中國現在的晶片製作技術離美國韓國日本等已開發國家有多大差距?

青蛙飛行者


芯片的製作技術不能拿時間來衡量,美國之所以能夠在芯片行業成為世界老大,源於現代電子工業體系是從美國開始的,他在芯片領域的優勢在於掌握了最初的先發優勢,這樣一來整個電子工業的發展繁榮都是在這個基礎上擴展和豐富起來的,以至於如今形成這種非常尷尬的局面!



以衛星導航為例,我們如今幾乎所有的應用都是基於美國的全球衛星導航系統,不管是高德地圖還是騰宇地圖,當然在我們的衛星導航系統可以達到同等水平並具備支持民用後,也很難在民用市場上進行全面應用,但並不能說我們的導航系統不行!如今芯片也面臨同等尷尬命運,我們如果下定決心做還是能做出這種芯片的,但問題是做出來是獨立的重新構建新的應用體系,還是融入現有的電子工業體系呢?從新構建新的體系無疑是將所有的電子工業體系推到重來,讓本國的電子工業與世界脫節,從而陷入閉門造車的窘境!與其那樣我們為什麼不繼續使用電子工業體系內的芯片呢?



有人說華為不就是獨立開發自己的芯片嗎?是的華為是在開發自己生產的芯片,但華為也是溶於現有的世界電子工業體系之中的,而不是獨立於於體系之外。


用戶3087668883


前不久,中興公司坐了一次生死存亡的過山車:美國政府一度威脅要不賣芯片給它。不就是一個小小的芯片嗎,為什麼我們國家不能阻止人力、物力進行技術打公關?

其實,在芯片背後,有著美、韓、日等發達國家多年發展建設的技術基礎,這才是我們與世界上擁有先進技術差距的國家所存在的本質差距。

一、試圖發狠勁做芯片的不止中國政府

這個差距,不是我們下狠心不計成本投入研究,研發出自己的芯片就可以的。因為有領導人曾經就此事問過著名學者吳子寧博士。吳子寧博士,是曾經世界上最大的半導體公司之一的美滿電子的CTO。經過吳子寧博士的講解,主管領導果斷放棄了芯片研製計劃。

但其實在1999年的時候,可能由於不信邪,國家曾經真的集中幾乎全國的相關資源,啟動了方舟一號芯片的開發。但到了2011年就不得不結束了開發。為什麼?其實技術難度僅僅是一個方面,更關鍵的是沒有使用場景和相關配套的使用環境。

其實這樣的窘境,不僅是中國,就是IBM和英特爾等著芯片領域的巨頭,也曾經遇到過。

二、用Windows打一個比方

再複雜的芯片,本質上也是在一塊硅片上做盡可能高性能的集成電路,但芯片產業的本身的關鍵卻是製造一個產業網絡。這個網絡還要包括使用芯片的各種軟件。

就好比是Windows,它僅僅是一個操作系統,要讓它實現大規模的推廣,必須有很多人在這個操作系統之上,研發出很多新的電腦應用。

就算你發明出一個非常偉大的底層操作系統,一時之間並不可能產生大量向配套的應用軟件。Windows由於佔據了先發優勢,所以一定會繼續發揮馬太效應,聚集更多的用戶和軟件。而這樣的聚集效應,不僅要靠先發優勢,還要靠持續的時間積累。

三、差距,可能在於一個時代的工作量和運氣

所以,中國要自己研發芯片,可以拆解成這樣幾個任務。1、總結現有的芯片技術專利,打造自己的芯片

2、打造出基於芯片的軟件開發平臺和基本的樣板軟件

3、讓這樣平臺體系運作之後的水準,達到全世界芯片行業和軟件行現行水平

換句話說,就是把從英特爾到微軟等一系列大型芯片和軟件公司的工作,全部重新做一遍。這是要複製芯片發展的一整個時代!

