格力造芯的董明珠速度
前段時間,格力電器董事長董明珠說,“格力造芯片,沒有花國家一分錢。”這句話很快就上了熱搜。要知道,芯片是中國制造業的隱痛,國家多次以舉國之力來發展芯片,而格力能夠做到不花國家一分錢,足見其決心與毅力。
從2018年5月到今天,格力造芯已經七年了。這七年來,頂住強大壓力的格力,不僅用事實打破了外界的質疑,而且向高端芯片發起沖刺。自造芯以來,格力累計出貨芯片達2.6億顆。2022年9月,格力電器進入全球CPU芯片行業專利申請人前十名。同時,格力 投資 百億創建了亞洲首座全自動化第三代半導體(碳化硅)芯片工廠。這些成績對從零起步的格力來說格外難得。
當年格力宣布造芯,資本市場一片質疑之聲,數年之后,在這場關乎國家產業安全的戰役中,格力竟然成為了首批“破局者”。
格力通過“設計-制造-封測-交付”的全鏈條布局,實現了空調芯片的100%自給自足,更帶動了國內半導體設備企業的技術升級。那些曾經被“卡脖子”的痛點,如今正化作中國 科技 自立自強的支點。
中國“芯”酸史
算起來,中國芯片起步并不晚。上個世紀50年代,在“一五計劃”前后,蘇聯象征性收取了文件復印費,便向中國轉讓了1100套工業企業及其他建設項目的資料,3500套制造各種機器的圖紙,950套技術資料和2950個專題的各種技術說明書。在蘇聯老大哥的幫助下,中國半導體研究取了突破性進展。
1956年,新中國發布首個中長期科技規劃——《1956—1967年科學技術發展遠景規劃》,規劃提出四項“緊急措施”,其中最關鍵的一項為“啟動最尖端的半導體技術研究”。在祖國的號召下,以王守武、黃昆、謝希德、夏培肅、高鼎三、吳錫九、林蘭英、黃敞等代表的半導體科學家回到國內。這一年的北京東皇城根兒,在中國科學院應用物理研究所的一座小樓內,我國的第一只晶體三極管誕生了。從此,我國與發達國家站在了同一起跑線,正式踏入了半導體新紀元的大門。
20世紀60年代,王陽元等帶領團隊制成中國第一個(批)硅平面型晶體管和中國第一塊(批)集成電路。1975年,中國大陸研制出了第一批1KB的DRAM,僅僅比英特爾晚了五年時間,但是比韓國要早四五年。這個時候,三星才剛剛進入半導體行業不足一年時間。那段時期,中國半導體技術與美歐日韓等發達國家的差距并不大,甚至在某些方面略有領先。
70年代,中國半導體行業由于種種原因開始逐漸落后。由于無法解決工藝技術、軟件設計問題,中國對日美的先進技術和設備高度依賴,全套生產線全部依靠進口。隨著芯片技術的更新迭代加快,我國“舉全國之力打殲滅戰”的弊端開始顯現。中國半導體產業沒有形成良性的 商業 閉環,在摩爾定律之下,短期的技術領先優勢,很快被抹平,如果沒有持續迭代,就會被先進技術所取代。這導致嘔心瀝血研發出來的技術,等到量產時,早已過時。
1977年,鄧小平邀請30位科技界代表座談,王守武一句話道出中國半導體行業的心酸:“全國共有600多家半導體生產工廠,其一年生產的集成電路總量,只等于日本一家大型工廠月產量的十分之一。”
