電子行業(yè)培育了芯片行業(yè),芯片目前正在席卷汽車行業(yè),所有,不管是智能駕駛和座艙,還是是軟件定義汽車,背后一切的驅(qū)動都是芯片。我們在《汽車芯片半導體 - 101》中大概介紹了汽車芯片有哪些和用在哪里。但是依然不少人對芯片整個藍圖缺少理解。例如下圖是2021年全球芯片品牌銷售額排名,包括了所有消費和工業(yè)。但是依然有人問,臺積電TSMC在哪里?中芯國際SMIC在哪里?
所以其實不少人還是對芯片產(chǎn)業(yè)鏈缺乏了解,所以本文借用資料簡單的分享下:
- 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知,同時或許能夠幫大家看清楚一些時事政治,沒有那么簡單。
全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈
芯片最開始是IP,在電子設計中,半導體 IP 是邏輯、單元或芯片布局設計的可重復使用單元,也是一方的知識產(chǎn)權。IP 核可以授權給另一方,也可以由一方單獨擁有和使用。例如當前AI芯片《智能自動駕駛六大主流車載芯片及其方案》中提到的英偉達,華為,高通,華為都使用ARM的IP.接下來就是芯片設計,就是基于IP芯片去設計符合自己需求的芯片,例如我們在《理想L9的智能座艙,駕駛技術以及供應鏈》中講到高通8155屬于異構芯片,就是不同IP組合設計成綜合芯片。芯片可以設計成運算的,也可以是存儲等不同功能。
到了要生產(chǎn)的時候,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,所以不存在供應鏈和稀少的問題,但他需要高純度提純形成晶圓。
生產(chǎn)設備還需要大名鼎鼎的光刻機,這東西屬于高精密儀器了,想想去制造幾nm的東西的設備,可不是大而在于精巧。有了這些東西,接下來就是生產(chǎn)制造了,生產(chǎn)制造有以下詳細步驟:
所以以上部分就構成了芯片產(chǎn)品的供應鏈條。
芯片全球產(chǎn)業(yè)鏈地域布局
在芯片供應鏈產(chǎn)業(yè)中,歐美主導了設計;歐美,日本和韓國主導了裝備和材料,所以最近大陸對中國臺灣暫停天然砂出口,顯然不是針對芯片,也無法針對;日本,韓國和中國臺灣主導了生產(chǎn)制造;美國和中國成了最大的市場。
中國臺灣芯片的生產(chǎn)占全球 10 nm以下半導體工藝節(jié)點產(chǎn)量的 92%,使其成為絕大多數(shù)芯片的主要供應商,高端手機等消費電子中的芯片,以及智能駕駛英偉達的Orin芯片都是小于10nm。根據(jù)波士頓咨詢集團的一項研究,如果中國臺灣芯片供應中斷一年,全球科技公司將損失約 6000 億美元。如果中國臺灣發(fā)生戰(zhàn)爭,芯片制造設備被摧毀,在其他地方重建產(chǎn)能至少需要三年時間和 3500 億美元。
中國大陸芯片當前主要的產(chǎn)量都在45nm以上,以及1/5的28nm-45nm的芯片,目前大部分汽車MCU在這個區(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)幾個擁有,例如ARM。消費者和各個供應鏈也很少觸及。
我們一般終端和消費者觸及到的就是芯片品牌,芯片品牌有的從設計到生產(chǎn)都可以自己做的,當然他們也會給代工廠代工。例如鼎鼎大名的英特爾,三星,SK都可以從設計生產(chǎn)一條龍。汽車業(yè)內(nèi)的德州,恩智浦,英飛凌,瑞薩,意法半導體都可以設計和生產(chǎn)。主要專注于設計的品牌有,高通,英偉達,博通,AMD,聯(lián)發(fā)科等。國內(nèi)智能汽車方面的芯片品牌,地平線,黑芝麻等都屬于此類。
那么生產(chǎn)代工廠就有中國臺灣的臺積電和聯(lián)華,韓國的三星,國內(nèi)的中芯國際。
總結
其實芯片產(chǎn)業(yè),到了互聯(lián)網(wǎng)和電子的時代已經(jīng)變成工業(yè)的基礎,類似于工業(yè)時代的動力能源。沒有芯片,軟件應用,AI 都是虛幻的空中閣樓。地緣政治以及后疫情時代,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