但悲觀地說,成功概率太小。

四、關於差距的化解方案

網上有一個數字,全世界54%的芯片都出口到中國,每年有2000億美元的貿易額。所以芯片才是中國的第一大進口商品,超過石油等其他大宗商品。其實在貿易戰的背景下,美國也希望中國多多進口,而完全斷掉中國進口芯片,美國的芯片產能一時也無法獲得新的市場。這與美國的利益,完全背道而馳。

因此,中國最好的做法不是自建芯片,而把自己儘可能多第融入到世界經濟圈並從中受益。畢竟,對美國採取所謂的“鬥而不破”才是真正的中國式智慧。


鎂客網


芯片技術大體上可以分為芯片設計和芯片製造。如果說芯片製造工藝,那麼目前臺灣的臺積電7nm工藝無疑是最為領先進的量產工藝了,接下來是韓國的三星,再就是美國的Global Foundries。中國的中芯國際按體量雖然也在前五,但只能排在第三梯隊。不久前中芯國際的14nm工藝才剛剛導入客戶端,量產最快也要明年上半年了。

如果按照各國的芯片製作技術先進程度來排序的話,大概會是這樣:

美國>日韓>中國,這是不得不承認的一個現實,也是一個迫切亟待解決的問題。

中國對集成電路的需求量佔到了全球總需求量的1/3,自給率不足10%,在上次的中興事件中,中興也宣佈了中興目前自研芯片僅能代替部分,並不能完全自給自足,由此我們也可以從中窺得中國芯片技術如何,用一個具體的例子就可以說明芯片製作技術處於何種階段。

中國的超算大家都知道,截止2017年,中國共建成6座超算中心,分別為國家超級計算天津中心、國家超級計算長沙中心、國家超級計算濟南中心、國家超級計算廣州中心、國家超級計算深圳中心、國家超級計算無錫中心,其中天津中心、長沙中心、濟南中心、廣州中心四家由國家科技部牽頭,深圳中心則由中國科學院牽頭;長沙中心的天河一號和廣州中心的天河二號在投用時均為世界最快的超級計算機。但是這些超算的“心臟”是不是一顆顆的中國芯呢?

著名的“天河二號”位於超級計算廣州中心,以峰值計算速度每秒5.49億億次、持續計算速度每秒3.39億億次雙精度浮點運算的優異性能位居榜首,成為全球第二快超級計算機。天河2號由16000個節點組成,每個節點有2顆基於Ivy Bridge-E Xeon E5 2692處理器和3個Xeon Phi,累計共有32000顆Ivy Bridge處理器和48000個Xeon Phi協處理器,總計有312萬個計算核心。

其實天河二號並不是完全依靠進口芯片,天河二號之中約有5%的處理器採用了中國國產的FT-1500型 16核芯片,數量僅為4000顆不足總數的5%,國產芯片所佔總芯片數的水平就相當於國產芯片目前處於的水平。不是國家超級計算機中心不支持國產芯片,而是國產芯片在速度與穩定性上都存在較大都差距,若是全部由國產芯片那麼在性能和功耗上則會出現很大的差距。(雖然全國產神威·太湖之光目前排名第二但是芯片的使用量上要比天河多出近1/3,由此也可以看出差距所在)

出了中美,另外還有日韓,日韓在半導體工業上起步較早,在技術和製作工藝上相對於中國都有較大的優勢,但是與美國比起來,只能說日韓也得靠邊站,半導體行業的霸主在未來十年看來都一定還是美國。十年之後說不定中國崛起,到時候再看市場佈局。

經濟全球化,中國想要實現所有物質的自給自足還不太可能,但是芯片技術關乎到國防安全問題,所以中國在未來七年不斷地想提升自己的芯片自給率,預計到2025年實現50%的自給率。50%的自給率已經非常足夠了,也就是說中國目前的芯片進口額會從2000億美元減少到1000億美元,中美貿易順差再次加劇,對中國來說會是一件好事兒。不過這只是夢想,要想夢想實現得靠自身努力才行,芯片作為投資高回報週期長的物質,必須每一個人都對中國國產芯片充滿信心,國產芯片才會有朝一日一飛沖天,獲得成功。


