GPT拉动服务器算力提升，高算力芯片市场迎量价齐升机遇，国产服务器算力芯片及相关环节半导体公司仍处于追赶阶段，但有望在产业发展大势下不断取得突破。在全球新能源汽车销量、光储充新增装机量高增长背景下，逆变器、变流器等电力电子环节需求持续旺盛，本土厂商深度参与功率半导体赛道，行业增长叠加国产替代，本土厂商业绩有望延续高增长态势。
中国半导体行业发展到什么阶段？目前有何突破表现？近期，我们邀请到洪泰基金的合伙人、洪泰制造的创始人兼CEO乔会君博士，为我们带来主题为“中国半导体产业的光荣与荆棘之路”的分享。乔博士是人工智能时代知名的天使投资人，也是人工智能产业创新联盟副理事长，曾长期服务于全球各大运营商，在产品研发、供应链管理等方面积累了丰富经验。2015年，乔博士创立了洪泰制造，定位于全球领先的智能制造产业服务平台，打造了洪泰制造工场、洪泰制造社区和蔚蓝资管，洪泰基金也投资了很多芯片相关的项目。本期主持人为钛资本余青，以下为分享实录：
半导体产业的发展现状
1、三个核心关键点
chatGPT在全球引起了广泛的关注。目前来看，美国领先在前，虽然我们和chatGPT3的水平差不多，但相较于chatGPT4还有一定距离，而且它还在不断演进。行业技术领域里的专家及大模型的投资人认为通用的大模型成功几率很小，但在细分领域，中国每个行业应该都会有一些大模型领先的公司。
在整个大领域里，分阶段看，核心关键点是算法、数据和算力。在算法方面，未来两年，随着投资界资本的涌入，这些技术将逐步流出，中美之间的差距不会太大。数据方面，一定存在壁垒，包括最近的一些与医疗、法律、知识产权和金融相关的应用。此外，关于算力，在未来更长的时间内，我们还看不到任何国内企业能够与英伟达相提并论。AI真正制约我们发展的，其实是半导体。
2、中国半导体的困境：工程技术
半导体当前的紧要问题是光刻机。目前中国只能使用28纳米的光刻机，也就是DUV光刻机，某些型号的28纳米光刻机也无法进口。一年前，科技日报主编刘亚东在公开场合发表过相关言论，他提到：“光刻机比原子弹更难制造。”但我不太同意，原子弹属于科学领域，光刻机属于工程技术领域，这是两个不同的领域。如果我们能掌握原子弹的制造技术，那么光刻机问题肯定也能够得到解决。
我曾与行业专家交流过光刻机的问题，大家更关心的是：我们什么时候能够解决7纳米的问题？国产光刻机追平ASML后，还需要像中芯这样的芯片制造厂与之配合，使用7纳米光刻机，进一步开发3纳米或2纳米的半导体芯片。
科技冷战中的中美差距
1、四方联盟和芯片法案
中国半导体发展真正的挑战来自于美国的层层打压，例如四方联盟和芯片法案等，一方面限制国际先进制程技术流向中国，一方面通过补贴聚拢全球先进制造企业回流到美国本土。
通过“自然指数”和“PCT专利”的全球分布来看：在物理和化学领域，我们的指数与美国基本相当；在电子与电气工程方面，与美国的差距也不大；在光刻机产业链，涉及光学及光电技术、材料科学、精密制造技术等，这些底层理论上我们并不输美国。
在PCT国际专利方面，中国在2019年的申请量就已经超过美国。中国基本上占据全球四分之一的市场，美国占五分之一。未来，这个比例会越来越大，美国与我们之间的差距也会越来越大。所以我们有基础、有意愿、有能力在未来的五年左右时间，完全攻克光刻机这个关键工程环节。目前，国产芯片只能制造到11纳米或12纳米的水平，中芯还不能满足华为、寒武纪等对7nm以下制程的需求，随着国内企业的突破，相信我们完全可以突破封锁，在全球首先实现半导体产业链自给自足。
2、芯片设计与制造能力之间的较量
