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张汝京:美国对中国制约的能力没有那么强

作者:时间:2021-08-04来源:聪明投资者收藏

“如果中国在5G技术上保持领先,将来在通讯、人工智能、云端服务等等,中国都会大大超前,因为中国在高科技应用领域是很强的。”

本文引用地址:http://www.ghys182.cn/article/202008/416708.htm

“美国如果公平竞争赢不了,它就会采取行政的方式,1980年代对日本了一次,2018年开始,又开始对5G进行制约,但是这次它的对手不再是日本。美国对中国制约的能力没有那么强,但是我们不能掉以轻心。”

“第三代半导体有一个特点,它不是摩尔定律,是后摩尔定律,它的线宽都不是很小的,设备也不是特别的贵,但是它的材料不容易做,设计上要有优势。”

“第三代半导体,IDM开始现在是主流,但是Foundry照样有机会,但是需要设计公司找到一个可以长期合作的Foundry。”

“有的地方我们中国是很强的,比如说封装、测试这一块很强。至于设备上面,光刻机什么,我们是差距很大的。如果我们专门看三代半导体的材料、生产制造、设计等等。我们在材料上面的差距,我个人觉得不是很大了。”

“要考虑短时间之内人才基础,这是我们一个弱点,基础可能做了,但是基础跟应用之间有一个gap,怎么去把它缩短?欧美公司做得比较好一点,我们就借用他们的长处来学习。”

“个人觉得第三阶段,如果只是有了材料,有了外延片,来做这个器件,如果我们用一个6寸来做,投资就看你要做多大,大概最少20亿多,到了六七十亿规模都可以赚钱的。这是做第三段。 如果第二段要做Epi(外延片)投资也不大,相对应的 Epi厂投资,大概只要不到10亿就起来了。”

以上,是原中芯国际创始人兼CEO、上海新昇总经理,现芯恩(青岛)创始人兼董事长张汝京,今天在中信建投证券和金沙江资本举办的万得3C会议线上直播中,分享的最新精彩观点。

“中国第三代半导体发展机遇交流峰会”由【中信建投证券研究所】和【金沙江资本】共同主办。在主办方精心筹备之下,邀请到了半导体领域专家和投资大咖参会,中芯国际创始人张汝京博士受邀出席并担任发言嘉宾,与会的嘉宾还有金沙江资本创始人及董事局主席伍伸俊、资产管理公司TPG(德太投资)中国区管理合伙人孙强、丝路规划研究中心副主席,瑞信集团董事会成员&丝路金融有限公司首席执行官李山。

此次会议为半导体发展机遇交流系列会议第一期,【中信建投证券研究所】和【金沙江资本】后续还将针对半导体领域举办更多线上和线下活动。欢迎关注!

张汝京平时很少公开发声,关于张汝京和刚在科创板上市的中芯国际的故事,可点此查看。

在这次难得的分享中,他介绍了第一到第三代半导体,问答环节中,张汝京结合当下中美之间的背景,分享了对半导体国产替代的看法、第三代半导体可能的发展模式,以及在半导体细分的各个产业里,中国与国外的差距及优势。

聪明投资者整理了张汝京的演讲和问答精彩内容,分享给大家。

第一到第三代半导体

我跟大家讨论一下第一到第三代半导体的科普。

第一代的半导体材料,最早用的是锗(germanium),后来再从锗变成了硅(silicon),因为硅的产量多,技术开发的也很好,所以基本上已经完全取代了锗。

但是到了40纳米以下,锗的应用又出现了,锗硅通道可以让电子流速度很快。

飞555棋牌游戏所以第一代的半导体材料中,硅是最常用的。现在用的锗硅在特殊的通道材料里会用到,将来会涉及到碳的应用,这都是后话。

飞555棋牌游戏这些材料在元素周期表里都是4价的,IV A组的碳、硅、锗、锡、铅,都属于第一代。

第二代是使用复合物的,the compound semiconductor material(复合半导体材料)。我们常用的是砷化镓(gallium arsenide)或者磷化铟(indium phosphide)这一类材料,这些可以用在功放领域,早期它速度比较快。

飞555棋牌游戏但是因为砷(arsenide)含剧毒,所以现在很多地方都禁止使用,所以砷化镓的应用还是局限在高速的功放功率领域。

而磷化铟则可以用来做发光器件,比如说LED里面都可以用到。

到了第三代,更好的化合物材料出现了,包括碳化硅(silicon carbon)、氮化镓、氮化铝等等,这些都是3、5族的元素化和形成的。

飞555棋牌游戏碳化硅在高电压、大功率等领域有着特别的优势;氮化镓的转换频率(switching frequency)可以很高,所以常被用在高频功放器件领域;氮化铝用于特殊领域,民用会涉及得比较少。

