主持人：大家好，本期主题是“芯片缩小一纳米有多难”。芯片短缺持续有一段时间了，我们一直都非常想了解关于芯片这个产业的一些细节，所以11月11日我们非常荣幸的邀请到了国泰基金量化投资事业部总监、芯片ETF()联接基金经理梁杏老师为我们解读芯片产业。我们11月11日非常期待听到梁老师的精彩解读，梁老师您好。

　　梁杏：主持人好、观众朋友们大家晚上好。

　　主持人：请问一下梁杏老师，第一个问题能不能跟我们系统地讲解一下，芯片的制作都有哪些流程?

　　梁杏：没问题，我来给大家梳理一下。芯片的制作整个过程还是非常的复杂或者繁琐的。但是它的起点非常简单，就是大家经常会看到的沙子。沙子是一个很重要的原材料。因为硅片是从沙子里边加工提炼出来的，所以沙子算是芯片的一个起点。如果是商品化的话，我们一般是以硅片作为芯片的一个起点。

　　硅片会进行一个氧化增层，通过特种气体来进行氧化增层，增完层之后会干一件事就是涂胶。这个胶用的不是一般普通的胶，用的是光刻胶。这个词可能大家听了之后应该有点耳熟，因为光刻胶其实是咱们国家在芯片产业领域相对来说比较紧缺的一种原材料。包括刚才说到氧化增层环节，有很多电子的特种气体，也是咱们国家比较紧缺的。

　　涂完胶之后就要烘干，有一个前烘这样一个环节。做完烘干之后就是做曝光，曝光的时候又会用到一个东西叫掩膜版，不知道观众朋友们有没有会做剪纸或者是雕花的，其实在剪纸或者雕刻之前总是要有个花样的，有的人是拿一个图样，照着这个图样去描，大概是这样一个意思。用掩模版曝完光之后，要用显影液使它显影。显影完之后有一个固胶、坚膜这样一个环节，把整个这一层涂层稍微固定一下，做完之后就进入到刻蚀了。

　　可能大家听说过光刻胶、光刻机，刻蚀机这样的一些环节，在这个环节也会用到一些刻蚀器、刻蚀液这样一些东西。光刻胶、光刻机和刻蚀环节刻蚀机是非常重要的。光刻机可能大家也听说荷兰的阿斯麦有一个非常优秀的光刻机产品，但是之前一直不太能在咱们国家这边使用，花了很长的时间想了很多办法，后来搞回来一台14纳米的光刻机。

　　刻蚀机咱们国家倒是有，有相关的公司生产。其实咱们国家也不是没有光刻机，只不过咱们国家的成熟制程是90纳米，在研发28纳米，大概是这样的一个进度。刻蚀机咱们有一些公司在科创板上市，也是有在做的，做得也还行，目前大概是这样的一个状况。刻蚀完之后就有一个后烘，刚才前面说涂完光刻胶之后叫前烘，刻蚀完了之后有一个后烘的流程。

　　再有一个就是去胶，去胶这个环节也不是随随便便拿把刀这样刮掉，不是这样的，它是有去胶剂，用去胶剂去做。做完这个之后做离子注入，还有薄膜沉淀，这几块听起来稍微有点复杂，一般媒体可能也不太会介绍。在整个芯片制造的过程里，可能稍微听得多一点的就是涂胶，用光刻机、涂胶掩膜版、光刻机、刻蚀机这些环节可能会稍微多一些。

　　后面就是要把它金属化，金属化之后就要去做测试了。后面是封装和测试，需要用到封装的基板。整个都封装好了之后，先封装再测试，封装好了直接就去做IC测试。性能通过的话，整个的芯片就可以出厂了。

　　芯片的功能多种多样，不同的芯片会做不同的功能，大体上工艺差不多，但是高端芯片要求的，比如它的刻蚀的精度就会非常的高。刚才说到有90纳米的有28纳米、14纳米的，可能大家也听说过7纳米甚至5纳米3纳米2纳米这样一些工艺。

