一、一句话定义
芯片产业是一条全球接力:美国的软件画图,台湾的工厂印刷,荷兰的机器曝光,日本的化学品显影,最后在中国大陆装进手机。最先进的那颗芯片要经过几十个国家、上千家公司的手,任何一棒掉了,都造不出来。
这条链不是谁设计出来的,是七十多年里一次次「把一件难事拆出去给别人做」拆出来的。每拆一次,门槛降一次,同时在别处多出一个没人能替代的单点。今天美国能卡住华为,中国能卡住美国的稀土供应,荷兰一纸接管令能让欧洲车厂差点停产,都是因为这条链拆得太细了。
所以一家创业公司想「造芯片」,第一件要想明白的事是:它不可能造整条链,它只能在链上找一个位置,并且让某个客户离不开它。
二、纵向分析:这条链是怎么拆成今天这样的
1985年8月,在德州仪器干了二十多年、做到全球半导体业务负责人的张忠谋,回台湾出任工业技术研究院院长。到任没几周,主管科技的「政务委员」李国鼎找他,要他一周之内拿出一个在台湾新办半导体公司的商业计划,后来又改成四天内去汇报。
张忠谋后来在计算机历史博物馆的口述史里回忆,他就是在这几天里盘了一遍台湾的家底:研发很少,电路设计没有,销售渠道很少,知识产权几乎没有。唯一可能的强项是制造,而且只是「潜在的」。于是他选了一个只需要制造能力、能避开其他所有短板的模式:只替别人造芯片,自己不设计、不卖芯片。他管这叫「也许可以叫它最不坏的选择」。
这个「最不坏的选择」后来长成了台积电,2026年二季度拿走全球晶圆代工营收的72.5%。一个为了绕开短板而想出来的模式,最后成了全世界最难绕开的一环。这就是芯片产业链的故事:每个人都在绕开自己的短板,结果每个人都离不开别人的长板。
下面沿着时间往下走:先看全球的链怎么拆到2019年,再把时间拨回去,看同一段时间里中国在做什么,最后一起走进2014年之后链变成武器的年代。
阶段总览
表格视图
| 阶段 | 时间 | 链的形态 | 关键人物/公司 | 留下的单点 |
|---|---|---|---|---|
| 一家包办 | 1947—1980 | 设计、制造、封测都在一家公司里 | 贝尔实验室、仙童、英特尔 | 没有,因为没有分工 |
| 设计和制造分开 | 1980—1987 | 设计规则标准化,出现纯代工 | 米德与康威、赛灵思、张忠谋 | 代工厂开始出现 |
| 越分越细 | 1987—2019 | 代工、EDA、光刻机各自集中 | 台积电、ASML、新思/楷登 | 台积电、ASML、EDA 三巨头 |
| 中国的第一轮追赶 | 1956—2013 | 建了厂,但只建了一环 | 908/909工程、中芯国际、海思 | 依赖进口设备和外部代工 |
| 链变成武器 | 2014—2024 | 美国用自己握着的单点卡中国 | 大基金、中兴、华为、出口管制 | 光刻、EDA、HBM |
| 双向卡脖子 | 2025—2026 | 互相卡、互相暂停;国产替代加速 | EDA断供、稀土、长鑫、寒武纪 | 单点还在,筹码变成双向 |
2.1 一家公司包办一切(1947—1980)
最早的芯片公司,什么都自己干。原因很简单:没得选。
1947年12月,贝尔实验室的巴丁和布拉顿做出第一只能放大信号的晶体管。贝尔实验室属于电话垄断企业AT&T,有钱也有耐心,能为替代又大又热又容易坏的真空管养一批物理学家。1957年,八个年轻人受不了老板肖克利的管理,集体出走,拿着一家相机公司的钱成立了仙童半导体。两年后,仙童的诺伊斯想出用平面工艺在一片硅上同时做出所有元件、再用铝线连起来的方法,几乎同时德州仪器的基尔比也做出了集成电路。
诺伊斯方案的厉害之处是能批量造:一片晶圆上同时做很多颗。这决定了此后几十年产业拼的是什么:制造工艺和规模。1965年,仙童的摩尔预测芯片上的元件数大约每年翻一番(十年后改成两年),这条「摩尔定律」后来变成全行业的日程表,设备商、材料商、设计公司都按「两年一代」排研发。整条链被同一个节拍绑在一起,谁掉队,大家都得等它。
1968年诺伊斯和摩尔离开仙童,创立英特尔。那时的标准模式叫IDM:自己设计、自己造、自己封装、自己卖。不是大家喜欢一体化,而是设计和工艺分不开:电路怎么画,取决于自家工厂能做出什么,没有一套通用的规则能让你把图纸交给别人去造。张忠谋在口述史里说,1985年时这种一体化「是惯例,事实上是唯一的模式」。
这个模式有一个后果:想做芯片,先得建厂。资本门槛高到创业者根本进不来。
2.2 设计和制造第一次分开(1980—1987)
把设计从工厂里拆出来,靠的是两个学者和一个被逼出来的商业计划。
1980年前后,加州理工的卡弗·米德和施乐研究中心的林恩·康威合写了《超大规模集成电路系统导论》,提出一套和具体工厂无关、按比例缩放的设计规则。学生按这套规则画图,不用懂某家工厂的细节。康威还发明了「多项目晶圆」:把很多学生的设计拼在同一片晶圆上流片,大家分摊成本。这套服务1981年前后变成美国的MOSIS,到1982—1983年,全球一百多所大学开了这门课。
规则标准化之后,「只画图、不建厂」第一次成为可能。1984年成立的赛灵思是公认的第一家无晶圆厂设计公司,它的第一批芯片找日本精工爱普生用闲置产能代工。问题是,这种代工靠的是大公司的剩余产能,大公司自己忙起来,订单随时被撤。
张忠谋1985年要解决的就是这个问题。他在口述史里讲了三条思路:读过米德的书,知道设计可以和工艺分开;在美国干了三十年,知道英特尔、德州仪器和日本公司有多强,台湾新公司在同一赛道上打不出空间;再盘一遍台湾的家底,只剩制造。他还补了一句:工艺是当时最不容易被专利诉讼攻击的环节,大多数知识产权纠纷都出在电路设计上。
真正的风险是「客户在哪」。1987年几乎没有无晶圆厂公司。张忠谋赌的是:他在德州仪器见过太多想出来创业的芯片设计师,拦住他们的最大障碍就是筹不到建厂的钱。替他们把厂建了,他们就会变成稳定的客户。
1987年台积电在新竹成立,台湾当局的开发基金持股48.3%,飞利浦27.5%,其余是九家台湾民营企业。飞利浦是张忠谋口中「唯一愿意投资的」重要投资者。起步用的是工研院的6英寸厂,技术来自1975年左右从美国RCA引进的授权,按张忠谋的说法,比世界领先水平落后两代半。今天全世界最先进的晶圆厂,出生时是个落后者。头几年它主要接大公司不想做的「剩菜」订单,早期的设计公司还是去找日本厂代工,原因是「技术和信任」。直到1991—1992年设计公司「像蘑菇一样冒出来」,台积电才开始快速增长。1993年,黄仁勋和两位合伙人在圣何塞一家Denny's餐厅里商定创立英伟达。
纯代工让设计公司不用建厂,门槛降了一大截;但从这一天起,设计公司的命运就系在了代工厂身上。
2.3 越分越细,集中点越多(1980年代—2019)
接下来三十年,链条上又拆出了几个「没人能替代」的单点。每一个都遵循同一个规律:某件事太难太贵,大家都交给最擅长的那一家,最后只剩那一家。
内存和贸易战。 先看一条最早出现的支线,它后来被证明是整条链的预演。1976年起,日本通产省组织富士通、日立、三菱、NEC、东芝五家联合攻关超大规模集成电路,政府补贴约290亿日元。DRAM内存是标准品,拼良率和产能,正好吃到日本制造业的长处。到1980年代中期,日本拿下全球内存市场的大半,1985年英特尔退出内存,告别信里说256K内存售价已跌破3美元,看不出在更高密度的产品上能赚到钱。英特尔转做微处理器,后来证明是救命的选择。
美国的反应是把半导体当成国家安全问题。1986年美日签署半导体协议,日本承诺停止倾销、开放市场;1987年里根政府以日本未履约为由,对约3亿美元的日本电子产品加征惩罚性关税。协议限住了日本内存的价格和扩产,客观上给韩国让出了空间:1983年三星创始人李秉喆在东京宣布进军内存,高管普遍反对,他的打法是在行业低谷时继续扩产;1992年三星成为全球内存销售第一,此后一直保持。日本内存一路衰退,尔必达2012年破产,被美光收购。
这段历史提醒后来的人:芯片产业的格局不只是技术竞争的结果,还会被贸易政策直接改写。三十年后美国对中国用的,是同一套逻辑。
画图的软件。 芯片上的晶体管从几千个涨到几十亿个,人工画版图已经不可能,必须靠软件自动综合、布局布线、检查能不能造出来。这类软件叫EDA。1986年新思科技(Synopsys)成立,1988年楷登电子(Cadence)由两家公司合并而成,加上1981年成立、2017年被西门子以45亿美元买下的明导,形成三巨头。EDA必须和代工厂的工艺参数深度配合,越先进的工艺越依赖「软件商、代工厂、设计公司」三方一起调,新来者几乎插不进去。
