过去几年各种半导体卡脖子的话题层出不穷，一时之间各种国产替代的呼声层出不穷。
那么大家寄予厚望的中国芯，又是怎样的水平呢？
有人或许会想起华为的麒麟系列SOC，或许会有人电脑端上的龙芯等等，然而这些只是中国半导体产业链上的一环，本文就从全产业链的布局来从上到下细细梳理一下中国半导体工业的形式。
长江万里，亦有源头。如同所有塑料制品的源头是石油原料的开采，所有玻璃品制造的源头是氧化硅的提炼一样，半导体工业也有它的源头产业。只不过，这里就不把芯片的源头单晶硅等材料算作源头了，那是化工材料的范畴。从高新技术产业的角度来看，一个高科技产品的诞生要从设计算起，半导体芯片同样也不例外。
而中国具有半导体设计能力的单位和企业还是有相当一批次的，这里我们主要讨论商业价值高的，市场成熟的，人们比较关注的个人设备处理器芯片和相关的集成电路。就是说面对神威-太湖之光超级计算机这样的国家战略芯片产品和普通消费者并没有直接关系，就不在本文的讨论之列，同理，因为国产半导体业在PC（个人电脑）上并没有市场竞争力的产品出现，仅仅略作提及。
一
首先，我们简要介绍一下具有手机等移动设备处理器高度成熟和市场化能力的设计企业，在此之前先要科普一下，手机处理器正式的名称叫做SOC，全称是system on a chip，意思是一块电路上集成的各个芯片就足以支持整个系统的运行，主要针对的是手机，平板等便携移动设备而开发（不包括绝大部分运行Windows系统的笔记本电脑），目前安卓智能手机的SOC基本上基于英国的ARM公司的ARM构架进行开发，但是ARM公司只是给出大的产品构架，具体的产品设计还要落实到各个半导体设计企业，就如同装修公司会给出各个风格的模板，但是具体装修设计还是要施工人员进行具体的量体裁衣。这也是前一段时间贸易战中传出英国ARM公司将不提供授权给华为公司，导致麒麟SOC的开发无以为继的消息的缘由所在。
在一块SOC上，具有大家都知道的负责数据处理的CPU以及负责图像处理的GPU（主要负责游戏的画质等）等芯片。
除此之外，还有负责摄像头收集到的信号处理的芯片ISP（image single processor图形信号处理器），这一部分主要负责手机上的拍摄功能，我们常说的4K,8K录像以及超慢速摄影都需要这个芯片的支持，而采用相同的摄像机模组却有不一样的拍摄效果也和这方面有关。
还有和声音以及音质有关的DSP（digital single processor数字信号处理器 把数字信号变成扬声器和耳机使用的模拟电路信号），曾经的OPPO音乐手机就在这一部分采用了高性能的独立元器件，而一般手机则使用集成在SOC里的普通产品。
以及绝大部分还要支持的基带，就是和通话质量和网速有关的部分，网速的快慢除了和外在的上网环境有关之外，手机本身的内在条件就主要在基带上体现了。曾经有一批次的IPHONE使用一批因特尔公司性能稍差的基带导致信号不如其它批次的产品就被广大消费者投诉。但是部分5G手机为了支持最新的5G移动互联网使用独立的基带比如三星的Galaxy s20就使用独立的X55基带，这一部分就不在SOC里面。
作为高度成熟的头部市场，半导体IC设计业充分体现了赢家通吃的局面，在中国（包括港澳台）具备高度市场竞争力的SOC设计能力企业只有两家，它们分别是华为旗下的海思半导体和台湾地区的联发科技有限公司，其它个别企业或许拥有设计能力，但是设计能力受限制于水平限制，产品不具有市场竞争能力，诸如展讯电子，和小米旗下的松果电子等等，它们推出的产品因为设计性能不足等问题，大都没有什么市场地位，所以不过多介绍。
二
海思半导体
在这两者之中，华为旗下的海思半导体主要的产品系列为麒麟系列，从K3V2这个声名狼藉的大规模商用产品为伊始，到现在的麒麟9000，海思半导体在设计水平上取得了极大的提高，并且是华为以及荣耀系列手机走上世界销量前三的最为主要推手，虽然华为手机一直主打影像系统，但是没有过硬的系统级芯片设计能力，再强的摄像也不过是锦上添花而已。
