- u5 o* ~" k# X8 Q& q: ^" D) P1 z芯片的研发成本随节点尺寸的下降而急剧升高,制造成本也同步升高(图源:IBS)2 L/ O. L4 H* _. w
' a( a) V0 G! V A芯片的设计、制造开支随着节点尺寸的缩小而迅速升高,5nm、3nm、2nm虽然靓丽,但说到底,销路才是王道,这些高端芯片只有高价才能盈利。但过高的价位对应用是有打压作用的。 0 N T( Z! x2 [ ) C9 M7 }, }+ m/ m" J2 w高端芯片大量用于手机。手机对尺寸、耗电敏感,多年来“算力军备竞赛”成为推动芯片技术前沿的主要动力,但手机增长放慢对高端芯片是坏消息。台积电等已经在关停部分EUV,主要涉及7nm以下的产能,以适应高端芯片需求冷却的新现实。这对即将上线的美国产能是巨大的压力。便秘与饥饿是同样痛苦的事情。) y( O2 f2 d2 q! i. S
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通信板块也是技术脱钩的领域,但对中美是不同的挑战:不管是5G/6G还是手机,中国优势在于完整的领域知识和供应链,美国优势在于高端芯片和部分关键技术。中国拥有沃土,美国拥有良种。鹿死谁手,也未可知。, M& r, r m" b8 Y, r" z
' b4 ~7 O& w9 D* j; d# j& ^家电和一般的消费电子产品是芯片消耗大户,但对高端芯片的要求很低,需求以中低端芯片为主。在这方面,从芯片到下游产业链,都是美国的短板、中国的长项,美国芯片曲高和寡,中国芯片反而是瞌睡送枕头。 % ?! s6 T( g: x* f6 i, f! U 0 W, b' @1 k8 E) u! U( M0 K1 |消费电子在进入减速增长期,家庭智能化没有如预期的那样增速发展,即将到来的欧美经济萧条带来进一步冷却效应。但长期的正增长还是可以预期的。 % T6 b' v) c |& `1 M c; K- ?( X# a4 M5 S* i- \
工业电子的主体为机器人、自动化系统、仪器仪表等。这是与消费电子一样大的板块,而且增长强劲,达到8.2%,反映了工业数字化、互联化的大潮。在这方面,美国领先,中国在追赶。有意思的是,这一块对高端芯片的要求并不高,但对芯片的成熟、可靠的要求很高。 8 @$ _- x9 z: d- o) I( \ o+ A; ~* T: r7 _! f) H比如说,霍尼韦尔是DCS的领头羊,但基本控制单元的CPU还是摩托罗拉68040。这是华强北都难淘的骨灰级芯片了,芯片工艺在今天链中端都算不上,但是成熟可靠稳定,性子摸透了,在任何时候都不出意外,而且性能够用,所以到现在还在用。霍尼韦尔只是因为芯片来源枯竭,并有硬件虚拟化的驱动,才转向软件仿真替代。5 {# H6 @3 L; f) Y, L
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中国在工业DCS(还有PLC)方面依然在追赶,已经解决了从无到有的问题,还没有解决从有到好的问题,但问题不在于芯片。自动化系统需要各种控制、数据处理算法和组态的支持,这是领域知识的问题。在可靠性方面,需要多余度冗余、热备份等。更需要保证实时性,不能出现因为某一进程卡住而全系统宕机的现象,危急时如何丢卒保车是一门学问。另一个不同就是注重输入输出流量处理,但对数值计算复杂性要求相对不高。工业DCS(以及PLC)的重点在于软件和系统架构问题,而不是芯片绝对性能的问题。7 m. } L' e% `, `" t( N; a2 q, e4 a, c# I
/ I1 _- X/ U0 O$ p. C7 `$ h7 ?高端仪器仪表也是中国的短板,但问题在于具体的检测和机电技术、信号和数据处理算法,芯片性能同样不是大问题,鲜有需要高端芯片的情况。 * g* Q+ n5 S Z& P b$ ~. K$ G! b1 _1 ]. `- P. E5 M* `
机器人也是一样,“功夫在芯片外”。 ; }0 d% D! F/ p% n0 g# J
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美国各行业研发投资占营收的比重(图源:SIA) ' \6 ]+ P( K' Z/ g$ p1 v0 Q& y) o6 {& p1 z
半导体是高投入产业,这还是把芯片制造设备技术另算的情况下。以美国为例,从投入占营销的比例(也称研发投资强度)来看,半导体仅次于制药和生物科技,三倍于一般电子技术,也接近三倍于计算机和外设。4 T2 A, R3 H8 D5 M