在芯片領域，中美差距到底有多大？

因為中國經(jīng)濟起步太晚，在追趕方面我們肯定是按先易后難的順序搞的。芯片技術遵循摩爾定律，在同樣價格的前提下，每18~24個月元器件的數(shù)目就會翻一倍，也就是性能翻一倍。這恐怖的進化速度代表整個芯片產業(yè)鏈能每2年就把一個先進技術搞成落后技術，慢一步你之前所有的投資都會全部廢掉，根本不是以前的中國玩得起的。因為芯片技術的追趕難度在所有行業(yè)里明顯屬于最高級，所以我們放到后面去發(fā)展是非常正常的。

那么中美的芯片技術差距有多大，是不是大到壯漢打小孩那種？

中國芯片技術不如美國很多，但雙方的技術差距，也沒大家想象的那么大。完整的芯片制造鏈共有九大核心設備，只要有一個被卡斷，整個芯片生產系統(tǒng)就會中斷。光刻機，只是九大核心設備之一而已，并不代表你有了光刻機就能生產芯片。在這九大核心設備的領域，如果所有零件都采用純粹的國產，不含一絲一毫的外國零件，那么中國到底能打造出什么程度的芯片產業(yè)鏈？

還是讓數(shù)據(jù)說話吧。

列數(shù)據(jù)之前，要先列總綱，先介紹下芯片制造究竟需要哪九大核心設備。

氧化擴散機，薄膜沉積設備，光刻機，涂膠顯影機，刻蝕機，離子注入機，CMP拋光設備，檢測設備，總共是八大設備。除此之外，還有一個清洗機，貫穿多個工序，不清洗是沒辦法進入下一環(huán)節(jié)的，因此總共是九大核心設備。

這九大高精尖設備組合在一起彼此配合，才能組成一個完整的生產線，然后才能生產出一顆小小的芯片。少了其中一個，你整個生產線都得癱瘓。

先談清洗機，因為這東西看起來很不起眼，不就洗個東西么。芯片的清洗機，和你家的洗碗機那完全就是兩碼事，可不是沖沖水就完事了，那可是超高精密度的芯片。

1 毫米=1000000 納米，也就是說，5納米=0.000005毫米，在這么細的縫隙里會有多種雜質需要無損清除，每個生產環(huán)節(jié)都會給縫隙內增加新的雜質，你說難不難？

清洗機分幾種原理，又各自由多少道工序組成，我今天就不說了，但你要知道清洗對于芯片制造意義非常重大，如果清洗達不到要求，那么產品的良率會低到慘不忍睹，直接導致經(jīng)濟效益喪失。

在清洗機領域，馬太效應非常明顯，全球前四大企業(yè)總共占據(jù)了98%的市場份額。排第一是不是美國，而是日本，前兩大廠商都是日本的，合計占據(jù)70%的市場份額，第三名是韓國的，占14.8%，日韓合計占據(jù)84.8%的市場。

日韓很強，但中國在這個領域已經(jīng)實現(xiàn)了從0到1的突破，擁有了上牌桌的資格。全球第五大清洗機公司，是中國的盛美半導體公司，雖然只占2.3%的全球市場份額，但已經(jīng)擁有了一戰(zhàn)之力，因為美國公司的市場份額也就12.5%，這還是中國企業(yè)占了后發(fā)劣勢，別人不愿意冒險用中國產品的緣故。

2021年5月25日，盛美半導體的SASP兆聲波清洗技術，榮獲中國科技進步一等獎。

目前，全球最先進的清洗機是日本的，可以匹配5nm生產線。美國也能搞定5nm生產線，但市場競爭力不如日本。中國最先進的清洗機，可以匹配14nm生產線，目前在研技術5/7nm。我這里指的14nm級別清洗機，是純國產零件組成的，哪怕美國帶著全球一起斷供中國也能自己造出來的純國產清洗機。除此之外，中國還有替補梯隊，北方華創(chuàng)目前可以造28nm的清洗機，至純科技目前可以造28nm的清洗機，芯源微目前可以造28nm的清洗機，技術等級僅落后盛美一代。

