一场中国半导体产业的“生态突围”

 

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　　（来源：21世纪经济报道）

　　21世纪经济报道记者吴佳楠深圳报道

　　“乾坤万里眼，时序百年心。”杜甫诗句中的“万里眼”成为千年后中国芯片产业不可忽视的公司力量。

　　近期，新凯来子公司万里眼惊艳亮相新一代超高速实时示波器，成功打破从瓦森纳协定到美国的出口管制中对60GHz以上的实时示波器的垄断。

　　不止于万里眼，在刚刚落下帷幕的“湾芯展”上，一场中国半导体产业的“生态突围”正悄然上演，方正微电子、润鹏半导体、硅芯科技、等企业和平湖实验室、深圳先进院等科研机构在各环节上的技术突破，正贯穿从设计、制造、封装测试以及原材料、设备等全产业链环节。



　　湾芯展的落幕如同一个缩影的定格。它照见的中国半导体，不是一个能独立生产所有零件的“全能巨人”，而是一个肌体强健、血脉通畅、大脑活跃的产业生态。在这里，材料、设备、设计、制造、算力与科研，如同精密电路中的一个个节点，正在导通前所未有的强大电流，也吸引着日本东京电子、匈牙利瑟米莱伯等外资外企纷纷加码投资。

　　可以看到，当全球半导体产业的竞争，早已不再是单一企业或单一技术的竞争，而是整个产业链的较量时，中国半导体企业的发展故事正从技术引进走向生态输出，从追随者演化成游戏规则的共同定义者。

　　放眼世界，前方的挑战依然严峻，但路径已然清晰：中国的半导体突围，路在生态脚下。

　　产业突围：从单点突破到链式崛起

　　聚光灯下，单一的明星产品，正成为中国半导体产业链交织共舞的一环。

　　在江丰电子展区，像“圆饼”一样的薄片用手机拍照放大后，可清晰看到布满75000个大小一致的孔，孔之间的孔隙率也是一致的。要实现这样的工艺就在于靶材的应用，靶材可应用在芯片上成为金属导线的原材料。

　　但过去高纯溅射靶材作为中国半导体产业核心关键材料之一，几乎完全依赖美国和日本的少数几家公司进口，不仅意味着高昂的成本，更构成了巨大的供应链安全风险。

　　“缺芯某种程度上也是缺材之痛。”江丰电子半导体事业部总经理蒋剑勇告诉21世纪经济报道记者，靶材的制造工艺极其复杂，涉及超高纯金属提纯、精密加工、热力学处理、焊接技术等多个尖端领域，要实现国产替代并非易事。

　　在投入巨资进行研发后，江丰电子生产出了第一批中国制造的高纯钽靶材，打破了国外企业长达数十年的垄断。目前公司成为台积电、、联华电子、京东方、华星光电等知名企业的重要供应商，实现靶材出货量全球第一。

　　在材料的突破之外，硬件设备也是产业链环节上的关键卡点。拿示波器来说，国际上领先水平的高端示波器带宽达到60GHz以上，最高可达110GHz，而国内厂商整体技术性能与海外存在代差，国产示波器最高带宽为8GHz—18GHz。

　　“万里眼之所以瞄准示波器领域，就在于西方国家禁止了60GHz以上的实时示波器对中国的出口，同时，国内上千家大学科研机构以及企业被纳入到美国实体管制清单，导致高端的电子测量仪器使用起来困难重重。”万里眼CEO刘桑向记者表示。

　　在万里眼发布的新一代超高速实时示波器中，产品带宽突破90GHz，将国产示波器性能提升到500%，可应用于半导体行业、6G通信、光通信、智能驾驶等领域。“这款90GHz超高速时示波器达到了全球第二的水平，实现了国产突破。”刘桑表示。

　　硬件设备是芯片行业的基础设施，软件工具进行辅助尤其是能快速提高芯片设计效率的EDA软件尤为关键，但这一工具却长期被国际巨头垄断。

　　“过去几十年里，EDA软件中国一直被打压，世界三巨头EDA公司在中国的市场份额占95%以上，传统的EDA软件一旦被断供，对国内芯片供应链安全性稳定性将是沉重打击。”硅芯科技创始人兼总经理赵毅博士告诉记者，世界三巨头EDA公司最早在1980年成立，但国内EDA厂商基本是2010年后才开始发展，几十年的技术代差想要追平异常艰巨。

