電子行業(yè)培育了芯片行業(yè),芯片目前正在席卷汽車(chē)行業(yè),所有,不管是智能駕駛和座艙,還是是軟件定義汽車(chē),背后一切的驅(qū)動(dòng)都是芯片。我們?cè)凇?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%B1%BD%E8%BD%A6%E8%8A%AF%E7%89%87/">汽車(chē)芯片半導(dǎo)體 - 101》中大概介紹了汽車(chē)芯片有哪些和用在哪里。但是依然不少人對(duì)芯片整個(gè)藍(lán)圖缺少理解。例如下圖是2021年全球芯片品牌銷售額排名,包括了所有消費(fèi)和工業(yè)。但是依然有人問(wèn),臺(tái)積電TSMC在哪里?中芯國(guó)際SMIC在哪里?
所以其實(shí)不少人還是對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)鏈缺乏了解,所以本文借用資料簡(jiǎn)單的分享下:
- 芯片產(chǎn)業(yè)鏈
- 芯片全球產(chǎn)業(yè)鏈地域布局
- 芯片全球產(chǎn)業(yè)鏈中的品牌
希望能給大家一些認(rèn)知,同時(shí)或許能夠幫大家看清楚一些時(shí)事政治,沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。
全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈
芯片最開(kāi)始是IP,在電子設(shè)計(jì)中,半導(dǎo)體 IP 是邏輯、單元或芯片布局設(shè)計(jì)的可重復(fù)使用單元,也是一方的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。IP 核可以授權(quán)給另一方,也可以由一方單獨(dú)擁有和使用。例如當(dāng)前AI芯片《智能自動(dòng)駕駛六大主流車(chē)載芯片及其方案》中提到的英偉達(dá),華為,高通,華為都使用ARM的IP.接下來(lái)就是芯片設(shè)計(jì),就是基于IP芯片去設(shè)計(jì)符合自己需求的芯片,例如我們?cè)凇独硐隠9的智能座艙,駕駛技術(shù)以及供應(yīng)鏈》中講到高通8155屬于異構(gòu)芯片,就是不同IP組合設(shè)計(jì)成綜合芯片。芯片可以設(shè)計(jì)成運(yùn)算的,也可以是存儲(chǔ)等不同功能。
到了要生產(chǎn)的時(shí)候,就需要材料-晶圓,芯片比較巧妙的就是材料非常普通,就是沙子,所以不存在供應(yīng)鏈和稀少的問(wèn)題,但他需要高純度提純形成晶圓。
生產(chǎn)設(shè)備還需要大名鼎鼎的光刻機(jī),這東西屬于高精密儀器了,想想去制造幾nm的東西的設(shè)備,可不是大而在于精巧。有了這些東西,接下來(lái)就是生產(chǎn)制造了,生產(chǎn)制造有以下詳細(xì)步驟:
所以以上部分就構(gòu)成了芯片產(chǎn)品的供應(yīng)鏈條。
芯片全球產(chǎn)業(yè)鏈地域布局
在芯片供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)中,歐美主導(dǎo)了設(shè)計(jì);歐美,日本和韓國(guó)主導(dǎo)了裝備和材料,所以最近大陸對(duì)中國(guó)臺(tái)灣暫停天然砂出口,顯然不是針對(duì)芯片,也無(wú)法針對(duì);日本,韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣主導(dǎo)了生產(chǎn)制造;美國(guó)和中國(guó)成了最大的市場(chǎng)。
中國(guó)臺(tái)灣芯片的生產(chǎn)占全球 10 nm以下半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)產(chǎn)量的 92%,使其成為絕大多數(shù)芯片的主要供應(yīng)商,高端手機(jī)等消費(fèi)電子中的芯片,以及智能駕駛英偉達(dá)的Orin芯片都是小于10nm。根據(jù)波士頓咨詢集團(tuán)的一項(xiàng)研究,如果中國(guó)臺(tái)灣芯片供應(yīng)中斷一年,全球科技公司將損失約 6000 億美元。如果中國(guó)臺(tái)灣發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng),芯片制造設(shè)備被摧毀,在其他地方重建產(chǎn)能至少需要三年時(shí)間和 3500 億美元。
中國(guó)大陸芯片當(dāng)前主要的產(chǎn)量都在45nm以上,以及1/5的28nm-45nm的芯片,目前大部分汽車(chē)MCU在這個(gè)區(qū)間。
芯片全球產(chǎn)業(yè)鏈條中的品牌
在芯片產(chǎn)業(yè)鏈中,IP基本上少數(shù)幾個(gè)擁有,例如ARM。消費(fèi)者和各個(gè)供應(yīng)鏈也很少觸及。
我們一般終端和消費(fèi)者觸及到的就是芯片品牌,芯片品牌有的從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)都可以自己做的,當(dāng)然他們也會(huì)給代工廠代工。例如鼎鼎大名的英特爾,三星,SK都可以從設(shè)計(jì)生產(chǎn)一條龍。汽車(chē)業(yè)內(nèi)的德州,恩智浦,英飛凌,瑞薩,意法半導(dǎo)體都可以設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。主要專注于設(shè)計(jì)的品牌有,高通,英偉達(dá),博通,AMD,聯(lián)發(fā)科等。國(guó)內(nèi)智能汽車(chē)方面的芯片品牌,地平線,黑芝麻等都屬于此類。
那么生產(chǎn)代工廠就有中國(guó)臺(tái)灣的臺(tái)積電和聯(lián)華,韓國(guó)的三星,國(guó)內(nèi)的中芯國(guó)際。
總結(jié)
其實(shí)芯片產(chǎn)業(yè),到了互聯(lián)網(wǎng)和電子的時(shí)代已經(jīng)變成工業(yè)的基礎(chǔ),類似于工業(yè)時(shí)代的動(dòng)力能源。沒(méi)有芯片,軟件應(yīng)用,AI 都是虛幻的空中閣樓。地緣政治以及后疫情時(shí)代,很遺憾看到的芯片在去全球化,芯片成為了和能源類似的各種籌碼。
參考文章以及圖片
2021-SIA-State-of-the-Industry-Report - SIASemiconductor Supply Chain Analysis-arancaStrengthening-the-Global-Semiconductor-Value-Chain-April- BCG&SIAsekisui - 芯片制造工藝