在芯片領(lǐng)域，中美差距到底有多大？

因為中國經(jīng)濟(jì)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(shù)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(jìn)化速度代表整個芯片產(chǎn)業(yè)鏈能每2年就把一個先進(jìn)技術(shù)搞成落后技術(shù)，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(shù)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(shù)差距有多大，是不是大到壯漢打小孩那種？

中國芯片技術(shù)不如美國很多，但雙方的技術(shù)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(shè)備，只要有一個被卡斷，整個芯片生產(chǎn)系統(tǒng)就會中斷。光刻機(jī)，只是九大核心設(shè)備之一而已，并不代表你有了光刻機(jī)就能生產(chǎn)芯片。在這九大核心設(shè)備的領(lǐng)域，如果所有零件都采用純粹的國產(chǎn)，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(chǎn)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(shè)備。

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

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

先談清洗機(jī)，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(jī)，和你家的洗碗機(jī)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(xì)的縫隙里會有多種雜質(zhì)需要無損清除，每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都會給縫隙內(nèi)增加新的雜質(zhì)，你說難不難？

清洗機(jī)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(dá)不到要求，那么產(chǎn)品的良率會低到慘不忍睹，直接導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益喪失。

在清洗機(jī)領(lǐng)域，馬太效應(yīng)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(qiáng)，但中國在這個領(lǐng)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(jī)公司，是中國的盛美半導(dǎo)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(chǎn)品的緣故。

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

目前，全球最先進(jìn)的清洗機(jī)是日本的，可以匹配5nm生產(chǎn)線。美國也能搞定5nm生產(chǎn)線，但市場競爭力不如日本。中國最先進(jìn)的清洗機(jī)，可以匹配14nm生產(chǎn)線，目前在研技術(shù)5/7nm。我這里指的14nm級別清洗機(jī)，是純國產(chǎn)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(chǎn)清洗機(jī)。除此之外，中國還有替補(bǔ)梯隊，北方華創(chuàng)目前可以造28nm的清洗機(jī)，至純科技目前可以造28nm的清洗機(jī)，芯源微目前可以造28nm的清洗機(jī)，技術(shù)等級僅落后盛美一代。

這么短的時間內(nèi)搞出14~28nm的技術(shù)強(qiáng)不強(qiáng)？反正，我覺得不算弱了。

氧化擴(kuò)散設(shè)備，目前最先進(jìn)的國家是日本，技術(shù)等級是5nm，占據(jù)了全球總共81%的市場份額。這個領(lǐng)域美國能造5nm產(chǎn)品，但市場份額就是打醬油的，自己都引用日本設(shè)備，目前日本擁有全套自產(chǎn)零件，因此美國的技術(shù)制裁令管不到日本的氧化爐身上，所以在這個領(lǐng)域我們很少提及，因為無需擔(dān)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(guān)系還可以，愿意提供設(shè)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(biāo)準(zhǔn)非常簡單粗暴。目前，中國的北方華創(chuàng)可以獨立生產(chǎn)14nm的氧化擴(kuò)散爐，足以匹配14nm的芯片生產(chǎn)線。北方華創(chuàng)的產(chǎn)品目前占據(jù)國內(nèi)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(chǎn)品還是可以提供的。

薄膜沉積設(shè)備領(lǐng)域最強(qiáng)的是美國和日本，都可以搞定5nm技術(shù)，兩國合計占據(jù)70~80%左右的市場份額。目前，中國國內(nèi)的存量薄膜沉積設(shè)備98%來自于進(jìn)口，國產(chǎn)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(shù)突破，最先進(jìn)廠商為北方華創(chuàng)。目前，中國28nm級別的設(shè)備已經(jīng)成功實現(xiàn)銷售，14nm設(shè)備正在生產(chǎn)線進(jìn)行磨合驗證。

中國最先進(jìn)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(chǎn)設(shè)備要取得技術(shù)突破，要取得市場認(rèn)可，到底有多難。除了北方華創(chuàng)，沈陽拓荊也很強(qiáng)，雙方的技術(shù)等級都是一致的，目前都可以搞定14nm的技術(shù)，都正在研發(fā)7/5nm的技術(shù)。

技術(shù)產(chǎn)品是研發(fā)出來了，甚至已經(jīng)突破到了14nm，7/5nm的技術(shù)過幾年也能搞出來，但產(chǎn)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(shù)。沒辦法買產(chǎn)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(jī)設(shè)備

來到最出名的光刻機(jī)環(huán)節(jié)了，光刻機(jī)是整個芯片產(chǎn)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(shè)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(jī)設(shè)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(jī)的企業(yè)，只能造光刻機(jī)里面的光源。當(dāng)然了，荷蘭也有辦法單獨造出光刻機(jī)，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(jī)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(jìn)行提供，然后由荷蘭ASML組合成光刻機(jī)。