這么短的時間內搞出14~28nm的技術強不強？反正，我覺得不算弱了。

氧化擴散設備，目前最先進的國家是日本，技術等級是5nm，占據(jù)了全球總共81%的市場份額。這個領域美國能造5nm產品，但市場份額就是打醬油的，自己都引用日本設備，目前日本擁有全套自產零件，因此美國的技術制裁令管不到日本的氧化爐身上，所以在這個領域我們很少提及，因為無需擔心美國卡脖子，里面的美國零件很少

但中國的對手不止是美國，雖然日本目前和中國關系還可以，愿意提供設備，但我們也要防一手。只要不是中國的，那就是外國的，判斷標準非常簡單粗暴。目前，中國的北方華創(chuàng)可以獨立生產14nm的氧化擴散爐，足以匹配14nm的芯片生產線。北方華創(chuàng)的產品目前占據(jù)國內市場6%，國際數(shù)據(jù)暫時沒有。市場份額不多，但只要你要，產品還是可以提供的。

薄膜沉積設備領域最強的是美國和日本，都可以搞定5nm技術，兩國合計占據(jù)70~80%左右的市場份額。目前，中國國內的存量薄膜沉積設備98%來自于進口，國產化率僅為2%，因為中國以前造不出來。但最近幾年，中國取得了技術突破，最先進廠商為北方華創(chuàng)。目前，中國28nm級別的設備已經(jīng)成功實現(xiàn)銷售，14nm設備正在生產線進行磨合驗證。

中國最先進廠商已成功實現(xiàn)銷售，成功實現(xiàn)銷售這六個字，足以看出國產設備要取得技術突破，要取得市場認可，到底有多難。除了北方華創(chuàng)，沈陽拓荊也很強，雙方的技術等級都是一致的，目前都可以搞定14nm的技術，都正在研發(fā)7/5nm的技術。

技術產品是研發(fā)出來了，甚至已經(jīng)突破到了14nm，7/5nm的技術過幾年也能搞出來，但產品很難賣，一直在虧本砸錢，悶頭搞研發(fā)，暫時不考慮大規(guī)模銷售的事。

后發(fā)者想追趕，就是很難。怎么說呢，總算是突破了，中國已經(jīng)掌握了14nm的技術。沒辦法買產品支援來盡自己一份心意，我這里鼓個掌，不過分吧。

4.光刻機設備

來到最出名的光刻機環(huán)節(jié)了，光刻機是整個芯片產業(yè)鏈中國最落后的一個環(huán)節(jié)，因此也成了各路媒體報道最多的對象。大家想必已經(jīng)很熟悉了，但為了保持九大設備環(huán)節(jié)的完整性，我這里還是多說幾句。

目前全球光刻機設備最厲害的企業(yè)是荷蘭的ASML，占據(jù)84%的市場份額，其他的市場份額基本是日本佳能和尼康的，再然后就沒有了，所有國家都是打醬油的，包括美國。美國甚至都沒有做光刻機的企業(yè)，只能造光刻機里面的光源。當然了，荷蘭也有辦法單獨造出光刻機，核心零件被多個國家掌控著，光源來自于美國，鏡頭來自于日本，納米級數(shù)控機械系統(tǒng)來自于德國，總共十萬多個零件由西方各國幾百家企業(yè)進行提供，然后由荷蘭ASML組合成光刻機。

美國的工程師說過：僅僅是光刻機其中的一個小零件我都調了整整十年！荷蘭ASML表示：我就算公開圖紙，別人也造不出光刻機。其實，如果全球對荷蘭ASML斷供，他自己對著圖紙也造不出光刻機。簡單的說，光刻機是所有芯片核心設備里最復雜的一個，目前全球沒有任何國家都實現(xiàn)完全的國產化，都必須通過國際合作才可以實現(xiàn)生產，包括美國和荷蘭。

