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芯片制造二号首长,风口之上何去何从
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2020-07-07 芯片制造二号首长,风口之上何去何从

相比中芯国际,华虹显得默默无闻,但它却已经为中国提供了20多年自主芯片,也为芯片产业链的国产化做出了更多的努力。

本文来自合作媒体:远川科技评论(ID:kechuangych),作者:陈帅,支持:远川研究所科技组、浙商蒋高振团队。猎云网经授权发布。

随着芯片生产自主化需求的日渐迫切,几乎整个国家的目光都盯在了已经被钦定为芯片制造队长的中芯国际身上 。但是 鸡蛋不可能放在一个篮子里,芯片自主化也不可能全部押注在中芯国际一家独苗身上。

那么,谁是中国芯片制造的二号首长?谁能分担中芯国际的冲锋压力?答案则是与中芯国际同处上海张江、也一起在香港上市的华虹半导体 。

相比中芯国际,华虹显得默默无闻,但它却已经为中国提供了20多年自主芯片,也为芯片产业链的国产化做出了更多的努力,但相比中芯国际更为曲折的经历和更久的蛰伏,让它隐居于幕后更久,直到时代风口到来,才走出台前。

01.世纪末的最后一战

1997年,时任电子工信部长的胡启立感到非常紧张。

因为中国的半导体会战吃了一个大败仗:无锡908 工程。

908工程是指要在江苏无锡建设先进晶圆厂的计划,在上世纪80年代末,就规划投资20亿。可以说是准备勒紧裤腰带来打一场半导体歼灭战。然而不幸的是,由于牵扯部门众多,歼灭战生生的打成了消耗战。

整个工程,光是项目“可行性研究报告”审批就搞了2年,之后引进技术和设备,筹集资金,都磕磕碰碰,到1998年初才验收了第一条生产线,此时,离立项已经过去了7年之久,在这7年里,西方对手顺着摩尔定律一路升级了4-5代,因此等待“908”工程的局面并不令人意外:投产即亏损。

承担“908”工程的无锡华晶的产品价格只有预计的1/3,当年就亏损2.4亿,成为当年无锡市亏损最大的企业。10年前规划出来的4-5寸的生产线,0.9微米级别的制程,在西方对手眼中堪称古玩,完全没有形成竞争力。

当然,教训并不是1998年撞了南墙才感受到,早在1995年,908工程就已被判断难以成功。访问完韩国半导体产业的领导人回来评价中国的半导体产业:“触目惊心”。这无疑让胡启立感觉有必要组织一场更大的会战来进行追赶。

年底,计划耗资100亿的“909”工程,开始筹备,1997年,在上海,承担“909”工程的华虹集团开始打桩开工。这一次中国压上的筹码,比10年前的“908”工程,整整多了5倍,一旦失败,主导的胡启立只怕难对江东父老。

好在,经过“908”工程的教训,“909”工程使出了两招来确保成功。

第一招:主帅亲临战场,以解决多部门协同效率问题。

1996年末,时任电子部部长的胡启立以66岁的年龄兼任华虹集团董事长,直接主持“909”工程。华建敏(时任上海市副市长)、张文义(时任电子工业部副部长)担任副董事长。

主帅直接走上战场来做先锋官,这总能压的住阵脚吧?

第二招:引入外资+主动瞄准市场。

华虹找到当时的世界第二大半导体公司,日本NEC,双方进行合资经营,确保自己不会闭门造车,而且还和上海市沟通需求,制造行销对路的产品。

1997年中,中日双方合资的华虹NEC成立,日方出资2亿美元,不但生产日方有采购需求的64M 存储器,还生产了中国急需的IC卡芯片,用在了上海公交一卡通上。

天时地利之下,不但工厂比计划提前大半年竣工,成绩也十分喜人,在2000年取得30.15亿元的销售额,利润达到5.16亿元。“908”工程失败的梦魇似乎随之烟消云散,新世纪似乎也对坎坷了数十年的中国半导体露出了微笑。

谁也没想到,会有一个漫长的15年在等待。

02.徘徊的15年

随着909工程的胜利,半导体建设气氛变的火热,代工厂如同雨后春笋一般在张江的土地上生长。2000年,除了耳熟能详的中芯国际以外,由台湾首富王永庆的儿子,王文洋,和另一位大陆领导人之子合资的宏力半导体在上海成立。这个公司的英文名叫“grace”,正是王文洋的女朋友吕安妮的名字。

2003年,宏力半导体的第一座8寸厂开始投产,同年,华虹集团从日方收回了华虹NEC经营管理权,开始独立运作半导体代工业务。但两个踌躇满志的工厂,都没能预料到后面的坎坷。

华虹的日本盟友在美韩的打击下节节败退,逐步没落,华虹完全独资以后,更是在设备进口上被美国设备商的提防,先进工艺迟迟无法推进,华虹只能把重点放在身份证芯片,手机SIM卡等特色产品上。

SIM卡上,华虹确实取得了不少成绩,比如华虹成立之前,中国SIM卡芯片全部进口,均价高达八十二元。华虹将SIM卡国产化后,2004年平均价格降低到八点一元。可以说是为国家节省了数十亿的资金。

但这依然无法掩盖SIM卡只是一个非主流市场,真正能产生大量盈利,进而带动工艺制程进步的手机SoC、电脑CPU等主流高价芯片,华虹依然没有多少成绩。由于盈利不多,政府后续的投资也不大,整整10年,华虹只新建了一座8寸厂。