　　它们有什么区别?可以理解它是在头发的十万分之一这样一个非常小的精度上进行这种所谓的雕刻。我看中微的董事长尹总打过一个比方，他说这个是相当于在头发十万分之一的地基上，要盖五六十层楼，通过光刻机、刻蚀机，包括掩膜版这些环节去把它盖起来的。所以可以想象这个工艺得有多么细致和复杂。

　　现在有很多普通的汽车芯片，它的性能要求也没有那么高，它就会相对来说做得简单，不需要那么精细，就会出得比较快。但是像刚才说的这种高精尖，尤其是7纳米5纳米的这种芯片，本身刻蚀的难度是非常高的，就像刚才说的，在一根头发十万分之一这样的地基上要去盖五六十层楼，这就是芯片行业或者整个的流水线大概做的事情。

　　主持人：梁老师刚才解释得很清楚，而且我特别涨知识，包括您说的什么烘干、曝光、显影，我以前都没听说过。

　　梁杏：就像雕花剪纸，它就是一个极细微的繁复雕花剪纸，就这种感觉。

　　主持人：刚才聊到芯片的制作流程，包括一部分的工艺，您刚刚说汽车的芯片可能要求精度没有这么高，什么样的东西会要求芯片越小越好，精度越高越好呢?

　　梁杏：现在绝大多数高精尖的芯片应用更多的是在手机上，尤其是5G手机。刚才主持人有问到，不同纳米或者不同精度的芯片使用的场景，绝大多数的，比如像90纳米，其实它是可以满足国防的一个基本要求的。刚才说的汽车芯片里面，如果要用到14纳米的，那都已经算是比较好的了，现在的新能源汽车或者是智能汽车会用到14纳米的。一般的确实用不了这么多，现在高精尖的芯片上用的比较多的就是手机。

　　大家如果看新闻可能会知道，前两年国际上有两个大的国家，国际关系有点变化，就出现了卡脖子的事情，有一个华为的高端手机，在它5G的高端手机里面会用到7纳米的芯片。但是后来因为禁令生效，它后来就没有7纳米的芯片了。所以目前行业使用的格局上来说，高精尖的芯片暂时大范围的应用，主要还是在手机上，它会进一步的提升手机的性能，使得大家的使用感受特别的好。

　　主持人：我们都知道芯片从很多年前开始就已经不遵循着摩尔定律了，所以现在为什么把芯片缩小1纳米会这么难?

　　梁杏：感觉还是遵循的，确实说到芯片要给大家讲一下摩尔定律。摩尔定律是当时英特尔的创始人提出来的，大概的意思是说每过18个月到24个月，集成电路上可以容纳芯片的晶体管或者元器件的数目会不断的增加，会增加一倍这样的水平。因为晶体管数量增加了，性能也会有一个很好的一个提升。也就是说你花钱买的电脑性能，大概18个月到24个月以上就能翻一倍。

　　这个定律是很早提出来，就上个世纪40年代左右。这个定律提出来之后很长时间，都还是遵循这种定律运行的。但是慢慢后来大家就发现比较难了。这个事情也是可以理解的，为什么?它接近极限以后空间就会越来越小，我们一直在追求越来越快的速度，但是现在已知的最快的速度是光速，理论上还是可以超过光速的，但目前实际上还是做不到超过光速，所以每接近光速要付出的努力都会越大，但是能获取的效果就会越小，所以它可能会存在一定的极限。

　　这个极限就是没有办法再去进一步突破的最重要的前提和原因，这个极限在那里，你每往那个极限靠近一步都是非常难的。或者换个角度思考这件事，奥运会的世界冠军，东京奥运会刚结束几个月，我们会发现创世界纪录越来越难，其实是这个意思。因为接近了极限之后再往前迈步，它的难度都是越来越高的。

　　主持人：刚才梁老师聊到芯片因为已经接近极限，所以越做越小，也越来越难。我们也知道芯片的产业是有一个产业链的，包括刚才梁老师讲到了这么多步骤，从增层到光刻胶，到后面的封装、测试，这些都是有不同的公司可能会涉及到，我想问一下梁老师，在芯片产业的上中下游，哪一个细分行业的护城河是最深的，如果护城河深，是不是这样的企业就更容易成为产业中地位最稳固的龙头企业?