美國的工程師說過：僅僅是光刻機(jī)其中的一個小零件我都調(diào)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(jī)。其實，如果全球?qū)商mASML斷供，他自己對著圖紙也造不出光刻機(jī)。簡單的說，光刻機(jī)是所有芯片核心設(shè)備里最復(fù)雜的一個，目前全球沒有任何國家都實現(xiàn)完全的國產(chǎn)化，都必須通過國際合作才可以實現(xiàn)生產(chǎn)，包括美國和荷蘭。

因此，在光刻機(jī)領(lǐng)域，中國突破起來最為困難。

光刻機(jī)的零部件實在是太多了，而光刻機(jī)整機(jī)的等級由最弱的那個部件來決定。因此，光刻機(jī)整機(jī)目前最先進(jìn)的企業(yè)是上海微電子，目前成功突破90nm的技術(shù)，反復(fù)曝光下可強(qiáng)行生產(chǎn)28nm的芯片，但成本較高，沒有經(jīng)濟(jì)價值，在研技術(shù)為65nm。雖然中國的純國產(chǎn)光刻機(jī)只能達(dá)到90nm的技術(shù)等級，但你可別忘了這是在全球技術(shù)封鎖的前提下實現(xiàn)的。像美國這種力度的技術(shù)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(jī)還真不好說。你只有個光源強(qiáng)，沒用的，光刻機(jī)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(shè)備市場中，日本TEL這一家公司的市占率達(dá)到87％，達(dá)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(lǐng)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(shè)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(chǎn)替代產(chǎn)品，目前已經(jīng)達(dá)到了28nm的工藝水平，14nm設(shè)備即將研發(fā)成功。在中國國內(nèi)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(shù)突破，很可貴。涂膠顯影機(jī)設(shè)備的國產(chǎn)化替代率，已經(jīng)取得了零的突破，而且目前的技術(shù)等級并不算太低，趕超速度非?？?。

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

中國可以生產(chǎn)出5nm技術(shù)等級的刻蝕機(jī)！生產(chǎn)公司是中微半導(dǎo)體。目前，中微半導(dǎo)體的5nm級別刻蝕機(jī)已經(jīng)賣掉了50多臺，甚至成為了目前最先進(jìn)5nm芯片生產(chǎn)線臺積電的設(shè)備供應(yīng)商。

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

2015年2月4日，美國商務(wù)部簽署命令，解除了針對中國的“刻蝕機(jī)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(chǎn)品數(shù)量、品質(zhì)相當(dāng)?shù)目涛g設(shè)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(chǎn)品，別人的生產(chǎn)線不愿意冒險采用你的機(jī)器。因此，中微半導(dǎo)體雖然有技術(shù)，但只拿下了全球1.4%的市場份額，這已經(jīng)是中國第一強(qiáng)的刻蝕機(jī)企業(yè)了。

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

離子注入機(jī)屬于僅次于光刻機(jī)的卡脖子環(huán)節(jié)。在這個領(lǐng)域被卡脖子，是因為此領(lǐng)域美國產(chǎn)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(jī)市場規(guī)模很小，不值錢，在整套芯片生產(chǎn)線里，刻蝕機(jī)價值占比20%，光刻機(jī)價值占比20%，而離子注入機(jī)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(shè)備。但是整套芯片生產(chǎn)線是環(huán)環(huán)相扣的，缺一個就能斷你整條生產(chǎn)線，哪一個環(huán)節(jié)都不能少。沒有離子注入機(jī)，你其余97%的設(shè)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(jī)屬于僅次于光刻機(jī)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(chǎn)出工藝達(dá)到28nm的離子注入機(jī)，目前正在研發(fā)14nm的技術(shù)。市場份額幾乎沒有，畢竟是個市場新人，取得生產(chǎn)線企業(yè)的信任非常困難，但設(shè)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(shè)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(shè)備最先進(jìn)的國家是美國，可以搞定5nm的技術(shù)，占據(jù)了全球71%的市場份額。此領(lǐng)域卡脖子不嚴(yán)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(shù)，正在研發(fā)7/5nm的技術(shù)。

當(dāng)然，只占了15%的市場份額，而且只是國內(nèi)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(shù)，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(dāng)先進(jìn)，離7nm只差一代，只要肯砸錢，最多兩三年就能搞定。

檢測設(shè)備貫穿芯片制造每一個工藝，比清洗機(jī)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(jì)效益。

