近年，芯片毫无疑问已成为事关中国国运的大事，芯片产业到底涉及哪些链条？它是如何一步步发展而来，有哪些主要玩家？为什么说芯片可以影响到国际局势？中国的芯片产业方向在哪？本文将进行系统梳理。

全文干货，长度预警

首先，定义个名词，什么叫“芯片”？

很多场合，我们都将之与“集成电路”或“半导体”等同起来，严格意义上说，并不准确。

半导体，是组成集成电路和芯片的基本组成材料，重点在于强调“原材料”。世界上大多数材料要么导电（如铜线），要么绝缘（如玻璃），但硅和锗等半导体材料则不同，本身并不导电，但当加入某些材料如磷或者硼后就可以导电。

（小知识：二战结束初期，美国的肖克利正是发现了这一物理理论，从此打开半导体世界的大门。）

芯片是集成电路的最终载体，是集成电路经过设计、制造、封装、测试等后的独立成熟产品，重点在于强调“产品”。

广义上，集成电路也可约等于芯片，不过部分领域的芯片可能不存在集成电路。

不过，在提到产业链时，简单称之为半导体产业或者芯片产业都可，大家也都理解，本质是一回事。

根据 IRDS 发布的国际半导体技术发展路线图，半导体行业的发展主要分为两大方向：

一类是以制程线宽不断缩小为特征的深度摩尔定律方向（More Moore）， 另一类是以应用功能多样化为特征的超越摩尔定律方向（More than Moore）。

深度摩尔定律方向主要包括逻辑芯片、存储芯片等细分市场，其核心是沿着摩尔定律的道路，通过特征尺寸不断缩小，在一个芯片上拥有更多的电路，目前 12 英寸硅片在这个领域占据主导地位。

逻辑芯片，是指运行智能手机、计算机和服务器的处理器,如CPU/GPU等；

存储芯片，指的是DRAM（计算机运行的短期内存）、闪存NAND等

超越摩尔定律方向的可称为泛模拟芯片，包括将视觉或者音频信号转换为数字数据的传感器等模拟芯片、与手机网络进行通芯的射频芯片、以及管理设备如何使用电力的芯片，具体包括功率器件、模拟芯片、传感器等细分市场等。

泛模拟芯片侧重于功能的多样化，是由应用需求驱动的，其核心是在一个芯片上拥有更多的功能，目前 8 英寸硅片在这个领域仍占据主要地位。

超越摩尔定律不再单纯依靠缩小晶体管尺寸和硅片尺寸的放大，而是通过电路设计以及系统算法优化、先进封装技术集成更多数量的晶体管等方式综合以提升性能。

不同于逻辑芯片和存储芯片必须无情地缩小晶体管才能保持领先地位，泛模拟芯片的制造厂商通常并不需要每隔几年就竞争制造更小的晶体管，因此，他们的成本要低得多，平均也只需要近四分之一的先进逻辑芯片和存储芯片厂的投资成本。

逻辑芯片、存储芯片是目前半导体领域的核心战场，在后面会有详细介绍，这里先简要说说泛模拟芯片。

手机基带芯片

通信是个很大的领域，主要包括手机基带芯片、射频芯片、WIFI芯片、蓝牙芯片等，而提到通信，也不得说高通公司。

几十年来，无线通信的需求在不断增长，但频谱空间有限。雅各布斯意识到，芯片的进步如之快，以至它们很快就能在同一频谱空间中编码更多数量级的数据。于是，他和几位同事成立了高通（意为高质量通信）的无线通信公司，并且在80年代末，进入民用市场。

特别的是，针对2G之后的每一代手机技术，高通公司都提出了关于如何通过无线电频谱传输更多数据的关键想法，并销售了具有能够破译这种计算能力的专用芯片。

该公司的专利如此之重要，没有它们，手机就不可能被制造出来，高通公司很快就涉足了一个新的业务线，不仅设计了与移动网络通信的调制解调器芯片，还设计了运行智能手机核心的处理器。