光刻机。 光刻机是把电路图案投影到硅片上的机器,相当于芯片厂的印刷机。1984年,飞利浦和荷兰ASM公司合资成立ASML,起步在飞利浦办公楼旁一间漏水的棚子里,那时光刻机的霸主是日本的尼康和佳能。
ASML翻盘靠的是一个台积电工程师。2002年,全行业都准备把光源波长从193纳米换成157纳米,要换光源、换镜头材料、换光刻胶。台积电的林本坚认为这是一条昂贵的死路,提出不换光源,在镜头和硅片之间加一层水,等效缩短波长。这就是「浸没式」光刻。2003年10月前后台积电取消了多台157纳米设备的订单,12月ASML宣布拿到业界第一台浸没式光刻机订单,客户就是台积电。尼康慢了半拍。到2006年,ASML在浸没式市场的份额是72.4%,2011年82%。
更下一代的EUV,ASML一家扛不起研发风险。2012年它拉三个彼此竞争的客户出钱:英特尔、台积电、三星合计拿出13.8亿欧元资助研发,同时花38.5亿欧元买下ASML合计23%的股份。2013年ASML收购美国光源公司Cymer,2016年花10亿欧元买下德国蔡司半导体业务24.9%的股份。光源在美国,镜头在德国,钱来自台湾、韩国和美国的客户,组装在荷兰。2019年前后EUV进入量产,全世界只有ASML一家能造。
先进制造本身。 每往前走一代工艺,研发和建厂成本都大幅上升,能用得起最先进工艺的客户越来越少。2018年8月,格罗方德(格芯)宣布无限期停止7纳米研发,它的技术负责人说这「不是技术原因」,是算过账之后的商业决定;最大客户AMD把7纳米全部转给台积电。英特尔的10纳米从原定2016年一拖再拖,2020年7月又宣布7纳米推迟,第二天股价跌了16%。到这时,能稳定、大批量、高良率地做最先进逻辑芯片的,实际上只剩台积电。
台积电为什么能赢?因为它同时给苹果、AMD、英伟达、高通所有大客户造芯片,规模最大,从海量量产里学得最快,良率越学越高,客户越来越多。英特尔是IDM,只能用自家产品摊薄工厂成本。张忠谋当年「不和客户竞争」的承诺,这时变成了三星、英特尔代工业务最难复制的东西:信任。
EDA、光刻机、先进制造,三个单点都不是被谁垄断出来的,而是全行业把最难的事交给最擅长的那家,交着交着就只剩它一家了。
2.4 中国的第一轮追赶:建了厂,但只建了一环(1956—2013)
全球的链拆到这一步时,中国在哪?把时间拨回1956年。中国起步并不晚:这一年周恩来主持的十二年科技规划,把半导体列为四项紧急措施之一;同年北大、复旦等五校在北大联合开办中国第一个半导体专业,中科院做出第一只晶体三极管。1965年前后,上海研制出中国第一块集成电路,比美国晚约七年。
差距是在后来的二十多年里拉开的。改革开放后,各地从国外引进了一批生产线,代表是无锡742厂1980—1982年花6600万美元从东芝引进的3英寸线,做彩电用的芯片。引进设备立竿见影,但买不来持续迭代的能力:半导体每一两年换一代,生产线一投产就开始落后,于是「引进、落后、再引进」。
1990年代的908工程和909工程想改变这一点。908工程给无锡华晶15亿元建厂,据评论文章的梳理,审批两年、引进技术三年、建厂两年,1997年投产时已落后国际主流四五代,月产只有约800片(这组数字只找到二手来源)。909工程吸取教训,1997年在上海和日本NEC合资成立华虹NEC,由NEC提供技术并负责运营,总投资约百亿元,用0.35微米工艺生产内存。速度上去了,但核心技术在NEC手里,内存行情一过就难以为继,只能转做技术要求较低的特色工艺。两个工程的共同问题,是只建了「制造」这一环,没有设计、设备、材料和人才的配套,也没有持续的市场化融资。
2000年,在德州仪器干过二十年、在台湾创办过世大半导体的张汝京来到上海张江,创办中芯国际,照搬台积电的纯代工模式,大量招募台湾和海外工程师,快速建厂。快是快,风险也来了:人才和技术来源与台积电高度重叠。台积电2003年起诉中芯窃取商业机密,几番诉讼后2009年11月中芯败诉,和解条件包括分四年付2亿美元,并向台积电发行约8%的股份和认股权证。几天后张汝京辞职,他说:「我尽力了,官司让我精疲力竭。」
另一条线在设计端。2004年,华为把内部的芯片设计中心注册成海思半导体。华为当时的核心芯片长期依赖美国,任正非的思路是「做备胎」:平时用外部芯片,同时养一支设计团队,以防断供。到2020年,海思设计出了用台积电5纳米工艺制造的麒麟9000,水平比肩苹果和高通。
这一阶段的中国,造厂的撞上了技术迭代和知识产权,做设计的撞上的还没到来。它会在下一阶段到来:设计能力在,造不出来。
2.5 链变成武器(2014—2024)
2014年6月,国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》,同年9月成立国家集成电路产业投资基金,俗称大基金。二期2019年成立,三期2024年5月成立,注册资本3440亿元,超过前两期之和。思路从「政府直接办厂」改成「政府出钱、市场化运作、当股东」。
钱涌进来,催生了中芯扩产、长江存储、长鑫存储,也带来了副作用。紫光集团想用资本「买」出一个半导体巨头,2015年传出要以约230亿美元收购美光,入股西部数据的交易被美国外资审查委员会(CFIUS)审查后终止;2020年紫光债务违约,2025年5月原董事长赵伟国一审被判死缓。武汉弘芯宣称总投资1280亿元,号称有「国内首台能生产7纳米的光刻机」,那台机器2019年12月到厂,不到一个月就以「全新未使用」的状态抵押给银行贷了5.8亿元,项目随后烂尾。2021—2022年,大基金管理机构的多名高管被查。
真正改变游戏规则的,是美国发现这条链可以当武器用。
2018年4月,美国商务部激活对中兴的拒绝令,禁止美国企业向它出售零部件,中兴主营业务几乎停摆,最后交了10亿美元罚款加4亿美元保证金、换掉全部董事会和高管才解禁。2019年5月华为被列入实体清单,第二天凌晨,海思总裁何庭波发出内部信:公司多年前就做过「极限生存的假设」,「保密柜里的备胎芯片一夜之间全部转正」。
备胎转正了,但备胎也需要有人造。2020年5月,美国修改「外国直接产品规则」:只要用了美国软件、技术或设备生产的、为华为设计的芯片,都要管。全世界几乎所有芯片厂都离不开美国的设备和EDA,这一条把台积电也管住了。2020年9月台积电断供海思,麒麟9000成了绝版。海思的设计能力还在,造不出来。这是fabless模式在地缘冲突里最清楚的一次暴露:设计只是链的一环。
之后的管制一轮比一轮精准。2022年10月7日的规则不再只盯单个公司,而是划了一条技术红线:16/14纳米及以下的逻辑芯片、18纳米级及以下的DRAM内存、128层及以上的闪存,中国工厂想买相关设备都要许可证。美国单边挡不住荷兰和日本的设备,2023年荷兰、日本跟进,ASML最先进的浸没式DUV光刻机对华出口要许可。2023年10月堵上英伟达「特供版」芯片的漏洞,壁仞、摩尔线程等国产GPU公司进了实体清单。2024年12月首次管制HBM,新增24类设备和140个实体。
同一时期,美国自己也在把链往回拉。2020—2021年疫情期间全球缺芯,咨询公司AlixPartners预测2021年汽车业因此损失2100亿美元收入,各国政府第一次切身感受到:全球分工效率高,但一个国家一座工厂停工,全世界的车厂都得停。2022年8月美国通过《芯片与科学法案》,拨款527亿美元,其中390亿美元补贴本土制造,拿补贴的企业十年内不得在中国扩大先进产能。台积电在亚利桑那的总投资到2025年3月扩大到1650亿美元,一厂2024年四季度开始量产。英特尔在2024年底换掉了CEO,2025年8月美国政府用原本要发给它的补贴,换成了它约9.9%的股份;一个月后英伟达也入股50亿美元。政府从发补贴变成当股东,是美国产业政策的一个转折。但即便建在美国本土的工厂,也要用荷兰的光刻机、日本的材料、台湾的工艺和工程师:链可以往回拉一段,拆不开。
中国在这几年里并非毫无进展。2023年8月29日,美国商务部长雷蒙多访华期间,华为Mate 60 Pro突然开卖。拆解机构TechInsights确认,里面的麒麟9000S由中芯国际7纳米工艺制造。没有EUV,只能用老一代的DUV光刻机多次曝光硬挤,工序多、良率低、成本高。2025年12月拆解的麒麟9030用的是中芯更进一步的N+3工艺,TechInsights的判断是离5纳米近了,但密度仍明显落后台积电和三星的5纳米。管制拖慢了中国的先进制程,没有让它停下。