改革開放后,市場化浪潮下,中國半導體企業不得不自負盈虧,但半導體本就投入大、周期長,為了在短期內獲得效益,中國企業不得不放棄自主研發,開始大量購買國外的技術和生產線。有報告稱,全國有33個單位引進了設備,由于技術迭代太快,建成投入使用的寥寥無幾。
90年代初,為了重振中國半導體產業,國家陸續推出了“908工程”(1993年推行)和“909工程”(1996年推行)。
“908工程”的重點是扶持當時市場化運營水平最高、同時具備DRAM研發能力的龍頭企業無錫華晶,目標是在1995年前將芯片制程突破1微米。然而,行政審批花了2年、向美國技術引進花了3年、建廠施工花了2年,待1997年生產線建成投產時,技術水平已落后國際主流四五代,月產僅800片。
為了防止重蹈覆轍,1995年國家出臺“909工程”,確定了中國電子工業有史以來最大的一筆投資規模——100億元,超過了此前國家對半導體產業投資的總和。其中重點扶持的企業是合資公司華虹NEC。1997年成立后,不到兩年時間,華虹NEC就建成并投片64MB的DRAM,當年實現盈利。但是好景不長。2000年末,全球半導體行業一片蕭條,DRAM價格降至一折。2001年,華虹NEC2001年虧損13.84億,全國上下一片嘩然。此后,華虹再也未能獲得國家資金的支持。
兩次重大戰役,并未取得預期成果。痛定思痛后,中國政府放開準入許可,民企、外企皆可享受優惠政策。2001年前后,數百家芯片設計公司、純晶圓廠、芯片封裝廠涌入中國,建立起與全球產業鏈緊密結合的半導體工業體系。
然而,絕大分晶圓廠采取了“兩頭在外”模式:從國外進口設備和材料,使用國外客戶的芯片設計,向海外出口芯片。這種模式未能從根本上改變中國芯片產業的困境。在專利封鎖之下,中國芯片制程工藝開發緩慢,與國外先進制程的差距越來越大。
2013年,十幾位院士聯合上書,要求國家重新撿起對半導體的支持。2014年9月,國家集成電路產業基金掛牌成立,規模上千億。為了避免出現“909工程”集中力量辦大事的問題,國家大基金采取了“廣撒網式股權投資”的方式,尋找業內好公司進行股權投資,但不干預生產經營。
芯片行業涉及復雜而漫長的產業鏈,按照社會分工理論,在中國進行芯片生產、制造、銷售,更有效率,也更具成本優勢。可是,縱觀全球芯片產業鏈,美國設計領先、東亞制造稱雄、歐洲設備獨霸,中國是最大的芯片進口國,但在芯片產業鏈分工中卻處于底端。長期以來,中國企業所能獲得的芯片制程,至少比美國落后兩代。2018年美國一紙禁令,把這一條道路也給堵死了。
隨著美國對先進制程技術的限制越來越緊,中國科技企業開始了轟轟烈烈的造芯計劃,格力便是其中最具代表性的一個。
格力造芯的 底層邏輯
2018年5月,美國祭出封殺大棒,格力順勢成立珠海零邊界集成電路有限公司,宣布正式進軍芯片領域。
一個以空調制造起家的企業,為何要跨界踏入芯片制造這一陌生領域?造芯之路不僅技術門檻高、周期長,還需耗費巨額的資金、人力與物力,這一轉型讓眾多人士感到困惑不解。TCL集團董事長李東升也曾表示,“要造芯片,500億可能是不夠的。”但董明珠認為,外界普遍懼怕芯片,是因為沒有信心,“(芯片)總是有培育成長的過程。沒有理由不能去做,也沒有理由規定誰能做,誰不能做。既然沒有這個規定,為什么格力不能做?”