高通公司虽自行设计芯片，却外包给三星或者台积电制造，不过，仅靠销售芯片和专利许可，便是可观的营收。

射频芯片

射频芯片被誉为模拟芯片皇冠上的明珠。射频芯片又分为射频收发芯片和射频前端芯片，而目前射频前端芯片的复杂度更高。

在射频领域，特别是手机射频前端领域，前五大公司思佳讯、Qorvo （威讯）、Qualcomm （高通）、博通、Murata （村田）市场份额总计超过了85%，射频前端器件采用特殊制造工艺，且不同器件之间的工艺差别大，美日巨头以 IDM模式垄断市场。

WIFI芯片

这个领域，美国的博通公司世界第一，大部分高端手机里的WIFI芯片都是博通的，国际上知名的WIFI芯片厂商有美国的博通、高通、Marvell（美满科技，总部加州硅谷）、TI，台湾的联发科。

蓝牙芯片

这个领域的技术含量不算特别高，比WIFI芯片简单多了，包括国内大大小小的芯片设计公司都有在做蓝牙芯片的，可以称得上一个红海市场。

上面主要是从技术演进角度的分类，非专业的人读起来还是比较抽象，网络上也有不少将不同功能芯片类比成人体各器官的，更方便理解，这里也借用下。

芯片领域的核心原理是：在硅片等半导体材料的特定部位，施加不同的材料产生化学反应，利用导电和不导电的特性来控制电流影响。

原理并不难理解，技术上也容易实现，但实现商业化却是相当困难，其涉及的产业链十分复杂，为更好理解后续故事，这里有必要先简单串联一下芯片的产业链。

半导体行业呈现垂直化分工格局，上游包括半导体材料、半导体制造设备等； 中游为半导体生产，具体可划分为芯片设计、晶圆制造、封装测试；半导体产业 下游为各类终端应用。

根据所包含的生产环节的不同，半导体产业的企业经营模式一般可分为垂直 整合模式（IDM 模式）、晶圆代工模式（Foundry 模式）和无晶圆厂模式（Fabless 模式），发行人属于晶圆代工模式。

从利润结构上，芯片设计处于最核心地位，投资少，技术门槛极高，享有极高的垄断利润，像英特尔、英伟达、苹果、高通是各领域的龙头；晶圆制造，动辄需要几百亿的重投资，而且制造难度最大，因此，不断加强对nm级别的芯片规模化生产效率，改善工艺，也让这些厂商获得巨额利润，台湾的台积电和韩国的三星是典型代表；半导体设备，几乎被美、日、荷兰公司垄断，特别是光刻机领域，阿斯麦一家几乎垄断全球。

硅片制作

半导体硅片行业具有技术难度高、研发周期长、资本投入大、客户认证周期 长等特点，因此全球半导体硅片行业集中度较高。国际硅片厂商长期占据较大的市场份额，排名前五的厂商分别为日本信越化学（Shin-Etsu）、日本胜高（Sumco）、 环球晶圆（Global Wafers）、德国世创（Siltronic）、韩国 SK Siltron。

硅片从尺寸上可分为包括 4 英寸、5 英寸、6 英寸、8 英寸、12 英寸，尺寸越来，技术难度越高， 以 8 英寸硅片为例，8 英寸硅片较 6 英寸硅片在面积上提升约1.78 倍，由于硅片面积扩大，使得单硅片芯片产出数量也成倍增加；并且硅片实际利用的面积 主要集中在中间部分，因为边缘部分不够平整以及存在缺陷，大尺寸硅片能够用于制造芯片的区域会更大。

目前国内企业在 8 英寸外延片生产方面与国际先进水平的差距已经有所缩小，但12 英寸由于核心工艺技术难度更高，尚未实现重大突破。

分类上，硅片包括抛光片和外延片，抛光片是生产传感器、模拟芯片、分立器件、功率器件、射频前端芯片等半导体产品的关键基础材料；外延片主要用于制作逻辑芯片、分立器件。

接着，说说硅片制作的基本工艺流程。

半导体硅片的生产需要半导体级多晶硅作为原材料。通过晶体生长工艺，半导体级多晶硅在石英坩埚中融化，通过掺入硼、磷、砷、锑等元素改变其导电性能后，可制备出具有特定性能的半导体级单晶硅棒；单晶硅棒再经过滚磨、截断、 切片、倒角、研磨、刻蚀、抛光、清洗、检查、包装等工艺步骤，最终制造成为 抛光片；外延片生产过程主要为在抛光片的基础上进行外延生长。