因此，在光刻機領域，中國突破起來最為困難。

光刻機的零部件實在是太多了，而光刻機整機的等級由最弱的那個部件來決定。因此，光刻機整機目前最先進的企業(yè)是上海微電子，目前成功突破90nm的技術，反復曝光下可強行生產28nm的芯片，但成本較高，沒有經(jīng)濟價值，在研技術為65nm。雖然中國的純國產光刻機只能達到90nm的技術等級，但你可別忘了這是在全球技術封鎖的前提下實現(xiàn)的。像美國這種力度的技術斷供制裁扔到了美國自己頭上，他能造出什么等級的光刻機還真不好說。你只有個光源強，沒用的，光刻機等級是由主要零件里最弱的那一環(huán)決定的。

全球涂膠顯影設備市場中，日本TEL這一家公司的市占率達到87％，達到了絕對壟斷地位。DNS公司，西美事公司，SCREEN公司，這三家公司合起來才占了13%。這個領域中外差距極大，以前根本就沒有中國公司什么事。目前涂膠顯影設備中國已經(jīng)取得了突破，芯源微和沈陽芯源可以制造國產替代產品，目前已經(jīng)達到了28nm的工藝水平，14nm設備即將研發(fā)成功。在中國國內市場，只有芯源微打開了市場，目前占據(jù)了4%的市場銷售額，國際市場暫時就不想了。

很可憐，但短短幾年取得了這種技術突破，很可貴。涂膠顯影機設備的國產化替代率，已經(jīng)取得了零的突破，而且目前的技術等級并不算太低，趕超速度非?？臁?/span>

如果說光刻機是中國最弱的一個環(huán)節(jié)，那刻蝕機就是中國最強的一個環(huán)節(jié)。

中國可以生產出5nm技術等級的刻蝕機！生產公司是中微半導體。目前，中微半導體的5nm級別刻蝕機已經(jīng)賣掉了50多臺，甚至成為了目前最先進5nm芯片生產線臺積電的設備供應商。

目前，中微半導體正在研發(fā)3nm級別的刻蝕機技術，完全站在了國際最強第一線。但是中微半導體沒賺多少錢。

2015年2月4日，美國商務部簽署命令，解除了針對中國的“刻蝕機禁令”，給出的理由是“中國已經(jīng)從事實上獲取了來自中國企業(yè)的、和美國產品數(shù)量、品質相當?shù)目涛g設備，繼續(xù)實施國家安全出口管制措施已然毫無意義?！币驗榻畹耐耆獬?，后方劣勢的中微公司很難推銷出自己的產品，別人的生產線不愿意冒險采用你的機器。因此，中微半導體雖然有技術，但只拿下了全球1.4%的市場份額，這已經(jīng)是中國第一強的刻蝕機企業(yè)了。

沒什么好辦法，這是美國的陽謀，他解除了技術禁令你總不能自己封掉吧，這和改革開放的宗旨相違背?，F(xiàn)在，只能等中國3nm的刻蝕機研發(fā)成功了，誰先行一步，誰就占據(jù)天大的先機。

離子注入機屬于僅次于光刻機的卡脖子環(huán)節(jié)。在這個領域被卡脖子，是因為此領域美國產品占據(jù)了絕對壟斷地位，拿下了全球89%的市場份額。

離子注入機市場規(guī)模很小，不值錢，在整套芯片生產線里，刻蝕機價值占比20%，光刻機價值占比20%，而離子注入機占比僅為3%，整個2020年的全球市場銷售額只有18億美元，屬于一個小環(huán)節(jié)設備。但是整套芯片生產線是環(huán)環(huán)相扣的，缺一個就能斷你整條生產線，哪一個環(huán)節(jié)都不能少。沒有離子注入機，你其余97%的設備全部搞定都沒有，這3%就能讓你全線停工。