人們對格力造芯的不理解,是因為沒有洞察到事物的本質。
空調行業是競爭最為激烈的賽道之一。從上個世紀90年代開始,中國空調產業經歷了一輪又一輪價格戰的洗禮,許多曾經輝煌一時的品牌都倒下了,如春蘭空調、志高空調等,只有格力一直屹立不倒,而且越戰越勇,銷售額一舉突破2000億元。為什么格力能穿越時間的長河久而彌堅?關鍵在于核心科技。
多年之后, 互聯網 大廠、電動車新勢力紛紛造芯,其底層邏輯與格力并無二致。其實,董明珠的想法很簡單,“芯片投這么多的錢,哪年能賺錢我也看不到。也許五年,甚至十年,但是我解決一個保障問題,對吧?天塌下來,我自供。要不然,別人沒芯片給你,空調做得再好也沒用,活不了。”
在 家電 的芯片和模塊中,IPM(智能功率模塊)和MCU(微控制器單元)是兩大核心部件。其中,IPM是變頻驅動的核心部件,它的重要性類似于心臟,負責控制電機的轉速和電流,保證空調的正常運行;MCU是類似于大腦,負責數據處理接收信號,最后發出指令。
2018年,IPM模塊一枚價格在30元左右,而遙控器的小芯片一枚價格約1元。以格力GMV6智能多聯機為例,一臺機組使用超過30顆控制芯片,一年算下來芯片的需求量高達2000萬顆。每年僅進口芯片一項支出,高達5億美金。IPM功率模塊和MCU芯片分別是空調的心臟和大腦,當它們停止工作或出現故障,結果是災難性的。但是,這兩大板塊,長期被瑞薩電子、德州儀器、英飛凌等海外芯片大廠壟斷,威脅著中國家電產業供應鏈的安全。
芯片是中國家電企業現在能力最缺失的一環,重要性不言而喻。對格力來說,無論前路多么艱難,也要迎難而上。
從2000年到2018年,中國芯片行業經歷了跌宕起伏的十八年,殘酷的市場競爭磨煉了一大批技術人才,為格力造芯奠定了良好的基礎。
半導體行業人才培養周期長,技術領軍人物大多是博士以上學歷,冷板凳一坐就是十年。在上世紀90年代,中國芯片之所以發展緩慢,原因在于人才的斷層。文革浩劫讓半導體的教授們吃盡苦頭,他們哪還有心力培養人才。等到改革開放后,那些留學歸國的芯片人才走上歷史的舞臺,中國芯片的新時代才真正到來。
在芯片行業有一個法則:“在低谷時期辦廠”。2000年是中國芯片發展的一個重要節點,在此前后一大批歸國留學生開啟了 創業 征程,中芯國際即是代表;2018年是芯片行業另一個發展的拐點,一批各行業的龍頭企業,根據自身發展的需要開始造芯,格力就是例子。
芯片行業與互聯網行業有著本質的區別。在互聯網行業,很多一窮二白的年輕人,靠著一個網站或APP就能融到巨資,但在芯片行業,幾乎不存在賺快錢的機會,一旦啟動,就意味著數百億的投資。如果沒有雄厚的資金實力,沒有強大的研發團隊,造芯就是一個偽命題。
尤其是高端芯片的研發,更是如此。比如要做5納米的系統級芯片,需要向安謀(ARM)公司買內核、向Candence或Synopsys買軟件、向高通買專利、向臺積電(TSMC)協調產能,還要通過美國商務部這一關。中國企業造高端芯片,不僅要過五關斬六將下來,而且很有可能被“一鍵清零”。
如果看清楚這一現實,很多對格力的批評都會煙消云散。芯片產業鏈分工太細了,各鏈條有著清晰的楚河漢界,輕易跨出一步都要付出巨大的代價。曾經不可一世的芯片制造商英特爾,由于既做芯片研發、又做芯片代工,陷入顧此失彼的困境。2024年,英特爾全年虧損高達188億美元,差點被分拆、肢解。
有人做高端芯片,就必然有人做中低端芯片。在高度分工的芯片產業鏈中,格力選擇了一條最現實的路徑。當中芯國際、華為海思尋求先進制程、高性能計算芯片時,格力深耕家電應用場景,在最熟悉的領域撕開了一個巨大的缺口。
