绝缘体

想和你说点芯事

发布时间:2023/7/24 15:55:37   

大家好,我是简七编辑部的木言声。

在家办公的第三周,让我最担心的事情发生了。

不是「今日配送已满」,也不是「下楼做核酸」:

这个跟了我8年的电脑,开始频频出问题。严重的时候,直接宕机。

也没啥别的办法,一边借家人电脑用,一边琢磨着换一台。

当我在电商平台上挑选的时候,却犯了难:

M1MAX和M1芯片比的优势在哪?

i5-G7和i5-0H又有什么不同?

我把芯片和处理器的型号标灰了,担心你看着头大。

今天我们抛开这些乱码,来好好讲讲芯片这个话题。

文章有点长,不过在看完之后,相信你下一次看新闻或研报时,能更快速地看懂它。

更好的芯片意味着什么?

为什么我国芯片会被美国「卡脖子」?

芯片产业有啥投资机会?(跳到04部分阅读)

*风险提示:文中提及的个股、基金仅为示例,不涉及任何投资建议和利益相关。投资有风险,决策需谨慎。

01

更好的芯片意味着什么?

芯片是连接真实世界和数字世界的「桥」,我们每个人都是芯片的用户。

当我们用红外测体温、电子秤量体重、倒车时障碍物的远近——

就是通过芯片传感器,把现实世界的温度、压力、距离等信息,转变成电信号,在数字世界里进行记录和计算。

而手机、电脑连Wi-Fi快不快、电源管理好不好等等,也都需要依靠芯片这个大脑来支持。

对于我来说,更先进且成本更低的芯片就意味着,预算内我能选到性能更强的电脑。

那对于一个企业,甚至一个国家而言呢?

出行交通、工业制造、国防安全、东数西算等等,就连我们的身份证中,芯片都在发挥着核心作用。

可以说,更好的芯片就是信息时代的石油,可以强国富民。

芯片产业诞生于美国,美国霸主地位至今仍在。

无论在技术水平还是规模上,普遍预测我国还需10-20年才有可能追上美国进度。

中美贸易摩擦中,芯片就成了用来压制的重点之一。

一边,我国在加大「造芯」力度——

另一边,美国脚跟脚专挑中兴、华为等中国企业「乱拳制裁」——

有着曾被日本反超的前车之鉴(同期美企利润腰斩、大量裁员),为了避免美国芯片企业再受劲敌重击,快速发展的中国就成了它的眼中钉。

其实中国芯片事业起步不晚,同美国一样从国防领域发展起来,并且在建国初期就已经能紧跟美国先进科技了,比如我们的「两弹一星」、「核潜艇」......

但在不同应用场景中,对芯片的性能要求也很不同。

如今,在中国庞大的制造业里面,90%左右是进口芯片,高端芯片依然受制于西方国家。

那么——

02

为什么我国芯片会被美国「卡脖子」?

造成这样的原因有两个:

原因1:内部重视太晚

初期的美国和日本,70%左右的半导体企业是靠着「政府采购+财团投资」,支撑起烧钱的芯片技术研发。

但是到了我国,矛盾就出现了:

一方面,年「计划经济体制」开始实行。

期间,国营企业要把大部分利润上缴,等国家批准拨付好资金,市场机遇已经不在了。

大量半导体工厂经营困难,科研人才严重流失。

到了年,我国半导体产业的整体规划才开始被重视。

另一方面,就算在技术上有突破,没法量产还是不行。

后续卖的量不够多,根本覆盖不了初期支出,更别提赚钱。

可以看到,年前,我国在量产上和美国、日本都还有10-20年的差距,还有拉大的趋势。

原因2:外部加速狂奔

年摩尔定律提出后,全球半导体产业都朝着它进发。

摩尔定律,指的是在芯片开发中,同样面积芯片上的晶体管数量,每隔18-24个月就会增加一倍。

这也就意味着每隔两年左右——

芯片面积缩小一半;

芯片运行速度提高一倍;

同样的性能价格低一倍。

什么概念呢?