所以離子注入機屬于僅次于光刻機的卡脖子環(huán)節(jié)。

目前，中國的中科信公司、凱世通公司，已經(jīng)成功生產出工藝達到28nm的離子注入機，目前正在研發(fā)14nm的技術。市場份額幾乎沒有，畢竟是個市場新人，取得生產線企業(yè)的信任非常困難，但設備畢竟是研發(fā)出來了，目前還在繼續(xù)砸錢研發(fā)。這么短時間弄出了28nm的設備，雖然因為時間短暫還沒有成功打開市場。

但我覺得，還行。

拋光設備最先進的國家是美國，可以搞定5nm的技術，占據(jù)了全球71%的市場份額。此領域卡脖子不嚴重的原因，是因為中國的華海清科和中電科已經(jīng)搞定了14nm的技術，正在研發(fā)7/5nm的技術。

當然，只占了15%的市場份額，而且只是國內市場。全球市場美國拿走了71.3%，日本拿走了26.7%，兩者合計98%，人類其他所有國家共享2%。要不是中國不惜血本砸技術，硬生生的砸開了一道口子，我覺得連著2%都不會有。14nm已經(jīng)相當先進，離7nm只差一代，只要肯砸錢，最多兩三年就能搞定。

檢測設備貫穿芯片制造每一個工藝，比清洗機用的還要頻繁，及早檢測出不良芯片淘汰掉可以大幅提高經(jīng)濟效益。

因此，這個環(huán)節(jié)的全球市場空間超百億美元，相當?shù)闹靛X。在這個領域，最先進的國家是美國，可以搞定3nm的技術，占據(jù)全球70%的市場份額。目前，中國的檢測設備不惜重金砸出來了28nm的技術。至于市場份額和賺錢能力。

有一點，那么一點點。報紙上是這么說的：

“目前我國量檢測設備基本已實現(xiàn)從0-1的階段，已吹響國產替代號角，有望步入國產替代的快車道。”

我翻譯一下，就是在暫時基本沒啥市場份額。但是，我國已經(jīng)實現(xiàn)了從0到1的突破，砸出了我們自己的設備。28nm的已經(jīng)搞定，正在研發(fā)14nm的。

慢慢來，萬事萬物總有個過程，從0到1就行。

在美國的所有技術領域里，芯片是最強的一個，屬于美國的技術榮耀。

我們把芯片生產的多個核心設備拆解之后去看，發(fā)現(xiàn)其生產商要么是美國，要么是日本，要么就是韓國，德國有那么一點點，其余就是荷蘭的光刻機了。日本和韓國基本就是美國的殖民地，國防都由美軍負責的，美國讓干啥就得干啥，德國領土上有美軍基地，荷蘭也處于美國的軍事控制之下。因此，美國的芯片制裁才會那么有威力。你以為你對抗的是美國，實際上你對抗的是全世界。

二戰(zhàn)后，美國是新一代的日不落帝國，軍事基地遍布全球，和美國為敵的國家基本都被打的經(jīng)濟崩盤了，沒有能力在經(jīng)濟領域和美國產品一爭長短。高科技產品，要么是美國造的，要么就是美國的盟國造的。所以美國的技術封鎖和斷供令才會看起來那么可怕，因為他是在挾天下大勢來壓你，遠不止他自己一個國家的力量。

芯片領域由于摩爾定律，是典型的贏家通吃，一步快步步快，后來者根本無法生存，所以美國系產品才得以壟斷天下。硬頂著摩爾定律的壓制去趕超芯片技術，全球沒有國家敢這么做。

但中國敢，而且看起來還做的很不錯。

目前，純粹國產化的芯片生產線只能做到90nm的級別，因為目前純國產的光刻機是90nm的。最弱的一環(huán)，決定了整個生產線的技術等級。這種比較其實并不公平，是因為這是拿中國一家去對比全世界，而且是拿中國幾年沖刺的結果去對比全世界幾十年的技術積累。2019年全球芯片營收在4123億美元左右，中國大陸只占了5%，美國公司占了47%?？雌饋硎?0倍差距，但如果你把幾大核心設備一拆分，就會發(fā)現(xiàn)中國的技術等級并不算弱，很多設備硬頂著賣不掉沒盈利的壓力，活生生的把技術水平給追上來的，趕超速度非常之快。