空調芯片與 手機 、電腦、 汽車 芯片不同,對體積、算力的要求并不苛刻,用成熟制程也能滿足市場需求。格力造芯,并非要與英偉達、英特爾、臺積電、高通、ARM等芯片巨頭進行技術競賽,而是首先用成熟制程來確保供應鏈的安全,然后再向更先進的制程進發。
事實上,格力造芯,并不是臨時起意,而是籌謀良久。早在2012年,格力將IGBT(功率半導體器件)封裝為變頻空調必須用的IPM(功率模塊),建成了全國第一條國產化IPM功率模塊。2015年,格力成立微電子研究所和功率半導體研究所,并在其2016年年報中披露要“研發自主知識產權芯片”,2018年宣布成立珠海零邊界集成電路有限公司,打造自有芯片,并對外銷售芯片。
芯片行業需要大量人才、技術積累,一旦供過于求,就會虧本。瑞薩就虧本多年,最終由日本政府控股。格力擁有其他芯片工廠不具備的優勢,那便是它本身就是芯片采購大戶,其造芯失敗的幾率幾乎可以忽略不計。格力在芯片布局上已未雨綢繆多年,擁有了厚積薄發的條件。
美國的封殺大棒,客觀上加速了格力的造芯進程。一方面是芯片禁令讓中國家電業集體覺醒,另一方面是家電智能化初露崢嶸,芯片重要性不斷凸顯。董明珠意識到,如果不及時布局芯片,格力將在新一輪的智能化浪潮中處于被動地位。
零邊界初創時,團隊僅有50余人,卻面臨從芯片設計到量產的全鏈條挑戰。研發團隊只能以“啃硬骨頭”的精神,從基礎設計開始攻堅克難。工程師們甚至“三班倒”,夜以繼日地攻克難題,從MCU到功率半導體,每一個芯片設計都經過千百次的測試。
2019年,格力自主研發的主控類芯片終于大規模量產,實現了與進口芯片同等工規級品質。同年10月,上機臺數突破千萬,打破了國產芯片在空調領域的應用記錄。
高端芯片突圍
2021年后,美國對華芯片技術封鎖再度升級,中芯國際、長江存儲等領軍企業被納入實體清單,先進制程設備與技術獲取渠道受限。同時,美國借《芯片與科學法案》之名,力推全球供應鏈“去中國化”,明令獲補貼企業十年內不得在華擴建28nm以下產能,企圖扼殺中國高端芯片制造的生機。
這一年,“芯片荒”成了制造業的高頻詞。手機、汽車、家電等行業集體陷入“無米下鍋”的窘境:華為Mate40系列因麒麟芯片庫存告急一機難求,大眾汽車因ESP芯片短缺減產5萬輛,甚至連 蘋果 都不得不承認Mac和iPhone面臨“供應受限”。
“芯片荒”同樣在空調行業上演。據業界人士分析,從2017年8月至2021年底,空調MCU芯片的交付時間分別從8周延長到25周以上、從2個月延長到半年,有的MCU產品甚至延長40周以上。更棘手的是,這場危機從消費電子蔓延到工業領域,55nm到22nm的成熟工藝與7nm以下先進制程同時告急,全球晶圓價格像坐了過山車般上漲15%,企業上演“囤貨大戰”。
但比缺貨更讓人心痛的,是核心技術的“肌無力”。國內高端芯片市場還是有80%得靠進口,光刻機、光刻膠這些關鍵設備與材料,都被歐美企業緊緊攥在手里。就像業內人士調侃的那樣:“我們能設計出5nm的圖紙,卻造不出5nm的芯片。”這種“紙上談兵”的尷尬,徹底暴露了中國芯片產業“設計強、制造弱”的結構性短板。
在外部打壓與內部需求的雙重驅動下,中國芯片產業開始尋求主動突破。雖然先進制程還受著制約,但成熟制程產能、設計能力、封裝技術等領域,已經形成了全球競爭力。2025年3月,國際半導體協會的一份報告顯示,中國成熟制程(28nm及以上)芯片產能已占全球28%,將在2027年突破39%。2024年,中國芯片出口破萬億,直接拉低北美芯片價格2/3。
中國在成熟制程的絕對優勢,正改寫全球半導體規則。中科院近期宣布突破DUV光源技術,無需氟氣且能耗降低70%,直指ASML的EUV光刻機壟斷。ASMLCEO曾嘲諷“給圖紙中國人造不出光刻機”,如今卻不得不承認:“中國正在關閉EUV的大門。”《日經亞洲》網站直言:中國在不太先進的半導體領域取得長足進步,其迅速擴張正將市場價格降至此前“無法想象”的水平,讓全球制造商倍感壓力。
