在芯片領(lǐng)域，中美差距到底有多大？

因為中國經(jīng)濟起步太晚，在追趕方面我們肯定是按先易后難的順序搞的。芯片技術(shù)遵循摩爾定律，在同樣價(jià)格的前提下，每18~24個(gè)月元器件的數目就會(huì )翻一倍，也就是性能翻一倍。這恐怖的進(jìn)化速度代表整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)鏈能每2年就把一個(gè)先進(jìn)技術(shù)搞成落后技術(shù)，慢一步你之前所有的投資都會(huì )全部廢掉，根本不是以前的中國玩得起的。因為芯片技術(shù)的追趕難度在所有行業(yè)里明顯屬于最高級，所以我們放到后面去發(fā)展是非常正常的。

那么中美的芯片技術(shù)差距有多大，是不是大到壯漢打小孩那種？

中國芯片技術(shù)不如美國很多，但雙方的技術(shù)差距，也沒(méi)大家想象的那么大。完整的芯片制造鏈共有九大核心設備，只要有一個(gè)被卡斷，整個(gè)芯片生產(chǎn)系統就會(huì )中斷。光刻機，只是九大核心設備之一而已，并不代表你有了光刻機就能生產(chǎn)芯片。在這九大核心設備的領(lǐng)域，如果所有零件都采用純粹的國產(chǎn)，不含一絲一毫的外國零件，那么中國到底能打造出什么程度的芯片產(chǎn)業(yè)鏈？

還是讓數據說(shuō)話(huà)吧。

列數據之前，要先列總綱，先介紹下芯片制造究竟需要哪九大核心設備。

氧化擴散機，薄膜沉積設備，光刻機，涂膠顯影機，刻蝕機，離子注入機，CMP拋光設備，檢測設備，總共是八大設備。除此之外，還有一個(gè)清洗機，貫穿多個(gè)工序，不清洗是沒(méi)辦法進(jìn)入下一環(huán)節的，因此總共是九大核心設備。

這九大高精尖設備組合在一起彼此配合，才能組成一個(gè)完整的生產(chǎn)線(xiàn)，然后才能生產(chǎn)出一顆小小的芯片。少了其中一個(gè)，你整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)都得癱瘓。

先談清洗機，因為這東西看起來(lái)很不起眼，不就洗個(gè)東西么。芯片的清洗機，和你家的洗碗機那完全就是兩碼事，可不是沖沖水就完事了，那可是超高精密度的芯片。

1 毫米=1000000 納米，也就是說(shuō)，5納米=0.000005毫米，在這么細的縫隙里會(huì )有多種雜質(zhì)需要無(wú)損清除，每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節都會(huì )給縫隙內增加新的雜質(zhì)，你說(shuō)難不難？

清洗機分幾種原理，又各自由多少道工序組成，我今天就不說(shuō)了，但你要知道清洗對于芯片制造意義非常重大，如果清洗達不到要求，那么產(chǎn)品的良率會(huì )低到慘不忍睹，直接導致經(jīng)濟效益喪失。

在清洗機領(lǐng)域，馬太效應非常明顯，全球前四大企業(yè)總共占據了98%的市場(chǎng)份額。排第一是不是美國，而是日本，前兩大廠(chǎng)商都是日本的，合計占據70%的市場(chǎng)份額，第三名是韓國的，占14.8%，日韓合計占據84.8%的市場(chǎng)。

日韓很強，但中國在這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現了從0到1的突破，擁有了上牌桌的資格。全球第五大清洗機公司，是中國的盛美半導體公司，雖然只占2.3%的全球市場(chǎng)份額，但已經(jīng)擁有了一戰之力，因為美國公司的市場(chǎng)份額也就12.5%，這還是中國企業(yè)占了后發(fā)劣勢，別人不愿意冒險用中國產(chǎn)品的緣故。