简单讲，主要有以下环节：

晶体生长流程：

抛光片生产的主要工艺流程：

芯片设计是芯片的整个灵魂，芯片实现怎样的功能完全是看最初芯片的整体设计。

具体说，是指将系统、逻辑与性能的设计转化为具体的物理版图，其中包括芯片的规格制定、逻辑设计、布局规划、性能设计、电路模拟、布局布线、版图验证等。

芯片的电路设计离不开EDA芯片设计工具和芯片架构。

EDA芯片设计工具

EDA工具也可称为芯片设计软件，是指利用计算机辅助设计软件，来完成超大规模集成电路芯片的功能设计、综合、验证、物理设计等流程的设计方式。

在互联网行业，产品和软件都可以有初版，然后不停迭代优化，但是芯片行业不行。因为芯片产品一旦生产就不可再更改，生产出来的芯片不达标就只能报废。所以需要EDA软件进行虚拟的设计、模拟、仿真等，为了确保日后生产流水线上生产一次性成功，降低整体成本。

芯片设计软件目前由三家美国公司掌握—楷橙、新思和明导，占据了全球大约75%的市场，如果不使用至少一家公司的软件，芯片公司就不可能设计出芯片，此外，大多数提供芯片设计软件的小型公司也位于美国，没有其他国家能做到这一点。

芯片架构

芯片的架构就像是造房子时候搭的整体框架一样，在设计芯片的最初需要确定好使用哪种架构，就像盖房子时需要选择用木头搭建整体框架，还是钢筋水泥。

目前市场上主流的芯片架构有 X86、ARM、RISC-V和MIPS四种

每一种架构都有自己的特征和优势

ARM架构和X86架构是市场份额最大的两大架构，目前在移动领域上ARM架构占主流，X86架构也占有一定的市场份额。X86架构由于其封闭性，相对于ARM架构成本更高，但有着更高的性能、更快的速度和兼容性。

另外，技术上由于专利和授权限制，仅有RISC-C是属于开源的架构，也是中国在当下可能追求突破的一个方向。

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆，在行业内，也把芯片生产称为晶圆制造。

制程技术

在具体打开晶圆制造工艺前，有必要先了解下经常提及的14nm 、7nm制程技术是怎么回事？

在芯片领域，每一代的制造技术都是以晶体管栅极的长度命名的，栅是晶体管的一部分，可以控制晶体管的打开和关闭，180纳米是1990年首创的，随后是130纳米、90纳米、65纳米等，每一代的晶体管都会缩小到足以在同一区域内容纳大约两倍数量的晶体管，受到摩尔定律的影响。

每一代的工艺技术提升都是巨大的研发和设备投入，中国大陆虽然有中芯、华虹半导体等晶圆代工厂，但是大陆的公司主要生产的芯片都是14nm制程及以上的，最新的7nm制程的芯片大陆公司都不具备生产能力，在这个领域，中国大陆落后至少10年。

工艺制造流程

晶圆制造是指借助载有电路信息的光掩模，经过光刻和刻蚀等工艺流程的多 次循环，逐层集成，并经离子注入、退火、扩散、化学气相沉积、化学机械研磨 等流程，最终在晶圆上实现特定的集成电路结构。

主要工艺流程如下：

其具体的制造过程过于复杂，一般人并不好理解，仅仅说说其中的光刻环节，也是其命脉环节。

说到光刻，不得不提阿斯麦ASML为代表的光刻机，大家应该也经常在各类文章中看到，当属半导体产业链上，最复杂、最烧钱的半导体设备。

最早期的制作工艺就是在半导体材料上放置一些特定形态的蜡球，然后用专用化学品腐蚀未覆盖部分，这种工艺很快就遇到瓶颈。制造更小的晶体管需要小的蜡球，但控制这种蜡球很困难，靠人眼几乎已不可能。