关于半导体，有两个关键方面，一个是半导体芯片的设计能力，另一个则是芯片的制造能力。2020年，华为推出了麒麟9000芯片，采用了5纳米的工艺，单颗芯片集成153亿个晶体管，委托台积电代工。同年，美国发布A14芯片，尽管当时其工艺落后于华为，但是现在苹果已推出更新换代的A16芯片，使用4纳米的工艺，集成了160亿个晶体管。而英伟达则更为夸张，使用4纳米工艺，虽然芯片面积更大，但是集成了800亿个晶体管，这是目前英伟达最新的GPU芯片。在这个领域中，华为代表了中国半导体设计的最高水准，也是全球的最高水准。受美国制裁，华为的高端芯片研发被迫暂停，苹果和英伟达却在不断演进。
3、国货之光与全球顶级厂家同台竞争
华为代表了中国在基带处理方面最先进的技术，除此之外，还有两个备受关注的国产企业——长江存储和长鑫存储。长江存储在NAND FLASH领域拥有着较强的技术实力，而长鑫存储在SDRAM方面相对更加专业。半导体芯片大致可划分基带芯片、射频芯片、逻辑芯片以及存储等。存储芯片在全球半导体产业链中占据了很重要的地位，每年大约有四分之一的产值来自存储芯片。任何一款电子产品都需要存储芯片，这个领域的重要性不言而喻。
存储芯片被视为电子产品的血液或粮食，存储的演变代表了整个半导体行业的发展。在90年代，全球存储器领域有五大厂家：美国的美光，欧洲西门子半导体的英飞凌公司，日本的ELPIDA，以及韩国的三星和海力士。在2008年金融危机时期，单颗DRAM价格跌至0.4美元以下，远低于其1美金的制造成本。韩国三星在举国财力支持下，逆周期扩产，继续压低出货价格，行业惨烈内卷直接导致Qimonda公司破产。最终，Qimonda西安厂的设备及技术就是今天长江存储的前身，其全部专利几经周转被长江存储获得。
中国能够在短短十年时间内赶上世界一流的发展水平，核心原因在于金融危机时期Qimonda和日本尔必达的破产，Qimonda千万份专利被中国企业收购，造就了今天国产存储芯片可与美韩三足鼎立的地位。
长江存储和长鑫存储跟国际先进水平相比，尽管落后于韩国的三星和海力士以及美国的技术，但这只是一代技术的差距。现在这些技术完全满足我们日常的生产和生活需要。
回顾中国半导体发展的历史，最成功的并购案例就是长鑫和长江在经济低迷期获得存储领域专利技术，在大产业背景下，关键技术环节起到重要的支撑作用。
全球半导体的发展趋势
1、发展与转移
半导体产业最初从美国转移到了日本，后来在美日竞争中，又转移到了韩国和台湾，这也是韩国和台湾崛起的原因。从目前的趋势来看，虽然我们面临种种困难，但全球半导体的重心在逐步朝中国转移。
2、中国半导体发展中的问题与目标
中国半导体市场占全球四分之一，但自给率不足十分之一，更多的需求是靠进口来完成。如果我们希望达到70%的自给率，不仅需要在光刻机方面攻克难题，在更前端的设计工具和化学材料方面也需要逐一克服。目前看来，2025年的目标可能需要推迟五到十年才能实现。
EDA是半导体设计中必不可少的工具。目前在这个领域中，两家最为知名的公司是美国的Synopsus和Cadence。在国内，我们也拥有自主研发的EDA工具，例如华大九天等。最近，华为宣布在华为协同的合作伙伴中攻克了7纳米的EDA工具设计。此外，在车规、车载、工业、物联网以及航天军工等领域，FPGA被广泛应用。
目前，中国在FPGA领域的整体水平与国际相比还有差距。而在半导体设备领域中，全球最具实力的公司是ASML公司。不过国内有一家非上市的民营公司——上海微电子，在28纳米领域已经取得了一定的突破。最近在二级市场和A股市场中，半导体板块的涨幅很高，这不仅是因为chatGPT等需求的增长，也跟国内在关键领域取得突破有关。
从上游的光刻机、硅晶和原材料，下游的EDA工具和芯片代工厂，到终端的电子信息产品，物联网，新能源汽车等行业。中国在整个产业链中的比重并不高，因此还需要在各个环节上努力。半导体产业应该是一个全球化的市场，全球贸易应该自由流通。