飞555棋牌游戏另外还有一些半导体是比较特别的,不知道该归入第几代,时间上它们是贯穿第二、第三代。

飞555棋牌游戏主要集中在2、6族的元素,是由周期表中排在II B和VI A的元素化合形成的,比如锑化镉(CdTe)、锑化汞(HgTe)或是碲镉汞(HgCdTe)等等。

飞555棋牌游戏这些材料的用途非常的特别,工艺也比较复杂,基本上民间很少用到它,但它们也还属于半导体的范畴。

以上就是关于三代半导体材料的简要介绍,一会儿讨论的时候,我们可以尽量讨论一些细节。

对话部分

美国对中国制约的能力没有那么强

碳化硅生产的三个阶段都可能遇到瓶颈

问:从2018年中兴,包括2019年华为被美国纳入实体名单以来,半导体产业最热的两个概念就是国产替代和弯道超车。两年来,整个中国半导体产业面临着美国的各个层面的封锁,请问你如何看待中国半导体产业的所谓国产替代和弯道超车?

张汝京:我常常不太了解为什么要弯道超车,直道就不能超车吗?

其实随时都可以超车,弯道超车不是捷径,反而是耗时费力的方法,这是我的看法。

目前,美国对中国的高科技产业有很多限制,但这不是从现在才开始的。

飞555棋牌游戏早在2000年之前,就已经出现所谓巴黎统筹委员会(简称“巴统”,于1994年解散),也是一个国际间的技术封锁。

飞555棋牌游戏最近出现的就是《瓦森纳协定》,都是对某一些国家实行高科技技术、材料和设备等的禁运。

2000年,我们回到大陆建Foundry厂的时候,这些限制都还存在,但小布什政府对于中国还是比较支持的,他任期内逐渐开放了一些限制。

我们当时在中芯国际从0.18微米级别的技术、设备和产品要引入中国大陆,都要去申请许可。

0.18微米、0.13微米我们都去美国申请了,而且得到美国政府4个部门的会签,包括美国国务院、商务部、国防部和能源部。

飞555棋牌游戏能源部比较特殊,它是怕我们做原子弹之类的武器,但我们不做,所以能源部通常都会很快的去通过。

飞555棋牌游戏所以这个限制是一直存在的,但是2000年以后逐渐的减少了,我们就从0.18微米一直到90纳米、65纳米,45纳米都能申请获批。

而且45纳米的技术还是从IBM转让来的,这在当时是相当先进的。此后,我们又申请到了32纳米——这个制程可以延伸到28纳米。

飞555棋牌游戏之后我本人就离开了中芯国际,后面可能就没有继续申请28纳米以下的技术,但也可能不需要了。

总之,对于设备的限制等等,各个美国总统会定出不同的策略,特朗普对中国定的策略是最严苛的。

早期美国商务部是很支持我们的,国防部会有很多意见,但是经过4个部委讨论通过以后也都通过了。

但这次最大的阻力却来自美国商务部,这主要是因为美国在5G技术上落后了,所以它就希望中国在5G领域的发展脚步放慢,这种限制也有过先例。

1980年代的时候,我们在美国生产存储器,当时日本存储器技术在技术、设计和良率都比美国先进很多,于是美国就开始限制日本,后来还逼日本签下《广场协定》。

结果大家也看到,日本根本抵挡不了美国的压力,存储器行业几乎消亡,只有一两家还能苟延残喘。

在逻辑方面,日本本来就没有特别的优势,至今也不算领先,这方面中国大陆可能都比日本强。

但是日本领先的是模拟(analog)和数模混合,在汽车、高铁这些领域的元器件日本做的是不错的。

飞555棋牌游戏当时,受到美国的影响,日本各方面都受到了很大制约,发展速度就放缓了。

但日本也并没有停下脚步,而是潜心钻研材料和设备,所以它在这几方面还是十分领先。

飞555棋牌游戏譬如说现在全世界大概51%的300毫米大硅片,都产自日本信越和松口这两家公司。

飞555棋牌游戏日本在光刻胶、特殊的化学品和材料等领域都是领先的。

设备方面,日本的光刻机也是很领先,其他的基础设备也都能自主生产,比如扩散炉、LPC单片机等。

飞555棋牌游戏但总的来说,美国对日本技术限制之后,日本的设备,尤其是存储器领域,还是受到很大打击。

然而,这次美国发现中国对其造成很大的竞争压力时,美国的行政负责人,就开始要打击和制约以5G通讯为主的中国技术。