华为从2004年成立了海思半导体这一企业专供集成电路的研发设计，早期只是专注于可视电话这样的嵌入式产品设计（嵌入式产品用于功耗小，低成本，低性能需求的产品，诸如智能家居等）。
2012年海思半导体开始了它在手机SOC行业的首秀，于巴塞罗那的CES上发布了首款四核产品麒麟K3V2,并且在华为的高端机型ASCEND上使用，但是初期的产品由于设计不成熟等原因，导致该手机出现各种各样的问题，诸如耗电过快，异常卡顿，以及系统崩溃等等，初步进入手机SOC界的海思半导体吃了一个大亏，所幸母公司华为正值3G到4G的关键转换期，通信建设业务盈利能力很强，在用金钱弥补了一定阶段的亏损之后，海思半导体也逐渐走上了快速发展的道路，到目前已经有部分性能指标处于业内领先水平。
根据公开的测评数据，目前海思半导体的旗舰产品麒麟9000SOC产品在CPU的运算能力在安卓阵营的ARM构架中拥有领先水平，相对而言，GPU所代表的图形处理能力则比之美国高通的ANDERO GPU有一定差距，不过仍然达到了国际水平，并不是很大的丢分项 ，畅玩主流的手机平台各类游戏还不是问题，至于数据交互能力所代表的通信水平，相信华为在这方面是独步全球的，毕竟是通讯行业起家，作为5G行业标准制定者之一，华为旗下的麒麟990 5G soc是最早支持非外挂基带的集成芯片，这一点比起高通等同行至少领先一代产品。
虽然运算能力在面对苹果公司最新的A14 soc 对比时稍差一筹，但是其在5G AI等其它方面也有自己独特的优势。
目前麒麟系列SOC，只内部应用在华为品牌和荣耀品牌系列的手机上，并不对其它公司开放使用，这也是保证华为及荣耀手机强大竞争力的重要手段。
联发科技
联发科全名中国台湾联发科技股份有限公司（MediaTek.Inc），是位于我国台湾的一家半导体IC设计企业，并且大陆员工占其全球总员工的一半左右，对比海思半导体，联发科拥有更为久远的设计历史，联发科成立于1997年，早期和海思一样，注重DVD机，通讯和电视等芯片的设计开发，2010年加入谷歌主导的安卓开发联盟，于2011年推出了首款安卓智能手机适用的MT6573。
联发科的产品以价格实惠而著称，当时有分析生声称：联发科的加入有望使得安卓智能手机的成本下降2/3。事实上联发科的加盟确实使得安卓智能手机大降价，在2013.2014年大行其道的各类中小品牌以及部分山寨品牌（诸如黑米手机，大米手机等）中基本上都使用了联发科的产品来降低成本。
而联发科早期给人印象最深的产品，莫过于红米系列手机，最初红米手机第一代使用的MT6589T四核处理器一下使得联发科走进国人的视线当中，作为当时最便宜的四核手机，699元的红米手机一度被黄牛炒作到1300元，可见当时这款产品的火爆程度。
随之即来的是首款真八核处理器MT6592，这里所谓的真八核是相对于当时的三星猎户座处理的两组四核处理器而言，三星的猎户座处理拥有两组四核处理器，一组性能高，耗电大，一组则性能弱，能耗小，针对不同状态使用不同的处理器，但是八个核心不能同时开启，一度被人称之为，假八核，而联发科的真八核则是首个八个核心可以同时启用的SOC芯片组，在真八核的巨大噱头之下，营销效果得到了明显的体现，一度成为当时的现象级产品。而在手机业界跑马圈地般的竞争结束之后，中小厂商纷纷“死亡”。失去了大量中小以及山寨厂商的支持，联发科的市场地位一度岌岌可危，开启了产品调整的步伐。产品调整后，联发科模仿高通公司骁龙系列的命名方式，放弃了四位数的工程师式命名，采用更容易被消费者所接受的商业化命名方式，加大营销力度，将所有产品统一整合为helio（曦力）系列来重塑产品形象，新的helio（曦力）系列产品试图摆脱过去廉价低端的形象，提高品牌价值。