某天化学家莱思罗普在显微镜观察晶体管时，产生了一个想法：显微镜可以拍摄一些小东西，让他们看起来更大，如果把显微镜倒过来，就可以把一个大的图案印到材料上，这是光刻领域上革命性的想法，很快，柯达就造出一种“光刻胶”的化学物质，这种物质在受到光照射时会发生化学变化。

利用光照与光刻胶反应，从而在半导体晶圆上制造图案，这个技术听起来简单，但技术实现上十分复杂。

具体实现上，当光线穿过掩模和透镜，将聚焦的形状投射到涂有光刻胶的硅片上，在光线照射的地方，化学物质与光产生反应，然后被溶解，暴露出硅片上的微小凹痕，以去除凹痕下面的材料，或者沉积某种新材料，再用特殊溶液去除剩余的光刻胶，最终让具有完美凹痕形状的新材料留在硅片上。这个光刻过程通常需要五次、十次或者几十次，通过沉积、蚀刻和抛光才能制造出集成电路，每一次光刻都需要与上一次严格对准。

随着晶体管的小型化、光刻工艺涉及的每一部分，从化学物质到透镜，再到使硅片与光源完美对准的激光器，都变得更加困难。

芯片制造早期，晶体管尺寸很大，光刻机使用的光波无关紧要，但是摩尔定律发展到光波波长的尺度，晶体管开始以百纳米为单位进行度量，此时的人们已经开始设想出长度只有十几纳米的更小的晶体管。

研究人员开始将赌注放到X射线或极紫外光技术上，每一种都会与不同的光刻胶化学物质发生反应，下一代的光刻竞争便注定会发生在“光源”之战上。

2015年，ASML最先进的EUV光刻机宣布量产，其波长只有13.5nm，可以做7nm、5nm、3nm、2nm、1nm制程的芯片了。也是历史上最昂贵的大规模生产机器，复杂程度非常高，每台EUV光刻机的制造成本超过1亿美元，而每台光源需要整整457329个部件，阿斯麦的工作人员在设备的整个使用期间都会留在现场，没有充分培训，其他公司的人不可能学会使用EUV光刻机。

尽管如此昂贵，仍然订单无数，Intel、三星、台积电下了大量订单都在等待交货。中国的某些晶圆代工厂也下了订单，但ASML公司一直没有交货，就是因为这款光刻机的技术使用到了很多国家的技术，其中就包含美国，美国不允许出售给中国，所以中国目前的晶圆代工厂一直无法采购到最新的EUV光刻机。

封装是指将芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，并通过印制板与 其他器件建立连接，起到安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用。

这一部主要目的是将芯片从硅片上裁剪下来，裁剪成一个一个独立的芯片，然后对每个独立的芯片进行测试，测试合格的产品进行最终的封装。

芯片制造是目前中国被美国禁令卡的最难受的环节，也是中国目前和世界领先技术水平差异最大的环节，台积电目前是这个领域的绝对领导者。

芯片制造的难度不是在技术原理，而是工艺流程和大规模生产上，芯片整个制造的步骤有几千步，假设每一步的合格率99%，几千步99%*99%相乘以后接近于0。而芯片制造的整体良品率必须达到90%以上，才可以批量生产，不亏本。这就要求每一步的合格率达到99.99%以上，背后是对工艺和技术的极度苛刻。

目前台积电已经实现了7nm制程芯片的量产，正在投入到5nm制程芯片量产的研发中。而国内的晶圆代工厂还停留在14nm制程上，这个差距并不是光刻机可以弥补的，还有整条生产线上的差距，生产线达不到量产的水准，最终制作的芯片良品率很低，将会造成大量亏损，这是国内的晶圆代工厂无法承受的。在可见的时间内，中国无法在技术上追齐。

