美国的《2022芯片与科学法案》，既欲推动芯片制造“回流”美国本土，又企图借此“重塑以美国为主导”半导体供应链体系、遏制半导体产业向亚太地区倾斜的趋势，美国的意图和做法与市场规律和全球化潮流背道而驰。与此同时，一些研究机构更看好未来中国“国产替代”的发展机遇，美国芯片法案拦不住“中国芯”。

01、高速发展的全球半导体产业

半导体，是全球数字经济时代的底层支柱产业。自上世纪第一块集成电路问世以来，半导体产业遵循摩尔定律快速发展成为目前全球最重要的产业之一，时至今日，半导体产业的发展与全球经济发展息息相关。

19世纪初，英国科学家发明第一只电子管，随后科学家们逐步发现各种半导体材料。1947年贝尔实验室诞生第一只晶体管，人类步入飞速发展的电子时代。1958年德州仪器Jack Kilby展示第一款集成电路(IC)，1959年仙童公司Robert Norton Noyce发明硅平面工艺的集成电路，标志着半导体产业由“发明时代”进入“商用时代”。

1965年，Intel创始人之一戈登·摩尔提出“摩尔定律”，1975年其在IEEE会议上进行修正：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔两年便会增加一倍。全球半导体产业大致按照摩尔定律发展了半个多世纪，并带动了一系列科技创新、社会生产效率提高以及全球经济的增长。

2021年，全球半导体产值首次突破5500亿美元，涨幅超26%;从产品结构来看，2021年集成电路销售额为4630亿美元，市场份额超83%，同比上涨28.2%，是占有率最高、涨幅最大的半导体产品，其中，逻辑芯片、存储器仍为IC核心产品，模拟芯片产品涨幅明显提升;预计至2030年，全球半导体产值将突破万亿美元。

数据来源：wsts世界半导体协会，2022年3月18日

02、全球半导体产业分工格局

半导体产业具有“产业链条长、技术复杂性高、细分品类众多、应用场景广阔“等特征，已形成产业链分工协作的全球供应链格局。目前，全球没有任何一个国家，可以单凭一己之力，实现半导体产业的全自主替代。

从产业链角度拆分来看，半导体产业上游支撑环节包含EDA设计软件工具、半导体材料，半导体设备等。中游包含核心制造环节，即IC设计，制造代工和封装测试。下游应用环节多样，应用领域涵盖消费电子、汽车电子、工业互联网、智慧医疗、军工国防、等众多产业，因而，“应用驱动导向型”成为不同地区集成电路发展的一个重要特征。

中国大陆作为全球半导体最大的消费市场，在制造代工、封装测试等领域具有优势。

03、国际形式快速变化

从现有国际分工可以看出，美国在IC设计及软件工具领域具有优势，半导体技术上处于领先，但其自身也有严重的短板——制造。随着Fabless模式盛行，近20年来美国芯片制造环节快速缩小，对比如下:

数据来源：BCG、SIA

而芯片制造恰恰是半导体产业里最重要的环节。粗略来说，芯片上45%的价值都诞生在制造环节，全球半导体领域中25%的研发费用都花在了制造环节。然而目前，全球75%的制造份额都集聚在亚太地区，以中国为主。

随着国际形式快速变化和疫情冲击导致的全球供应链紧张，半导体竞争格局愈演愈烈，如何“巩固、维持”美国在半导体领域的“绝对优势”，是美国面临的难题。尤其近两年，美国动作频频，企图加紧构建排除中国大陆以外的“美式半导体联盟”。

04、集成电路发展的中国速度

美国之所以如此在意“排除中国大陆”，核心原因是近年来我国集成电路产业发展迅速。集成电路作为中国信息产业发展的核心，自国家提出“02专项“战略以来，近20年时间里，已实现了年平均增速超20%的快速发展。

我国将集成电路列为”十四五”时期的重点突破产业，从设计工具、半导体材料、设备、研发和税收等多方面加大政策支持，并提出至2025年，实现70%国产替代率的战略目标。