　　梁杏：如果把我们刚才说的工艺流程，或者这个产业链稍微拆一下，它自己内部也可以拆出来上中下游。上游主要是材料和设备，刚才我讲到要用的这些各种各样的东西，包括特种气体，包括最普通的硅片，还有光刻胶、掩模版、显影液、刻蚀液等等这些东西都是属于材料。

　　设备是什么?就是刚才说的光科技、刻蚀机，这些是设备，它是比较大型的。光刻机得有10万多个零件，所以确实是一个人类智慧非常重要的结晶，也很大。但是这么大的一个机器，它就可以出来一个非常小的误差，帮助你在硅片上去做光刻步骤，这是它的上游，主要是有材料和设备。

　　中游也是最核心的环节，是设计和制造。咱们国家之前有一些设计的公司，制造的话之前可能有一些比较有名的制造龙头，这两年是在不断的扩产，也有一些新的伙伴加入到产业链里边来。不管怎么说，因为的上游这些材料设备，总归是有通过核心环节或者芯片生产厂商来实现，或者来产出芯片的。所以从中间的流程来说，还是设计和制造，尤其制造相对来说更重要一些。

　　内部的下游就是封装和测试。相对来说在这个产业链里边难度最高的，或者以难易程度来说最轻的是封装和测试，这个相对来说好做一些，买到合适的基板、经过一定的流程，完了之后去给它跑一个测试。所以很多封测厂是一体的，就是它做完了封装顺便就做测试，很多都是连在一起的，也有一些是分开的，但是大体上我们国家封测试这块目前做得还是不错的。

　　因为它的难度没有特别高，所以我们国家这部分反而在国际上的市场的份额或者是占有率还是挺高的。当然中间也有自己的发展，加上有一些国际上的收购动作，所以咱们国家在封测领域的地位还不错。

　　前端就是像材料、设备，因为涉及到的材料成千上万，有一些材料确实又是很多海外的国家有一定的优势，这也是咱们之前被卡脖子的其中之一。设备就是刚才说的光刻机、刻蚀机，这些也是比较关键或者比较重要的。比较重要的前面四个要更重要一些，就是材料，因为有的时候真的是缺一些材料，这个事就没办法再进行下去，所以确实还是挺重要的。

　　刚才说到的主要设备就是光刻机和刻蚀机。还有就是设计，芯片根据不同的功能应该怎么去雕这个花，应该怎么去摆晶体管的位置，或者应该实现什么样的功能，这些基本上都是在设计环节完成的。虽然可能会有一些模板可以让你参照，但也没有那么容易做好这个事。

　　设计咱们国家也有了一点，像之前的华为、阿里，它们也有一些相关的公司，也有涉足到芯片设计当中。制造的话大家也知道了，中芯就是一个龙头的公司，现在内地中芯是一个龙头，台机电是台湾那边的一个龙头公司。台机电现在的制造或者生产的能力更强一些。它现在是在研发5纳米和3纳米的芯片工艺。中芯因为买不到7纳米的光刻机，所以之前它就自己研发了一个N+1和N+2的工艺，N+1是对标7纳米的，N+2是对标5纳米的。

　　去年年底的时候N+1的工艺制程就已经进入到生产流片的阶段，可以理解为是一个试生产，所以现在它已经开始可以提供一个性能比肩，或者性能向7纳米靠拢这样的一个等级的芯片。5纳米的现在还在研发，所以从世代来看，台积电确实领先咱们很多年的工艺水平。7纳米和5纳米内地现在没有办法直接做出来，但是我们是通过N+1、N+2这种工艺进行一个比肩，现在是这个样子。