如果中国在5G技术上保持领先,将来在通讯、人工智能、云端服务等等,中国都会大大超前,因为中国在高科技应用领域是很强的。

最近闹得沸沸扬扬的抖音,它比美国的Facebook要好得多,同样是社交网站,抖音有很多有趣的功能,一下子就在美国受到很多年轻人的喜欢。

飞555棋牌游戏当然也可以看到Facebook的负责人说话很酸,说中国如何如何不好,这都是出于嫉妒的心理。

美国如果公平竞争赢不了,它就会采取行政的方式。

1980年代对日本做了一次,2018年开始,又开始对5G进行制约,但是这次它的对手不再是日本。美国对中国制约的能力没有那么强,但是我们不能掉以轻心。

5G领域常常会用到第三代半导体材料,比如说5G的高频芯片用的材料是氮化镓。

这种材料的频率非常高,也可以耐高压高温。又比如无人驾驶汽车、或大功率的充电桩都会用到碳化硅,这些材料美国都会对中国采取禁运措施。

今天武总跟我提到,第三代半导体材料的应用会以碳化硅为重点,我就说多跟大家讨论一下碳化硅。

这是一个非常好的材料,但它生产的三个阶段都是可能遇到瓶颈的地方:

一是材料,碳化硅的单晶,早期2到4寸用了很久,现在是6到8寸也出来了,当然用到最多的还是4寸和6寸,原料本身就是很重要的资源;

第二阶段是生产外延片,这也涉及到特别的技术,对最终元器件成品的质量至关重要;

第三阶段就是去生产各种功率的半导体,飞555棋牌游戏这些半导体的用途就很广泛了。

飞555棋牌游戏其中使用最多的是新能源汽车和动车里的高功率器件,电压超过3000伏,最好用碳化硅来做。但这个材料制造的环节,中国的技术相对比较弱。

第三代半导体的发展规律?

IDM模式现在是主流

问:怎么看待第三代半导体,它会以什么样的规律去发展?第三代半导体未来的发展模式会是以IDM为主,还是说也是Design House(第三方设计)加Foundry(代工)这种模式占主导。

张汝京:半导体这个行业要长期投入,从业人员也要耐得住寂寞,经验是逐渐累积起来的,和网络电商这些不一样。

那些东西可以很短的时间有一个好的想法,就可以一下起来,投资人也愿意把钱投到那边去。

但是第三代半导体有一个特点,它不是摩尔定律,是后摩尔定律,它的线宽都不是很小的,设备也不是特别的贵,但是它的材料不容易做,设计上要有优势。

它投资也不是很大。所以如果出现了,第一,有没有市场?有;有没有人愿意投?可能有些人愿意,因为不是很大的投资,回报率看起来也都不错;政府支持吗?政府支持;有没有好的团队?这个是一个大问题;人才够吗?这是一个问题,真正有经验的人在我们国内是不够的。

所以第三代半导体,就拿碳化硅来讲,好的产品市场非常大,因为新能源车里面要用很多。

举个例子,特斯拉的Model 3就用到了碳化硅,silicon carbon(碳化硅)的功率器模组。

这些模组是谁做的呢?

飞555棋牌游戏是意法半导体,最近它也开始向英飞凌买一些,它基本上是这两家提供的,而这两家基本上都是 IDM公司,它做得很好。

看起来第三代半导体里面大的这些都是IDM公司,因为它从头到尾产业链是一家负责,做出来可能效率会比较高。

飞555棋牌游戏但是也有Foundry,有的人在日本,有人做Epi(外延片)做得不错,在我们中国最早的单晶的衬底片不一定自己做的,但是上面外延片自己做。

飞555棋牌游戏做了以后,有一些设计公司设计好了以后,在不同的Foundry里去流片,这种碳化硅的Foundry,日本有,台湾地区有,韩国也有,所以也有这种分工合作的情景。

我们中国大陆也有人想这样做,所以我个人觉得第三代半导体,IDM开始现在是主流,但是Foundry照样有机会,但是需要设计公司找到一个可以长期合作的Foundry。

我个人觉得这是一个好机会。

如果资本市场愿意投入,这个所需的资本跟做先进的逻辑平台差太多倍了。投资并不是很多就可以做,重点是人才。

这些人才,我们国内现在不太够的,但美国有,有些人还是愿意来大陆来做,日本有一些不一定方便来。

韩国有、台湾地区有,我们中国大陆自己也有些研究机构做得不错,如果这些人愿意进到产业界来,这也是很好。

我个人觉得韩国三星就做得不错。刚刚有几位朋友提到三星为什么做得好呢?