最新的helio G90系列SOC，已经有了和高通骁龙730对抗的实力，在中端市场上站稳脚跟，是市场上1000-2000元价位智能手机的重要SOC供货渠道，在面对骁龙600.700系列和海思半导体的麒麟800系列拥有一定的竞争能力。尤其是在5G时代，联发科目前的拳头产品天玑1000可以提供最为廉价的5G终端解决方案，并且拥有不俗的性能和实力，是非常具有竞争力的产品，目前已经在OPPO的RENO3上首发了其廉价性能删减版本 天玑1000L，值得一提的是天玑1000和麒麟990一样支持集成式的5G通讯基带，这一点甚至领先了三星半导体和高通公司等外国企业，表面我国半导体设计水平在通讯能力上的国际领先地位，也凸显出来联发科在5G时代积累的技术能力。
三
而在国产个人电脑以及大型设备上，由于长期的技术落后，和关隘重重的专利壁垒，目前我国并没有出现具有市场较强竞争能力的CPU产品。目前主流的个人电脑及部分服务器和超级计算机使用X86构架的CPU，该构架主要专利分别掌握在美国的英特尔公司和AMD公司当中，数十年来，一直没有授权。或许有人想问，为何中国不自行开发构架呢？答案则是，由于市面上已经形成了X86构架的软件生态，自行开发之后，缺少以此为运行的以操作系统为首的软件环境，在商业不具有可行性。而在关乎国防建设，政府机要等关键部门上，为了避免美国在这方面进行限制，而少量开发了一些只是适用领域较窄的产品。在这方面以兆芯，龙芯和申威等为主。申威是江南所（江南计算技术研究所）为国防领域以及超级计算领域开发的处理器芯片，最为代表性的产品就是著名的超级计算机太湖之光就是使用的申威芯片，但是该芯片只适用专业领域，并不能用在个人家用电脑。龙芯是中科院开发的产品，使用MIPS构架，绕过了美国的专利壁垒，但是同样不适用于个人电脑使用，目前应用于国家政府部门使用。目前具有商业应用价值的国产个人电脑CPU主要是兆芯和海光，原因则是因为这两家拥有VIA公司和AMD公司的X86授权，其中兆芯的部分产品能力已经达到英特尔公司5年前左右的水平。但是受限制于产量限制，单位成本目前仍然较高，市场竞争力不强。海光得到了AMD公司ZEN构架产品的授权，和AMD公司合作生产，得到了AMD公司的技术指导，但是由于合作时间尚短，仍然处于起步阶段。
四
硅圆
然而上述众多企业仅仅只是半导体芯片的设计方，也就是说这些企业并不负责产品的实际生产。半导体产品从化工原材料被加工成半导体芯片，需要多个行业的接力进行。传统上认为，属于具体的半导体领域行业领域一般认为为半导体代工厂。半导体代工厂从事具体的电路制造，而上述的企业属于电路设计。
这里的代工是指晶圆代工，晶圆是电路制造蚀刻的原材料，而晶圆的制造一般认为属于化学材料领域，晶圆的制造有诸如日本的信越化学等等，由于并不是门槛极为高的行业，就不多提了。
目前，我国真正具有较强商业竞争能力的晶圆代工厂只有台湾企业TSMC台积电（台湾积体电路制造股份有限公司）
台积电成立于1987年，是资格较老的半导体晶圆代工厂，并且是首创的纯代工企业，在此之前，半导体芯片一般由设计公司自行开设加工厂进行加工，这种模式目前最为成功的就是英特尔公司。而台积电则不负责电路的设计，只负责接受各个芯片设计企业的设计和订单，为其产品进行具体的电路加工制造。
台积电开创的纯代工模式具有非常强的竞争力，因为代工厂的维系成本非常高昂，并且半导体加工工艺更新换代速度非常快，为了保持竞争力，需要及时进行设备更换和工艺开发，代价高昂，很多企业无法维系代工厂的存在。这方面的典型就是AMD公司，AMD公司作为PC领域处理器的两大巨头之一，最初和英特尔公司一样拥有自己的晶圆代工厂，后来因为财务负担过重，无奈之下，把代工厂出售，出售后的代工厂重组成为了格罗方德公司。而当大部分晶圆代工厂破产出售后，台积电的业务和订单也越来越多，市值一度曾经超越英特尔成为半导体第一公司。
台积电目前掌握着较为成熟的5nm晶圆加工工艺（这里5nm一般指电路之间最小的加工精度，不同的工艺和厂商有具体的更为详细的不同定义），5nm的加工工艺目前在世界范围内也处于先进水平。目前具有国际先进水平的芯片均采用这一工艺，诸如AMD公司的ZEN构架的锐龙系列CPU，苹果的A14处理器等等。