2021年5月25日，盛美半導體的SASP兆聲波清洗技術(shù)，榮獲中國科技進(jìn)步一等獎。

目前，全球最先進(jìn)的清洗機是日本的，可以匹配5nm生產(chǎn)線(xiàn)。美國也能搞定5nm生產(chǎn)線(xiàn)，但市場(chǎng)競爭力不如日本。中國最先進(jìn)的清洗機，可以匹配14nm生產(chǎn)線(xiàn)，目前在研技術(shù)5/7nm。我這里指的14nm級別清洗機，是純國產(chǎn)零件組成的，哪怕美國帶著(zhù)全球一起斷供中國也能自己造出來(lái)的純國產(chǎn)清洗機。除此之外，中國還有替補梯隊，北方華創(chuàng )目前可以造28nm的清洗機，至純科技目前可以造28nm的清洗機，芯源微目前可以造28nm的清洗機，技術(shù)等級僅落后盛美一代。

這么短的時(shí)間內搞出14~28nm的技術(shù)強不強？反正，我覺(jué)得不算弱了。

氧化擴散設備，目前最先進(jìn)的國家是日本，技術(shù)等級是5nm，占據了全球總共81%的市場(chǎng)份額。這個(gè)領(lǐng)域美國能造5nm產(chǎn)品，但市場(chǎng)份額就是打醬油的，自己都引用日本設備，目前日本擁有全套自產(chǎn)零件，因此美國的技術(shù)制裁令管不到日本的氧化爐身上，所以在這個(gè)領(lǐng)域我們很少提及，因為無(wú)需擔心美國卡脖子，里面的美國零件很少

但中國的對手不止是美國，雖然日本目前和中國關(guān)系還可以，愿意提供設備，但我們也要防一手。只要不是中國的，那就是外國的，判斷標準非常簡(jiǎn)單粗暴。目前，中國的北方華創(chuàng )可以獨立生產(chǎn)14nm的氧化擴散爐，足以匹配14nm的芯片生產(chǎn)線(xiàn)。北方華創(chuàng )的產(chǎn)品目前占據國內市場(chǎng)6%，國際數據暫時(shí)沒(méi)有。市場(chǎng)份額不多，但只要你要，產(chǎn)品還是可以提供的。

薄膜沉積設備領(lǐng)域最強的是美國和日本，都可以搞定5nm技術(shù)，兩國合計占據70~80%左右的市場(chǎng)份額。目前，中國國內的存量薄膜沉積設備98%來(lái)自于進(jìn)口，國產(chǎn)化率僅為2%，因為中國以前造不出來(lái)。但最近幾年，中國取得了技術(shù)突破，最先進(jìn)廠(chǎng)商為北方華創(chuàng )。目前，中國28nm級別的設備已經(jīng)成功實(shí)現銷(xiāo)售，14nm設備正在生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行磨合驗證。

中國最先進(jìn)廠(chǎng)商已成功實(shí)現銷(xiāo)售，成功實(shí)現銷(xiāo)售這六個(gè)字，足以看出國產(chǎn)設備要取得技術(shù)突破，要取得市場(chǎng)認可，到底有多難。除了北方華創(chuàng )，沈陽(yáng)拓荊也很強，雙方的技術(shù)等級都是一致的，目前都可以搞定14nm的技術(shù)，都正在研發(fā)7/5nm的技術(shù)。

技術(shù)產(chǎn)品是研發(fā)出來(lái)了，甚至已經(jīng)突破到了14nm，7/5nm的技術(shù)過(guò)幾年也能搞出來(lái)，但產(chǎn)品很難賣(mài)，一直在虧本砸錢(qián)，悶頭搞研發(fā)，暫時(shí)不考慮大規模銷(xiāo)售的事。

后發(fā)者想追趕，就是很難。怎么說(shuō)呢，總算是突破了，中國已經(jīng)掌握了14nm的技術(shù)。沒(méi)辦法買(mǎi)產(chǎn)品支援來(lái)盡自己一份心意，我這里鼓個(gè)掌，不過(guò)分吧。

4.光刻機設備

來(lái)到最出名的光刻機環(huán)節了，光刻機是整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)鏈中國最落后的一個(gè)環(huán)節，因此也成了各路媒體報道最多的對象。大家想必已經(jīng)很熟悉了，但為了保持九大設備環(huán)節的完整性，我這里還是多說(shuō)幾句。