　　所以要说护城河特别高的现在还谈不上，因为现在整体还处在一个相对来说比较落后，很容易被人家卡脖子的环节。刚才有说到前四个环节，就是上游的材料和设备，中游的设计和制造，这个要比封装和测试的科技含量更高一些，所以咱们在科技含量更高的这部分，尤其是跟国际领先的这些同行相比，目前来说还谈不上有护城河。但是很多时候也不需要特别高精尖也可以用，就像刚才我说的，90纳米基本上就可以满足普遍的国防的需求。

　　当然精度越高，像手机基本上高端机都要用到7纳米的芯片。但是要形成护城河也不是一朝一夕的事，现在绝大多数的需求不需要那么好的芯片，它也可以用得下去。所以整个芯片产业目前的情况，还是处在供需不平衡涨的格局上，供给还是比较有限，需求是非常爆炸，非常的多，供给有点跟不上。

　　高精尖的东西不是不想要，也不是能没有需求，确实有需求，但是目前受到一些政策或者是卡脖子的缘故导致的。当时的出来的事情是对华为有一个要求，就是不允许它用有他国知识产权的材料设备和软件来生产芯片，它就没有办法直接使用7纳米的芯片了。所以你要说护城河确实现在还谈不上，但是整个产业链还是非常的景气，因为供需格局是极大的不平衡。

　　主持人：我注意到您刚才提到N+1和N+2对标的是7纳米和5纳米，为什么这种芯片还有不同的评级标准系统?

　　梁杏：纳米主要是指它的精度，N+1、N+2你可以理解是国内内地的厂商自己去对标的时候起的一个名称，大概是这个样子。它没有说自己弄一个评级出来，只是会告诉你我的N+2、N+2的工艺大概是对标7纳米、5纳米，是这个样子，不是说要去弄一个新的评级出来。而且原来7纳米5纳米3纳米2纳米也不是评级，其实主要指的是它的精度。

　　主持人：我们国家一直在重点扶持高端芯片制造这方面，您刚才提到我们可能目前国内的芯片设计制造方面，跟国际领先的水平还是有一定差距的。您预计我们多久能够赶超或者达到世界一流的水平，或者至少满足国内高端手机的芯片要求?

　　梁杏：这个太难说了，因为这是差好多世代的问题，是几十年的差距。虽然我们国家内地，像中芯这一个龙头公司，也是在很多科学家的努力之下，它已经把目前能够生产的工艺已经提到了等同7纳米或者对标7纳米这样的级别，但是你要说在很短的时间内突破，向5纳米、3纳米、2纳米进军，我是觉得这个确实还有一定的难度，因为这个也需要非常长时间的积累，成本是非常非常高的。所以这个确实太难估了。

　　如果要乐观一点，十几二十年能够赶得上，这就已经算是超级厉害了，这就是中国速度了。刚才前面也有提到，因为本身需求很爆炸，所以不需要说绝对的高精尖的芯片，它就可以满足大部分的使用场景和需求。像汽车芯片里边儿28纳米就很常见，能用到14纳米那就已经挺好的了。所以从使用上来说其实不是什么问题。

　　包括咱们用手机里边，7纳米的和14纳米的芯片，你用起来的感受，当然7纳米的肯定用起来更丝滑，但是14纳米就不能用吗?那肯定也还是能用的。所以要说区别有那么大吗?倒也不至于，只是很多厂商也是在追求有更好的东西能够呈现给消费者，所以大家都是在往更高更强更远，有点像奥林匹克精神，朝这个方向努力，就会有这样一个结果。所以主要还是看芯片的供需格局，整个目前的供需格局还是非常好，高端那部分的需求你说它不重要吗?它也重要的，因为它会推进整个芯片水平，芯片制造制备水平的发展。