美国能做到这些,是因为链上有几个它握着的单点(EDA、关键设备、对台积电的影响力),每个人都离不开。管制的每一步,都是在利用「谁离不开谁」。
2.6 双向卡脖子(2025—2026)
到2025年,事情出现了一个新变化:卡脖子变成双向的了。
2025年5月下旬,美国商务部致函新思、楷登、西门子,要求对华出口EDA须申请许可,实际等于停售。据新华社2025年4月的报道,这三家合计占中国EDA市场70%以上。中国设计公司第一次直面「交不出图」的风险。7月2日,限制撤销,交换条件是中方放行稀土出口。前后约四十天。反过来,新思2025财年的中国收入同比下降22%:断供也伤到卖方。
中国手里的筹码在链的另一头。2023年起中国对镓、锗出口实行许可,2024年12月原则上禁止对美出口;2025年10月9日又大幅扩大稀土管制。10月30日中美元首在釜山会晤,双方各退一步:中方暂停10月的稀土新规一年,暂停镓锗对美禁运;美方暂停刚出台的「关联方50%规则」一年。同月的安世半导体事件更直观:荷兰政府接管闻泰旗下的安世,中国随即禁止安世中国工厂出口成品;安世的晶圆在荷兰造、在东莞封装,链条一断,欧洲车厂告急,11月荷兰暂停接管令。
这几项暂停原定2026年11月9日至27日陆续到期。2026年9月下旬,美方财长贝森特和中国商务部先后宣布,双方的贸易安排延长到2027年1月10日;但截至10月中旬,美国商务部没有在联邦公报上发布延期文件,中国也没有修改原公告的日期。政治上延了,法律文本还没跟上。
美国对英伟达芯片的态度也变得「交易化」。2025年4月H20对华出口被要求许可,8月放行,条件是英伟达和AMD把对华销售额的15%交给美国政府;12月特朗普宣布放行H200,美方收25%。中方的回应是2026年1月一度让海关不受理H200报关,约谈企业「非必要不要买」。英伟达2026年8月的财报显示,H200对华销售不到其数据中心收入的1%。黄仁勋说,英伟达在中国AI芯片市场的份额已经从2022年的95%降到「零」。
英伟达退出,留下了一块被迫空出来的市场。2025年11月路透报道,中方要求获得国家资金的新建数据中心只用国产AI芯片。国产AI芯片第一次有了「被迫的确定性需求」:寒武纪2025年营收64.97亿元,增长453%,上市五年后第一次全年盈利;摩尔线程、沐曦2025年12月在科创板上市,首日涨幅都超过四倍;壁仞、天数智芯2026年1月在港股上市,燧原2026年9月在科创板上市。华为在2025年9月公布了昇腾芯片三年路线图,负责人徐直军坦承:因为制裁不能去台积电投片,单颗芯片的算力和英伟达有差距,所以靠把几千颗芯片连成「超节点」来弥补。
存储是另一个突破口。长鑫存储2026年7月在科创板上市,募资约579亿元,为科创板史上最大IPO,据媒体报道首日收盘市值约3.28万亿元;2026年二季度它在全球DRAM营收中占9.5%,排第四。长江存储按出货容量在2026年二季度升到全球第三。这两家都在实体清单上,都还在买美日荷的设备扩产。
这些成绩有一个共同的背景:2025年下半年开始的AI带动的存储涨价和算力短缺。资本市场给出极高估值,沐曦的发行市销率达到56倍。热度能不能变成持久的能力,现在还看不清。
2025—2026年的链,单点一个都没少,只是握着单点的人发现,对方手里也有单点。
三、横向分析:给小白的上下游地图
纵向讲的是链怎么拆出来的,横向看今天这条链每一环站着谁。每一环都回答三个问题:谁卡住了这一环,中国卡在哪,为什么难。
3.1 一颗芯片从图纸到手机,要经过几道手
先把整条链摆出来:
| 环节 | 做什么(白话) | 全球头部 | 中国代表 |
|---|---|---|---|
| EDA 设计软件 | 画芯片用的CAD软件 | 新思、楷登、西门子 | 华大九天、概伦电子、广立微 |
| 半导体 IP | 别人画好的标准模块,如CPU核 | Arm、新思 | 芯原、平头哥(玄铁) |
| 芯片设计 | 定义芯片、画出版图、卖芯片 | 英伟达、博通、高通、AMD | 海思、豪威、寒武纪、海光 |
| 晶圆代工 | 在硅片上把图「印」出来 | 台积电 | 中芯国际、华虹 |
| 设备 | 光刻机、刻蚀机、沉积设备等 | ASML、应用材料、泛林、东京电子、KLA | 北方华创、中微、上海微电子 |
| 材料 | 硅片、光刻胶、特种气体 | 信越、SUMCO、东京应化、JSR | 沪硅产业、彤程新材、南大光电 |
| 封装测试 | 切割、装壳、测试;AI芯片要先进封装 | 日月光、安靠;先进封装是台积电 | 长电科技、通富微电、华天 |
| 存储 | 内存和闪存,自成一体的特殊玩家 | 三星、SK海力士、美光 | 长鑫存储、长江存储 |
| 下游应用 | 手机、电脑、汽车、数据中心 | 苹果、英伟达的客户们 | 华为、小米、比亚迪 |
先看盘子有多大。2025年全球半导体销售额约7917亿美元(美国半导体行业协会,数据来自WSTS)。2026年会是个反常的年份:WSTS在8月把全年预测上调到约1.66万亿美元,翻了一倍多,主要是AI带动的存储涨价,不是芯片数量翻倍。产业链各段的规模差得很远:设备2025年1351亿美元,材料732亿美元,而EDA加IP整个行业只有两百亿美元上下。
这个比例很重要:链上最便宜的几环,恰恰是最致命的几环。
3.2 EDA和IP:最便宜,也最致命
EDA是设计和制造之间的翻译官。代工厂要把自己的工艺参数打包成一套文件交给EDA厂商,设计公司用EDA按这些规则画图,图才能被工厂造出来。
全球格局是三家:按TrendForce截至2024年的口径,新思31%、楷登30%、西门子13%。在中国市场三家合计占八成以上。2025年新思以约350亿美元买下仿真软件公司Ansys,把业务从芯片内部扩展到芯片加封装的整体仿真,中国市场监管总局附条件批准,要求它继续对中国客户不歧视地供货。
中国最大的EDA公司华大九天,2025年营收13.25亿元。同一年新思一家营收约71亿美元,是它的三十多倍。按行业报告的估计,国产EDA约占中国市场一成左右;但在细分领域,华大九天的平板显示EDA国产份额超过95%。国产EDA的问题不是一个工具都没有,而是多是「点工具」,串不成完整流程,在最先进工艺的数字芯片全流程上基本空白。
为什么难?第一是生态锁定:代工厂的工艺包最先为三巨头认证,工程师从读书起就用三巨头,换工具就要重新验证整个流程。第二是没有陪练:先进工艺的EDA必须和最先进的工厂一起迭代,中国没有3纳米级工厂。三巨头的全流程是靠三十年几百起并购拼起来的,这个时间买不回来。
IP是另一种「图纸」:CPU核、高速接口、内存控制器这些反复授权的标准模块,设计公司像搭积木一样买来用。收费是一次性授权费加每卖一颗芯片抽成。2024年全球设计IP市场85亿美元,Arm占44%、新思23%。中国最大的IP公司芯原股份2024年在全球排第八。Arm的版税份额高达三分之二,中国公司想绕开它,主要靠开源指令集RISC-V。中国官员在2025年RISC-V峰会上称中国占全球RISC-V出货约一半,阿里平头哥的玄铁处理器核据报道已用于60亿颗以上芯片。
2025年5月那四十天的断供,把这一环的分量演示得最清楚:一个全球只有两百亿美元的行业,能让几千家设计公司面临交不出图纸的风险。
3.3 芯片设计:最容易进,也最挤
设计公司是链上最「轻」的一环:不建厂,只画图、卖芯片和配套软件。2025年全球无晶圆厂设计公司前十合计营收3594亿美元,英伟达一家2057亿美元,占57%;中国大陆进入前十的只有第八名的豪威(图像传感器)。
中国的设计业规模已经不小。据中国半导体行业协会在ICCAD 2025年会上发布的数据(经TechNode现场报道),2025年中国芯片设计业销售额预计8357亿元,约合1180亿美元,首次突破千亿美元;设计企业约3900家(2024年是3626家,常说的「三千六百家」是这个数)。
但这个数字背后是「小而散」:营收超过1亿元的只有831家,剩下的三千多家里有两千多家年收入不到约1000万元;86.5%的企业不到100人,千人以上只有39家。产品以通信和消费类中低端为主,处理器只占约7.7%,全球这个比例约25%。TechNode的作者评价,中国设计公司多靠价格和关系竞争,而不是差异化的卖点。
