摘要：中国对较大节点芯片的积极补贴导致产能过剩，压低价格，并使必须获得基于市场的回报率的公司处于不利地位，从而对半导体行业的创新经济产生影响。正如Triolo所写，“内存是一个与逻辑截然不同的领域，高度商品化且竞争激烈，没有传统节点，要求公司不断升级到最先进的流程。

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中国对较大节点芯片的积极补贴导致产能过剩，压低价格，并使必须获得基于市场的回报率的公司处于不利地位，从而对半导体行业的创新经济产生影响。正如Triolo所写，“内存是一个与逻辑截然不同的领域，高度商品化且竞争激烈，没有传统节点，要求公司不断升级到最先进的流程。”正如他指出的，“某江存储在NAND制造曲线上迅速上升，生产128层NAND，并迅速转向更先进的工艺，达到232层及以上。” TechInsights的一篇文章发现，某存储在市场上推出了“首款200层以上3D NAND闪存”，领先于竞争对手三星、SK海力士和美光。某存储在推出后增长速度惊人，到2021年达到全球市场份额的5%，并有望在2027年超过10%。2022年，苹果考虑收购某存储的NAND存储芯片，用于在中国销售的iPhone和iPad，

据报道，苹果希望将订单增加到所有iPhone所需芯片的40%。然而，在2022年12月，美国商务部工业安全局 (BIS) 将某存储列入其“实体名单”——一份贸易“黑名单”，使所列实体遵守出口许可要求——这一行动似乎严重阻碍了该公司的发展。在接下来的几个月里，长江存储裁员10%，并减少设备采购和扩建计划。就某存储而言，它已成为中国的主力DRAM公司，但“该公司在执行其路线图方面面临重大挑战”，分析师并不认为该公司处于领先地位。该公司正在“竞赛”生产中国首款国产高带宽内存，这是人工智能计算的关键组件。”然而，正如Counterpoint研究半导体分析师Dan Wang指出的那样，“当当您的DRAM技术已经落后于全球竞争对手时，这将使您的HBM技术在完全商业化的市场中处于不利地位。

对于中国的国家龙头来说，打破该领域的国际主导地位并不容易。其首要目标仍然是满足中国的内需。”最终，正如Triolo指出的那样，虽然“内存制造商某存储和某存储等主要参与者因缺乏尖端工具而陷入困境，但他们仍然有能力生产可用的内存”。事实上，TrendForce预计中国产业在NAND闪存市场的份额将在2023年达到峰值31%，然后到2024年下降到18%，而其在全球DRAM市场的份额将从2022年的15%下降到2025年的12%。White OakCapital投资总监、前IT行业分析师Nori Chiou估计，中国芯片制造商在HBM方面落后全球竞争对手十年。诚然，某存储（就像长鑫存储）已经证明了自己成为一家创新型公司；然而，它无法获得先进的工具，这引发了人们对其是否能够保持创新资金的疑问。

半导体制造设备。光刻是芯片制造过程中的关键步骤，其中将芯片晶圆插入光刻机并暴露在DUV或EUV光下，并通过光掩模将图案印刷到芯片的抗蚀剂层上。在随后的工艺步骤“蚀刻”中，对晶圆进行烘烤和显影，并洗掉一些抗蚀剂层，以显露出开放通道的3D图案。关键在于，光刻工艺决定了芯片上的晶体管可以有多小，这就是为什么光刻创新与设计创新一样，是推动行业向较低工艺节点发展的基础。因此，追赶光刻技术长期以来一直是中国芯片发展的核心目标，这一努力可以追溯到中国2008年启动的“02专项”，即“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”。尽管做出了这些努力，正如Triolo所写，“中国光刻公司似乎仍落后行业领导者ASM 以及尼康和佳能等日本公司数年，这使得光刻成为关键的技术瓶颈之一。

”因此，Triolo观察到，国内正在制定公私合作的新方法，以推动先进光刻等关键技术的创新……通过推动企业在关键技术领域开展合作，简化国家支持的先进研发成果向指定私营企业的转移，并追求在其他领域取得成功的方法。”中国领先的光刻机开发商某微电子装备集团于2023年12月声称已成功研发出28纳米光刻机，SSA/800-10W。（相比之下，台积电到2011年就开始生产28纳米芯片，而英特尔至少到2014年才生产。英特尔和台积电现在或即将提供2纳米甚至亚2纳米级别。）然而，正如一位观察人士所评论的那样，“这一进步代表了中国在缩小全球芯片行业技术差距方面的重大飞跃。”尽管声称取得了突破，但分析人士提出了有关SMEE批量生产此类机器需要多长时间的问题。

SMEE当前的SSA600系列可以采用90 nm、110 nm和280 nm工艺。北方华创是中国最大的芯片生产设备制造商，其模具专注于刻蚀工艺，其次是制造沉积设备的AMEC。总体而言，中国晶圆制造工具生产商的国内市场份额从2019年的4%上升到2023年的估计14%。（参见图8)。

图8：中国芯片制造设备厂商在中国市场的份额

半导体组装、测试和封装。前端芯片制造完成后，晶圆通常会被发送到其他设施进行后端制造活动，例如ATP。在此步骤中，芯片从硅晶圆上切割下来，进行性能测试，并进行封装以保护芯片，并允许通过附加电气互连将其集成到成品电子设备中。半导体ATP通常通过以下两种商业模式之一进行：（1）作为内部ATP服务，由IDM和代工厂在制造后执行，或（2）由外包组装和测试 (OSAT) 公司执行，这些公司为第三方客户执行ATP活动。