　　那么，当传统的EDA设计路径走不通时，中国芯片设计厂商如何寻找出路？

　　新凯来子公司启云方从电子工程领域出发，发布两款拥有完全自主知识产权的国产电子工程EDA软件，推动产品性能较行业标杆提升30%，产品硬件开发周期缩短40%，不仅实现了对国外产品的全面替代，还兼容多款国产操作系统和数据库，构建起产品生态。

　　事实上，当芯片的性能在更新换代时，配套的芯片设计软件也在发生潜移默化的转变。过去通过设计提升芯片的性能，要么把晶体管越做越小，走先进制程路线，提高集成密度，要么把芯片越做越大，但面积与成本效应随之翻番，两条路径在后摩尔时代都难以走通。

　　如今，芯片性能提升的路径悄悄换了赛道，小芯片（Chiplet）、2.5D、3D堆叠，成为国产芯片实现逆袭的新密码。“堆叠技术就是帮全世界芯片进行换代升级。”赵毅表示，把多个“小芯片”（Chiplet）通过2.5D、3D堆叠技术像乐高一样拼在一起，组合成一个超级芯片，既提升性能，又降低成本。

　　“公司为CPU、GPU等关键芯片打造专属堆叠设计软件，通过小芯片堆叠的创新形式，既突破传统芯片性能上限，又让中国在无尖端制程时，凭10纳米芯片堆叠实现媲美高端制程的性能，破解制程‘卡脖子’困局。”赵毅表示。

　　设计是中国半导体产业突围的上半场，那么制造就是正在开启序幕的下半场。

　　拿应用场景十分热门的新能源汽车芯片来说，过去99%的汽车主驱芯片由国际厂家提供，国产芯片在安全可靠性和性能上比国际厂家相对弱一些。但在制造这个环节里，方正微电子已实现SiC车规芯片实际产能国内第一，并应用在国内头部新能源汽车厂商上。

　　方正微电子副总裁彭建华向记者表示，过去中国在芯片核心制造环节存在不足，但在第三代半导体领域，公司无论从制造工艺或是产能都可以与国际一流厂家媲美，这是半导体行业所有厂商共同努力的成果，共同支撑中国半导体行业发展。

　　生态协同：从分散攻关到协同发力

　　产业链不同环节上的企业通过打破国际垄断或换道超车，推动中国半导体产业走向系统性、生态性的链式突围。

　　而这背后很大程度上是因为半导体行业自身具有投资规模大、回报周期长、技术更新快的特点，单纯依靠单点技术的突破难以实现产业链的集体攻关，在这当中，业内呼唤更多具备实力的科研机构发挥重要力量，实现与产业需求紧密对接。

　　一名半导体从业人士告诉记者，半导体行业非常严谨，很难在已经完全成熟的产品上替换新的产品，哪怕有设备厂商做出来的产品效率更高，但为了良率保证，市场不一定及时买单，亟待有中试验证的平台帮助企业做大量的中试和验证服务，催熟整体国产生态链。

　　深圳平湖实验室就承担起国产化设备催熟与验证的任务。在该机构的中试中心，可以帮助国产化设备进行导入、验证、提升工作，目前，该平台已在8吋SiC/GaN工艺平台导入国内14家厂商20余台首台套国产设备，覆盖衬底、外延、量测、刻蚀、清洗等功率器件制造细分领域，打破了半导体设备被国外垄断局面。

　　深圳平湖实验室分析检测中心主任曾威向记者表示，平湖实验室搭建的中心平台，不仅为机构自身的研究工作提供力量，也助力受限于资金情况的企业加快研发进程，催熟更多大量科研成果向实际生产转化，顺利实现量产。

　　为企业搭建需求平台外，如何帮助企业解决芯片关键领域核心技术同样是关键。另一所科研机构深圳先进电子材料国际创新研究院，就聚集芯片封装关键材料领域，研发出在半导体先进封装工艺中有着广泛应用的临时键合材料，可为芯片生产企业实现薄晶圆固定与分离。

　　先进电子封装涵盖工艺、设备、材料等环节，过去中国先进电子封装工艺、设备都在一定程度上实现了产业化，但在先进电子封装材料领域，依然由美、欧、日主导，中国基础仍较薄弱。