头部也有亮眼的:寒武纪2025年营收64.97亿元,海光信息143.77亿元,豪威集团288.55亿元。海思不单独披露营收。
为什么设计环节进得来、却走不远?因为它的上游全在别人手里:EDA要三巨头,先进制程要台积电,AI芯片还要HBM和先进封装。实体清单上的公司拿不到台积电7纳米以下产能,只能转去中芯。2.4节里海思的故事,就是设计环节的天花板。
3.4 晶圆代工:台积电一家的天下
晶圆代工是在12英寸硅片上,经过上千道工序(光刻、刻蚀、沉积、离子注入、清洗、抛光,反复几十层)把设计图变成真实电路。一座先进晶圆厂投资两百亿美元以上。常说的「几纳米」大致代表工艺代际,越小越先进。
TrendForce的季度统计显示,2026年二季度台积电拿走全球代工营收的72.5%,创了纪录,三星5.9%,中芯国际5.4%,两者只差约半个百分点;华虹排第六。2025年台积电营收约1220亿美元,其中7纳米及以下工艺占晶圆营收的74%。能稳定、大批量、高良率做3纳米和2纳米的,实际上只有它一家:台积电2纳米2025年四季度进入量产;三星2纳米良率据报在五成上下;英特尔18A工艺2026年1月在亚利桑那进入大批量制造,但良率还没到正常利润水平,外部大客户也没落地。
中芯国际2025年营收93.27亿美元,创纪录,产能利用率93.5%,资本开支81亿美元,几乎等于全年营收。2026年二季度单季营收首次突破30亿美元。先进工艺上,它用DUV多重曝光做到了N+3,但良率据报偏低,拖累毛利。成熟工艺(28纳米及以上)是另一番景象:TrendForce统计2024年中国大陆占全球成熟制程产能的34%,台湾43%。中国在成熟制程上不缺产能,甚至开始担心过剩。
为什么先进制造这么难追?良率是靠海量量产数据「磨」出来的,台积电有苹果、英伟达这些顶级客户长年陪跑;而中芯的先进产能要优先保障华为。没有EUV,每往下走一代,都要多曝几次光、多走几道工序。美国国会2026年4月还提出了MATCH法案,拟禁止向中国出口老款浸没式DUV并限制维修服务,尚未成法。机器买了,不等于能一直用。
3.5 设备:光刻是最硬的那个单点
晶圆厂七八成的资本开支花在设备上。2025年全球设备销售额1351亿美元,中国大陆买了493亿美元,约占36.5%,是全球最大买家。前五大设备商是ASML、应用材料、泛林、东京电子、KLA,它们三到四成的收入来自中国:泛林2025财年37%,应用材料30%,ASML 2025年对中国的系统销售占33%。
各类设备里,光刻是最硬的单点。按金额,ASML占全球光刻机市场约94%(摩根士丹利,2024年),EUV是100%。一台EUV约10万个零件,背后约200家主要供应商。它的反射镜只有德国蔡司能做,光源由ASML收购的美国Cymer设计,驱动激光来自德国通快。中国的上海微电子量产的前道光刻机仍以90纳米级为主;2026年市场上反复流传的「国产28纳米浸没式光刻机已量产交付」,经芯智讯、21世纪经济报道核实均无可靠信源。截至2026年10月,没有公开可靠证据显示国产28纳米浸没式光刻机已在晶圆厂量产使用。路透2025年底报道中国已组装出EUV原型机,目标2028年做出可用芯片,至今没有官方证实。
刻蚀和沉积是另一番景象。北方华创2025年营收393.5亿元,在有的榜单里升到全球设备商第五;中微公司营收123.9亿元,研发投入占营收30%。
国产化率是最容易被误用的数字。中国半导体行业协会说2025年设备国产化率35%,超过了30%的目标;Bernstein按「国内厂商在中国晶圆制造设备市场的份额」算是21%。分到光刻,一个说18%,一个说不到1%,差别大概在于前者把后道封装用的光刻和低端光刻机也算了进去。两个口径都覆盖的说法是:整体两到三成,刻蚀和沉积约三成,前道关键层光刻几乎为零。
设备难在它是精密光学、精密机械、控制软件、材料科学的系统工程,而且性能要在客户产线上「被用出来」,验证周期过去要一两年。ASML从启动EUV研发到量产用了约二十年。
3.6 材料:光刻胶和光刻机同级
材料是晶圆厂每天消耗的耗材:硅片、光刻胶、电子特气、超纯化学品、靶材。2025年全球市场732亿美元,中国大陆用了156亿美元,排第二。
日本是这一环的主人:控制全球七成以上的光刻胶、约95%的EUV光刻胶(工商时报口径)。AI芯片载板用的ABF绝缘膜,味之素自称份额超过95%。中国的光刻胶国产化率按品类看:较低端的g/i线约两三成,KrF只有个位数,ArF不到1%到5%,EUV基本空白。硅片上,沪硅产业2025年营收37.16亿元,12英寸硅片销量涨了26%,但亏损扩大到15.08亿元。
材料难在三处。配方是经验,没有专利也难复制;晶圆厂换材料要验证一到三年,一次失败可能报废整批晶圆,所以天然保守;高端光刻胶保质期只有三到六个月,没法大量囤货。2021年信越一次短暂停供,据报道让中芯效率下降约20%。2025年底中日关系紧张时,市场传出日本收紧对华光刻胶出口,TrendForce引台湾媒体称东京并未发布正式禁令。这一环没有被正式「武器化」,但大家都知道它可以。
3.7 封测和存储:中国最近的一环,和AI时代的两个新卡点
封装测试是把晶圆切成单颗、装进外壳、引出管脚、测试筛选。传统封装是劳动和资本密集的后道工序,中国在这里最接近领先:TrendForce的2024年全球委外封测前十里,长电科技第三、通富微电第四、华天第六、智路第七,大陆占四席。通富微电2016年收购AMD苏州和槟城封测厂,至今深度绑定AMD。
AI时代把封装重新变成了卡点。英伟达的GPU要和多颗HBM并排封在一块硅中介层上,这种工艺叫CoWoS,2023—2025年它的产能是AI芯片出货的头号瓶颈。台积电CoWoS月产能2026年底目标12万到14万片,英伟达一家预订了一半以上。中国的替代路线是中芯做前段和中介层,再由通富、长电做后段,能否规模化提供等效产能,目前没有可靠证据。
存储是链上一个特殊的玩家:自己设计、自己制造,标准化程度高,周期性极强。2026年二季度全球DRAM营收里三星39.4%、SK海力士24.9%、美光23.3%,长鑫9.5%。HBM则是另一回事:SK海力士50%、三星33%、美光18%,中国量产意义上接近零。长鑫的HBM3据报良率还在爬坡,业内判断和国际差距约三年。HBM难在三件事叠在一起:先进的内存晶圆、多层堆叠的封装、和GPU厂一起验证,而美国2024年12月已经把HBM和相关设备纳入管制。
所以AI芯片的链上,比手机芯片多了两个单点:CoWoS和HBM。
3.8 下游:中国是最大的买家,也是筹码
中国是全世界最大的电子产品制造基地,大量芯片在中国被装进整机再出口。据第三方转引的海关数据,2025年中国进口集成电路约3.04万亿元,约合4240亿美元;同年原油进口约2950亿美元。芯片进口比原油多四成。
中国的芯片自给率是另一个口径混乱的数字:星展银行估计约20%,高盛按产量口径约70%(按价值低得多)。「中国制造2025」设定的2025年70%自给率目标没有达成,这一点各方没有分歧。
买家的身份本身就是筹码。设备商三到四成的收入来自中国,管制等于自断大客户,这是管制反复松紧的经济原因。2026年1月中国海关拦下H200,说明下游需求也可以变成政策工具。
3.9 一张表看卡位,以及为什么大多数公司做设计
| 环节 | 全球集中度 | 中国国产化(口径) | 难绕开的程度 |
|---|---|---|---|
| EDA | 三巨头约74%,在华八成以上 | 约一成(按营收,行业估计) | 高:体量小,断供即交不出图 |
| IP | Arm 44%、新思 23% | 暂缺;RISC-V是备胎 | 中 |
| 芯片设计 | 英伟达占前十57% | 设计业约1180亿美元 | 低:能设计,但上游受制 |
| 晶圆代工 | 台积电72.5% | 成熟制程产能占全球34% | 先进制程高,成熟制程低 |
| 光刻机 | ASML约94%,EUV独家 | 前道不到1%(另一口径18%) | 最高 |
| 刻蚀/沉积 | 美日几家主导 | 约三成 | 中 |
| 光刻胶 | 日本七成以上 | ArF不到1%到5%,EUV空白 | 最高 |
| 封装测试 | 日月光领先;CoWoS是台积电 | 前十中大陆四席 | 传统封装低,先进封装高 |
| HBM | 韩美三家 | 接近零 | 最高 |
把这张表和前面的历史放在一起看,就能回答为什么中国约3900家芯片公司里绝大多数在做设计,为什么全世界的芯片创业公司九成以上是无晶圆厂设计公司:
建一座先进晶圆厂要两百亿美元以上,ASML研发EUV用了二十年,一种光刻胶要验证两三年。只有设计这一环,可以用几十个人、几千万元人民币起步,把制造交给代工厂,把画图工具租来用。这正是张忠谋1987年替设计师们打开的那扇门。
门开了,代价也写在表上:设计公司站在链的最下游,头顶是代工、EDA、IP、封装几个单点。它要活下去,就得找到一件只有它能做好、客户又离不开的事。这就是第五章要讨论的问题。
四、横纵交汇洞察
4.1 今天每个单点,都能追到一个「绕开短板」的决定
把横向的表放回时间线上,会发现今天每一个难以替代的位置,起点都是某个人在约束下做的「最不坏的选择」。
台积电的72.5%,起点是1985年张忠谋盘出来的那张家底清单:台湾只有制造。纯代工不是因为制造最赚钱,而是因为台湾别的都没有。之后两个决定把它锁死在顶端:一是「不和客户竞争」,让苹果、英伟达、AMD都敢把最先进的设计交给它;二是2003年押注林本坚的浸没式方案,和ASML一起甩开了尼康。客户越多,量产数据越多,良率越高,客户更多。
ASML的独家地位,起点是2012年三个竞争对手一起出钱。英特尔、台积电、三星为了让EUV早点问世,亲手资助出了一个它们全都离不开的供应商。买家出钱造出自己的垄断供应商,这在别的行业很少见,在芯片业是常态,因为没有哪一家扛得起二十年的研发风险。
中国今天的长处和短处,也能一一追到源头。封测和成熟制程强,是因为这两环最接近中国擅长的事:大规模、成本敏感、可以靠资本和工程师堆出来,通富2016年收购AMD的封测厂也是这个逻辑。设计公司多,是因为2014年大基金、2019年科创板、2018年后国产替代需求三件事叠在一起,把钱和客户同时送到了门口。光刻机和光刻胶弱,是因为这两样恰好是「买不来迭代能力」的极端:1980年代引进生产线的老问题,在这里被放大到了二十年的尺度。
4.2 每一次追赶,都撞上了链上的另一环
纵向历史里有一个反复出现的模式,值得单独拎出来。
908工程建了厂,撞上的是技术迭代:建好时已经落后四五代。中芯国际有了工厂和人,撞上的是知识产权:人才和技术来源与台积电重叠。海思有了世界一流的设计,撞上的是制造:台积电一断供,图纸只是图纸。中芯用DUV硬挤出7纳米,撞上的是EUV。国产AI芯片有了需求和资本,撞上的是HBM、CoWoS和CUDA。
每补上一环,瓶颈就移到下一环。原因在于这条链的结构:分工把每个环节都推到了极致,最强的那一环和次强的那一环之间不是差一点,而是差一个时代。中国的追赶策略因此只能是「补齐」,不能是「超车」:哪一环最危险就补哪一环,补完再找下一个。
当年的好决定,也会在新的约束下变成包袱。无晶圆厂模式让海思十几年间用很少的钱做出了顶级芯片,在地缘冲突里却成了它最大的软肋。台积电把最先进的产能集中在台湾,效率最高,现在成了各国补贴「回流」的理由。中国在成熟制程上猛扩产能,换来了34%的全球份额,也换来了模拟芯片和MCU的价格战:德州仪器2023年在中国降价两到三成,国产模拟芯片公司毛利从近四成跌到两成多。
还有一个同时指向两个方向的力量:出口管制。2022—2024年,它切断了壁仞的台积电代工,让寒武纪、摩尔线程收缩团队,把国产AI芯片的「死亡谷」挖得更深。2025—2026年,同一个管制把英伟达挤出中国市场,给国产芯片送来了客户和资本。同一个冲击,前后作用方向相反。这一点在第五章讨论创业时会再出现。
1776年,亚当·斯密在《国富论》开篇写别针工厂:一个人独自做别针,一天做不了几根;拆成十几道工序分给不同的人,产量翻几千倍。两百多年后的芯片业把这个道理推到了极致,也把它的另一面暴露出来:分工越细,每个人越离不开别人。效率和脆弱,是同一件事的两面。
4.3 未来推演:三个剧本
最可能的剧本:两条链并行,中国守住成熟、慢追先进。 中美的休战在2027年1月10日前后继续以「延期、反复、再延期」的方式维持。全球逐渐分成两条相互渗透的链:一条以台积电、ASML、美国EDA为核心,做最先进的芯片;一条以中芯、华虹、长鑫、长存、北方华创为核心,做成熟制程、存储和「够用」的先进制程。中国在封测、成熟制程、存储、刻蚀沉积上继续扩大份额,先进逻辑停在5纳米级附近,用Chiplet和超节点堆数量弥补单颗芯片的差距。EDA、光刻胶、EUV三样仍然依赖外部。逻辑支撑:2025—2026年的每一次升级最后都以互相暂停收场,说明双方都承受不起彻底脱钩;而光刻和光刻胶的追赶周期以十年计。要观察的信号:2026年11月到2027年1月的几个到期日是否再次延长;中芯7纳米产能是否如期翻倍。
最危险的剧本:休战破裂,叠加AI周期回落。 美国恢复「关联方50%规则」,MATCH法案通过、限制DUV光刻机维修,日本正式收紧光刻胶;中国恢复稀土和镓锗管制。中芯的先进产能因为设备无法维修而逐步萎缩,华为昇腾的产量上限被压低。与此同时,2025—2026年由存储涨价推起来的超级周期回落,资本市场对国产AI芯片的高估值(沐曦发行市销率56倍)快速收缩,刚上市的公司股价腰斩,一级市场再次「只看不投」,一批还在第一颗和第二颗之间的创业公司倒在死亡谷里。逻辑支撑:2023—2024年已经演示过一次,融资事件数一年下降三成以上;摩尔线程在2026年9月解禁后股价已较高点跌去六成。要观察的信号:联邦公报上关于关联方规则的文件;存储价格的拐点。
最乐观的剧本:两个单点被撬开。 国产28纳米浸没式光刻机进入晶圆厂量产,国产EUV原型机在2028年前后做出可用芯片;长鑫的HBM良率追上来;AI编程工具和开源框架让CUDA的护城河变浅,国产芯片的软件迁移成本大幅下降。中国在2030年前形成从EDA到封测都「能用」的完整链,先进制程落后两代而不是三四代。逻辑支撑:设备国产化率按Bernstein的口径一年里从16%升到21%,长江存储在实体清单下升到全球第三,证明「被卡」不等于「退出」。但这个剧本依赖的几件事目前都只有媒体消息或企业自述,没有可靠的公开证据,我把它放在可能性最低的位置。
不管走哪个剧本,有一件事不会变:没有一个国家能独自造出最先进的芯片。区别只在于,链条上的依赖是被当作效率来经营,还是被当作筹码来使用。
五、一家创业公司想造芯片
前四章讲的是链。这一章换一个视角:假设你今天在中国要创办一家芯片公司,从选方向到量产,每一步难在哪,怎么走最可行,以及造出第一颗之后,怎么活到第二颗。
5.1 为什么九成的创业公司选设计
先比两本账。
建厂这本账:一座先进逻辑晶圆厂投资两百亿美元以上;中芯国际2025年一年的资本开支就有81亿美元,几乎等于它全年营收。长鑫存储2023—2024年累计亏损235亿元,靠国家大基金和地方资本撑过来,2026年才在存储超级周期里翻身。武汉弘芯号称1280亿元的项目,最后只留下一台抵押给银行的光刻机。这本账的门槛是国家级的。
设计这本账,取决于你选的工艺。据一家咨询公司的估算(厂商口径,可信度中等),成熟工艺(65到180纳米)的一颗芯片,研发一次性投入约50万到500万美元,团队5到15人,12到18个月;中端工艺(7到28纳米)约500万到3000万美元,20到50人,18到24个月;先进工艺(3到5纳米)3000万到1亿美元以上,50到200多人,两到三年。
常被引用的「28纳米设计一颗芯片4000万美元、7纳米3亿、5纳米5.4亿」要打个折听。这组数字出自咨询公司IBS,但混用了两个年份:4000万来自2021年的说法,3亿和5.4亿来自2018年的图;同样按2021年口径,7纳米是2.17亿、5纳米是4.16亿。而且这是「总设计成本」,包括人力、IP、验证、软件和流片,不是很多中文文章写的「流片费」。业内普遍认为IBS偏高:行业媒体SemiEngineering说「没有哪颗芯片真花了这么多,但对前沿设计来说数量级是对的」;分析机构SemiAnalysis估计,7纳米AI芯片创业公司的实际全部花费约5000万到7500万美元。门槛高,但没有传说中那么高。
两本账一比,选择就很清楚了:只有设计这一环,是一群有经验的工程师加几千万元能起步的。这也是2025年中国约3900家设计公司、而只有几十家晶圆厂的原因。
下面按一颗芯片的生命周期,走一遍设计公司的每个阶段。每个阶段写四样:花多少钱、花多长时间、公司通常怎么死在这一步、中国创业者特有的约束。
5.2 每一个阶段,难在哪