回到芯片本身的技术发展历史，也映射着各国之间的技术实力变迁。

让我们先从芯片技术的笔祖说起。

CPU处理器芯片，包括手机、PAD等移动设备处理器、电脑等微处理器，从分类上属于逻辑芯片，适用摩尔定律。

在台式、或者笔记本电脑处理器领域，美国的英特尔公司是绝对的王者，截至今天，英特尔的X86架构仍然是个人电脑和数据中心的行业标准。

开启商业化

1968年，偌伊斯和摩尔离开他们创立的仙童半导体公司，创立了英特尔——集成电子公司。

偌伊斯和摩尔都是半导体领域的知名人物，且被普遍认为是硅谷的创始人之一。晶体管的技术发明来源于诺贝尔奖获得者肖克利等物理学者，但光靠技术还不足以建立芯片产业。

事实上，即便到今天，芯片的科学原理并没有秘密，都是公开的，但是要做到技术上的可行性，尤其是商业上的盈利就太难了。

偌伊斯和摩尔便可称得上最早将芯片技术进行产业化的代表。

当晶体管技术问世之后，他们敏锐地意识到：晶体管的小型化和低功率是个强大组合，更小的晶体管和更低的功耗将为他们的集成电路创造新的应用，于是成立了仙童半导体公司。

海外建厂

仙童公司不仅将芯片产品销售给美国军方，同时也学会了如何大规模生产，利用香港、马来西亚的低薪，他们是第一家在亚洲进行海外组装的半导体公司，并将芯片转变为大众市场产品。

和早期成立仙童的背景类型，此时的偌伊斯和摩尔意识到，工业时代正在结束，晶体管将重塑世界经济，而且晶体管的成本将持续显著下降。摩尔在1956年提出，随着工程师们学会制造越来越小的晶体管，每个芯片上可安放的元器件数量每年都会翻倍，这种芯片计算能力指数级增长的预测被称为“摩尔”定律，成为接下来数十年IT产业的重要指导规律。

存储芯片爆火

英特尔成立两周后，推出了第一款叫做DRAM的存储芯片，使用硅芯片技术取代了当时的磁芯，随着计算机内存需求的激增，磁芯无法跟上时代。

英特尔计划主宰DRAM芯片业务，由于存储芯片不需要专用化，同样的设计可用于许多不同类型的设备，这使得存储芯片的大规模生产成为可能。相比之下，负责“计算”的逻辑芯片则都要专门设计，这种专用化提高了成本，因此，英特尔决定将重点放在存储芯片的生产上，而且从一开始，公司瞄准的便是电脑和消费品，而不再是导弹。

日本崛起

在20世纪60年代早期，人们宣称五角大楼创造了硅谷，但此后的十年里，形势发生了变化。

英特尔在DRAM芯片的领先未能持续太久，随着日本消费电子产业的兴起，索尼、NTT等公司成长，也培植了日本最大的DRAM生产商东芝。虽然美国有一系列的指责，如控诉日本知识产权盗窃、国内保护、政府补贴及廉价的借贷资本等，日本在存储芯片市场成长为世界领先。

转型微处理器

英特尔是存储芯片的先驱，对于他来说，承认失败将是一种耻辱，但灾难性的数据是无法否认的。此时的接任者是格鲁夫，他在80年代决定放弃DRAM，把一切都押注在电脑的微处理上，英特尔建立了与计算机巨头IBM的合作，为个人电脑制造芯片，靠着这份偏执，英特尔获得拯救并重新崛起，也带动了硅谷的再次繁荣。

错失移动设备市场

关于英特尔另外一个巨大的失误，就在错失了移动设备领域。

通过战胜AMD等公司，英特尔不仅牢牢建立了在电脑处理器领域的龙头，而且其X86的指令架构被打造为行业标准，定义了全球绝大多数的个人电脑和服务器业务。

问题倒不是说科学家们没有能力设计其他的应用架构，例如，一利新的、更简单的芯片架构RISC（精简指令集）已经问世，能提供更高效的计算，降低功耗。但转换成本非常高，整个计算机是围绕X86设计的，英特尔主导了整个生态系统。

一些公司试图挑战x86的地位，1990年，苹果和两个合作伙伴成立了一家Arm的合资企业，他们采用了更简单的RISC原理来设计芯片。不过，英特尔与微软Windows操作系统的合作过于强大，Arm根本无法打入个人电脑市场。

不过，移动设备的到来带来了意想不到的变化。

首先是任天堂的手持式视频游戏机，选择了Arm芯片，这是个英特尔从未关注的小市场。接着，苹果公司乔布斯的一个决定，彻底撕开了口子。

据说，在苹果公司早期，乔布斯曾找到英特尔希望为其智能手机iphone制造芯片，被拒绝了，于是，乔布斯转向了Arm架构，与x86不同的是，Arm架构针对必须节约功耗的移动设备进行了优化。随着iphone销量的迅速增长和对行业的带动作用，移动设备消耗了近三分之一的芯片，英特尔曾多次尝试围堵，但已经失去了先发优势。