图 9：2021年每个国家/地区的ATP设施数量

截至2021年，全球484个ATP设施中，中国占27%（134个）。（看图9。）到2023年8月，中国ATP公司占据了38%的市场份额，其中五个最大的OSAT厂商——JCET、HT-Tch、TF、LCSP和Chippacking——全部都是中国的。ATP历来被视为劳动密集型行业，其附加值低于设计和制造，这解释了为什么历来企业在发展中国家更大范围内建立ATP设施。然而，一位观察人士指出，“封装是半导体行业创新的新支柱，它将极大地改变整个行业”，因为新技术使芯片能够组合和堆叠，并增强其性能。封装对于人工智能应用所需的高功率半导体很重要。事实上，一种被称为基板上晶圆芯片的特殊类型封装的短缺，一直是英伟达公司人工智能芯片生产的一个关键瓶颈。事实上，正如Triolo指出的那样，“封装现在正在成为整体生产的关键部分，

后端封装被设计到整个生产流程中，从EDA工具，到ARM等公司的IP集成，再到3D封装设计，通过不同复杂程度的半导体组合实现更强大的功能。”他进一步观察到，“在设计和封装方面，一些中国公司已经在使用小芯片设计，这是一种将使用不同工艺生产的芯片集成在一个基板上的设计方法，以及先进的封装技术，包括2.5D和3D包装。”然而，ITIF圆桌会议上的行业观察人士认为，“虽然中国取得了一些进展，但在半导体ATP领域确实不具备领先的能力”。

先进半导体研究。中国研究人员站在一些半导体技术创新的最前沿，尽管问题在于这些技术可以在多大程度上商业化并按行业规模化。例如，北京大学某教授开发出了只有一个原子厚（因此称为“2D”）的新型半导体晶圆。这些新型30.5厘米晶圆更薄、效率更高，其创造者声称可以“以低廉的成本并潜在地彻底改变半导体行业”。另外，中国和美国的研究人员联合创造了一种新型稳定的半导体石墨烯，其性能比硅高10倍，比其他二维半导体的性能高20倍。中国的半导体行业的研发密集程度远不及其他领先国家的半导体行业。2024年3月，在旧金山举行的IEEE国际固态电路会议上，电子科技大学周军教授及其团队发布了号称“世界上最节能的移动设备人工智能芯片”。该芯片的设计采用了一种新颖的架构，通过动态计算引擎、

自适应噪声抑制电路以及集成关键字和说话人识别电路等多种优化来满足人工智能芯片对功率的渴求。电子科技大学新闻稿指出，“该芯片实现了每次识别能耗低于2微焦耳，在安静的场景中准确率超过95%，在嘈杂的环境中准确率达到90%，为能源效率和准确性设定了新的全球基准。”在会上，电子科技大学团队还推出了一种有助于检测癫痫患者癫痫发作的芯片，其检测准确率超过98%。2024年7月，中国科学家宣布开发出最快的军用模数转换器。该设备可以将电子战接收器的时间延迟从纳秒减少到皮秒，即万亿分之一秒。该芯片技术将使雷达信号检测和响应速度比目前部署的技术快91.5%，使战斗速度几乎翻倍，从而有可能为中国军队带来关键优势。该芯片基于成熟的28纳米工艺技术。

中国半导体行业创新投入分析。本节研究了评估中国半导体行业竞争力的指标，考虑了研发强度、科学出版物和专利水平等因素。

研发强度。总体而言，中国半导体行业的研发密集程度远不及其他领先国家的半导体行业。事实上，到2022年，中国半导体行业的研发强度为7.6%，仅为美国18.8%的40%，远低于欧盟国家15%的平均水平，或台湾地区的11%（韩国和日本的研发强度为9.1%和8.3%）。（看图10。)2022年，中国半导体行业7.6%的研发强度实际上比2018年的8.4%略有下降。图 10：2022年部分国家半导体行业研发支出占销售额的百分比

从半导体企业的研发投入水平来看（《2023年欧盟工业研发投资排行榜》），华以25.2%的研发强度领先所有中国半导体相关企业（尽管它生产半导体以外的一系列产品） ），尽管仍低于全球领先企业英特尔、AMD和联发科的研发强度，后者的研发强度分别为29.6%、25.9%和25.7%，但仍具有竞争力。（看表1。) 华是该研究中唯一一家跻身该指标前13名的中国半导体公司。

表1：“2023年欧盟工业研发投资记分牌”上领先的半导体投资者135

科学出版物。正如ASPI所指出的，“美国在最先进半导体芯片的设计和开发方面表现出色，并且在……先进集成电路设计和制造技术领域处于研究领先地位。”尽管如此，中国研究人员在半导体科学出版物的数量和质量方面取得了令人印象深刻的进步。考虑到衡量科学出版物生产力和引用影响力的h指数，在发布先进IC和设计出版物的全球前20名研究机构中，中国有7家机构。具体来看，中国科学院整体排名第6，其次是北京大学（第8位）、某科技大学（第9位）、Zhajang大学（第11位）、某交通大学（第12位）、某科技大学（第 16 位）和某师范大学（第 20 位）。中国还有6个学术机构在先进IC设计和制造方面的出版物加权数量排名前20名，并且有5个机构在高被引出版物加权出版物数量排名前10%。 （看图11。)【未完待续】请继续关注下一期。

来源：国际战略对策研究一点号