2022年，全球半導體已經從全面缺芯過渡到“結構性缺貨”。沒有了滿天飛的漲價函，更多的是砍單與缺貨交叉出現。市場是反映需求的明鏡，但供需的背后卻始終有個詞縈繞在萬千半導體人心間—國產化。

中國半導體行業(yè)經過十幾年的快速發(fā)展，雖在某些方面小有成績，但仍存在不少軟肋。設備、工藝、產品每一環(huán)節(jié)都備受掣肘，此外，受到全球產能緊張和新冠肺炎疫情雙重影響加之外部打壓日益加重，中國半導體行業(yè)發(fā)展困難重重，讓人不禁發(fā)問，國產化路在何方？

圍墻之下，多事之秋

2018年以來，中國芯片行業(yè)外部環(huán)境持續(xù)惡化，外圍通過多種方式對中國高技術領域特別是數字經濟相關領域持續(xù)限制。2022年以來，其對華數字技術壓制更是動作頻出，無論是《芯片與科學法案》還是對于先進裝備的出口管制，都猶如一座座圍墻將中國芯片行業(yè)圍得水泄不通。

據國家統計局數據顯示，2021年我國集成電路（芯片）全年總共生產3594.3億顆，同比增長33.3%，目前我國的***自給率僅僅為30%，雖然預計到2025年我國***自給率有可能達到70%以上。但目前我國的高端芯片，特別是7納米和5納米以上的芯片仍然嚴重依賴進口。

造成這種困境的原因主要在于，我國半導體產業(yè)現如今國產化率最高的環(huán)節(jié)是對門檻較低，技術要求較少的封測環(huán)節(jié)。而在最為重要、技術壁壘最高的是半導體產業(yè)鏈上游的材料及設備端領域國產率極低。上游產業(yè)主要包括整個產業(yè)鏈需要的硅片、光刻膠、光掩膜、特種氣體等等材料以及設備，在這些領域，我國整體國產化水平較低。數據顯示，目前晶圓制造材料的整體國產化率為20%-30%，其中電子特氣、靶材國產化率約為30%-40%；硅片、濕電子化學品、CMP耗材總體國產化率約在20-30%。較高端的12寸硅片國產化率不足5%；光掩模版、光刻膠國產化率約在10%以下，EUV光刻膠等高端細分領域，國產化率近乎為零。

此外，在制造領域，近年來中國大陸晶圓產能增長迅速，但產能占全球比重仍較低，據 Knometa Research 最新發(fā)布的《全球晶圓產能報告》，截至 2021 年底，全球 IC 晶圓產能約為 2160 萬片/月 ，同比增長超 8%。其中中國大陸產能 350 萬片/月，占全球產能比重 16%，外資晶圓廠占比較高，本土產能任重道遠。中國大陸產能中，除去 SK 海力士、Intel、聯電、三星、臺積電等在中國大陸的晶圓產能，大陸本土企業(yè)產能占比不足 8%，與中國大陸本土消耗全球約 24%芯片量相比，差距依然較大。另據 IC Insights 統計，2021 年美國公司占據全球芯片市場銷售總額 54%（包含 IDM 和 Fabless），中國本土企業(yè)占比僅為 4%，其中 IDM 領域最為薄弱，占比不足 1%。2020 年中國大陸生產芯片產值 227 億美元，中國大陸本土企業(yè)生產僅占 37%，其余均為在華外企生產。

半導體產業(yè)鏈錯綜復雜，環(huán)環(huán)相扣，每一環(huán)節(jié)都能影響整體，在上游設備和制造環(huán)節(jié)，國產率均如此之低，自然整個產業(yè)鏈會受制于人。

不過我國半導體企業(yè)深知差距之大，形勢之嚴峻，近年來夙夜拼勞，產業(yè)得以加速壯大。根據中國半導體行業(yè)協會的統計，截至2021年底中國半導體市場規(guī)模約為9890億美元，過去五年年均復合增長率達到19.5%。半導體也成了“風口”行業(yè)，熱錢不斷涌入。IT桔子統計的數據顯示，2022年前11個月國內半導體行業(yè)總計完成524起投融資事件，總金額超667億元，其中，產業(yè)鏈上游的第三代半導體材料等備受資本喜愛。資本從不青睞沒有未來的領域，從某種意義上來說，國產化的未來部分就藏在第三代半導體材料等新興領域的身上。