　　但是从芯片行业整体的供需格局来看，还是非常好。芯片这个行业是有很高的景气的，这个景气也可以使得它支撑，因为芯片企业赚钱，它赚了钱就能有更多的投入投到研发里，去研发更高精尖的芯片出来。所以我们是认为目前的整个产业是走在一个非常健康，或者整体来看比较健康这样的一个循环的状态里。因为这个供需格局确实还是非常非常强，非常非常的好，大概是这个样子。

　　主持人：刚才那个问题确实是很难预估我们什么时候能够赶超，现在元宇宙这个概念也很火，元宇宙就会涉及到很多的可穿戴设备，像AR、VR，这些设备也会用到一些芯片，随着元宇宙的概念越来越火，AR和VR会不会让我们本来就已经很短缺的芯片更加短缺呢?

　　梁杏：我来说一下芯片产业的供需格局好了，元宇宙也只是他其中需求的一部分，也没那么厉害。为什么?我们来看一下。刚才有好几次我会说芯片的需求是一个大爆炸这样的一个时代，就走到了这样的一个大爆炸的时代，主要是因为整个世界已经推进到了一个全面智能化的入口这样一个阶段里。它的需求都有哪些?或者芯片的这种需求的驱动主要来自哪里?第一块大家也会很熟悉，我说的这些其实大家都会很熟悉。

　　第一块智能汽车、新能源汽车。应该有很多已经开上了新能源汽车，你的新能源汽车会帮你识别周围是不是有车在开，甚至有一些车还有自动驾驶的功能，这些东西都需要芯片。整个新能源汽车产业链现在是一个蓬勃发展的阶段，不光是国内，整个国际上也是一个蓬勃发展的状态。

　　当然国内的发展状态更好一些。我们目前是大爆炸，新能源汽车的增长也是爆炸式的增长这样的一个阶段。我记得年的时候，国家提出了一个《新能源汽车发展15年规划》这样的一个文件，当时是一个意见征求稿，里面写了新能源汽车的销量占比在年的时候要达25%，到了年底的时候，这个《意见征求稿》就落地了，落地了以后当时不知道是为什么，反正年达到25%占比的这件事情，它就改成了20%。

　　结果去年加上今年这种狂飙式的发展以后，今年年初因为有疫情的基数的缘故，因为去年疫情，新能源汽车或者整个汽车消费都是断崖式下跌，今年就会有一个很高的增。这个很高的增长就带来了年要达到销量占比20%这件事情马上就要做到了。现在是年年底，这个任务是年要完成的，但是年就提前完成了同志们，所以你就可以想象新能源汽车的需求有多爆炸。

　　一般一个新的品种渗透率或者占比要到40%以上，它会进入一个相对稳定期现在也20%左右的水平，所以它还会有一个很高的增速和增长，在这个过程里面它会用到这种芯片的需求也是一个很大量的，除了要用什么动力电池之外，它就需要很多这种芯片了。因为车和车之间，包括什么车联网这些东西都是需要芯片的，它需要被识别以及去识别，这些都需要芯片，这是第一块非常大的需求，就是新能源汽车和智能汽车的时代马上要到来。

　　第二个就是智能手机进一步的发展。现在最新的通信技术5G通信网络。随着5G通信网络的推进，高端的手机，刚才也说到了很多高端芯片主要是用在高端手机里，一个手机集成的芯片是非常非常多的。我这个手机比较破，因为是很旧的一个手机了，很多人吐槽我为什么不换手机。

　　有一些摄像手机，不知道大家有没有用过，我就有的时候看有一些好看的妹子，拿一些六个眼的摄像手机，大家知道吗，那个手机一个摄像头后面就有一个芯片管着，因为不同的摄像头功能是不一样的，有的可能是微距的，有的可能是广角的，各种各样的。每个摄像头既然功能不一样，那不可能是一个芯片管，那就是不同的芯片在管着不同的功能。