2021年，中国集成电路产业首次突破万亿大关，占全球产业规模比例已接近1/3。同时设计、制造环节快速发展，核心环节占比实现4：3：3，产业结构向更优质的“大设计、中制造、中封测”转型并稳步发展。

05、“卡脖子”技术集中在“支撑环节”

我国集成电路产业发展迅速，但攻克“卡脖子”技术仍然迫在眉睫。当前，我国国产晶圆产能自给率不高。除先进封装测试环节表现较为突出之外，我国在EDA软件工具、先进制程所需核心制造设备、高端芯片所需关键材料等支撑环节，仍然存在制约国产替代发展的“卡脖子”环节。

光刻机作为半导体制造环节最关键的核心设备之一，占生产环节21%的成本比重。我国前道制造环节所需要的光刻机全部依赖于进口，上海微电子在2020年研制交付了90nm的光刻机，但主要应用于后端封装测试环节，28nm光刻机仍在研发突破中，目前尚未交付。国产光刻机追赶之路任重道远。

但是，值得一提的是除光刻机外，三大关键设备中的刻蚀设备(占生产环节20%比重)和薄膜沉积设备(占生产环节18%)均有突破性进展，国内技术已逐步追赶至14/7nm甚至5nm以内的先进制程水平。

尤其在刻蚀设备领域，我国已实现5nm刻蚀机的量产，与美国先进刻蚀技术持平，并进入国际最先进的3nm技术比拼环节。这得益于中国刻蚀机之父——尹志尧教授的不懈努力。自2004年，60岁的尹志尧教授带领团队回国创业以来，中微半导体实现了我国刻蚀设备从75纳米到5纳米工艺的反垄断突围之路。目前，中微半导体3nm刻蚀机Alpha原型机评估完成，5nm刻蚀机已量产交付。中微半导体的成功，也代表着国产设备反垄断之路迈出重要一步。

06、关键材料，大尺寸硅片和高端光刻胶

大尺寸硅片和高端光刻胶是两大重要的“卡脖子”材料。

大尺寸硅片方面——我国“02 专项”提出重点培育12/18英寸大尺寸硅片：针对 20-14nm 集成电路用 300mm 硅片成套技术开发与产业化，40-28nm 集成电路制造用 300mm 硅片技术研发。

高精度光刻胶方面——光刻胶技术壁垒高，目前国内厂商具有一定ArF光刻胶生产能力;全球市场规模21亿，占全球半导体材料市场的6%。

目前，中国光刻胶主要生产企业包括南大光电、北京科华、上海新阳、徐州博康、容大感光等企业，其中南大光电、徐州博康具有 ArF光刻胶产品生产能力。未来，受益于中国半导体产能快速扩展和供应链自主可控的需求而不断发展壮大，国产光刻胶替代空间大。

07、聚焦“专精特新”，加速关键技术突破

图片：中微半导体等离子体刻蚀设备

关键设备领域，刻蚀设备、薄膜沉积设备作为“专精特新”重点扶持的两大方向，预计至2027年市场规模将分别达到85亿美元、130亿美元。大尺寸硅片——12/18英寸硅片是未来我国实现关键材料技术突破的重要方向，也是“专精特新”企业的重要支持方向。未来“专精特新”企业的快速发展，势必推动我国集成电路国产替代的技术加速升级。目前“专精特新”聚焦名单如下示例(标注蓝色的企业)：

本期总结

国际形式的复杂变化将进一步加速国产芯片生产的”硬脱钩“，国产替代势在必行。值得注意的是，国产芯片的关键短板不在于设计能力、封装测试，而在于芯片核心制造环节;而芯片制造的短板，在于设计工具、关键设备和关键材料的不再受制于人。

未来，以下领域将是加速中高端芯片国产替代的重点关注环节：EDA软件工具，光刻机、刻蚀设备、薄膜沉积设备、离子注入设备等核心制造关键设备，大尺寸硅片、高分辨率光刻胶、电子特气、高精度光掩膜、CMP抛光材料、先进化合物半导体材料等关键材料方向。

最后，借用外交部发言人在例行记者会上的表态，“中国坚持把国家和民族发展放在自己力量的基点上，任何限制打压都阻挡不了中国科技发展和产业进步的步伐。”