行業(yè)新秀，國之未來

正如上文所提，半導體材料是半導體產業(yè)鏈上游中的重要組成部分。半導體材料分為制造材料和封裝材料，其中制造材料主要是制造硅晶圓半導體、砷化鎵（GaAs）、碳 化 硅（SiC）等化合物半導體的芯片過程中所需的各類材料，在集成電路、分立器件等半導體產品生產制造中起到關鍵性的作用。第三代半導體材料是以碳化硅SiC、氮化鎵GaN為主的寬禁帶半導體材料，具有高擊穿電場、高飽和電子速度、高熱導率、高電子密度、高遷移率、可承受大功率等特點。區(qū)別于第一代、第二代半導體材料始終由美國、日本等國家占據領導地位，我國發(fā)展第三代半導體的時間和其它國家?guī)缀跬剑罹噍^小，因此也被業(yè)界認為是彎道超車的絕佳領域。

根據Yole數據顯示，第三代半導體滲透率逐年上升，SiC滲透率在2023年有望達到3.75%，GaN滲透率在2023年達到1.0%，第三代半導體滲透率總計4.75%。

從整體產值規(guī)模來看，據CASA數據，我國第三代半導體整體產值超7100億元。從國內全產業(yè)鏈來看，第三代半導體的設備、襯底、外延和器件全產業(yè)鏈布局也逐漸完善，基本已經實現覆蓋，可完全自主可控。目前國內以SiC、GaN為代表的第三代半導體主要制造商已達147家。下游市場中，第三代半導體主要應用于新能源、光伏等領域。隨著我國“雙碳”目標的提出，這些市場的發(fā)展前景也十分可觀。綜合可以看出，第三代半導體材料的戰(zhàn)略性應用價值不言而喻。

而除第三代半導體外，2022年中國半導體行業(yè)國產化道路上還有一顆不可忽略的耀眼的新秀，那便是RISC-V。

數據顯示，目前市場上已有超過 100 億個 RISC-V 核心，全球有數萬名工程師致力于 RISC-V 計劃。

根據Semico Research Group預測，預計到2025年，市場上采用RISC-V架構的處理器核心將超過624億顆，2018-2025年的年復合增長率高達146%。Semico Research預計，Arm出貨量有望被RISC-V超越，RISC-V處理器核心在未來五年最廣泛的應用市場是工業(yè)市場。

日本、印度、美國的半導體公司都在積極發(fā)展RISC-V產品，而且RISC-V芯片的性能越來越強大，支持它的系統及軟件也會更豐富。蘋果、華為、微軟等世界級大廠都在積極布局RISC-V架構，都不同程度往RISC-V領域下注。目前中國科技企業(yè)是推動RISC-V發(fā)展最強力的一支力量，并基于RISC-V研發(fā)出了各領域的量產芯片產品。其原因也恰恰是本文一直在提及的國產化。

眾所周知，芯片生產離不了最開始的設計環(huán)節(jié)，而在這一環(huán)節(jié)，一直都有一個繞不開的公司—Arm。Arm既不負責生產芯片，也不負責銷售芯片，它只出售芯片技術授權，并且其芯片技術占據了全球九成以上的市場份額。采用Arm技術IP核的微處理器遍及各類電子產品：汽車、消費電子、成像、工業(yè)控制、海量存儲、網絡、安保和無線等市場，Arm技術幾乎無處不在。

而對于國內半導體行業(yè)而言，若想真正在芯片設計領域擺脫“卡脖子”困境，根本還是要在芯片底層架構上有所突破，而RISC-V則幾乎是Arm唯一的可替代選項。

RISC-V與Arm師出同門，同屬于一個芯片架構類型。

但與Arm屬于一家公司不同，RISC-V（V沒有什么特別的含義，是羅馬數字5，代表其已經演進至第五代）是一個開源的RISC芯片架構項目，其發(fā)起初衷便是可以被自由地用于任何的]地方，允許任何人設計、制造和銷售RISC-V芯片和軟件。其實這就意味著一件對于中國半導體很關鍵的事—公平。

無論是設計領域的高門檻，還是制造領域的高資金要求，對于中國半導體行業(yè)國產化而言。時間都是無法拉開的差距。只有找準與他國同一起點的賽道，才有機會追趕。第三代半導體是如此，RISC-V也是如此。

寫在最后

可以看出中國半導體國產化道路的兩個關鍵賽道便是第三代半導體與RISC-V,而賽道的選擇是一方面，另一方面，正確的意識和堅定的決心是國產化道路前進的另一要點。于中國半導體行業(yè)而言，要正確認識中國集成電路產業(yè)發(fā)展的外部環(huán)境影響，積極推動“國內大循環(huán)，促進國內國際雙循環(huán)健康發(fā)展”，抓緊時間打造一個圍繞自己的安全的供應鏈，充分利用中國的龐大市場以應用帶動產品創(chuàng)新，打造中國的產品標準和中國的產品體系，從根本上擺脫技術路徑的對外依賴，這將是讓產業(yè)立于不敗之地的根本。國產化道路雖然道阻且長，但路始終在前方。2022年已然過去，2023年，讓我們共同展望一個更加美好的國產化未來！

審核編輯 ：李倩