芯智訊


目前國產芯片與發達國家相比還是有一定差距的,尤其是在芯片的設計、生產設備、製造材料、製造工藝等方面還有很大進步空間。雖然我國的電子產品製造業僅此於美國,但電子產品的核心芯片卻嚴重依賴進口。有資料顯示,2017年中國芯片的進口額高達2600億美元,超過原油位列進口產品第一,國產芯片僅佔國內市場份額10%左右。

目前而言,美日韓歐等企業在芯片市場佔據絕對的壟斷地位,英特爾(Intel)、AMD、英偉達、三星、IBM等佔據了絕對的優勢。另外芯片的設計離不開設計軟件即EDA,全球前三大的EDA廠商都是美國企業,有數據顯示,美國的設計公司在市場佔比高達69%。在半導體生產材料上,世界前兩名集成電路用硅片製造商是日本信越和SUMCO,佔全球60%以上,形成絕對壟斷和極高的技術壁壘。而在設備上,全球最重要的半導體設備光刻機是荷蘭生產的。

我國雖然能夠生產出芯片,但是在性能上和頂級廠商還有很大的差距。芯片行業是個投資回報比較長的週期,需要大量資金技術人才的投入,而我國技術積累的時間較短,且趨向於短時間多回報的民間資本較少流入,加上發達國家嚴密的技術封鎖,導致我們的芯片技術短時間內很難彎道超車。關鍵核心技術是國之重器,中國要想製造先進的芯片,必須依靠自己研發,這是擺在我們眼前的問題。


天方燕談


芯片是中國第一大的進口商品,全世界54%的芯片都出口到中國,總貿易額為2000億美元。這就說明中國芯片與日本韓國的差距有多大了,可以說中國芯片和美日的差距至少是20~30年,中國現在只有最低端的芯片研發和製造產業。

一、芯片行業目前全球營收

芯片產業總營收最強的是韓國的三星,其次是美國的因特爾,很厲害吧?三星的半導體非常強大,同時由於近年來存儲器flash和dram價格暴漲,三星超越了因特爾成了世界第一大的芯片營收廠商。而這裡面根本就沒有中國公司,全部是每日韓三國的公司。

日本、韓國公司同樣厲害,這幾家公司的半導體產值佔了全球60%的市場份額,可以說這三個國家壟斷了全球的半導體。


中國現在軍用芯片為了安全,只能使用國產芯片,但是品質並不好,而且成本非常高,並不能商用到民用領域。

中國為什麼芯片做不起來呢?

  1. 中國的半導體技術和美日等國差了20~30年的水平芯片製造產業是一個複雜龐大的生態體系,無論從上游研發,再生產組裝,再到下游商用,再到迭代,需要一系列的生態公司,目前我們是缺乏的。

  2. 一步落後步步落後,芯片受制於研發和知識產權。芯片不可能跨帶研發的,所以需要一步一步來,而中國已經落後太多,知識產權也受制於美日韓,再做芯片難度非常大。

  3. 投資回報週期長,芯片每年研發成本非常高,而且需要持續投入,彙報週期非常長,所以企業很難去持續投入,而國家扶植的金額遠遠不夠。

如果你開了公司,願意用中國公司的芯片嗎?


毛琳Michael


整體而言,中國芯片在軍用上已經可以做到自給自足,所以國防安全那一塊不用太過擔心;但是在民用和商用領域還是相對落後的,眾所周知我們對芯片的依賴超過了石油,每年都要花超過2000億美元進口國外的芯片。


目前美國在集成電路產業上處於全方位領先,擁有眾多的專利和行業標準。日本、韓國、中國臺灣、部分歐洲國家等領先優勢也較為明顯,佔據了大部分的中高端市場。


食物鏈的頂端,基本上還是美國公司:英特爾的CPU,高通的手機芯片SoC,英偉達的GPU、博通的光通信、無線通訊芯片。在高端芯片領域,由於國內廠商還沒有形成規模效應與集群效應,所以主要還是以代工模式為主。