第一步:定义产品,选赛道。 这一步几乎不花钱,但决定后面所有的花费量级。工艺节点是最大的变量:选了7纳米以下,账单就从千万级跳到亿级;选了车规,从设计到装车就是两三年起。
最常见的死法是定义错了。芯迪科技创始人牛玉清说过两句很实在的话:芯片研发出来之前,没有客户会先承诺一定采用你的产品;即使看准了细分市场,产品做出来时市场也未必还在等你。另一种死法是扎进同质化的中低端红海。2022年起缺芯潮退去,消费类MCU(微控制器,家电和玩具里控制开关、电机的小芯片)和模拟芯片先是库存积压,2023年德州仪器在中国把通用模拟芯片降价两到三成,价格直接对标国产芯片。国产模拟芯片公司艾为电子的毛利率从2022年的38%跌到2023年的25%,思瑞浦2024年上半年在销量增长约27%的情况下营收反而下降17%。射频芯片创业者钟林的说法是:「中低端芯片永远是个泥潭,陷在里面就无法脱身。」
赛道的大致地图(这是我综合各方材料的判断):AI训练大芯片是巨头和重资本的地盘,国内四家GPU公司都是融了几十亿到上百亿元才走到上市;汽车芯片门槛高、周期长,但国产替代需求明确;模拟和MCU的中低端已经严重过剩;接口互联芯片技术门槛高、玩家少、可以用中端工艺做,美国的Astera Labs从2017年成立到2024年上市,国内的裕太微2023年上市。
这一步决定了能不能活到第二颗:赛道选错,第一颗没有客户,第二颗就没有钱。
第二步:组队和融资。 一颗数字芯片的团队包括架构、前端设计(把功能写成电路描述)、验证、后端(把电路摆成工厂能造的版图)、可测性设计、软件和应用支持。验证工程师和设计工程师的人数已经接近一比一。
人是最大的成本。集微咨询的报告显示,2024年中国集成电路行业社招平均年薪约34万元,10年以上经验的博士约105万元;美国英伟达的芯片工程师总薪酬中位数约25万美元。中国资深工程师的现金收入大约是美国大厂同级的三分之一到四分之一,这是中国芯片创业的一个真实优势。问题在别处:新拿到钱的公司高价挖人,薪资被抬高,人员流动频繁。
融资环境像过山车。2021年「好项目投资人都是抢额度的」;2023年四季度机构「只看不投」,2024年前11个月中国芯片投资事件同比少了三成多;2025年数量回升三成,但金额连续第二年下降,33家独角兽拿走了近四分之一的钱。2025年6月证监会在科创板重启未盈利企业上市标准,2026年上半年科创板新受理的企业近四成是半导体。
典型死法有三种。一是融资断档:TCL旗下的摩尔芯2023年解散,公司代表说「最大挑战在于融资进度,而不是项目进度」。二是对赌:很多融资协议约定了回购条款,融不到下一轮不只是没钱,还可能被股东起诉、账户冻结,象帝先就是这样在2024年濒临解散(见5.4节)。三是首颗成功也不保命:诺领科技2018年流片成功,2020年拿到2亿元B轮,之后仍然倒闭。
地方政府的流片补贴是中国创业者独有的工具:北京海淀对首轮多项目晶圆流片补贴不超过费用的50%、单家上限300万元,珠海的草案是70%。
这一步决定了能不能活到第二颗:一轮融资通常撑两年左右,而第一颗从立项到回片往往就要一年半。
第三步:架构、前端设计和验证。 这是花时间最多的阶段,通常9到24个月。最大的开销是人,然后是仿真算力和验证用的硬件。
验证有多重?西门子EDA的验证首席科学家Harry Foster估计,验证占芯片项目工程投入的60%到70%;按项目时间算,长期调查的均值在一半多一点。2022年的调查显示66%的芯片项目落后进度。
典型死法是bug漏到硅片上。导致返工的头号原因是逻辑和功能错误。小公司的另一个陷阱是架构太复杂:做过多核芯片创业的Andreas Olofsson的经验是「架构要简单到小团队能验证」。
第四步:EDA和IP。 三巨头不公开价目表,按席位打包、通常三年一签,价格逐家谈。量级上,一家咨询公司估算成熟工艺每年20万到50万美元,先进工艺200万到500万美元(厂商口径)。它们都有面向创业公司的扶持计划,比如新思的云上EDA初创计划。IP更有弹性:Arm的「灵活授权」对融资不到2000万美元、年收入不到100万美元的初创公司免收入门费,流片量产时才按用到的IP收费。RISC-V指令集免费,但商用处理器核仍需授权,省下的钱可能要花在验证和软件适配上。
中国创业者特有的风险是工具被断供。2025年5月到7月那四十天,所有用三巨头工具的公司都面临签不了字、交不了图的风险。这也是中国公司越来越多转向RISC-V的原因之一。
第五步:流片。 流片有两种方式。全掩膜是整套光罩只为你一家做,适合量产,一次性费用最高。多项目晶圆是很多家拼在同一套光罩上,按面积分摊。
掩膜本身的价格,AMD技术负责人2016年给过一组数:28纳米约200万美元,16/14纳米约400万美元,7纳米800万到1000万美元;到3纳米,各方估算在1000万到4000万美元之间。拼车便宜得多:欧洲半导体服务平台Europractice的小面积拼片服务,2026年对非学术客户的标准价是台积电28纳米约1.06万欧元起(1平方毫米),16纳米约3.06万欧元起。一次先进工艺的全掩膜流片,从下单到拿到芯片大约6个月。
最常见的死法是第一次流片就用全掩膜,一次烧掉大部分融资,失败后没钱返工。Olofsson的做法是用多项目晶圆把百万美元级的掩膜费推迟到大订单确定之后。
中国创业者在这一步碰到的约束最多。2024年11月起,台积电按美国要求暂停向中国大陆客户供应7纳米及以下的AI芯片。2025年1月美国的「代工尽调规则」生效后,据集微网报道,台积电通知大量大陆设计公司:16/14纳米及以下的产品,若不交给美国核准名单上的封测厂封装,就暂停出货(这一点台积电没有公开声明)。转去中芯做先进工艺,就要换工艺包、重做后端,还要和华为等大客户抢产能。中国创业者在先进工艺上的选择,比海外同行少得多。
第六步:回片调试。 芯片回来,接上电,看它能不能按设计工作。
第一次就能直接量产的比例越来越低。西门子和Wilson Research长期调查的「首次流片成功率」过去约30%,2022年24%,2024年14%。2026年9月发布的最新调查只有5%,但调查者自己说明,2024年起换了受访者的招募方法,跨期比较要小心,不能简单读成「芯片难做了六倍」。哪怕按14%算,也是七家里有六家要返工。
返工的代价是再付一套掩膜加半年时间。有经验的团队会在设计里预埋备用单元,出了小毛病只改金属连线层,比全部重做便宜得多。
这一步决定了能不能活到第二颗:如果融资计划是按「一次成功」做的,一次返工就可能把第二颗的钱提前花光。
第七步:软件栈和客户导入。 这是很多人低估的长跑。
AI芯片的门槛不在芯片,在软件。英伟达的CUDA有400多个库、几百万开发者,全球超过10亿块GPU在跑。2019年就有人指出,很多AI芯片创业公司只盯单芯片的跑分,对软件栈认识不足。英特尔的Gaudi 3没完成5亿美元的销售目标,英特尔自己把原因归到软件问题上。有钱有渠道,也补不上软件。
汽车芯片的长跑是认证。车规可靠性认证AEC-Q100至少6个月,常常超过一年;功能安全认证ISO 26262的流程认证一到一年半;之后每家车企还要各自验证一遍,广汽的人说光高温高寒两项测试就要一年。一颗国产车规芯片从设计到整车量产,通常两三年。地平线从2015年成立到2020年第一颗芯片随长安UNI-T上市,用了约五年。
第八步:量产和供应链。 量产要备货,要给代工厂付预付款锁产能。2020年缺芯时,一位电源管理芯片公司负责人回忆,代工厂突然说排不出产能;行业媒体的专栏写得直白:对小芯片公司,拿不到产能就交不了货,交不了货投资人就不理你。反过来,2022—2023年去库存时,豪威(时称韦尔股份)的存货减值约14亿元,汇顶计提四五亿元。毛利则被夹在晶圆、封测成本和客户压价之间。
这八步走下来,小团队做成熟工艺的细分芯片,大约一年半到三年、几千万到一两亿元人民币可以走到量产;做7纳米以下的AI大芯片,起步是数亿美元、数百人、三年以上。流片只是中点,软件和客户才是后半程。
5.3 最可行的路线
先说结论(这是我的判断,依据是上面的阶段分析和5.4节的案例):先找到离不开你的客户,再决定做什么芯片。 具体是四条:
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选成熟或中端工艺上的细分高门槛品类。 比如接口互联、车规的特定功能芯片、工业和特色模拟、带具体场景的端侧推理芯片。这些品类技术门槛高到挡住价格战,又不需要先进工艺,绕开了台积电7纳米以下的限制和最贵的掩膜费。2025年中国86.5%的设计公司不到100人,真正的竞争对手不是英伟达,而是隔壁那家做同一颗MCU的公司;门槛是你唯一的护城河。
