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探秘中國通信芯片那些事,比你想的要“堅挺”!

上傳:侯鳥     來源:信息存儲服務     日期:2018-05-22

[摘要]  
   當地時間5月19日,中美雙方就經貿磋商發表了《聯合聲明》。根據聲明,中美達成共識,不打貿易戰;同時加強在農產品、能源、醫療、金融、高科技產品以及知識產權等方面的合作
 
[正文]    

   據新華社消息,當地時間5月19日,中美雙方就經貿磋商發表了《聯合聲明》。根據聲明,中美達成共識,不打貿易戰;同時加強在農產品、能源、醫療、金融、高科技產品以及知識產權等方面的合作。

   應該說,這是一個雙贏的成果。中興公司案作為中美貿易沖突的重要一環,也有望在近期得到解決。一個多月來,藉由中興事件,國內展開了對芯片產業的空前討論,對芯片的質疑、貶斥甚囂塵上。但是,我們必須要認識到兩個誤區:一是中興公司案的主要問題并不是芯片;二是通信行業并沒有“芯太軟”,或者說,通信芯片可以說是中國芯片行業中,最堅挺的一部分。

   在貿易沖突緩和、中美將加大合作的當下,讓我們一起聊聊通信行業芯片的那些事。

通信芯片是行業中流砥柱

   集成電路作為信息技術的基礎和核心,在實現中華民族偉大復興的歷史征程中,具有不可替代的作用。2017年政府工作報告指出:“全面實施戰略性新興產業發展規劃,加快新材料、人工智能、集成電路、生物制藥、第五代移動通信等技術研發和轉化,做大做強產業集群。”集成電路提上了明確的國家戰略高度。

   集成電路產業鏈長而復雜,在我國集成電路設計、制造、封測的產業鏈布局分工中,設計業的總規模已位列第一,設計直接貢獻產品收入,其意義重大。并且設計能力和水平,跟國際差距最小。

   2017年11月中國IC設計年會發布的統計數據表明(見下表),我國集成電路設計產業中,通信IC占據總體銷售比重達46%。可見,通信IC是中國集成電路設計產業發展的絕對中流砥柱。而在通信IC領域,以華為中興為代表的整機廠商對通信IC產值貢獻比超過50%,進一步凸顯通訊設備對中國集成電路產業的拉動和促進作用。

探秘中國通信芯片那些事比你想的要“堅挺”!


2017年中國各領域IC銷售額

   以中興通訊為例,不但有自己研發的芯片,而且遍及整個通訊網絡。其實無論你的手機用的是國內三大運營商任何一家的網絡,在中國任何地方打一個跨省的電話,都可能會用到中興的芯片。

   中興通訊從1996年開始進行芯片設計,目前,核心通信芯片全部自主研發,累計研發并成功量產各類芯片100余種,涵蓋通訊網絡的“云、管、端“架構,是中國芯片產品布局最為全面的廠商之一。 在通訊核心專用芯片上,基本能夠自給自足,并且還能將消費類芯片提供給國內其他通訊設備廠商。目前中興自主研發的終端芯片為多家下游客戶提供整體解決方案。

   2012年開始,中興通訊與國內芯片制造和封測廠商緊密合作,率先采用國產制造和封測技術,以自主研發的量大面廣的消費終端芯片為牽引,推動建設我國相應的高端集成電路生產和封測服務體系。實踐證明,通過應用驅動,實現設計、生產的全產業鏈協同發展,是我國集成電路產業發展的成功模式。

通用芯片和器件是短板

   通訊設備及其他電子產品中,所涉及的芯片及器件種類眾多,供應商全球化分布,無任何一家企業可以做到全部自給自足,這一定程度上是全球化國際分工和芯片行業的特性所決定的。在集成電路領域,所涉及的產業鏈非常長,從設計、到原材料、裝備、生產、以及封測,每個環節都相當復雜,且技術門檻和資本門檻都非常高。