目前全球光刻機設備最厲害的企業(yè)是荷蘭的ASML，占據84%的市場(chǎng)份額，其他的市場(chǎng)份額基本是日本佳能和尼康的，再然后就沒(méi)有了，所有國家都是打醬油的，包括美國。美國甚至都沒(méi)有做光刻機的企業(yè)，只能造光刻機里面的光源。當然了，荷蘭也有辦法單獨造出光刻機，核心零件被多個(gè)國家掌控著(zhù)，光源來(lái)自于美國，鏡頭來(lái)自于日本，納米級數控機械系統來(lái)自于德國，總共十萬(wàn)多個(gè)零件由西方各國幾百家企業(yè)進(jìn)行提供，然后由荷蘭ASML組合成光刻機。

美國的工程師說(shuō)過(guò)：僅僅是光刻機其中的一個(gè)小零件我都調了整整十年！荷蘭ASML表示：我就算公開(kāi)圖紙，別人也造不出光刻機。其實(shí)，如果全球對荷蘭ASML斷供，他自己對著(zhù)圖紙也造不出光刻機。簡(jiǎn)單的說(shuō)，光刻機是所有芯片核心設備里最復雜的一個(gè)，目前全球沒(méi)有任何國家都實(shí)現完全的國產(chǎn)化，都必須通過(guò)國際合作才可以實(shí)現生產(chǎn)，包括美國和荷蘭。

因此，在光刻機領(lǐng)域，中國突破起來(lái)最為困難。

光刻機的零部件實(shí)在是太多了，而光刻機整機的等級由最弱的那個(gè)部件來(lái)決定。因此，光刻機整機目前最先進(jìn)的企業(yè)是上海微電子，目前成功突破90nm的技術(shù)，反復曝光下可強行生產(chǎn)28nm的芯片，但成本較高，沒(méi)有經(jīng)濟價(jià)值，在研技術(shù)為65nm。雖然中國的純國產(chǎn)光刻機只能達到90nm的技術(shù)等級，但你可別忘了這是在全球技術(shù)封鎖的前提下實(shí)現的。像美國這種力度的技術(shù)斷供制裁扔到了美國自己頭上，他能造出什么等級的光刻機還真不好說(shuō)。你只有個(gè)光源強，沒(méi)用的，光刻機等級是由主要零件里最弱的那一環(huán)決定的。

全球涂膠顯影設備市場(chǎng)中，日本TEL這一家公司的市占率達到87％，達到了絕對壟斷地位。DNS公司，西美事公司，SCREEN公司，這三家公司合起來(lái)才占了13%。這個(gè)領(lǐng)域中外差距極大，以前根本就沒(méi)有中國公司什么事。目前涂膠顯影設備中國已經(jīng)取得了突破，芯源微和沈陽(yáng)芯源可以制造國產(chǎn)替代產(chǎn)品，目前已經(jīng)達到了28nm的工藝水平，14nm設備即將研發(fā)成功。在中國國內市場(chǎng)，只有芯源微打開(kāi)了市場(chǎng)，目前占據了4%的市場(chǎng)銷(xiāo)售額，國際市場(chǎng)暫時(shí)就不想了。

很可憐，但短短幾年取得了這種技術(shù)突破，很可貴。涂膠顯影機設備的國產(chǎn)化替代率，已經(jīng)取得了零的突破，而且目前的技術(shù)等級并不算太低，趕超速度非?？?。

如果說(shuō)光刻機是中國最弱的一個(gè)環(huán)節，那刻蝕機就是中國最強的一個(gè)環(huán)節。

中國可以生產(chǎn)出5nm技術(shù)等級的刻蝕機！生產(chǎn)公司是中微半導體。目前，中微半導體的5nm級別刻蝕機已經(jīng)賣(mài)掉了50多臺，甚至成為了目前最先進(jìn)5nm芯片生產(chǎn)線(xiàn)臺積電的設備供應商。