以芯片代工廠中芯國際為例,雖然全球排名第五,但其年收入僅為臺積電的十分之一;在技術上臺積電已經掌握了7nm工藝,而中芯國際還在苦苦提升28nm工藝的良率,距離突破14nm工藝還需要一些時間。


而在IC設計領域,華為的海思已經在國際上嶄露頭角。但從整體市場份額來看,2017年美國企業佔全球份額約53%,而中國大陸只有11%的份額,低於臺灣地區的16%,排名第三。



而我們能夠實現替代的國產芯片,大部分集中在電源,邏輯,存儲,MCU,半導體分立器件等中低端產品。除了海思麒麟以外,大部分國產芯片領域的自給率不到10%,尤其是一些技術含量很高的關鍵器件:高速光通信接口、大規模FPGA、高速高精度ADC/DAC等核心領域,還完全依賴美國供應商。


《中國製造2025》中提出到2020年中國芯片的自給率要達到40%,2025年要達到70%。從芯片自給率這個角度來看,我們還有很長的路要走。



中興事件以後,整個中國芯片行業可以說已經完全清醒了。除了華為和龍芯以外,申威的CPU、展訊的處理器+基帶芯片,同創國芯的FPGA,長江存儲的Falsh,Vanchip的RF芯片,寒武紀的NPU等等眾多企業已經開始了各自在芯片領域中的自主研發。政府支持方面,除了產業“大基金”以外,廈門、合肥、南京、重慶、大連、武漢都在積極發展本地半導體工業。


雖然就像任正非所說的“芯片是急不來的”,但經過這次波折以後,中國芯片行業目前已經開始走在自給自足的路上了。



高挺觀點


中興事件,讓我們知道了中國對芯片的依賴,中國是世界上最大的個人電腦,手機生產國,所需要的芯片也是世界第一,我們對芯片的依賴超過了石油,每年都要花超過2000億美元進口國外的芯片。


半導體芯片行業已經被壟斷,很難追上

半導體行業是資金量要求特別高,壟斷效應特別強的行業,產值越大、技術越先進,越能獲取市場的話語權。

目前世界上最強大的芯片生產廠商都在美國,個人電腦芯片霸主英特爾等,幾乎在技術上處於壟斷地位,我們每一部手機上都要使用一塊芯片,雖然我們中國自己已經能夠生產出芯片,但是在性能上和頂級廠商還有很大的差距。

而日本要差一些,韓國要再差一些,不過不可否認的是,日韓的差只是相對的,其實在芯片製造領域也是世界領先水平,只是整體上不如美國。

中國目前也有很多公司在攻克這項技術,比如華為,小米,但是跟美國相比還有很大的差距。

但其實,在芯片背後,有著美、韓、日等發達國家多年發展建設的技術基礎,這才是我們與世界上擁有先進技術差距的國家所存在的本質差距。

我國芯片領域還處於起步階段

目前美國在集成電路產業上處於全方位領先,擁有眾多的專利和行業標準。日本、韓國、中國臺灣、部分歐洲國家等領先優勢也較為明顯,佔據了大部分的中高端市場。

食物鏈的頂端,基本上還是美國公司:英特爾的CPU,高通的手機芯片SoC,英偉達的GPU、博通的光通信、無線通訊芯片。在高端芯片領域,由於國內廠商還沒有形成規模效應與集群效應,所以主要還是以代工模式為主。

以芯片代工廠中芯國際為例,雖然全球排名第五,但其年收入僅為臺積電的十分之一;在技術上臺積電已經掌握了7nm工藝,而中芯國際還在苦苦提升28nm工藝的良率,距離突破14nm工藝還需要一些時間。

芯片技術還需要繼續努力

事實上,中國在1999年的時候,就曾經做過芯片。這也就是所謂的“方舟一號芯片”的開發,不過很快就結束了。

芯片必須有一系列相關的配套條件,比如基於芯片的各種軟件,支持芯片生產的一列工業生產體系。這個是長期而細緻的大型工程,並非一個靠一個大規模技術攻關就能解決問題。

這其實就是要中國把美日韓經歷過的半導體發展歷程再經歷一遍,這些顯然違反後發國家彎道超車的策略。

整體而言,中國芯片在軍用上已經可以做到自給自足,所以國防安全那一塊不用太過擔心;但是在民用和商用領域還是相對落後的,軍用跟民用就跟實驗室作出成果和大規模使用生產的差距那麼大,想把實驗結果轉化成生產力,還要經過一番努力的。

