1965年，中国的第一块硅基数字集成电路研制成功，2019年，中国自研的华为鲲鹏920与华为麒麟正式发布，达到世界顶尖水平。中国芯用了54年的时间，从无到有，从弱到强，从迷茫探索到坚定进击，这一路称得上是一部磨难史。
而这场磨难，还远没有结束。因为输在起跑线上的中国，在全球半导体竞赛中，依旧落后。
目前中国国内的半导体自给率水平非常低，特别是核心芯片极度缺乏，国产占有率都几乎为零，芯片国产自主化迫在眉睫。
中国在半导体的市场
（来源：波士顿2019年报告）
而西方国家在技术、设备、人才等方面的封锁，更是严重阻碍着中国芯的发展。眼下，跨越前方的大山和大海，成了国产芯片崛起的唯一答案。
跨越IC设计：国产芯片设计公司超1700家，华为启用“备胎计划”
和美国及其他半导体发达的国家和地区相比，中国大陆集成电路产业仍有很大的差距，除了技术本身的落后之外，产业结构也不够合理。国产芯片仍然大量集中在附加值和技术含量较低的市场，大家一起打价格战，互相厮杀。过低的利润难以让企业通过健康的研发投入来提升产品的市场地位，导致恶性循环。在制造方面也相对分散，不容易聚集财力和人力办大事。
根据集邦咨询旗下拓墣产业研究院最新统计，2019年全球前三大IC设计业者是博通(Broadcom)、高通(Qualcomm)及英伟达(NVIDIA)，均为美系企业。整体来看，美系企业主导着全球IC设计产业，排名前十的超威(AMD)与赛灵思(Xilinx)也都属美系。
另外，三家中国台湾IC设计企业联发科(Mediatek)、联咏(Novatek)和瑞昱(Realtek)在2019年的表现皆不俗。
回到中国大陆，近几年，中国芯片设计产业发展迅速，目前中国大陆的芯片设计公司已超过1700多家！设计从业人员超16万。就芯片设计而言，国产IC设计企业已掌握了芯片设计的核心技术，渐渐拉近了与外国的距离，甚至开始与国外企业竞争。
其中华为海思，国内 IC 设计企业毋庸置疑的龙头，其芯片技术已经可以和高通、苹果一较高下。尽管华为在2019年五月受到美国实体清单政策冲击，但对其全年整体表现影响有限，搭载Kirin处理器的智能手机出货依然强势，压缩其他品牌的表现。同时，为了对抗美国实体清单政策的冲击，华为还启用了“备胎计划”——华为一直在其基站、企业IT设备和手机上使用的芯片方面，采取两条腿走路的策略，即国际合作/外购与自主研发同时进行。
总体而言，在芯片设计领域，中国与国外技术的差距并不算太大。
跨越晶圆代工：中芯国际采用N+1工艺制造7nm芯片，绕过ASML光刻机垄断
晶圆代工有着高资本壁垒和技术壁垒，行业十多年没有新的竞争者出现且越来越多现有玩家放弃先进制程追赶。目前，全球晶圆代工老大为台积电，三星次之，而国内最有实力追赶的当数中芯国际。
1998年，华晶与上华合作生产MOS圆片合约签定，开始了中国大陆的Foundry时代。
2000年，中芯国际在上海成立，中国大陆的晶圆代工进入加速发展阶段。
2008年，第一批45纳米产品成功通过良率测试。
2015年，中芯国际28纳米产品实现量产。
2019年，中芯国际开始14nm中端芯片的量产。
如今，全球真正量产的先进制程是7nm，但由于多方阻力，中芯国际没能从荷兰引进7nm制造工艺的光刻机，故国产高端芯片代工仍需依赖台积电。
芯片技术包括设计和制造两个环节，在设计上我国并不落后，但在制造上与国际差距很大，这个差距就是被“光刻机”卡住了脖子。
目前，国际光刻机技术已经发展到了第五代，高端光刻机全部来自荷兰ASML公司。荷兰第五代极深紫外光刻机禁止向我国出口是众所周知的事实。2018年中芯国际耗资1亿欧元订购的我国唯一一台第五代极深紫外光刻机，原定于2019年初交付，但至今也没有到货。
但近日，中芯国际传出重大好消息，称可绕过ASML光刻机，采用N+1工艺制造出接近7nm工艺的芯片，并将于2020年底量产。如果中芯国际能成功量产7nm工艺芯片，无疑将会让国产芯片掌握越来越多的话语权。
另据悉，中国在2008年就已经启动国产化第五代极深紫外光刻机的研制计划，希望在2030年实现目标。该计划瞄准的是第五代极深紫外光刻机，但是荷兰ASML公司目前已经启动了新版本第五代极深紫外光刻机的研制，并计划于2022年对外供货。新版本第五代极深紫外光刻机可实现2纳米光刻工艺，可制造的芯片密度是旧版本的2倍以上，也就是说我国的第五代极深紫外光刻机还没有国产化成功，技术就已经落伍了。