目前，中微半導體正在研發(fā)3nm級別的刻蝕機技術(shù)，完全站在了國際最強第一線(xiàn)。但是中微半導體沒(méi)賺多少錢(qián)。

2015年2月4日，美國商務(wù)部簽署命令，解除了針對中國的“刻蝕機禁令”，給出的理由是“中國已經(jīng)從事實(shí)上獲取了來(lái)自中國企業(yè)的、和美國產(chǎn)品數量、品質(zhì)相當的刻蝕設備，繼續實(shí)施國家安全出口管制措施已然毫無(wú)意義?！币驗榻畹耐耆獬?，后方劣勢的中微公司很難推銷(xiāo)出自己的產(chǎn)品，別人的生產(chǎn)線(xiàn)不愿意冒險采用你的機器。因此，中微半導體雖然有技術(shù)，但只拿下了全球1.4%的市場(chǎng)份額，這已經(jīng)是中國第一強的刻蝕機企業(yè)了。

沒(méi)什么好辦法，這是美國的陽(yáng)謀，他解除了技術(shù)禁令你總不能自己封掉吧，這和改革開(kāi)放的宗旨相違背?，F在，只能等中國3nm的刻蝕機研發(fā)成功了，誰(shuí)先行一步，誰(shuí)就占據天大的先機。

離子注入機屬于僅次于光刻機的卡脖子環(huán)節。在這個(gè)領(lǐng)域被卡脖子，是因為此領(lǐng)域美國產(chǎn)品占據了絕對壟斷地位，拿下了全球89%的市場(chǎng)份額。

離子注入機市場(chǎng)規模很小，不值錢(qián)，在整套芯片生產(chǎn)線(xiàn)里，刻蝕機價(jià)值占比20%，光刻機價(jià)值占比20%，而離子注入機占比僅為3%，整個(gè)2020年的全球市場(chǎng)銷(xiāo)售額只有18億美元，屬于一個(gè)小環(huán)節設備。但是整套芯片生產(chǎn)線(xiàn)是環(huán)環(huán)相扣的，缺一個(gè)就能斷你整條生產(chǎn)線(xiàn)，哪一個(gè)環(huán)節都不能少。沒(méi)有離子注入機，你其余97%的設備全部搞定都沒(méi)有，這3%就能讓你全線(xiàn)停工。

所以離子注入機屬于僅次于光刻機的卡脖子環(huán)節。

目前，中國的中科信公司、凱世通公司，已經(jīng)成功生產(chǎn)出工藝達到28nm的離子注入機，目前正在研發(fā)14nm的技術(shù)。市場(chǎng)份額幾乎沒(méi)有，畢竟是個(gè)市場(chǎng)新人，取得生產(chǎn)線(xiàn)企業(yè)的信任非常困難，但設備畢竟是研發(fā)出來(lái)了，目前還在繼續砸錢(qián)研發(fā)。這么短時(shí)間弄出了28nm的設備，雖然因為時(shí)間短暫還沒(méi)有成功打開(kāi)市場(chǎng)。

但我覺(jué)得，還行。

拋光設備最先進(jìn)的國家是美國，可以搞定5nm的技術(shù)，占據了全球71%的市場(chǎng)份額。此領(lǐng)域卡脖子不嚴重的原因，是因為中國的華海清科和中電科已經(jīng)搞定了14nm的技術(shù)，正在研發(fā)7/5nm的技術(shù)。

當然，只占了15%的市場(chǎng)份額，而且只是國內市場(chǎng)。全球市場(chǎng)美國拿走了71.3%，日本拿走了26.7%，兩者合計98%，人類(lèi)其他所有國家共享2%。要不是中國不惜血本砸技術(shù)，硬生生的砸開(kāi)了一道口子，我覺(jué)得連著(zhù)2%都不會(huì )有。14nm已經(jīng)相當先進(jìn)，離7nm只差一代，只要肯砸錢(qián)，最多兩三年就能搞定。

檢測設備貫穿芯片制造每一個(gè)工藝，比清洗機用的還要頻繁，及早檢測出不良芯片淘汰掉可以大幅提高經(jīng)濟效益。

因此，這個(gè)環(huán)節的全球市場(chǎng)空間超百億美元，相當的值錢(qián)。在這個(gè)領(lǐng)域，最先進(jìn)的國家是美國，可以搞定3nm的技術(shù)，占據全球70%的市場(chǎng)份額。目前，中國的檢測設備不惜重金砸出來(lái)了28nm的技術(shù)。至于市場(chǎng)份額和賺錢(qián)能力。