尤其在碳化硅芯片上,中國擁有了不可替代的優勢。碳化硅被稱為第三代半導體材料,具有高擊穿場強、高飽和電子漂移速率、高熱導率等優良特性,是制造用于航空航天、電動汽車、渦輪機和數據中心基礎設施中所使用的高壓功率半導體的關鍵材料。2023年,美國碳化硅晶圓售價高達1500美元一片,而今,中國的價格已低至每片500美元。更關鍵的是,中國不僅擁有足夠多的碳化硅,而且創建了一個完整的本土設備和材料生態系統,完全不需要美國公司來進行制造。
在第一二代半導體材料的發展上,我國起步慢于其他國家,也落后于一些發達國家,且面臨著不可控的制裁。由于存在巨大的不確定性,超車難度極大。在第三代半導體材料上,中國與發達國家處在同一起跑線上,我國有望實現技術上的彎道超車,徹底擺脫“卡脖子”的局面。在碳化硅半導體產業上,中央和地方政府給予了高度重視,出臺了多項產業發展扶持政策。
格力在碳化硅芯片上,格局大開大合。它不僅是信念最堅定的一個,也是投入最多的一個。在碳化硅芯片工廠的建設上,“董明珠速度”再一次得到淋漓盡致的體現。
2024年底,格力的碳化硅芯片工廠成為了各大 媒體 爭相報道的焦點。這座由格力斥資近百億元打造的全球第二、亞洲首座全自動化第三代半導體(碳化硅)芯片工廠,以其驚人的建設速度創造了一項奇跡。從2022年12月打樁動工,到僅用10個月時間完成廠房建設與設備移入,再到建成通線僅耗時388天,格力創造了半導體建廠通線的最快速度紀錄。
更引人注目的是,該工廠關鍵核心工藝的國產化設備導入率超過了70%,同時融入了人工智能、大數據等前沿技術,實現了智能化生產線與大數據分析系統的無縫對接,80%的核心設備均實現國產化。這不僅填補了國內高端半導體制造的空白,更讓格力在全球半導體版圖上刻下了中國印記。
董明珠在接受媒體采訪時自豪地表示:“亞洲第一座全自動化的碳化硅工廠,整個芯片的制造過程全由格力自主完成,且幾乎100%的人才都是格力自己的。”
經過五年的奮戰,格力在這場芯片產業的激烈較量中,交出了一份近乎完美的答卷。從2018年宣布造芯至今,格力芯片業務如同開掛一般,出貨量逐年飆升。截止2024年底,格力芯片的總出貨量突破2.6億顆。
格力不僅實現了內部芯片的自主供應,而且開始對外提供芯片解決方案。格力自主研發的MCU芯片,已廣泛應用于智能家居、工業自動化、健康醫療配套等多個領域,實現了對進口芯片的全面替代。
截至2024年底,格力已經申請了芯片和功率器件相關發明專利超600件,“低功耗芯片制備方法”“碳化硅歐姆接觸結構”等技術更是達到了國際先進水平。同時,格力還通過投資聞泰科技、三安光電等企業,構建起從材料、設計到制造的完整產業鏈。與中車時代電氣、長安汽車成立的湖南國芯半導體,更是瞄準了車規級芯片市場。
2025年,格力芯片迎來前所未有的發展春天。隨著智能家居、新能源汽車市場的蓬勃興起,碳化硅芯片的需求量與日俱增。格力順勢而為,計劃將碳化硅工廠的產能提升至50萬片/年,并積極探索光伏逆變器、儲能系統等新興應用領域。
如今,中國芯片產業正穩步從“進口替代”邁向“自主可控”,在第三代半導體、車規級芯片等領域展現出彎道超車的強勁勢頭。這場沒有硝煙的戰爭,勝負將取決于技術創新的深度、產業鏈協同的廣度,以及全球化與自主化之間的智慧平衡。格力在半導體制造領域的全面突破,代表著中國科技在自立自強道路上實現了關鍵一躍。
未來,隨著格力芯片工廠的擴建和技術迭代,這顆“中國芯”或將成為全球半導體版圖中不可忽視的力量。而“讓世界愛上中國造”,這一愿景或將成為格力閃耀全球的獨特標識。