突破国外封锁
1、用资本泡沫推进关键技术
半导体产业的发展更多地是工程技术问题，而非基础科学研究的突破。因此，只要投入足够的人力、财力和时间，就一定能够克服这些问题。在推动资本泡沫的同时，需要给有潜力的非上市企业、已上市公司足够的估值和市盈率，让它们有更多的资金投入到研发和生产中，以推动技术的演进。目前，科创板上约40%的企业都与半导体相关。此外，国家也在推进专精特新小巨人和专精特新中小企业，其中相当比例都与半导体产业相关。
美国前五大半导体公司的市盈率中位数大约是30倍，而中国的半导体公司的市盈率则一般从100倍起步。关键是必须在资本市场给予足够的泡沫和支持，以促进半导体产业的发展，只有注入更多的资金才能看到未来的发展。
2、工艺和技术突破的方向
半导体工艺和技术的突破，可从以下三个方面入手：封装技术、材料技术和半导体架构。我们需要找到解决之路和弯道超车的途径。在材料方面，我们主要使用硅基材料，但第三代半导体材料，如氮化镓、碳化硅和砷化镓，这些材料对于制程的要求并不高，完全不需要7nm以下的工艺。
在半导体底层架构的方面，目前主流的架构是：英特尔的X86架构和ARM的架构。消费类电子产品和手机通常使用ARM架构，因为它对功耗的要求较低。此外，还有一种相对较为开源的架构RISC-V，国内有很多公司在这方面进行投入，但目前还没有形成主流架构，很难撼动ARM的地位。
值得肯定的是，龙芯中科最新发布的高性能服务器龙芯3D5000，采用自研的LoongArch架构，在制程受限的情况下，巧妙利用Chiplet技术将两颗3C5000封装在一起，为国产高端芯片设计制造打开了新思路。
第三代半导体是材料上的突破，RISC-V及LoongArch架构需要加大推广力度，建立自主可控的生体体系，合理设计利用Chiplet封装技术突破制程限制，是中国半导体突破的三个方向。
我们从来不会限制别人的发展，但想要不被限制，一定需要自己有向上突破的能力。
“Globalization is almost dead, Free trade is almost dead”,希望台积电创始人张忠谋的悲观只是暂时的，人类的科学技术必须共创和共享才能更快的发展。
问答
Q1：乔博士，您如何看近期华为成功突破14纳米EDA技术的意义？是否表示国内3、5年内会有机会在14纳米实现整体闭环？
A：这个话题，业内广泛关注，我从相关企业了解到，虽然华为提到EDA是突破7纳米的关键，但实际受影响的主要是光刻机。现实中，我们在14nm工艺上基本不受限制，长江存储和长鑫存储的生产工艺已达11纳米至12纳米。目前，有传闻称头部芯片设计公司正和代工厂研究如何使用28纳米的光刻机生产出7纳米的产品。我相信，中国完全有能力三年内解决7纳米工艺的量产问题，尽管在这个过程中可能无法百分之百实现所有部件和原材料的国产化。解决7纳米工艺问题后，我们在未来的半导体发展中会更快地取得突破。
Q2：您怎么看射频前端芯片领域？
A：在整个射频领域，中国已经能够解决大部分的问题。目前华为无法生产5G手机，主要是受制于美国射频技术，但相信这个问题很快就能解决；在射频的细分领域中，如滤波器、放大器等环节，目前基本都已经可以自主可控。在整个射频领域，我认为中国与西方或其他国家的差距并不是特别大，国内的5G射频技术也很快就能交付。
Q3：模拟类芯片的投资机会在哪里？在高端制成都被卡脖子的前提下，目前数字芯片是什么方向？您认为是否还有投资机会？