有一點(diǎn)，那么一點(diǎn)點(diǎn)。報紙上是這么說(shuō)的：

“目前我國量檢測設備基本已實(shí)現從0-1的階段，已吹響國產(chǎn)替代號角，有望步入國產(chǎn)替代的快車(chē)道?！?/span>

我翻譯一下，就是在暫時(shí)基本沒(méi)啥市場(chǎng)份額。但是，我國已經(jīng)實(shí)現了從0到1的突破，砸出了我們自己的設備。28nm的已經(jīng)搞定，正在研發(fā)14nm的。

慢慢來(lái)，萬(wàn)事萬(wàn)物總有個(gè)過(guò)程，從0到1就行。

在美國的所有技術(shù)領(lǐng)域里，芯片是最強的一個(gè)，屬于美國的技術(shù)榮耀。

我們把芯片生產(chǎn)的多個(gè)核心設備拆解之后去看，發(fā)現其生產(chǎn)商要么是美國，要么是日本，要么就是韓國，德國有那么一點(diǎn)點(diǎn)，其余就是荷蘭的光刻機了。日本和韓國基本就是美國的殖民地，國防都由美軍負責的，美國讓干啥就得干啥，德國領(lǐng)土上有美軍基地，荷蘭也處于美國的軍事控制之下。因此，美國的芯片制裁才會(huì )那么有威力。你以為你對抗的是美國，實(shí)際上你對抗的是全世界。

二戰后，美國是新一代的日不落帝國，軍事基地遍布全球，和美國為敵的國家基本都被打的經(jīng)濟崩盤(pán)了，沒(méi)有能力在經(jīng)濟領(lǐng)域和美國產(chǎn)品一爭長(cháng)短。高科技產(chǎn)品，要么是美國造的，要么就是美國的盟國造的。所以美國的技術(shù)封鎖和斷供令才會(huì )看起來(lái)那么可怕，因為他是在挾天下大勢來(lái)壓你，遠不止他自己一個(gè)國家的力量。

芯片領(lǐng)域由于摩爾定律，是典型的贏(yíng)家通吃，一步快步步快，后來(lái)者根本無(wú)法生存，所以美國系產(chǎn)品才得以壟斷天下。硬頂著(zhù)摩爾定律的壓制去趕超芯片技術(shù)，全球沒(méi)有國家敢這么做。

但中國敢，而且看起來(lái)還做的很不錯。

目前，純粹國產(chǎn)化的芯片生產(chǎn)線(xiàn)只能做到90nm的級別，因為目前純國產(chǎn)的光刻機是90nm的。最弱的一環(huán)，決定了整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的技術(shù)等級。這種比較其實(shí)并不公平，是因為這是拿中國一家去對比全世界，而且是拿中國幾年沖刺的結果去對比全世界幾十年的技術(shù)積累。2019年全球芯片營(yíng)收在4123億美元左右，中國大陸只占了5%，美國公司占了47%?？雌饋?lái)是10倍差距，但如果你把幾大核心設備一拆分，就會(huì )發(fā)現中國的技術(shù)等級并不算弱，很多設備硬頂著(zhù)賣(mài)不掉沒(méi)盈利的壓力，活生生的把技術(shù)水平給追上來(lái)的，趕超速度非常之快。

下圖把國內水平和全世界最頂級的水平進(jìn)行對比，只分中國和外國。

很明顯，我們不算太弱，技術(shù)突擊速度非常之快。

很多核心設備我們研發(fā)出來(lái)之后根本賣(mài)不掉，因為是個(gè)新人，生產(chǎn)線(xiàn)企業(yè)不敢冒險接納，生怕替換了一個(gè)產(chǎn)品影響到了整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)。但我們還是要不斷的研發(fā)，不斷砸錢(qián)去沖新技術(shù)。因為美國的制裁就像一個(gè)彈簧，你越強它就越弱，你越弱它就越強。如果你不能生產(chǎn)某個(gè)核心設備，那么制裁的大棒就會(huì )立刻砸到你頭上。但如果你有了，根本不需要談判，對方就會(huì )立刻解除限制。