   中國通信行業目前受制約的主要是通用芯片和器件。所謂通用芯片就是不僅僅為通訊設備所用的芯片,比如電腦和服務器的CPU、可編程器件FPGA、數字信號處理器DSP、存儲等。這些芯片的供應商以美系廠商為主,CPU:英特爾Intel; FPGA: Xilinx和Altera;DSP:德州儀器TI。這些也是我國亟需突破的高端芯片技術。此外,在芯片設計中,以中興為例,已可獨立完成從芯片定義到封測的全設計過程,但工具鏈全線受限于美國產品;芯片生產制造產業鏈全球布局且由美國主導,關鍵的裝備和制造環節均有美國技術或美國資本參與。

   Gartner統計的2017全球采購芯片最多的十家公司,全球前十名有三家中國公司:聯想、華為、步步高電子,排在世界4-6位。國家也在大力推動半導體產業的發展,甚至在2014年提升到國家戰略高度。我國部分專用芯片快速追趕,正邁向全球第一陣營。但高端通用芯片與國外先進水平差距仍舊很大,對外依存度很高。瓶頸究竟在哪里?

   一顆芯片從IC設計、晶圓生產、IC制造、IC封裝到測試,制作工序之復雜,要求之高可能是很多業外人士所無法想象的。集成電路產業(芯片研發制造)主要特征可歸納為制造工序多、產品種類多、技術換代快、投資大風險高。有個著名的摩爾定律,即當價格不變時,集成電路上可容納的元器件數目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍,從而要求集成電路尺寸不斷變小。

   芯片的制程就是用來表征集成電路尺寸大小的一個參數,從0.5微米一直發展到現在的10nm、7nm、5nm,目前,世界集成電路產業28-14nm工藝節點成熟,14/10nm制程已量產,Intel、三星和臺積電均宣布已實現10nm芯片量產,并準備投資建設7nm和5nm生產線,蘋果iPhoneX用的便是臺積電10nm工藝。而我國芯片工藝最好的廠商中芯國際,現在還在為14nm苦苦掙扎。除了我國半導體行業起步晚技術基礎薄弱的原因,其中一個關鍵因素是我國買不到最先進的制造設備和集成電路技術,因為“瓦森納協定”。這個協議的全稱是:關于常規武器和兩用物品及技術出口控制的瓦森納安排,成立于1996年,一共33個成員國,中國不在其列,該協議主要對國外一些關鍵技術和元器件進行封鎖。因此,中國企業根本買不到世界上最先進的設備,而一些設備和產品由于核心技術掌握的國外,國內也無法自主生產。

   打個比方,在芯片制造中最重要的光刻機,2010年最新的是32nm制程工藝光刻機,全世界所有先進的半導體廠商都能買到,但中國廠商很難買到。中芯國際到2015年才通過和比利時微電子研究中心合作,得到了32nm的光刻機。而在2015年,芯片工藝制程已經相隔好幾代,臺積電、Intel、三星等全球領先的芯片制造商都已經買到10nm光刻機。

   因此,解決芯片被掣肘的現狀,不是一家企業的任務、也絕不是一家企業之力能完成的。破局需要國家的頂層設計和戰略部署!5月16日有媒體報道,全球最大的芯片機器制造商、荷蘭的阿斯麥(AMSL)證實,中國向荷蘭訂購了一臺最新型的使用EUV(極紫外線)技術的芯片制造機器光刻機,這一設備預計將于2019年年初交付。分析人士認為,如果此次采購能夠成功,將有助于推動中國自主研發半導體生產。對于年營業額達到90億歐元的阿斯麥公司來說,來自中國的訂單占的分量很小,但這顯示了一個趨勢,中國要在芯片市場上也要扮演一個角色,不再依賴外來產品。

   目前,中美經貿關系開始緩和,未來在高科技領域的合作將更多,競爭也將更加激烈。芯片作為底層核心技術產品,中國必然要加大資金投入和政策引導,政府與企業聯動,齊心協力,在國內打造相對完整的生態鏈。積小勝為大勝、從單點突破到全面突圍,最終真正實現“強芯強國”之夢!

   (新聞稿 2018-05-21)


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