A：在半导体领域，我们可以通过不同的维度对其进行分类。数字芯片和模拟芯片是典型的分类方式。在我的个人研究经验中，发现模拟芯片与数字芯片相比存在更大的差距。因为模拟芯片的设计更依赖于经验，而数字芯片则可以通过华为等公司的研发团队快速突破技术壁垒。针对模拟芯片的设计差距问题，我们需要采取一些策略来克服。例如，在创业公司研发方面，我曾经看到一家集中于模拟芯片领域的公司，其创始人和创始团队都是华人，并且其总部位于上海。该公司通过挖掘来自台湾、日本和欧美等地的工程师来弥补中国本土的设计差距。此外，该公司的管理团队由中国人组成，可以为外国工程师提供必要的支持。
Q5：怎么看国内车规级芯片的自主化程度？控制芯片功率器件、传感器都是车规级芯片的大头，目前各自的国产替代进程怎么样？
A：目前国内正在推进车规级芯片的国产替代进程，相信未来我们不会在车规芯片领域被卡脖子。比亚迪是一个很好的例子，其所有车规芯片基本上都是自己生产的。虽然车规芯片与传统芯片有一定的区别，但我认为目前我们已经具备了在车规芯片领域中的基础能力。真正的挑战在于自动驾驶领域。英伟达最新的车规芯片已经有测试样片，单机运算能力达到了2000Tops，基本上能够解决L4级别的自动驾驶，这是非常大的投资机会。在自动驾驶领域我们的差距却相当大，国内产品大多处于L2+水平。但是chatGPT等人工智能技术能够让我们快速进入自动驾驶的阶段，我们最大的挑战是追赶英伟达，这个难度真的太大了。
Q6：半导体设备方向有哪些投资机会？
A：半导体设备需要的资源非常多，创业公司很难在这个领域上解决问题，因为缺乏足够的资金和资源。我对于在一级市场投资半导体设备持谨慎态度。想要做半导体设备，需要巨额投资，这可能超出了我们（VC）的能力范围。该领域由国家队取得突破后，VC有机会在某个细分领域寻找机会进行投资。
Q7：由于大语言模型的热潮导致的高算力芯片的需求，国内目前的供给仍然严重受制，会不会导致国内在AIGC产业和美国的差距被拉开？如何解决这个问题？
A：我认为未来大模型会在许多不同的细分领域中得到广泛应用，包括金融领域和商汤发布的CV大模型。在不同应用领域中，每个国家也会有一定的地域保护，算法方面不会有太大的差别。真正关键的问题在于算力，这是一个较大的差距。我认为chatGPT最终影响中国的快速发展，也取决于这一点。目前，英特尔也推出了使用CPU加FPGA的方式来解决这些算力问题。在算力方面，或许我们很难找到解决方案。
Q8：请问乔博士对国内半导体市场的周期属性怎么看？业内观点认为22年到23年，半导体都处于下行区间，明年有可能会反弹。这个预判是否靠谱？近期二级市场半导体回暖是否仅是反弹，而不是反转？
A：现在半导体行业处于低谷期，其主要原因是个人消费需求降低。手机和电脑等个人消费领域的发展，带动了半导体行业的快速发展。随着需求下降，半导体周期行业也进入了低谷期。在这个时候，我们需要逆周期扩产，特别是在存储领域，我们需要加强投入。对于中国来说，低谷期并不存在，我们的市场容量非常大，但是我们目前的自给率仅为15%。因此，我们需要加强自主研发和技术创新，提高自给率，实现在半导体行业的逆袭。
当下，半导体全产业链自主可控可谓大势所趋。从材料角度来看，目前前道晶圆制造材料和后道封装材料的国产率尚低，但值得期待的是，在硅片、掩膜版、光刻胶、化学品、靶材、抛光垫等环节，均有国内公司在加速布局或已取得局部突破，未来市场空间与国产渗透率有望呈现双增趋势。从晶圆制造角度来看，关注国内头部晶圆厂先进制程进展，以及国产化产线与细分领域订单高确定性的晶圆产线扩产节奏。
半导体产业属于国民经济的基础性支撑产业，细分产业众多，市场分割性强，投资机会大。半导体产业链条长，应用领域广阔，具有很强的市场分割性，从上游的半导体材料到中游的设备再到下游的应用领域，所涉及的范围十分广大，很难形成一家独大的垄断格局，这有利于企业利用自身特点，形成自己的技术体系和竞争优势。随着半导体国产替代需求增加，企业未来将会有更多的业务机会和良好的预期收益，钛资本将陪伴行业优质企业共同成长。
（来源：看头条网）