在《创新者的窘境》一书中，对英特尔的错失机会有非常深刻的分析，事实上，英特尔的管理层都是极端聪明的，早在90年代，在英特尔内部就有过是否向移动设备领域投资的争论，但在个人电脑处理器销售收入高得多的时候，从理性上，没人想要利润率低的产品，使得英特尔想尝试任何新产品都是不可能的，公司管理层首先看重的是财务报表上漂亮的业绩数据。

在Iphone第一代产品中，苹果使用了自己的IOS操作系统，但将芯片的设计和生产都外包给了三星，不久后，苹果开始设计自己的处理器A4。

苹果不但选择自己设计手机主处理器，而且还设计了运行Airpods等配件的辅助芯片，这种对专用芯片的投资解释了为什么苹果的产品使用起来如此顺畅。

芯片设计的分离

在半导体行业，将仅从事芯片设计，没有其他生产、封装、测试业务的公司称之为fabless无晶圆厂。

1976年，当时世界上还不存在无晶圆生产厂家的芯片设计公司，最早提出将芯片设计和制造分离的便是台积电的创立者张忠谋,他认为随着技术的进步和晶体管的缩小，制造设备和研发成本将上升，只有生产大量芯片的公司才具有成本竞争力。

在创业之初，他便承诺，台积电永远不会设计芯片，只会制造芯片，这样一来各大芯片设计厂商便不会担心创意被复制的风险，最重要的是，相比动辄几百亿投资的晶圆厂，设计厂家可以轻量的投资快速启动创业，很快张忠谋的代工式模式催生了数十家设计公司。

例外的是，英特尔虽然是在微处理器的设计上遥遥领先，同时也固执地坚持着将半导体设计和制造结合在一起的集成模式英特尔的领导认为，设计和制造流程可以互相优化，这是生产芯片的最佳模式。

当英特尔的主要竞争对手AMD在内的大多数逻辑芯片公司都出售了自己的晶圆厂，专注设计之后，英特尔成为硅谷为数极少的坚持自行生产的厂家。甚至2015年，英特尔还开始尝试进军代工业务，与台积电等展开竞争，但结果很悲催，几年里中英特尔只赢得了一个客户，最终该项业务被关闭。

手机处理器的国际领头主要是高通和MTK（联发科），由于手机芯片设计成本高昂，大多数公司也都会选择向高通等公司购买，其中一些中低端的手机则会使用联发科芯片。

与高通等公司类似的是，苹果仅设计芯片，并不制造，如今，Iphone的处理器主要在台湾台积电和韩国三星生产，然后送往中国进行组装。随着苹果生态系统的完善，苹果也逐渐跻身手机处理器的龙头地位。

如果说在微处理器领域，主要是英特尔和苹果等公司的故事，在图像处理器，即GPU芯片领域，主角便是英伟达NVIDIA。

英伟达成立于1993年，将其带到世界聚光灯下面的，当属台湾人黄仁勋。

与个人电脑微处理器不同，英特尔在图形处理领域并没有形成绝对垄断，这对于当时的半导体创业公司是个天赐良机。

早期的个人电脑是一个单调乏味的2D（二维）世界，但英伟达打赌，图形的未来将是制作复杂的3D图像。英伟达不仅设计了能够处理3D图形的称为GPU的芯片，还围绕这些芯片建立了一个软件生态系统。

在当今的独显领域，英伟达独霸天下，占据了超过80%的市场份额。

但这还不是最可怕的，除了图形处理领域，英伟达更大的想象空间远不止于此。

GPU芯片与英特尔或者 AMD的CPU工作方式不同，CPU具有无限的灵活性，但是以串行的方式来运行计算，相比之下，GPU则是通过并行计算可同时处理多条数据，在新到来的人工智能领域，这项技术带来的效率差异是巨大的。