比如說(shuō)，在芯片生產(chǎn)線(xiàn)上售價(jià)和昂貴的光刻機幾乎等同的刻蝕機，美國就完全不封鎖中國，因為中國有國產(chǎn)的刻蝕機，而且技術(shù)等級達到了5nm的最頂級級別，封鎖刻蝕機毫無(wú)意義。

所以你的眼光不要只盯著(zhù)光刻機，這東西之所以報道多是因為中國還沒(méi)有完成突破，是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈里最落后的一環(huán)，但并不代表光刻機有多貴多稀罕，刻蝕機的價(jià)值占比和光刻機一樣，都是生產(chǎn)線(xiàn)的20%，一樣昂貴，中國活生生的給懟到了5nm的級別，直接逼的美國解除了技術(shù)封鎖。

中國目前的芯片技術(shù)等級比美國落后，這是事實(shí)，畢竟我們以前沒(méi)有優(yōu)先發(fā)展這個(gè)。

但你要說(shuō)中國追不上芯片技術(shù)，那你就錯了，大錯特錯。

芯片是一定會(huì )追上的，而且只需要幾年時(shí)間，你把九大核心設備目前的技術(shù)等級全部拆開(kāi)看之后，就知道中國的技術(shù)追逐速度到底有多快了。光刻機不等于芯片生產(chǎn)線(xiàn)的全部，而且只是生產(chǎn)線(xiàn)的一小部分。除光刻機外，中國所有的設備已經(jīng)基本能生產(chǎn)主流成熟芯片的水平，占了整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的80%。換句話(huà)說(shuō)，中國憑一己之力，在短短幾年時(shí)間里，弄出了80%的純國產(chǎn)芯片生產(chǎn)線(xiàn)。

那再給幾年時(shí)間呢？

據說(shuō)光刻機技術(shù)明年就能突破28nm的水平。一旦28nm的國產(chǎn)光刻機技術(shù)被突破，中國立刻就能打造一條純國產(chǎn)化的28nm芯片生產(chǎn)線(xiàn)，因為其余80%的技術(shù)設備早就已經(jīng)全部就位，只等光刻機。不要覺(jué)得28nm的芯片沒(méi)用，其實(shí)只有手機這么小的東西才會(huì )追逐最新的5nm和7nm芯片，絕大多數電子產(chǎn)品使用的都是14/28nm的芯片。等中國再突破14nm的光刻機，絕大多數芯片需求都能依靠純國產(chǎn)設備搞定。中國和美國搞芯片博弈最大的底氣就是中國那龐大的半導體需求市場(chǎng)，每年進(jìn)口額高達3000億美元。

一旦美國的技術(shù)封鎖時(shí)間長(cháng)了，中國的設備廠(chǎng)商完全可能實(shí)現趁機驅逐美國產(chǎn)品的市場(chǎng)影響，趁機上位。而僅憑中國本土的市場(chǎng)份額需求，就足以養活這么多中國芯片公司。所以你封鎖也好，不封鎖也罷，對中國最大的影響不過(guò)是手機晚幾年升級換代而已，其他對中國幾乎是毫無(wú)影響。你不封鎖，對中國有好處，封鎖，對中國其實(shí)也有好處。因為中國的廠(chǎng)商爬技術(shù)等級爬的太快了。所以中國才會(huì )這么淡定，一點(diǎn)都不著(zhù)急，愛(ài)賣(mài)不賣(mài)。再多封鎖個(gè)兩三年，你想賣(mài)我們都不要了。

中美在經(jīng)濟上較量了兩年多，美國本以為只要加了關(guān)稅中國就得崩潰，沒(méi)想到中國對美順差居然越來(lái)越大，出口貿易不減反增。貿易戰的爆發(fā)對中國來(lái)說(shuō)本是禍事，但在正面戰場(chǎng)上取得了優(yōu)勢之后反而變成了天大的好事。在經(jīng)濟領(lǐng)域，我們本來(lái)視美國如天人，認為美國陸軍不能打的人有很多，認為美國經(jīng)濟不能打的人還真沒(méi)幾個(gè)。但真打起來(lái)，那可真是不打不知道。

原來(lái)美國所謂的經(jīng)濟戰，也就那么回事。