更可怕的是,工艺研发需要的花费是累进的,32/28纳米的芯片制造工艺研发费用在人民币90亿元上下,12英寸晶圆厂的投资额已达200多亿元,现在行业主流的14纳米或7纳米芯片制造生产线的投资额以500亿元起步。

就在中兴被制裁后,中芯国际向世界顶级光刻机制造商ASML购买了一台极紫外光刻机(Extreme Ultravidet Lithography),售价是惊人的1.2亿美元。只一台光刻机的价格,就超过了中芯国际一年的利润。需要注意的是,这还只是一台设备,并不是整条生产线。一条生产线,除了光刻机,还需要刻蚀机、薄膜沉积设备、单晶炉、CVD、显影机、离子注入机、CMP抛光机等等。算成本的时候,记得算上每年20%的维护费用,也可以不算,因为如果你想保持在队伍最前列,基本每年都要更新。

紫光赵伟国说,现在一座先进的工厂,随随便便要花上100亿美元。再看看行业巅峰的对决,三星和台积电的在7纳米生产厂上的投资都超过了200亿美元。

大基金5年1400亿的投资看似很多,但是平摊到一年,其实赶不上三星或台积电一年的研发开支。遑论还要在中国成百上千的集成电路企业上广撒网。

不仅价格吓死人,更令梦想窒息的是,由于玩家越来越少,行业逐渐固化。比如前文提到的ASML,市场占有率75%,由于长期专注生产顶级光刻机,搞来搞去全世界也就Intel、三星、台积电会买,为了保证游戏能一直玩下去,大家逐渐构筑起联盟。2012年,在一次增资扩股后,Intel、三星、台积电成为了ASML的股东。

衣公子常说,所有的规矩都是老一辈定下,管住新一辈的。不用展开,已经可以想象作为行业后来者要面对多大的困难。

集成电路产业是当之无愧的“碎钞机”。行业内有过玩笑,怎么让一个亿万富翁破产?答案是怂恿他从事集成电路行业。

Intel、三星、台积电从八十年代开始,每年把赚到的钱全部掏出来,甚至还不够,真正的狠人再借钱继续砸。当然,由于产业大投入、长周期、高利润的特点,只要熬得住,也可以成为“印钞机”。随着玩家不断被冲刷洗礼,每一年赚的钱和每一年需要砸的钱,像雪球一样越滚越大,30多年后的今天,令人望而生畏。

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你会关心集成电路代工(Foundry)的第二名是谁吗?

第二名是格罗方德(GlobalFoundries),2009年从AMD独立出来。AMD是Intel一生的死敌,却也是终身的挑战者,以坚韧和不服输闻名。在芯片生产上对于亲儿子格罗方德一直照顾有佳。不过,最新的7纳米制式上,AMD设计的Vega 20芯片放弃了格罗方德,交给台积电代工。

因为格罗方德(GlobalFoundries)根本没有7纳米制程的生产线,并且在2018年宣布放弃进军7纳米。不只是格罗方德,飞思卡尔、恩智浦、英飞凌、德州仪器等IDM企业陆续分拆制造业务或宣布不再投入研发新一代制造技术。

当年,摩尔的随口一说,成了贯穿行业60年的金科玉律,也是缠绕在全行业头顶的生死咒符。18个月晶体管数量翻一倍,性能翻一倍,各人以此为目标玩命冲,凡是跟不上的,就被一脚踹下飞速前进的时代列车,在石子和荆棘上翻腾几下,从此消失不见。

行业龙头的护城河越来越宽。台积电目前在代工市场占有率超过50%,不仅仅是数字上构成垄断。市占率的计算考虑了所有段位的芯片,如果只看个别顶级工艺,那么台积电就是100%。智能手机之后,电子产品飞速发展,产能永远不足,除了2019年1月出现少见的松动,一直都是客户围着台积电要产能,后者成了电子行业名副其实的“爸爸”。

每当台湾地震,科技界没人关心地区领导人安危,只关心会不会影响台积电生产。2017年,老爷子在夏威夷摔了一跤,从深圳、中关村、硅谷、波士顿128号公路都在打听要不要紧。更有记者日夜守在台北桃园机场,老爷子是被人抬下、扶下,还是自己走下,直接关系兆亿基金对于全球各大科技公司的持仓。