宏力半导体也没好到哪里去,从2004年开始商量引进0.13微米技术,结果到2010年才量产成功。这种节点进步速度,基本也就告别了先进工艺竞赛。

2011年,随着金融危机带来半导体产业的消退,上海的半导体产业也进入低谷。中芯国际管理层动荡,华虹筹划海外上市也屡遭失败。面对挫折,不少人开始呼吁全面整合上海三大制造工厂,最终,华虹和宏力走到了一起,于2011年底合并,当然,清点家当,所谓的上海两大厂加一起也不过三条落后的八寸厂而已。

在2014年,新公司主打的SIM卡芯片出货量达到26亿颗,占到了全球50%的市场份额。凭借着这个成绩带来的盈利,华虹宏力终于成功奔赴香港上市,也定下了自己的方向:发展以模拟芯片用途为主的特色工艺。

直到今天,最先进的模拟芯片也不过40多纳米的制程,华虹的技术还是可以胜任。特色工艺更讲究对产线的熟悉,和合作伙伴的协同,将赛道锁定在特色工艺上,就不需要再大规模投资烧钱,而自己的订单伙伴关系也将更为牢固,无疑生存和盈利的一条好路。

但这也意味着赶超世界先进制程,将成为可望不可及的梦想。作为中国骄傲的909工程的传人,这种抉择,理智而又无奈。

03.风口重来

在上市一年后,2015年,半导体大基金启动,国家开始重新大力布局芯片。当年二月,芯片制造一哥中芯国际就收到了30亿的注资,之后2年,又陆续得到了3次输血,但同在上海的华虹,竟然一分钱都没有收到。这种局面,一直持续到了2018年,才终于改变。

这一年1月,时隔20年后,华虹半导体终于收到了来自大基金的9亿美金,加上无锡政府的3.6亿美金合作资金。华虹宏力终于有资金开设新的生产线,而且是一期投资就25亿美金,总共规划了100亿美金的12寸大厂。

无锡,这个“908”工程的折戟之地,由“909”工程的实施者,在此处重新杀了回来,而这个项目,也许正是寄托了两位前行者的希望,被命名为“910”工程。

除了国家支持,华虹宏力似乎在市场上也迎来了好运。

由于世界上主流玩家都在进行8寸厂向12寸厂迁移,适用于特色工艺的8寸厂竟然喜剧般的出现了产能短缺,并且逐年扩大。

从2016年开始,华虹半导体的营业利润率反而开始快速上涨,2018年更是达到22%,比2013年高了一倍多,每年整整多出了2亿美金的利润。

华虹半导体毛利率

那么,赶上国家政策和产业春风的华虹真的要翻身一把了吗?现实的难题,似乎又把热血拍了回来。

04.制程争霸赛之外的选项

半导体制造行业有一句梗:制程即是正义。

即只有最先进的制程,才能赚到最多的利润。5纳米强于7纳米,7纳米强于14纳米,28纳米,44纳米,那就好走不送了。现在的龙头台积电就正在准备上手5纳米,内地的制造队长中芯国际,则是在计划量产14纳米。

而华虹全力打造的无锡华虹12寸厂, 在2019年完工后制程是:90纳米-65纳米。

华虹半导体制程分布

因此许多人质疑,已经缺席了半导体制程竞赛太久的华虹,现在上场还有机会嘛?

这份质疑并非没有道理,半导体竞赛经常说的一件事就是,第一吃肉,第二喝汤,第三喝西北风, 华虹的水平,也就是第九第十,理论上来说,喝点一手的西北风难度都不小。

但所有制造厂都一定要参与这场刺刀见红的制程竞赛吗?

换个角度,做好自己的事,可能对华虹来说更为重要,踏踏实实做好成熟工艺,实现上海市那句“中芯国际为我所用,华虹宏力自主可控”的定位,才是眼下华虹的优先选项。

自主可控,也不意味着华虹没有投资机会,因为另一个产业正在源源不断地释放需求,这就是新能源汽车和5G通信。

新能源电动车动力产生和传输过程需要频繁进行电压变换和直流-交流转换。加之纯电动车对续航里程的高需求,使得电能管理需求更精细化,因此在管理分配电源上扮演核心角色的功率半导体地位飙升,价值也从原来每辆车采购60美金飙升到超过260美金。

而华宏下重注的无锡12寸厂,正是中国本土第一条12寸功率半导体产线,功率半导体中大放异彩的IGBT,则更是2011年就有量产经验。

另一个机会,则在5G。在手机中,射频芯片也是一个昂贵但是特殊的存在,在手机中的价格从2G时代的低于1美金,到5G时代的高于10美金,增长迅猛。但是射频的工艺水平,却并不像手机SoC一般厮杀惨烈,65nm的工艺,依然可以代工射频芯片。

事实上,射频芯片往往采用化合物材料(如GaN,GaS),而不是主流的纯硅材料,材料的不同直接导致了工艺上并不是死磕最先进制程,反而用成熟技术做出稳定产品更为客户看重。

这几条更宽广的赛道意味着,即是特色工艺,华宏依然可以进入一个足够大的主流市场,而不是扮演办身份证、办电话卡的角色,华宏,可以做固守一方,但也可以学会赚钱成长。

回望华虹过往的二十余年,在商业化和技术研发上,都充满了艰辛和遗憾。但幸运的是,一代代人依然选择了坚持,而他们也终于等到了属于中国半导体的舞台。在舞台上的,必然不是中芯国际、华为海思等公司的独角戏,而是由包括他们以及华虹等公司组成的产业军团大合唱。二号首长,也不甘寂寞。

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