下圖把國內水平和全世界最頂級的水平進行對比，只分中國和外國。

很明顯，我們不算太弱，技術突擊速度非常之快。

很多核心設備我們研發(fā)出來之后根本賣不掉，因為是個新人，生產線企業(yè)不敢冒險接納，生怕替換了一個產品影響到了整個生產線。但我們還是要不斷的研發(fā)，不斷砸錢去沖新技術。因為美國的制裁就像一個彈簧，你越強它就越弱，你越弱它就越強。如果你不能生產某個核心設備，那么制裁的大棒就會立刻砸到你頭上。但如果你有了，根本不需要談判，對方就會立刻解除限制。

比如說，在芯片生產線上售價和昂貴的光刻機幾乎等同的刻蝕機，美國就完全不封鎖中國，因為中國有國產的刻蝕機，而且技術等級達到了5nm的最頂級級別，封鎖刻蝕機毫無意義。

所以你的眼光不要只盯著光刻機，這東西之所以報道多是因為中國還沒有完成突破，是整個產業(yè)鏈里最落后的一環(huán)，但并不代表光刻機有多貴多稀罕，刻蝕機的價值占比和光刻機一樣，都是生產線的20%，一樣昂貴，中國活生生的給懟到了5nm的級別，直接逼的美國解除了技術封鎖。

中國目前的芯片技術等級比美國落后，這是事實，畢竟我們以前沒有優(yōu)先發(fā)展這個。

但你要說中國追不上芯片技術，那你就錯了，大錯特錯。

芯片是一定會追上的，而且只需要幾年時間，你把九大核心設備目前的技術等級全部拆開看之后，就知道中國的技術追逐速度到底有多快了。光刻機不等于芯片生產線的全部，而且只是生產線的一小部分。除光刻機外，中國所有的設備已經(jīng)基本能生產主流成熟芯片的水平，占了整個生產線的80%。換句話說，中國憑一己之力，在短短幾年時間里，弄出了80%的純國產芯片生產線。

那再給幾年時間呢？

據(jù)說光刻機技術明年就能突破28nm的水平。一旦28nm的國產光刻機技術被突破，中國立刻就能打造一條純國產化的28nm芯片生產線，因為其余80%的技術設備早就已經(jīng)全部就位，只等光刻機。不要覺得28nm的芯片沒用，其實只有手機這么小的東西才會追逐最新的5nm和7nm芯片，絕大多數(shù)電子產品使用的都是14/28nm的芯片。等中國再突破14nm的光刻機，絕大多數(shù)芯片需求都能依靠純國產設備搞定。中國和美國搞芯片博弈最大的底氣就是中國那龐大的半導體需求市場，每年進口額高達3000億美元。

一旦美國的技術封鎖時間長了，中國的設備廠商完全可能實現(xiàn)趁機驅逐美國產品的市場影響，趁機上位。而僅憑中國本土的市場份額需求，就足以養(yǎng)活這么多中國芯片公司。所以你封鎖也好，不封鎖也罷，對中國最大的影響不過是手機晚幾年升級換代而已，其他對中國幾乎是毫無影響。你不封鎖，對中國有好處，封鎖，對中國其實也有好處。因為中國的廠商爬技術等級爬的太快了。所以中國才會這么淡定，一點都不著急，愛賣不賣。再多封鎖個兩三年，你想賣我們都不要了。

中美在經(jīng)濟上較量了兩年多，美國本以為只要加了關稅中國就得崩潰，沒想到中國對美順差居然越來越大，出口貿易不減反增。貿易戰(zhàn)的爆發(fā)對中國來說本是禍事，但在正面戰(zhàn)場上取得了優(yōu)勢之后反而變成了天大的好事。在經(jīng)濟領域，我們本來視美國如天人，認為美國陸軍不能打的人有很多，認為美國經(jīng)濟不能打的人還真沒幾個。但真打起來，那可真是不打不知道。

原來美國所謂的經(jīng)濟戰(zhàn)，也就那么回事。