事实上，这也正是英伟达想做的，他们将未来押注在人工智能上，将芯片生产外包给了台积电，然后坚持不懈地致力于设计新一代GPU。

有理由预测，英伟达很大概率超过英特尔，成为美国最有价值的半导体公司。

英特尔、英伟达、高通等的背后，代表的美国在逻辑芯片领域的绝对领先和控制，相比于逻辑芯片市场，存储芯片不需要专用化，同样的设计可以用于许多不同类型的设备，大规模生产是优势建立的关键，因此，存储芯片市场一直被少有的几家代工厂所主导，亚洲工厂居于领先地位。

在DRAM芯片领域，英特尔战略性退出后，全球的主要厂家为日本的尔必达、韩国的三星、SK海力士和美国的美光，后来尔必达被美光收购，整个市场便仅剩下三个玩家。

在NAND芯片领域，三星占有35%的市场份额，其他则是韩国的SK海力士、日本的铠侠和两家美国公司美光和西数，美国在这个制造领域的份额仍然很低。

前面已经提过，台积电是最早提出将芯片设计和晶圆制造分离的厂家，靠着台湾的政策支持以及与美国芯片行业的深厚联系，台积电取得巨大的成功，属于世界第一的水平，占据了超过50%的市场份额。

紧随其后的是三星和格芯。

三星的成长

故事仍然要先回到英特尔在DRAM芯片称霸的时代。

美国在二战后支持日本经济的复苏，并致力于将日本变成一个民主资本主义国家，到了80年代，随着消费电子市场的到来，日本本土的索尼、东芝、NEC、尼康等企业崛起，日本在存储芯片、芯片光刻机领域全面超越美国，整个硅谷陷入阴影，直到个人PC时代，英特尔为代表的企业重新夺回微处理器龙头地位。

遵循着“敌人的敌人就是朋友”这一原则，韩国的三星找到了机会。

当时，韩国政府已将半导体列为优先事项，看到硅谷和日本残酷的DRAM竞争，三星的李秉喆感觉到了机会，并前往美国寻求合作。

硅谷认为，应对来自日本存储芯片国际竞争的最佳方式，就是在韩国找到更便宜的来源，同时将美国的研发重点放在更高价值的产品上，而不是商品化的DRAN芯片上。

靠着美国芯片业和韩国政府的支持，三星迅速赢得世界份额，美国不仅为韩国的DRAM芯片提供了市场，也为其提供了技术，随着硅谷的DRAM生产商大多数频临倒闭，它们几乎毫不犹豫地将先进技术转移至韩国。

个人PC电脑的崛起重新改变了美、日之间的竞争关系，由于投资过剩，日本半导体领域陷入整体萧条，索尼是为数不多的不在DRAM芯片上下大赌注的公司，它成功地开发了新产品，如图像传感器芯片，并在接下来的数码相机革命中居于领先。

到了1992年，三星取代了日本的DRAM生产商，成为世界领先的存储芯片制造商，并且受益于政府和韩国银行的支持，获得持续投资，抵挡了来自台湾和新加坡的市场竞争。

格芯入局

另一个晶圆制造领域的参与者是格芯，他的前身是AMD的制造业务板块。

由于芯片行业的变化，加速了大部分芯片制造被离岸外包，AMD也不例外，格芯继承了AMD的晶圆厂，开始直面三星和台积电的竞争。

但与竞争对手不同的是，格芯把最先进的生产能力建立在发达经济体，而不是亚洲，格芯与IBM和三星建立了合作伙伴关系，共同开发技术。

到了2018年，格芯为了追求7纳米工艺已投入了15亿美元的开发成本，预计还需要相当数量的额外支出才能上线，由于制造尖端处理器太昂贵了，格芯决定从三星等获得工艺许可，而不是自行开发，退出了这个竞争领域，此时，全球范围内能制造前沿逻辑芯片的公司数量降至三家：台积电、英特尔和三星。

在半导体制造领域有个绝对的垄断者不得不提，就是荷兰的ASML光刻机。

半导体的生产工序繁多、且极其复杂，光刻是其中非常重要的一环。

最早垄断光刻领域的是美国GCA公司，以1978年，控制了全球约85%的市场。时间进入80年代，随着日本的消费电子产业兴盛，佳能、尼康等公司开始取代GCA，故事的大背景也代表了日本芯片的崛起和美国衰退。