但是，针对这一点，国内有技术团队正在研发第六代双光束超分辨光刻机，希望通过解决纳米光刻分辨率需要采用短波长紫外光源的关键难题，取得了绕过国际原有紫外光刻技术路线的突破。
最后，从国产晶圆代工整体来看，根据 gartner 预测， 2019 年中国大陆晶圆代工市场约 2149 亿元， 中国大陆集成电路产业结构将继续由“小设计-小制造-大封测”向“大设计-中制造-中封测”转型，产业结构将更趋于合理。
跨越EDA：加大EDA共性技术投资，共同打磨“铁三角”
半导体行业内，除了IC设计公司和代工厂外，还有EDA软件也是主要的参与者。最早从加州大学伯克利分校的实验室开始起源，EDA多年来与集成电路行业共同发展，到今天已经涵盖了设计、制造和IP核。由于EDA为集成电路行业提供了方法学，因此随着半导体行业的发展，EDA越来越大有用武之地。IC设计、代工厂和EDA软件三者之间呈铁三角关系，对半导体产业非常关键，如果要想磨合工艺套件，就必须三家一起打磨。
中国有全球头部的IC设计公司，中国有全球最多的代工厂，截止到2019年，中国大陆光晶圆厂，就达到86座。同时还有全球最大的半导体消费市场，达到了60%。这样的一种制造和消费格局，应该会诞生相应的国产EDA公司，但实质上中国EDA行业已经落后得太远，而当前国内的芯片设计公司和代工厂，给与国产EDA软件的重视，甚至还不如台积电。
过去的十年，是中国集成电路产业飞速发展的十年。与之形成鲜明对照，EDA行业几乎颗粒无收，步履蹒跚。除了在少数领域有厂商在某些产品上做到全球前列，实现自主替代，绝大多数工具和技术都是依赖进口。
目前EDA产业霸主依然是明导、铿腾、新思这三巨头。离开了代工厂，还有其他的代工厂可选；而离开了EDA三巨头，几乎没有其他工具可选。
而在近两年发生的“中兴事件”和“华为事件”刺激下，人们更加意识到软件断供的危机，更直观地感受到国产半导体卡脖子之痛——EDA是卡位最高的伤之一。
因此，想打破国产芯片的困境局面，IC设计、代工厂和EDA软件这三家必须联手，才有希望破局。
芯片设计公司的基本逻辑是，设计完成后，需要去代工厂做流片。这里面有两个风险，一是设计品未必能流片成功；二是成功后未必符合要求。一般而言，这是靠整个EDA流程保证的。而现在，由于EDA全流程都掌握在三巨头手中，想打破僵局只能另辟蹊径。
中国EDA破局之术，最需要改变现状的，恰好是中国代工厂。中国EDA工具的发展，应该朝着“如何提高这些代工厂的产能，如何提高代工厂支持客户的能力，怎么将只能在国外流片的高端芯片拿回来......”这些方向走。因此，我们需要加大对EDA共性技术投资，以消除晶圆代工厂中工艺流程中的风险。
从投资角度来看，EDA快要算成夕阳产业了（在美国已经有近20年没有EDA软件上市公司），因为EDA软件的产值看起来太小了，可能只有IC公司的1%，代工厂产值的千分之一。
但中国半导体的崛起，将给发展EDA软件带来新的希望。
2019年全球电子设计领域最具有影响力的DAC大会上，华大九天、广立微、概伦电子、芯禾科技四家中国EDA厂商联袂出场，向世界展示了EDA领域的中国力量。而在2019年底，概伦电子则收购博达微，进一步整合优势资源。这都是中国力量春笋窜节的声音。
而与此同时，随着5G、工业互联网、汽车电子、区块链等领域的兴旺，提出了很多特色鲜明的、尚未被EDA工具满足的IC设计需求，这恰是EDA工具厂商的新机会。
结语：
最近有报道称，华为将把 14nm 自主芯片的生产从台积电转移到中芯国际。如果国产最强IC设计与最强晶圆代工真的实现双叕联手，必能一定程度上会促进国产芯片的发展。期待未来IC设计、代工厂和EDA软件三管齐下，国产芯片尽早取得跨越式突破。尽管发展的道路从来不是一帆风顺，但笔者坚信国产芯片崛起的决心不会动摇。
参考资料：
《全球首款128层QLC闪存武汉诞生，中国芯片进入并跑期》；作者：长江日报
《从青铜到核武：中国EDA的三次浪潮》；作者：林雪萍、赵堂钰