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和第一个客户联合定义产品。 牛玉清说「芯片做出来之前没有客户会先承诺」,那就让客户在定义阶段就参与进来。燧原的第一颗芯片在腾讯内部场景上线,地平线靠理想换掉Mobileye的机会放大,都是这条路。代价是客户集中,5.4节会讲这个代价有多大。
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多项目晶圆先行,预算按两颗准备。 用拼车流片验证架构,把全掩膜的大钱推到订单确定之后;融资计划默认第一颗要返工一次,默认第一颗赚不到钱。
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软件和工具链从第一天起和芯片一起做。 要么兼容主流生态(国内GPU公司多走CUDA兼容),要么像地平线那样把算法和工具链一起交给客户,让迁移成本由自己承担,而不是客户。
还有两条路,适合特定的团队:一是先做设计服务或IP授权养团队,再择机做自有芯片,芯原是这个模式的代表,进迭时空、算能是从IP走向芯片的例子,风险是设计服务本身利润薄;二是直接做先进工艺的AI大芯片,只适合顶级团队、能融到几十亿元、并且有国产代工和封装替代路径的少数公司。2025—2026年的上市窗口让这条路看起来很热,但那是头部的游戏。
这里我在「细分专用芯片」和「AI大芯片」之间犹豫过,选了前者。 犹豫的原因是:2025—2026年的资本市场明显在奖励AI大芯片,摩尔线程、沐曦、燧原上市首日的市值都在千亿元以上,而细分芯片公司很难拿到这种估值。选前者的理由是,这一轮AI芯片的上市潮建立在两个外部条件上:英伟达被挤出中国市场,存储和算力的超级周期。两个条件都不是创业公司能控制的;而且在这一章的案例里,没有一家AI芯片创业公司是靠第一颗芯片自己的营收活下来的。细分芯片挣不到那么大的估值,但它的生死更多掌握在自己手里。这个取舍值得你判断。
5.4 造出第一颗之后,怎么活到第二颗
前面每一步都在为这一节铺垫。第一颗芯片回片、点亮的那一刻,通常是一家芯片创业公司最危险的时候:钱往往已经花掉大半,团队累到极限,第一颗多半还不够好,而第二颗的流片费更贵。中间这段,业内叫「死亡谷」。
要过死亡谷,四根线必须同时接上:
- 现金:第一颗的营收或下一轮融资,能不能在第二颗流片前到账?
- 客户:第一颗有没有换来真实的订单和反馈?
- 团队:核心工程师会不会在最累、最没钱的时候走掉?
- 软件:客户从第一颗换到第二颗,迁移顺不顺?
下面用国内外的案例逐根看。四根线「接上」还是「断了」,是我根据公开材料做的判断。
现金:第一颗几乎从不靠自己的营收撑到第二颗。 壁仞的第一颗BR100在2022年发布,那一年营收49.9万元;沐曦2022年营收42.6万元;摩尔线程0.46亿元;英国的Graphcore 2022年270万美元;美国的Groq 2023年约300万美元。它们都活过了(或至少撑过了)这段时间,靠的是第一颗之前就融到的钱和之后的上市窗口:壁仞2020—2021年融了47亿元以上,熬过2022—2024年;摩尔线程三年融了35亿元以上,再加上市募资80亿元。Groq的创始人Jonathan Ross说公司「好几次差点死掉」,最紧的时候让员工用薪水换股权,换来约两个月的跑道,「如果没拿到那3亿美元,我们就死了」。
所以死亡谷的长度,实际上是两次融资窗口之间的距离,而不是两次流片之间的距离。对赌条款会把这段距离人为缩短:象帝先2020年成立,融了约25亿元,产品还没量产,就因为下一轮没融到约定的金额被股东起诉、账户冻结,2024年8月传出全员解散,后来靠2025年国产GPU的热度才又融到钱。它不是死在第二颗流片前,而是死在下一轮融资前。
客户:大客户验证你的那一天,常常也是它开始自研的那一天。 寒武纪是最标准的样本。它的第一个产品是授权给华为麒麟970的神经网络处理器IP,2017年、2018年九成七以上的收入来自华为;2019年华为改用自研的达芬奇架构,寒武纪当年亏损11.79亿元,之后五年累计亏损约38亿元。直到2024—2025年英伟达对华供应受限、国内大模型算力需求爆发,客户线才重新接上,而且依然高度集中:2025年前五大客户占营收88.66%。
同样的剧本反复上演。地平线靠理想放大规模,2026年理想新一代L9改用了自研的马赫100芯片。Graphcore的第一颗换来了微软Azure这张最好的门票,2022年微软终止了合作,Graphcore那年营收只有270万美元,2024年被软银以约6亿美元收购,据FT报道低于它约7亿美元的累计融资。燧原是「股东即客户」:腾讯从第一轮跟投到上市,第一颗芯片就在腾讯内部场景上线,现金和客户都最稳;代价是2025年腾讯占了它83.79%的收入,而腾讯也有自研的推理芯片。
所以客户线要算的不是第一个客户签了多少,而是第二个独立的大客户什么时候出现。
团队:团队线更像结果,不是原因。 寒武纪的CTO在2022年因为「与公司存在分歧」离职,2023年研发人员减少200多人;壁仞两位联合创始人在2023—2024年相继离开;天数智芯两次换帅;美国的Tenstorrent创始人2023年离开,由芯片界明星Jim Keller接任CEO。这几家至今都活着,三家已经上市。反过来,OPPO的芯片子公司哲库两颗芯片都按时交付,2023年5月母公司以手机市场不确定为由一夜关停,约3000人遣散。团队是随着现金一起断的。
依附于单一母公司的芯片团队,四根线其实是一根线。现金线紧张时会出现收缩和分歧,现金线宽裕时可以换人续命。
软件:最容易被低估的致命伤。 海外挑战者里,软件栈是最常见的断点。Graphcore的芯片要求用户改写模型去适应它的内存和并行方式,而2020—2023年恰好是CUDA生态最强的时候;英特尔收购的Habana,Gaudi 3有英特尔的钱和渠道,仍然因为软件问题没完成销售目标。
活下来的公司有三种解法。国内GPU公司(摩尔线程、沐曦、天数智芯)走CUDA兼容,让客户迁移成本最低。地平线把算法和工具链一起授权给车企,客户换代时几乎不用重写,授权收入在2023年反而超过了芯片收入。海外的Cerebras、Groq、SambaNova干脆转做推理云,客户只调用接口,根本不碰芯片的编程模型;代价是公司从卖芯片变成建数据中心,要融更多的钱。软件这根线可以外包给另外两根:要么由大客户承担迁移成本,要么由自己的云服务承担。完全指望客户自己迁移的,基本都失败了。
把四根线放在一起看,还有两条跨案例的规律。
第一颗通常只是「打通流程」,真正赚钱的是第二颗或第三颗。 沐曦的第一颗曦思N100打通了研发、生产、销售的全流程,收入可以忽略;第二颗曦云C500一上来就占了收入的97%。地平线的征程1没有量产,征程2首发,征程3才放量。摩尔线程前两颗做游戏和图形,第三代转向AI才有订单。燧原的收入主力是第三代推理卡。所以给投资人讲故事时,应该把第一颗定位成「工程能力证明」,把预算按至少两颗准备。
国内外的出口不一样。 海外的芯片创业公司走出死亡谷,主要是被大厂收购或许可:英特尔买了Nervana和Habana,软银买了Graphcore,英伟达和Groq在2025年12月达成非独家技术许可、创始人带队加入英伟达(交易额据投资方说法约200亿美元,未经官方披露)。国内主要是上市:2025—2026年摩尔线程、沐曦、壁仞、天数智芯、燧原先后上市。这一点高度依赖时间点:2022—2024年是国内死亡谷最深的时候,2025—2026年是资本窗口最宽的时候。把「活下来」都归功于公司自己的能力,是不公平的。
回到这份报告的主线。芯片是一条谁都离不开谁的链,一家小公司在链上没有任何议价能力:它离不开代工厂、离不开EDA、离不开资本市场的窗口。它能争取的只有一件事:让某个客户离不开它。寒武纪的教训是,这个客户最好不止一个;燧原的教训是,客户离不开你,最好是因为你做得更好,而不只是因为它是你的股东。
活到第二颗,靠的不是第一颗有多好,而是第一颗有没有让一个独立的客户开始依赖你,以及在那之前,你的钱能不能撑到下一个窗口。
六、信息来源
以下来源均于2026年10月23日访问。完整的来源清单(含每个数字的出处和冲突说明)见资料文件夹里的四份调研笔记和《关键数字核查》。