但光刻行业存在三个问题：工程、商业和地缘政治。

1984年，荷兰电子公司飞利浦剥离内部的光刻部门，创建了阿斯麦，此时，正值日本与美国的贸易争端，于是，美国将阿斯麦视为尼康和佳能的值得信赖的替代品。

同时，当时的研究人员已经将赌注放到X射线或极紫外光技术上，下一代的光刻竞争便注定会发生在“光源”之战上。

阿斯麦通过收购美国的光刻机公司，垄断了全球光刻机市场，英特尔、三星和台积电都直接投资了阿斯麦，确保其有足够的资本投资开发性能更优的EUV光刻机。

其最新的EUV光刻机在2015年被设计出来，也是历史上最昂贵的大规模生产机器，复杂程度非常高，每台EUV光刻机的制造成本超过1亿美元，而每台光源需要整整457329个部件。

不过，尽管机器部件如此之多，阿斯麦本身只生产了部件的15%，其他是从其他公司购买的。但他的优势在于，能够协调数千家公司的光学专家、软件设计师、激光公司等，共同构建起这个精细、复杂的网络。

中国的人工智能、互联网技术居世界前列，但其实，重要的技术却是建立在进口硅产品的脆弱基础上。

两项核心技术能力受制于人：一是软件产品，如Windows操作系统等，二是驱动中国电脑、智能手机和数据中心的芯片。

中国芯片产业的现状是，最先进的逻辑芯片、存储芯片和模拟芯片，很大程度上依赖美国的软件和设计，美国、荷兰和日本的设备，以及韩国和台湾的制造业。

为摆脱这一窘境，《中国制造2025》战略规划，计划在2025年将中国芯片产品的进口份额从2015年的85%降低至30%。

芯片产业需要巨量的资金，先进晶圆厂的成本远远超过100亿美元，因此，国家层面于2014年成立了“大基金”的项目，以支持芯片领域。

在推动半导体自给自足的过程中，首先的重点领域是生产服务器芯片。世界上只有三家公司拥有x86芯片所需的知识产权：美国的英特尔和AMD,以及台湾的小公司威盛。国内几乎没有能力生产具体竞争力的数据中心芯片，通过技术转让是一种可行的方式。

受“大基金”的支持，紫光集团将目光投向了台湾，希望通过并购方式进入。联发科是美国以外领先的芯片设计公司，台积电是世界上几乎所有无晶圆厂半导体公司都依赖的代工厂，紫光提出购买两家公司股份的建议，这一举动甚至影响到台湾当局的政策。

在所有类型的芯中中，中国有可能实现世界级制造能力的是NAND生产，那就是长江存储，它是中国领先的存储器生产商，这种芯片在智能手机和USB记忆棒等消费设备中随处可见。紫光和“大基金”以及省政府一道，为长江存储提供了至少240亿美元的资金支持。

另外一家在大陆对标台积电的公司是，张汝京于2000年创立的中芯国际，公司的策略就是遵循、模仿台积电，从境外芯片制造商挖人，采用最好的设备工具，坚持不懈地专注于沉淀行业经验。

芯片产业在国内发展真正的难题在于供应链，仅靠政府呼吁、投钱投人、用早年研发导弹的精神等，都无法适用，在半导体领域的技术独立是个白白梦。

芯片产业难的不是技术原理，而是技术上的可行性和商业的盈利性，这样的系统只能由全世界的顶尖科技公司共同来完成。

比如，阿斯麦的EUV光刻机，也是花了近30年时间来开发和商业化，整个机器超过40万个部件，任何一个缺陷都可能导致延迟或者可靠性问题，这种情况下即便拿到设计规范，也不可能做到快速的复制。可能中国投入了又一个10年时间来研发，但早错过了早佳商业化的时间，对手可能推出了更新版本。

在半导体领域，中国不可能做到全部的国产化，而希望的是建立一个非美国的供应链，但由于美国在芯片行业的影响力及其出口法规的治外权力，非美国的供应链也不现实，仍需要漫长的时间。