雖然就像任正非所說的“芯片是急不來的”,但經過這次波折以後,中國芯片行業目前已經開始走在自給自足的路上了。


金十數據


中國現在的芯片製作技術離美國韓國日本等發達國家有多大差距?我們的芯片製作技術距離美日韓來說,差距還挺大。不過臺積電的芯片製造技術可是獨步天下,為我們的芯片提供了一定的產能。當然大陸目前的芯片製造技術隨著關鍵設備的到來,應該在比較短的時間內有很大的提升。

在芯片設計領域,我們與美日韓的差距也很大,應該在兩到三代的距離。當然在某些領域,還是有領先的,比如華為的海思麒麟。但在通用領域的差距就不是一星半點了,雖然我們的龍芯距離Intel、AMD在慢慢縮小差距,但短時間內要追趕上卻也是不容易的。而且在生態環境上,龍芯又遠遠跟不上Intel、AMD,這也對龍芯的發展帶來了一定的制約。可以說中高端芯片基本是美日韓所壟斷,我們對於部分終端及低端芯片可以做到自給自足。


然而要在商業應用上具有強大的競爭力,中低端明顯缺乏競爭力。所以我們每年在集成電路產業上的進口是相當巨大的,2017年就達到了2600億美元,這可不是一個小數目。比如手機芯片,除了華為海思麒麟具有較強的競爭力之外,基本都會使用高通,部分使用聯發科、三星等。來看看國產集成電路國產芯片的佔有率,看著是相當令人洩氣的,當然這是在商用領域,如果是算上沒有競爭力可以自足使用的低端產品,佔有率相對會提高那麼一點兒。當然在工控領域,國產芯片還是普遍得到使用了。


從芯片製作來說,差距也是比較大的,差不多也是在兩到三代的距離,最主要的是設備的等級、製造技術的儲備、製造水平還欠缺。當然隨著最近幾年國家和企業的不斷重視,也慢慢有了起色。湧現了部分芯片製造、封測企業,比如:中芯國際、太極實業、華天科技、晶盛幾點、國民技術、晶方科技、紫光系等等。特別是中芯國際2019年即將迎來花費7.6億人民幣購買的ASML頂端的EUV極紫外光刻機,可用於生產7nm技術芯片。同時,長江存儲也會也會迎來4.5億人民幣的首臺光刻機,193nm浸沒式、20~14nm技術用於3D NAND閃存晶體。這都會大大提升國內芯片製造能力。

不管芯片設計、製造從商用上來說,都還是我們的短板,特別是在中高端領域。現在有大量的國家及民間資本進入,也許不久的將來芯片領域會迎來凱歌吧。


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東風高揚


整體來看,在半導體芯片技術領域,美國是獨領風騷的存在,日本要差一些,韓國要再差一些,不過不可否認的是,日韓的差只是相對的,其實在芯片製造領域也是世界領先水平,只是整體上不如美國。儘管這些年我國颳起了一股芯片熱,大陸的上海、南京、合肥、武漢等地紛紛起來芯片廠,產能逐步增加,但若跟這幾個國家比,差距仍然非常大。

可以先看看當今世界排名前十的半導體企業有哪些:

看到了吧,有人會不會很驚訝,第一現在居然是三星了,三星不是造手機的嘛,其實三星的半導體更加強悍,老早就是存儲器領域的龍頭老大,鑑於去年存儲器flash和dram價格暴漲,三星居然首次超越英特爾,坐到了半導體老大的位子上。半導體行業是資金量要求特別高,壟斷效應特別強的行業,產值越大的技術越先進,越能獲取市場的話語權。就這十家,產值就佔了全球半導體產值的近百分之六十,而這裡還沒有包括代工巨頭臺積電,再加上其他三五家比較接近的企業,其他企業只能瓜分剩下少量的低端市場。

