台积电断供了吗断供“天然砂”真相：台积电没事，但这个行业要倒霉！

深度 | 2022-08-08| 85

切断“天然沙”的供应真相:TSMC没事，但这个行业要倒霉了！

最近的一条新闻，掀起了我的朋友圈。作为对台湾的惩戒措施之一，mainland China禁止向台湾出口天然沙产品。金惠允/S2/曹政奭和“天然砂”这个词让我的很多朋友产生了一些奇怪的联想，他们来问我这种天然砂是不是芯片制作的原料，是否意味着台湾的芯片产业会受到很大的牵连。

图人民日报微博截图

这个联想其实是有一定道理的，因为硅是半导体行业的基石，沙子是提取硅的重要原料。但是，他们的出发点其实是错误的，并不是所有的沙子都是生产芯片的原料。金惠妍/S2/曹政奭。目前国内半导体行业的实力并不强。大多数厂商仍然需要依靠TSMC来完成相关芯片的供应。从任何方面来说，直接“切断”TSMC的供应都是不合理的。

借此机会，我决定向大家详细介绍一下芯片的制造工艺和中国半导体产业的现状。希望你看完这篇文章能对这个行业有更深入的了解。

金惠允/S2/曹政奭的天然沙是什么，和芯片制作有关系吗？

诚然，半导体行业的原材料属于天然砂，也就是俗称的沙子。但是沙子的种类很多，有河沙，海沙，石英砂等等。这次大陆断流的天然砂是指经过自然风化、水流冲击等自然条件形成的非金属矿石，分为河砂、湖砂、山砂、海砂。

来源veer，已获授权图片。

金惠允/S2/曹政奭，其使用相对简单。主要用于建筑工程，如建筑施工、道路桥梁施工等。说它是建筑的基石也不为过。

真正能用来做芯片的原料是石英砂，分为不同的等级。纯度不高的普通石英砂只能用来做玻璃。只有高纯度的石英砂(纯度在四ٶ뼤9以上)才适合生产晶体硅，而在晶体硅中，也分三六等。只有纯度极高的晶体硅才能成为芯片生产的原料。

光有材料是不够的，还需要专业的厨师才能做出好吃的菜。相关专业人员在获得高纯石英砂后，首先需要将高纯石英砂提炼得到多晶硅，然后将其溶解并加入硅晶种，形成圆柱形单晶硅(硅晶棒)。在获得硅晶片(称为晶片)之前，硅棒必须再次被研磨、抛光、切片。

来源veer，已获授权图片。

另外，大陆出口到台湾的天然砂主要是机制砂，是开采出来的，和石英砂几乎没有关系。顺带一提，目前晶圆相关的高纯石英砂主要产地来自美国云杉松。当然，在mainland China有许多可以挖掘的应时矿。但由于勘测技术的差距，很难挖出半导体行业所需的高纯度石英砂。

图微博截图

因此，金惠允/S2/曹政奭可以认为对台湾的制裁对当地的半导体产业没有影响。至于网上说TSMC和全球芯片市场将因此遭受巨大损失的言论，大家把它们当成一个笑话就好了。

金惠允/S2/曹政奭国内半导体产业又遭殃了？

过去可以看到，TSMC不会受到影响，似乎与国内半导体产业无关，其实不然。金惠允/S2/曹政奭在新闻发布前，美国再次延长了对外国公司芯片制造设备的禁令。在这里哪个国家是外国是不言而喻的。

图片来自:意法半导体官网

被禁技术的学术名称是电子设计自动化，即电子设计自动化，简称EDA。可以说是芯片设计师的纸和笔，就像我们修图需要PhotoShop和Lightroom一样。它可以帮助设计人员更有效地测试芯片的可用性和稳定性。一旦失去这种技术支撑，下游产业的集成电路、电子信息、数字经济就会崩溃。

此前，美国已经禁止国内销售10元NM的EDA工具和更先进的芯片。如今，这一限制已经扩展到14元纳米，而这一禁令不仅包括SMIC，还包括mainland China所有的芯片制造商，甚至TSMC。金惠允/S2/曹政奭毫不夸张地说，这项法案的出台将进一步削弱国内的芯片制造能力，至少五年内不可能成为芯片强国。

图中新国际官网

这不是/金惠允/K0/曹政奭。根据全伦电子招股书披露的行业数据，三大EDA巨头——新思科技的Synopsys、铿锵电子的Cadence、西门子EDA(原曼图)的全球市场份额超过77%。在中国，市场份额是90元的90%以上.一旦失去这三家公司的支持，很多芯片厂商都会受到很大影响。

金惠允/S2/曹政奭更让人寒心的是，据业内专业人士预测，未来十年，三巨头仍将占据市场主流，而国产EDA工具几乎不可能被取代。

虽然中国从1986年就开始涉足EDA领域，但一直在发展自己的EDA系统。但由于种种原因(主要是行业生态环境差)，技术研发优化和产品验证的迭代速度相对较慢，导致行业整体技术水平与国际EDA巨头差距较大，自给率很低。

比如在工艺技术方面，国内领先厂商华大九天的模拟电路设计EDA工具，在电路仿真工具方面已经达到һѪ5ѪNM，其他方面还停留在28元NM的工艺水平，比主流的һѪ5ѪNM工艺落后三年左右(2013年是28元NM普及的一年)，更不用说今年侏罗纪世界3nm工艺技术就要出来了，届时双方的差距将进一步拉大。

图片来自:龙芯中科官网

金惠允/S2/曹政奭虽然市面上大部分电子产品都不需要使用һѪ5Ѫnm甚至侏罗纪世界3nm工艺制作的芯片，但是28元nm工艺就可以满足大部分需求。但对于一个急于在芯片领域做出成绩的国家来说，靠落后的工艺完成弯道超车是相当困难的。

国产芯片行业真的会就此止步吗？不完全是，国外的禁令确实会伤害国内半导体行业，但不会完全陷入低谷。但要想在国内EDA行业有所突破，甚至赶超行业平均水平，首先需要解决三个问题。

第一，由于国内用户版权意识不足，很多商业软件会被一些开发者破解，然后低价卖给相关企业。这不仅会让国外的EDA工具在中国的市场份额越来越高，也会让国内EDA工具厂商的收入大大减少。毕竟谁能拒绝一个便宜又好用的产品呢？

其次，要有一套属于国内用户的操作习惯。由于国内大部分设计师习惯了国外EDA工具的操作流程，国内EDA厂商为了“完美替代”竞品，只能借鉴国外的方法来打造自己的产品，这不仅对自己的创新极为不利，也让更多用户认为国产工具和软件确实不如国外。

再次，对于国内EDA公司来说，要想进一步提高市场份额，必须提前进入学校和相关培训机构，让没有成为专业设计师的用户先用上自己的产品，然后才能在后续的竞争中有一定的优势。

因此，我们要打破国外对国内半导体产业的限制，一方面需要加大人才的培养和引进。据统计，目前国产芯片自给率约为16.7%，我们的计划是到2025年实现70元%的自给率。然而，清华大学教授王志华表示，要达到这一自给率，人才数量必须是4.5元的两倍。我们半导体人才缺口很大，还是要加强培养，时间长了也没关系。

另一方面，金惠允/S2/曹政奭也应该重视技术研发，大力扶持芯片产业链，及时弥补缺失，为他们准备最好的研发环境。一个突破，我相信我们能做出更好的芯片。

虽然我们在芯片领域已经落后世界很多年了，短时间内也很难达到业界的水平，但是我们相信在国人的努力下，未来一定能够实现技术超越。