　　深圳先进电子材料国际创新研究院在破解电子材料领域“卡脖子”技术难题上，就填补国内高端电子材料领域的空白。深圳先进电子材料国际创新研究院战略发展专员滕龙博士告诉记者，目前研究院研发的材料多达十几款，其中很多款材料已经完全面向市场销售，高端电子材料的突破对整个产业链具有重要意义。

　　与此同时，该机构正构建国内首个集成电路高端封装材料的“全闭环”研发平台，并孵化产业化公司，通过产业化平台将成果从实验室推向市场。

　　深圳芯泉半导体材料有限公司就是该科研机构孵化而成的企业，专攻开发先进封装、RFID及AI光模块领域的关键材料，其产品已应用于2.5D/3D等先进封装技术。这种与研究机构紧密协作的模式，加速了前沿技术的产业化进程。

　　全球合作：从技术引进到生态共建

　　可以说，在半导体产业链竞赛中，企业是“选手”，科研机构就是帮助企业提前勘探赛道，并准备好更轻、更快的“跑鞋”。这样的整体双向协同发力，逐步释放产业潜能。

　　根据中国半导体行业协会数据，2024年我国集成电路产业规模约1.43万亿元，同比增长16.7%，预计2025年产业规模将达到1.64万亿元，同比增长15%。

　　从微观层面看，中国企业在半导体产业链环节上释放的高光时刻，也逐步吸引海外半导体巨头加速在中国市场积极布局。

　　荷兰半导体巨头恩智浦加码中国本土供应链，计划将公司产品从晶圆到封装测试全部在中国打造出来；美国第一大芯片代工厂格罗方德押注广州增芯公司，通过技术授权方式，重点生产用于汽车电子领域的车用CMOS产品；来自欧洲的意法半导体计划在2025年末与华虹集团在深圳合作生产40nm的微型控制器芯片。

　　此外，外资也在加仓中国半导体等板块。摩根士丹利报告显示，外资9月净流入中国股市46亿美元，创2024年11月以来单月新高，这一数据反映出全球投资者对中国资产的信心回升，尤其是半导体等科技成长板块成为配置焦点。

　　这些真金白银的外企投资恰恰证明了中国半导体生态的壮大和吸引力，中国成为全球半导体生态中重要的参与者，而这在展会的直观体现是，外企对中国的布局从纯粹的“技术输出”演化成“本土化合作”“适应中国供应链”等关键词。

　　“公司从欧洲布达佩斯过来，在中国已经布局20多年，在过去的时间里，主要把技术针对中国本土客户进行定制化调整。展会上有许多实验室给我们提了新的需求，我们即将给他们提供整体的方案。”专注于半导体量测、检测技术开发的瑟米莱伯华南区域经理李小鹏向记者表示。

　　李小鹏表示，企业除了在上海布局之外，第一时间到了华南地区尤其是深圳市场进行本地化招聘，用本地化人才进行技术开发，目前已在当地招到了10名同事，深圳办事处不仅与电子、中芯国际等半导体企业合作，还在领域与华星光电等企业合作，在化合物半导体上与平湖实验室紧密对接。

　　“半导体技术迭代非常快，公司研发和资本投资预计在2022年到2026年基本上接近翻一番，得益于中国包括大湾区对半导体投资的加快，企业也跟着中国供应链共同发展，预计在接下来的5年期间，将增加7千亿日元的资本支出和1.5万亿日元的研发投资。”东京电子TokyoElectron（TEL）中国区市场副总经理倪晓峰同样向记者表示。

　　这种双向奔赴的合作模式，既推动了中国本土产业链的完善，也为全球半导体企业提供了新的增长空间。正如华润微电子董事长何雄龙所说，“国内半导体全链条建设与海外巨头本土化并行，助推国内大循环生态闭环。”

　　如今，在全球供应链重构的背景下，中国半导体产业正从单一产品的突破到全产业链的协同，从技术引进到生态输出，从步伐追随者到游戏规则的共同定义者，在全球半导体版图上开辟自己的赛道。

　　尽管一场半导体行业的盛会刚刚落幕，但展台上闪烁的芯片、精密的设备和跃动的数字背后，是一个产业生态的全面崛起，中国半导体产业的生态故事才刚刚进入高潮。

　　前路依然漫长，但中国半导体产业生态汇聚的曙光已然破晓，它以星火燎原之势，重塑着这场全球半导体竞赛的格局与未来。