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张忠谋

哪里有领先,哪里就有追赶。

梁孟松,是张忠谋手下开发14纳米的干将,2008年从台积电负气出走,环伺良久的三星n顾茅庐,盛邀其加盟。当时台积电14纳米已经投产,三星还尴尬地研究着20纳米。梁孟松甫一到来,就建议三星放弃20纳米,直接攻坚14纳米,最终不仅顺利投产,而且从台积电手中抢夺了苹果A9的大订单。在上演了行业内精彩绝伦的复仇大戏后,2017年梁孟松加盟中芯国际,一年半后,中芯国际从28纳米直接迈入14纳米工艺。

我们再次重温半导体行业四大精髓,坚定国家意志、引进先进技术、抓住领军人才、穿越长期亏损。“引进先进技术”最容易学,“抓住领军人才”可遇不可求,而剩下两项才是对举国智慧和韧性的考验。

从投资回报期看,集成电路制造行业一般两年建厂,两年爬坡,生产线投入5年后开始产生效益。考虑到中国人才梯队不平衡,团队里常见“一个大神,带一群普通工程师”,如果第一个周期消化不佳,往往要第二、第三个周期才能出成绩。

穿越长期亏损,这当中的苦果和成果,中国都已尝够。2005年,成都和中芯国际合作,建成了中国西部首座、全国仅有三家之一的8寸厂——成芯,亏损之中,卖给了德州仪器。熬过周期的德仪成都如今非常赚钱。而成都政府只能吸取教训,重复投资,从零开始。

成都之后,武汉遭遇同样困境,史称“武汉保卫战”。2006年成立的武汉新芯,一完工就赶上全球DRAM价格崩盘。2008年金融危机,武汉新芯订单几乎为0,美光收购最是积极,几乎已成囊中之物。

然而,美光带来的印象不算愉快。先前和中国北方大省谈合作,美光提出只技术入股,但是要当大股东,出钱出地出厂房都交给中国地方政府,而且产能和技术不能给别人用。其主席兼首席执行官Steven Appleton是美国境内“中芯阻击论”的高调鼓吹者。

所幸中央支持、武汉输血、中芯自救,武汉新芯最终留了下来。考虑到集成电路“碎纸机”的特性,这绝对不是一个可以轻松做出的决定,武汉新芯的持续投资超过三峡大坝,但是也成为了一颗火种。现今的长江存储,主攻3D NAND存储器,和主攻DRAM的福建晋华和合肥长鑫一样,有望填补国内相关技术的空白。

龙争虎夺70年,世界半导体行业不但没有沉寂,反而派生出一番新的刀光剑影。中美间的经贸博弈,大概也给了日本灵感,两个月前宣布以限制材料出口的方式制裁韩国半导体,风光无限的三星、海力士顿时成了热锅上的蚂蚁。

2018年东芝出售旗下半导体业务,世人还感慨日本这位曾经半导体巨人的迟暮。如今,蓦然发现,尽管在产品上接连撤退,日本却构建起自己在半导体材料上的霸主地位,扼住了行业的咽喉。在半导体的19中必备材料之中,日本在硅晶圆、合成半导体晶圆、光罩等14种材料中占据50%以上份额,此外还为世界贡献了1/3的制造设备。

半导体还将是一场由创新、繁荣、争夺和大起大落交织而成的大江湖。

回到中国,6%的经济增速,是历史新低,但是并不可怕。既然低端制造向越南等国的转移是大势所趋,那么中国如何辞别旧模式,迎接新突破,是持续拷问时代精英的大问题。

卡尔·萨根(Carl Sagan)说过,判断我们是否进步,要看我们是否有提问的勇气以及解答的深度,还有我们对真相的接纳,而非那些让人感觉良好的东西。

在70年前东归的游轮上,迎着海平面的夕阳,前辈们就开始了思考。在历经东归精英、国家工程、合资探索、举国奋进之后,我们还将继续探索下去。但没有疑问的是,半导体产业,没有弯道超车的讨巧,考验的,是在这个已经习惯炽热和浮躁的国度,还有没有十年磨一剑的冷静和坚持。