有人說第一第三都是韓國的,看體量跟美國差不多,為啥說日本比韓國更厲害呢。可以看一下半導體設備排行排名:

半導體設備製造可是比半導體制造更加高精尖的存在,而這個領域,除了荷蘭的ASML,基本上就被美日瓜分了。當然我們國內也有不少設備製造商,但是無論質量還是產值跟這些大牛差距甚遠。在這個方面,韓國也不行,記得以前在韓某半導體巨頭工作時,只有最簡單的幾臺設備是韓國的。而且有次特別搞笑,韓國人當時為了節約成本,曾經嘗試在某個機臺上選用韓國耗材,來替換原本日本原裝的,結果導致良率大降,只得作罷。

除了生產製造設計芯片,生產設備製造以外,還需要大量的化工產品原材料。芯片的製造過程,說白了就是在硅片上進行一系列物理化學反應的過程,需要各種化學原材料,而這些原材料,比如各種反應氣體液體啦,相當一部分都是日本進口的,韓國在這方面是比不過的,我們就更不行了。

我們現在軍用芯片可以基本自主解決,但是軍用跟民用就跟實驗室作出成果和大規模使用生產的差距那麼大,這點,學過化工專業的都會了解。實驗室出個好結果很容易,想把實驗結果轉化成生產力,不知還需要多少努力呢。

現在雖然某為可以設計某種芯片,但說實話,這在整個半導體領域實在算不上什麼,還有生產線呢,比如它還是要找臺積電代工,還有生產設備呢,還有原材料呢。差距不是說幾句話就能縮小的。日韓能夠在這個領域取得一定話語權,其實當年也有美國放水的因素,可是它會對我們放水嗎,一聲嘆息……


一覽眾河小


中國芯片製造能力領先美國10-18個月,理由如下:

一、臺灣是中國不可分割的一部分,如果你否認這一點,下面的內容就不用看了。

二、芯片行業發展遵循摩爾定律,既在價格不變的前提下,每隔18個月,芯片集成度會提高一倍。

三、中國大陸芯片製造技術在14-28納米左右,中國臺灣芯片製造技術在7納米左右,美韓芯片製造在11-14納米之間。

三、按照摩爾定律計算,中國大陸芯片製造技術落後美韓18個月左右,中國臺灣芯片製造技術領先美韓10-18個月左右。

四、除美韓以外,其它發達國家芯片製造能力絕大多數都落後於中國大陸,更是遠遠落後於中國臺灣。

五、以上說的是民用芯片和通用芯片的製造能力,如果是軍用芯片和專用芯片,中國大陸與美韓的差距更小。

六、軍用芯片往往需要長達數年的可靠性測試,因此其製造能力與製程關係很小(殲20使用的芯片其實遠遠沒有你手機的芯片先進,不知道你信不信?)。

七、以上說的只是芯片的製造能力,其實中國大陸與美國的芯片在設計上還有所差距,這些差距主要是因為美國把先行專利申請了,而中國必須避開這些專利陷阱,需要走很多的彎路,追起來很吃力。

八、網上很多大佬說搞芯片至少要8-10年,意思是說搞出能商業銷售的芯片需要8-10年,因為芯片行業競爭很激烈,更新迭代速度很快(最近幾年因摩爾定律接近了極限而有所放緩),因此剛開始搞出來的芯片都因為落後而賣不出去,因此要做好白搞幾代的心理和資金準備,持之以恆地投入,運氣好8-10年後能追平差距。

九、現在半導體(芯片)已接近了發展極限,未來幾年潛力會慢慢耗盡,而取代半導體的是量子計算芯片,中美在量子計算領域是雙雄爭霸,遠遠遠遠領先於其它國家。

十、量子芯片目前來看,半導體和超導是比較有前途的兩條技術路線,如果是半導體路線,則可以繼承現有的技術儲備,如果是超導路線,則必須從頭開始發展。


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