　　我这个手机一般人会吐槽它的续航能力不行，电量掉得快，你不要看这个手机破，还有续航能力不足的问题，但是一般来说一个手机里边也会有一个芯片是管电量的，这个芯片叫“电源管理芯片”，就稀奇古怪、五花八门、各种各样的。更不要说接入4G网络会有一个专门的芯片，接入5G网络也会有个专门的芯片了，会有很多很多芯片，各种功能都会集成在这个手机板里面。

　　未来随着5G通信网络的推进和落地，5G手机也会不断的出来，它也会有个新增的非常大量的需求起来。所以新能源汽车、智能汽车加上智能手机5G化，5G通信网络的推进，这已经是两块非常非常大的需求了。

　　现在还有一个概念叫智慧城市、物联网，以后万物互联，互联互通。所有的万物既然要互联，那它怎么互通怎么互联呢?它也是要接入网络，怎么接入呢?刚才前面说了，接入网络被识别以及识别别人都需要芯片，所以可想而知，既然万物互联互通，想一想我现在在这个直播间里边，所有的东西都能被感知，这得装多少芯片?无法想象，非常非常多。

　　还有一块就是刚才主持人说到元宇宙。元宇宙里边像游戏AR、VR，还有各种的消费电子终端，以后你要活在一个这种虚拟世界里边，那你也是需要很多的各种各样的芯片的。都不要说AR、VR了，我觉得它以后可能也会进化，也会物联网化，以后它会被赋于的职能，或者需要用到芯片的地方也会越来越多，所以整个的需求确实是非常爆炸的。AR、VR在整个的芯片的产业链或者需求里，它确实不是一个主要的需求方。在大需求的背景之下，它可能也只是其中沧海一粟，就是这种感觉。

　　但是这么大的一个需求量，咱们现在的供给情况是怎么样的呢?供不应求。这个事情从哪里可以得到?我们看一看新闻就知道了，芯片又提价了。这两天我们家里还有一个汽车ETF涨得非常好，为什么涨得很好?

　　涨得很好有两个原因：一个原因是昨天上海市有关部门推了一个关于新能源汽车和汽车产业发展的一个什么政策，第二个有一个新闻说，汽车芯片缺货缓解啦，什么意思呢?汽车芯片已经是比较低端的芯片了，但是大家知道晶圆厂，我刚才讲芯片生产的工艺是很复杂的，不光是生产工艺复杂，晶圆厂要去投产或者芯片厂要投产要有个过程，它还要去建厂、招人、买设备、布产品线、布流水、线生产线，它才能去生产芯片，把那些材料、设备买回来，生产芯片。再到测试、下线，这至少也要半年以上的时间。

　　之前从去年就一直在说缺货，到现在好不容易开始有了一点儿缓解，大家想一想晶圆厂这么努力的扩产，终于现在汽车芯片没有那么紧张了，所以大家就觉得汽车行业未来怎么样?因为对汽车厂来说，汽车芯片就是它的原材料，只要能采到原材料，汽车厂就能够再进入进一步的生产，它的产能销量就能放出来，所以大家就对汽车产业的业绩改善有了一定预期，这就是昨天汽车ETF上涨的逻辑。

　　举这个例子也是为了说明供不应求的格局到底是什么样的，就目前来说它依然还是处在一个很多环节都是供不应求的状态。整个芯片的供需格局确实是非常的好。我们是从年开始有相关的芯片的ETF，还有相关的这种联接基金出来，这么多年你会发现，年芯片的指数涨幅能够在%以上，去年大概是50%，今年也还是有一个非常好的增长，这个增长的背后是可以连续的，今年的芯片ETF涨了接近30%。

　　年涨%以上，去年涨50%，今年涨30%，大家感觉好像还每年是不是往下掉?其实不是，它的基本面还是非常好的，它可以支撑有一个长线持续的上涨。这是由它的基本面、由它的供需格局决定的。所以像芯片这样的一些行业，或者它对应的一些行业的这种指数基金，或者它主题的这种相关的产品，我们还是建议大家在跟自己的风险承受能力匹配的情况，可以多多的

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