑设计中CAD这些画图软件，系统架构就相当于那些成熟的设计模块，业内称之为IP，代表公司为ARM。目前，在芯片设计领域，美国处于绝对的领先地位，全球头部芯片设计公司，高通、博通、英伟达、AMD全部来自美国，占全球市场份额超70%。房屋设计完成后，建筑施工队要按照图纸把房子盖起来，过程中有非常复杂的工种、工序，需要用到泥沙、钢材等各种原材料以及一些必不可少的施工机械，如挖掘机等。同样的，在芯片制造环节需要用到各种材料，也需要很多道复杂的工序以及一些核心设备，大名鼎鼎的光刻机就是其中之一。目前全球顶尖的芯片制造企业有，台积电、三星、联电等，在国内，中芯国际是该领域的领头羊，被寄予厚望。最后的封装测试环节相当于毛坯房建好后，做装修和质量验收，而下游的应用相当于房子最终可以有多种多样的用途，住宅、商业、政府公益等等。在这里重点科普一下制造环节，芯片制造也叫晶圆代工，与其他行业的代工有所不同，它在芯片产业链中有着至关重要的地位，是链接上下游产业的关键所在。生产芯片的本质是把设计好的电路雕刻在晶圆（硅片）上，制造厂拿到上游厂商给的硅片后，要做各种的工序处理，而所有的工序都是为了能精准雕刻电路，在芯片的纳米尺度上，有且仅有光才能实现这个过程。为什么光刻机的地位如此重要，因为它的精度决定了电路雕刻的最小尺度，也决定了单位面积芯片上二极管的数量，数字世界是由0和1组成的，更多的二级管意味着数量更多的0和1，也就意味着更强劲的性能。近期，苹果公司推出的最新款芯片所堆叠的晶体管数量已经达到了惊人的920亿个！而我们国产的顶级芯片只能达到他的六分之一。全球能够制造光刻机的厂商并不多，而用于10纳米以下制程工艺的EUV光刻机，只有荷兰的阿斯麦尔ASML一家能造，而美国基于《瓦斯纳协定》禁止阿斯麦尔向中国企业出售这一类光刻机。公开资料显示，ASML 第一大股东是美国资本国际集团，持股15.81% ，第二大股东是美国贝莱德集团，持股7.95% 。在我们的国产光刻机领域，上海微电子一直走在最前端，今年年底上海微电子预计将向市场交付第一台28纳米光刻机，虽然通过多重曝光技术可以实现7纳米工艺，但实际生产中，良率会是一个问题，良率不高意味着高昂的成本，最终会削弱企业的竞争力。一个成熟的制程工艺，良率应该至少在70%以上，像台积电这样的成熟代工企业，良率已经达到了90%以上。与很多人的固有印象不同，中国实际上是世界上少有的拥有完整芯片供应链的国家，但虽然我们的产业链完整，但是在高端领域如芯片设计、光刻机、系统架构等方面严重缺乏竞争力。芯片产业从诞生到现在，仅走过65年的时间，其实在最开始，中国的起步并不差，五六十年代，在人才储备和核心技术方面，我们并没有落后美国多少，之所以呈现今天的局面，主要还是认知差距导致的判断失误。时间回到冷战时期的1957年，苏联将第一颗人造卫星送上了太空，这一举动震撼了美国，因为这意味着苏联的核武器投射能力超越了自己，受此刺激，美国改组军工体系，将信息技术研究提高到了前所未有的高度。对内方面，美国以举国体制推动半导体行业发展，不仅所有的研发成本由政府投入来覆盖，还指定军工企业来采购技术成果，在此基础上还成立了半导体制造技术联盟，整合全产业内的顶尖研究力量，提前判断关键产业节点，进行技术攻关，在吸纳全球顶尖技术人才方面更是不惜一切代价。对外方面，美国时刻不忘打压竞争对手，对方没有的技术，就实施严密的技术封锁，一旦对方攻克技术难关，就放开出口，以自己优质廉价的产品向对方市场倾销。上世纪七八十年代，同样在举国体制推动下，日本半导体产业发展迅速，物美价廉的电子产品席卷美国，使美国形成对日的巨额贸易逆差，当技术封锁效果不佳时，美国又动用霸权，炮制出《广场协议》，迫使日元大幅升值，一步步将日本经济拉入泥潭。今天我们看到的美国对华制裁手段，其实它一直以来都在用，只是换了对象。反观我们中国，半导体产业初期的荣光没有持续多久，十年动乱就开始了，加之民用市场尚未形成，国家给到该领域的资金支持少得可怜，积贫积弱的年代，我们拼尽全力搞出核武器后就不怕被打了，可以安心搞生产了，毕竟还有那么多老百姓都吃不饱饭，而半导体又是出了名的投入高，回报少，暂且就往后放了。再后来中美关系持续向好，国内精英人群中，“造不如买，买不如租”的思想盛行，在国际贸易中赚赚快钱就好，何必要坐冷板凳自己研发呢？典型的企业是“假如没有XX 世界会怎样”。政策上的转折点是1999年中国驻南联盟大使馆被炸事件，“一直以来，我们心甘情愿地跟在美国后面当小弟，干一些脏活累活赚点钱，不料却被大哥用搭载高性能芯片的精确制导炸弹打了”，血脉从那一刻觉醒。二十年的奋起直追，我们拥有了独立完整的芯片产业链，在关键的能源、军工等领域，我们的自主能力已足够保障国家安全，但是高端芯片领域，我们的差距还是客观存在的，如果不能掌握高端技术，就意味着中国的工业体系会比美国笨，比美国慢，意味着我们的产业升级会被围堵，面对这样一个只有霸权思想、毫无共赢意识的对手，落后就意味着挨打，吾辈当自强。纵观历史，没有一个半导体强国不是基于政策对路、资金充足、举国体制的，目前中国已经调整到这个频道了，作为普通人的我们也都能或多或少地参与到这场攻坚战中来。以我个人为例吧，此前我为数不多的电子产品都是苹果和微软，一方面我对电子产品更新换代不敏感，手机用了3年，笔记本用了5年，没啥大问题就没有换的欲望，另一方面也是懒，害怕换系统换界面不习惯，最近为了更好地移动办公，添置了华为的pad和科大讯飞的办公耳机，实话说科技真香，国产真香，咱这也算是为中国半导体大厦贡献了一粒沙吧，哈哈。至于投资，半导体各细分领域的难题都是潜在的机遇和财富，但是宏观与微观的投资逻辑还是不同的，依旧需要理性分析，一腔热血冲进市场大概率会沦为韭菜，想要进一步交流，可以私信~~
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