同时在其它产品线上也有着高度完善的建设，在16nm，20nm等其余性价比较高的廉价工艺上也有着成熟的建设。
目前我国内部并没有其它具有高度市场竞争力的企业，台积电的主要竞争对手是韩国的三星半导体。
台积电毕竟是台资企业，虽然在大陆也设置有生产线，但是出于技术安全的考虑，国资企业虽然不就有很强的市场竞争力，但是国家并没有放弃在这方面的投资。同时也受到美国制裁的影响，在美国的行政干预下，其还是中端了和海思半导体的合作。
中芯国际是国家战略性的半导体晶圆代工企业，虽然其工商信息为外资法人企业，这是为了躲避瓦森纳协议对中国部分高技术设备的出口而使用的权宜之计，其大股东为大唐电信（央企）和中投公司（国企），并且结合台资和港资。
中芯国际目前开发有较为先进的14nm加工工艺，虽然比其业内最新水平上有所差距，但是一直紧紧跟随，并未掉队。在业务经营上。主要从事对技术先进敏感度相对较小，而对成本控制有一定要求的芯片业务，以及为中国政府的一些需求服务，比如太湖之光的核心处理器申威就是中芯国际为其代工。
而在这两家之外，还具有半导体代工能力的中国厂商还有无锡的华虹半导体和台湾的联华电子，相对而言华虹半导体技术水平相对较低，主要为电源控制这样的廉价芯片代工。联华电子曾经在业内具有较强影响力，曾经的联发科就是从当中独立出来，但是现在技术水平相对落后于台积电等第一梯队，逐渐声名不显。
五
中国半导体产业的短板之处，目前来看，中国半导体产业已经实现从原料提炼到设计加工的完整产业链，虽然部分领域缺乏商业竞争力，但是保持完整性，对于国民经济的完全性和国家战略安全是十分有必要的。
但是在一个部分却有及其重要的短板，这也是中芯国际托名外商独资的主要原因，就是晶圆代工厂的设备提供商，光刻机产业，由于“瓦森纳”条约的存在，外国部分先进设备是禁止对中国的出口的，光刻机就是重要的一部分。光刻机是对晶圆加工的主要设备，作为一种光学仪器，其发出特定波段的光波对晶圆进行电路的蚀刻，使其成为芯片。
作为晶圆代工厂的主要生产设备，目前具有较高商业价值的生产企业只有三个，分别是日本的尼康公司和佳能，以及荷兰的阿斯麦（ASML）。日本的两家公司，目前是中低端光刻机的重要供货商，在先进领域，受制于开发难度和开发成本等原因，目前只有荷兰的阿斯麦（ASML）具有先进光刻机的研发和生产能力。该公司可以提供EUV光学刻录机是全球唯一一个可以对7nm以下工艺要求进行加工的设备，技术水平不得不说是独步全球。中芯国际曾经在贸易战期间就被阿斯麦公司推迟有关设备的发货。目前，我国光刻机发展水平主要依靠国企的投资，上海微电装备、中电科48所、中电科45研究所等，但是整体技术水平还比较低下，上海微电装备的技术水平在国内处于领先地位，是我国唯一一家生产高端前道光刻机整机的公司，其目前可生产加工90nm工艺制程的光刻机，同时承担国家科技重大专项“极大规模集成电路制造装备与成套工艺专项”的65nm光刻机研制，代表国产光刻机最高水平。但与阿斯麦 的EUV光刻机相比，仍存在非常大的差距。
光刻机
六 投资性介绍
上述企业当中，国有资本占据一部分，但是也有很多具备商业投资价值的私人企业，华为由于没有公开募股，无法考虑。
上市的企业当中，联发科在台湾上市，不多做介绍。台积电在纽交所上市，且股价表现非常理想，属于长期的优质白马股，中芯国际在香港和纽约均有流通的股票，其股价表现起伏较大，但19年由于受到贸易战的掣肘，中芯国际受到更多的社会关注和资本关注，股价表现十分理想。
阿斯麦，作为全球独步的光刻机设备提供商，同样在纽交所上市，近几年来，随着该公司技术的提高和行业领导力的提升，股价一直在突破新高。
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