纵向历史
- 计算机历史博物馆·张忠谋口述史(2007)
- 计算机历史博物馆·点接触晶体管的发明
- 计算机历史博物馆·单片集成电路专利(1959)
- 计算机历史博物馆·摩尔定律
- 林恩·康威·多项目晶圆的历史
- TechInsights·台积电成立时的股东结构
- ASML·公司历史
- ASML·台积电首台浸没式光刻机订单(2003)
- ASML·客户联合投资计划(2012)
- ASML·入股蔡司半导体(2016)
- 西门子·完成收购明导(2017)
- AnandTech·格芯停止7纳米研发(2018)
- SiliconANGLE·英特尔7纳米推迟(2020)
- 中科院半导体所·中国半导体起步史料
- 虎嗅·908与909工程
- 每日经济新闻·中芯国际与张汝京(2020)
- 每日经济新闻·何庭波致员工信(2019)
- 网信办转载·国家集成电路产业发展推进纲要(2014)
- 中证网·大基金三期成立(2024)
- 最高人民法院·赵伟国案一审判决(2025)
- 凤凰网科技·武汉弘芯
- 美国商务部(Iran Watch转载)·中兴和解(2018)
- WilmerHale·外国直接产品规则针对华为(2020)
- Mayer Brown·2022年10月7日出口管制规则
- ASML·荷兰出口管制声明(2023)
- 美国商务部BIS·2023年10月规则更新
- Covington·2024年12月出口管制更新
- 彭博·Mate 60 Pro拆解(2023)
- TechInsights·麒麟9030与中芯N+3
- The Register·美国解除EDA对华禁令(2025)
- 财新·EDA禁令解除(2025)
- Pillsbury·中国暂停关键矿产出口管制
- Tom's Hardware·荷兰暂停安世接管令
- Miller Canfield·关联方规则暂停延期仍不确定(2026)
- Electronics Risk Brief·稀土休战延至1月10日但法律文本未改(2026)
- technology.org·稀土出口暂停11月10日到期(2026)
- TrendForce·英伟达AMD对华销售15%分成(2025)
- Covington·2026年1月H200对华许可新规
- The Standard(转路透)·国资数据中心只用国产AI芯片(2025)
- 界面·华为昇腾三年路线图(2025)
- IT之家·长鑫上市首日
横向产业链
- 美国半导体行业协会·2025年全球半导体销售
- WSTS·2026年二季度市场更新
- SEMI·2025年全球半导体设备销售
- SEMI·2025年全球半导体材料市场
- 新思科技·2025财年年报(10-K)
- 新浪财经·华大九天2025年报解读
- SemiWiki·2024年设计IP市场(IPnest)
- 南华早报·阿里玄铁RISC-V出货
- TrendForce·2025年全球无晶圆厂设计公司前十
- TechNode·2025年中国芯片设计业(ICCAD 2025)
- TrendForce·2026年二季度全球晶圆代工排名
- 港交所·中芯国际2026年中期公告
- TrendForce·中芯国际2025年营收
- TechInsights·2025年全球IC制造设备商排名
- TrendForce·中国设备国产化率35%(2026)
- 每日经济新闻·Bernstein设备国产化率21%(2026)
- 虎嗅·上海微电子28纳米光刻机传闻核实
- TrendForce·日本光刻胶出口传闻(2025)
- TrendForce·2024年全球委外封测前十
- Evertiq·2026年二季度DRAM营收排名
- Counterpoint·全球DRAM与HBM份额
- 博科供应链·2025年集成电路进出口数据
创业全流程
- SemiEngineering·一颗芯片要花多少钱(2023)
- SemiAnalysis·半导体设计成本的另一面(2022)
- Silicon Analysts·芯片创业流片成本指南(2026)
- UC Davis课件·掩膜成本(引AMD Papermaster)
- Europractice·2026年多项目晶圆价目
- 西门子Verification Horizons·2026年功能验证研究
- 西门子Verification Horizons·首次流片成功为何越来越难(2025)
- Adapteva·半导体创业经济学(2014)
- Arm·灵活授权数据表
- 澎湃·集微2024集成电路薪酬报告
- 虎嗅·2025年中国芯片投融资(IT桔子)
- 36氪·芯片初创企业加速洗牌(2024)
- 每日经济新闻·牛玉清访谈(2019)
- TechNode·TCL解散摩尔芯(2023)
- 北京市政府·海淀区集成电路流片补贴申报指南(2025)
- 美国商务部BIS·代工尽调规则(2025)
- TechNode·台积电暂停向更多大陆设计公司出货(2025)
- eeNews Europe·车规测试从12个月压到4个月
- 界面·国产车规芯片上车周期
- 英伟达·公司简介
- ibselectronics·德州仪器在华降价
创业案例
- 华尔街见闻·寒武纪招股书解读
- 每日经济新闻·寒武纪2025年报
- 每日经济新闻·寒武纪进入实体清单(2022)
- 港交所·地平线2025年业绩公告
- 36氪·地平线招股书
- Taipei Times(转彭博)·台积电暂停为壁仞生产(2022)
- 澎湃·壁仞科技业绩
- 虎嗅·燧原科技招股书
- 澎湃·摩尔线程招股书
- 财联社·沐曦曦云C500收入
- 36氪·OPPO关停哲库(2023)
- 36氪·象帝先否认解散(2024)
- The Register·Graphcore财务困境(2023)
- BNN Bloomberg·软银收购Graphcore(2024)
- 20VC·Groq创始人谈濒死经历
- Constellation Research·英伟达与Groq交易
- The Next Web·Cerebras上市(2026)
- TechCrunch·英特尔Falcon Shores不再上市(2025)
七、图片来源
网页里的照片取自 Wikimedia Commons,均为公有领域或 CC 授权,已压缩并按需裁切。点名称可查看原始文件页和完整授权信息。
- 晶体管的三位发明人 · Public domain
- 第一只晶体管的复制品 · Public domain
- 仙童 Micrologic 集成电路 · CC BY 4.0 · 155LA3
- 摩尔定律:芯片晶体管数 1971—2018 · CC BY 4.0 · Max Roser
- 张忠谋 · CC BY 2.0 · 總統府
- 英特尔 4004 的手绘版图 · CC0 · Intel 4004 Chip Layout (29983532570).jpg: Wolfgang Stief from Tittmoning, German
- ASML 总部,荷兰费尔德霍芬 · Public domain
- 从 2 英寸到 8 英寸的晶圆 · CC BY-SA 3.0
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- 麒麟 9000 与它的工程样品 · CC BY 3.0 · 极客湾Geekerwan
- 华为 Mate 60 系列 · CC BY-SA 4.0 · メイド理世
- 金属镓的晶体 · CC BY-SA 3.0 · en:user:foobar
- 白云鄂博稀土矿的卫星影像 · Public domain
- 一个反相器的版图 · CC BY-SA 3.0 · Jovianeye
- 英伟达 GA100 芯片显微照片 · CC BY 3.0 · Unknown authorUnknown author
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- 一颗「拼车」芯片 · CC BY 3.0 · Zeptobars; Mikhail Svarichevsky
- 晶圆探针台 · CC BY-SA 4.0 · Rgarrigan