年,世界上第一台计算机诞生,是个平方米的庞然大物。

然而在70多年后的现在,手机一个手掌就能握住。

改革开放后,我国引进了国外二手生产线,但在摩尔定律的驱使下,「越引进越落后」。

等商用的时候,海外的技术又迭代了好几轮。

另外,根据美国法律,使用美国技术占比超25%的产品,出口要受「出口管制」约束;

不少芯片技术需要按照产品售价比例,向美国公司交「专利授权费」。

这就让进美国「实体名单」的企业芯片断供;没进的就算能用,也需要付出不少资金和资源成本。

年,全球前十大半导体厂商营收排名中,美国就占了6家,没有中国企业的身影,「造芯」迫在眉睫。

没办法,既然用你的这么难,我就只能自己造了。

现在,在政策的重视下,资金壁垒已经基本解决。

那么,卡脖子的地方,也就可能存在着国产替代的巨量生长空间——

03

核心技术差距具体在哪里?

高端芯片技术,意味着更大尺寸的硅片、更小尺寸的沟道。

它们也对应着我国最薄弱的芯片上游(材料和设备)和中游(芯片制造)。

先说说硅片。

硅片是一种半导体材料,功能在导体(导电)和绝缘体(不导电)之间,调整电压大小可以控制电流。

把它抛光打磨后,就做成了晶片——「晶圆」。

硅从沙子中就能提取,但是晶圆的制造难处,就在于「提纯」和「平整度」。

芯片用硅的纯度,得达到99.%,11个9。

而切割打磨后的晶圆,平整度要求有多夸张呢?

就拿十四五规划中,国家大力发展的先进工艺12英寸硅片来说,平整度必须控制在1纳米以内。

这意味着从上海到北京路上,最大的地面起伏不超过4毫米。

再说说沟道。

我们的电子产品能够不断变小,主要原因是芯片不断等比例缩小。

而芯片变小的本质,是同样大小芯片上,晶体管的数量更多了。

拿地铁站比喻——

晶体管就像「开关」,开的时候两站之间有了通道,地铁(电子)可以开过去;关的时候,通道就消失了。

这个通道就是「沟道」。

在新闻里看到的「芯片14纳米、7纳米制程」,就是指晶体管的「沟道尺寸」。

沟道尺寸越小,一样大的晶片上,就能容纳越多的晶体管,芯片的性能也就越高。

当芯片里有上百亿个晶体管集成在晶片上,发热、连线等问题也接踵而至,加上其他复杂的物理限制,对生产设备的要求极高。

目前,我国半导体设备厂商只在部分设备有突破,但是对于14纳米以下先进工艺而言——

设备上,目前只有荷兰的阿斯麦(ASML,在美国纳斯达克上市)一家能生产高端晶圆制造的核心设备EUV光刻机;

代工厂里,全球又只有英特尔(美国)、三星(韩国)和台积电(中国台湾)三家可以量产。

硅片和沟道,2个技术差距摆在这,国产企业能选的只有三条路:

1)买买买先进设备和材料;

2)买买买有设备、材料能量产的企业;

3)自己做。

很显然,如今美国捣乱,海外的好芯片我们很难拿到。

面对国内市场的高需求,政府和企业都更倾向于第三条路,自主替代。

这也给国内企业带来了大量发展机会。

04

普通人有什么投资机会?

结合前面的卡脖子空间,我总结了三个投资思路——

思路1:避开硅片和沟道,选容易的做大

优先封测领域龙头。

封测,就是对芯片半成品进行封装和性能测试,就像以前相片打印出来塑封一遍,能起到保护作用,加持芯片性能。

芯片制造流程中,封装测试门槛较低,钱够人够就能发展起来。

年,我国加入WTO,在人口红利加持下,封装测试成为了我国发展最快的领域。

年全球前十的封测企业中,我国就占了三家(长电科技、华天科技和通富微电),瓜分了20%的份额。

思路2:大硅片自主替代

优先市值波动大的大尺寸量产企业。

我国新建的晶圆厂数量全球领先,对硅片有着大量需求。

另外,可以重点

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