飞555棋牌游戏他就是一个IDM,它财力雄厚,而且它眼光很远的。虽然国内的市场不大,但是它晓得它一定要掌握技术,所以很早以来中国三星不但是开发材料,做设备,把各式各样的产业从头做到尾。

飞555棋牌游戏如果有一天它受到制约,这个不给它,那个不给它,基本上除了光刻机以外,它都可以活命的。

飞555棋牌游戏基本上第一到第三代的半导体产品,它都能够生产,而且具有很大的竞争力。

在台湾是有一家有能力做到三星的,这一家它在技术上非常领先,但是除了技术以外,基本上对材料、设备不太去发展。

飞555棋牌游戏因为它们觉得不会被海外的市场卡脖子,所以它觉得没有必要做这个事情。再加上它们的领导喜欢focus在他专业上面,其它他不去碰,所以有很好的机会,但是没有发展出产业链。

我们中国大陆就不一样,可能会被卡脖子的,所以一定要自己把这些技术开发出来。

我再强调一下,第三代半导体投资并不是很大,重点是人才,IDM我个人觉得是不错,用分工Foundry合作的方式也可行。

飞555棋牌游戏希望投资界的人多注意关怀,给予适当的支持。我再强调一下,投资的钱比做一个先进的逻辑平台要少太多。

投资金额看对应阶段

10亿,20亿起步

问:能不能有一个大概的量化,投资的钱要比先进的厂少太多,到底大概区间是多少钱呢?能够有一个像样的规模。

张汝京:像样的规模,我个人觉得第三阶段,如果只是有了材料,有了外延片,来做这个器件,如果我们用一个6寸来做,投资就看你要做多大,大概最少20亿多,到了六七十亿规模都可以赚钱的。这是做第三段。

如果第二段要做Epi(外延片)投资也不大,相对应的 Epi厂投资,大概只要不到10亿就起来了。

飞555棋牌游戏设备也不难,技术要注意,原材料我们中国山东的天岳、芯成这些都是不错的。这些厂材料就是看你要做多大,这些炉子基本上都已经可以国产化,而且做得也不差。

否则你要向日本、德国买都买得到,也都不贵。我估计相对应的一个工厂,厂房土地不算,设备大概10亿到20亿人民币也就起家了,以后做得越好再增加。所以并不是很大。

封装、测试这一块我们中国很强

设备上面和别人差距很大

问:作为中芯国际的创始人,你在半导体制造领域有非常了不起的建树,也见证了过去几十年本土半导体制造发展。目前我们相比20年前取得了一定的进步,你如何看待过去的一段时间的进步?我们在这个领域跟海外的公司还是有一定的差距,你如何看待差距?在这个领域,特别是在第三代半导体领域,如何破局?

张汝京:飞555棋牌游戏我觉得差距范围太广了,有的地方我们中国是很强的,比如说封装、测试这一块很强,至于设备上面,光刻机什么,我们是差距很大的。

如果我们专门看三代半导体的材料、生产制造、设计等等。我们在材料上面的差距,我个人觉得不是很大了。

飞555棋牌游戏两年多前,我去参观过我们国内的几个做silicon carbon(碳化硅)单晶的公司,那时候我看到的数据跟海外差距比较大。

但让我很惊讶的,在过去两年多时间里,他们进步非常的大,在材料上面,4寸的基本上做得跟海外很接近,差距不大了,6寸还是有点差距,但是假以时日也跟得上来,这是做材料。

外延片,完全在技术上的,设备也买得到,这个差距很快可以缩短。

至于说第三段,设计都不是很难的。它有很多是经验的累积,生产制造的设备并不需要那么先进,但是功率上面要很小心,否则做出来的效果就跟人家不一样。

飞555棋牌游戏效果的差距比较大,所以重点还是在功率上面设计的配合要做的好。

飞555棋牌游戏因为国内目前还没有真正的一家大一点的公司出来做,我还不知道有哪一家是有个很强的团队在开发这个。

飞555棋牌游戏所以目前做出来的产品功率碳化硅,只做功率上面可能比较容易追,但是做到射频上面用的氮化镓。

飞555棋牌游戏做射频,目前海外最强的,比如说日本的TDK跟村田这些都很强,我们跟这些有一些差距,但是也有一些新的公司,从海外回来的人才,在开发这种5G射频里面用氮化镓来做的,不错。

请大家注意一下,刚刚我忘记是哪一位提到说,有很多小公司、新的公司做得是不错的,比如说在美国加州一个小公司叫纳维塔斯,不晓得有没有被人家买掉,前一段时间我看他们做的是不错的。法国也有一家公司被ST、Micron买了。

飞555棋牌游戏刚刚也提到,以色列还是有很多好公司可以去考虑的,因为这种主要是人才,这个人才也不需要很多,几个好手来了,把我们这边的年轻人教会,我们几乎可以并驾齐驱。

要考虑短时间之内人才基础,这是我们一个弱点,基础可能做了,但是基础跟应用之间有一个gap,怎么去把它缩短?欧美公司做得比较好一点,我们就借用他们的长处来学习。

飞555棋牌游戏所以我感觉差距不是那么大,没有逻辑差得这么大,也没有存储器差距这么大,可以追得上的。

下决心找到合适的团队。做这个行业里面是很寂寞,艰苦的,要有很强的信仰的力量来支撑我们,我们就可以把它做出来。所以我是乐观,相信我们追得上。




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