因此，這個環(huán)節(jié)的全球市場空間超百億美元，相當(dāng)?shù)闹靛X。在這個領(lǐng)域，最先進(jìn)的國家是美國，可以搞定3nm的技術(shù)，占據(jù)全球70%的市場份額。目前，中國的檢測設(shè)備不惜重金砸出來了28nm的技術(shù)。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(shè)備基本已實現(xiàn)從0-1的階段，已吹響國產(chǎn)替代號角，有望步入國產(chǎn)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(shè)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(shù)領(lǐng)域里，芯片是最強(qiáng)的一個，屬于美國的技術(shù)榮耀。

我們把芯片生產(chǎn)的多個核心設(shè)備拆解之后去看，發(fā)現(xiàn)其生產(chǎn)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(jī)了。日本和韓國基本就是美國的殖民地，國防都由美軍負(fù)責(zé)的，美國讓干啥就得干啥，德國領(lǐng)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(jì)崩盤了，沒有能力在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和美國產(chǎn)品一爭長短。高科技產(chǎn)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(shù)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(yuǎn)不止他自己一個國家的力量。

芯片領(lǐng)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(chǎn)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(shù)，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(chǎn)化的芯片生產(chǎn)線只能做到90nm的級別，因為目前純國產(chǎn)的光刻機(jī)是90nm的。最弱的一環(huán)，決定了整個生產(chǎn)線的技術(shù)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(jié)果去對比全世界幾十年的技術(shù)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(shè)備一拆分，就會發(fā)現(xiàn)中國的技術(shù)等級并不算弱，很多設(shè)備硬頂著賣不掉沒盈利的壓力，活生生的把技術(shù)水平給追上來的，趕超速度非常之快。

下圖把國內(nèi)水平和全世界最頂級的水平進(jìn)行對比，只分中國和外國。

很明顯，我們不算太弱，技術(shù)突擊速度非常之快。

很多核心設(shè)備我們研發(fā)出來之后根本賣不掉，因為是個新人，生產(chǎn)線企業(yè)不敢冒險接納，生怕替換了一個產(chǎn)品影響到了整個生產(chǎn)線。但我們還是要不斷的研發(fā)，不斷砸錢去沖新技術(shù)。因為美國的制裁就像一個彈簧，你越強(qiáng)它就越弱，你越弱它就越強(qiáng)。如果你不能生產(chǎn)某個核心設(shè)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(chǎn)線上售價和昂貴的光刻機(jī)幾乎等同的刻蝕機(jī)，美國就完全不封鎖中國，因為中國有國產(chǎn)的刻蝕機(jī)，而且技術(shù)等級達(dá)到了5nm的最頂級級別，封鎖刻蝕機(jī)毫無意義。

所以你的眼光不要只盯著光刻機(jī)，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(chǎn)業(yè)鏈里最落后的一環(huán)，但并不代表光刻機(jī)有多貴多稀罕，刻蝕機(jī)的價值占比和光刻機(jī)一樣，都是生產(chǎn)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(shù)封鎖。

中國目前的芯片技術(shù)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(shù)，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(shè)備目前的技術(shù)等級全部拆開看之后，就知道中國的技術(shù)追逐速度到底有多快了。光刻機(jī)不等于芯片生產(chǎn)線的全部，而且只是生產(chǎn)線的一小部分。除光刻機(jī)外，中國所有的設(shè)備已經(jīng)基本能生產(chǎn)主流成熟芯片的水平，占了整個生產(chǎn)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(chǎn)芯片生產(chǎn)線。

那再給幾年時間呢？

據(jù)說光刻機(jī)技術(shù)明年就能突破28nm的水平。一旦28nm的國產(chǎn)光刻機(jī)技術(shù)被突破，中國立刻就能打造一條純國產(chǎn)化的28nm芯片生產(chǎn)線，因為其余80%的技術(shù)設(shè)備早就已經(jīng)全部就位，只等光刻機(jī)。不要覺得28nm的芯片沒用，其實只有手機(jī)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(chǎn)品使用的都是14/28nm的芯片。等中國再突破14nm的光刻機(jī)，絕大多數(shù)芯片需求都能依靠純國產(chǎn)設(shè)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(dǎo)體需求市場，每年進(jìn)口額高達(dá)3000億美元。

一旦美國的技術(shù)封鎖時間長了，中國的設(shè)備廠商完全可能實現(xiàn)趁機(jī)驅(qū)逐美國產(chǎn)品的市場影響，趁機(jī)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(jī)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(shù)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(jì)上較量了兩年多，美國本以為只要加了關(guān)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(mào)易不減反增。貿(mào)易戰(zhàn)的爆發(fā)對中國來說本是禍?zhǔn)?，但在正面?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(jì)領(lǐng)域，我們本來視美國如天人，認(rèn)為美國陸軍不能打的人有很多，認(rèn)為美國經(jīng)濟(jì)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(jì)戰(zhàn)，也就那么回事。