中科院团队成功突破光量子芯片核心技术

随着科学技术的发展，人们已一只脚迈进了智能 社会 的门槛，大量智能电子产品随处可见。随着 社会 智能化的发展，芯片的地位越来越重要，已成为手机、电脑、智能 汽车 。航天、物联网等行业发展的基础。

众所周知，我国进入半导体行业较晚，技术积累薄弱，国内企业在发展的过程中，太过于注重品牌知名度的提升，将大部分精力投入到了轻资产行业的发展，忽视了重资产行业的重要性，再者就是西方国家为了限制我国 科技 的崛起，早在几十年前就签订了《瓦森堡协定》，禁止向我国出口高尖端技术。受多种因素的影响，国内企业发展所需的芯片大部分从西方国家进口。

芯片过于依赖进口，对我国 科技 的发展而言真的不是一件好事，华为的遭遇就是很好的证明！

2020年5月，美国为了绞杀华为，突然修改世界半导体行业规则，禁止全球使用美国技术超过10％的半导体企业与华为合作，直接引发了华为的芯片危机，业务发展受到了很大的影响，如手机业务，已从世界第一大手机厂商的宝座跌落，今年第一季度国内市场份额从44％暴跌至16％，海外市场份额从去年的189％跌落至4％。

美国之所以欲将华为置之死地而后快，并不全是因为华为在5G通信领域打破了高通等美企的垄断，成为通信领域新的领头羊，主要是因为华为强大的研发能力！

据公开资料显示，华为凭借着58990项专利，成为了世界上拥有专利最多的 科技 公司。除此之外，不但在通信、手机领域取得了不凡的成就，其在芯片、自动驾驶、 *** 作系统、存储、人工智能、云计算等领域都达到了世界顶级的水准。

华为凭借一己之力，与高通、苹果、谷歌等美国多家行业老牌巨头斗得不亦乐乎，让世界各国重新认识了中国 科技 的力量与魅力，如此强大的华为，怎么可能不引起一向自以为是的美国的恐慌？为了不影响自己主导全球的计划，美国怎么可能让其继续发展下去？

2019年5月，美国以莫须有的罪名将华为列入“实体清单”，禁止美企与之合作。美国集全国之力、集盟友之力对华为长达一年的打压，不但没有将其打倒，反而让他变得更加强大。这一情况的出现，让美国很是恐慌，不得不使出杀手锏，芯片封锁！

美国的芯片封锁，让华为迎来了有史以来最大的生存危机，也让我们意识到， 在当今这个时代，要想摆脱被人鱼肉的命运，就必须实现技术独立，实现芯片的国产化，彻底打破封锁！

当前主流的芯片是硅基芯片，是从一堆堆沙子中提取中纯度高达99999％的硅晶圆，然后再经过设计、光刻、蚀刻、封装、测试等一系列复杂的流程，最终才能被应用在电子产品上。

在芯片制造全部工序中，光刻是我国芯片制造的短板，究其原因就是EUV光刻机被卡了脖子，而国产的光刻机仅达到了28nm级别。

或许有的人会说，几十年前，我国原子d都能造出来，现在造一个EUV光刻机有什么难的？事实上，我们短时间内还真的造不出来EUV光刻机，尽管中科院、清华大学等科研机构突破了很多EUV技术。

EUV光刻机不仅需要大量非常高尖端技术，还需要大量的元器件。 据ASML公司EUV光刻机总工程师透露，制造EUV光刻机所需的元器件超过10万件，来自世界上36个国家的1500多家企业，每一件都代表着业内的最高水平。值得一提的是，在ASML公司制造的EUV光刻机中，没有一件核心元器件来自我国企业。 由此可见，要想独自制造出EUV光刻机，我们将要克服多少困难。简单点说，我们要想独自制造出EUV光刻机，就必须将我们的基础工业水平达到西方国家基础工业水平的总和。

所以，我们要想短时间内打破芯片封锁，解决芯片被卡脖子的问题，我们必须另辟蹊径。所幸的是，中科院院士已经找到了这个“捷径”！

前不久，中科院院士、中科大教授郭光灿领导的科研团队在光量子芯片方面取得重大突破，成功掌握量子干涉核心问题的技术，这一重大技术突破，直接奠定了光量子芯片研制的技术基础。 中国院士团队的这一重大技术突破，让世界上唯一的超级 科技 强国美国震惊不已： 没想到中国科研人员会在这么短的时间内掌握光量子芯片技术。

要知道，我国是属于芯片行业起步较晚的国家，技术和人才储备都很薄弱，我们要想实现在光量子芯片领域的领先，付出的汗水将是发达国家科研人员的几百倍！

对于中科院院士团队在光量子芯片领域实现的重大技术突破，不少业内人士纷纷发表自己的看法： 一旦光量子芯片实现大规模量产，芯片的成本要比现在的芯片要低，而且中国也将会掌握芯片领域的主导权，华为的“芯”病也将会得到彻底根治！

不少网友心中看到这心中会有个疑惑，我快把光量子芯片吹上天了，那么，它到底是个啥东西呢？又具有什么特殊的能力呢？

所谓的光量子芯片， 就是用光子代替传统芯片的电子，通过光源能量和形状控制手段，将光投射线路经过光学补差，将设计好的线路图映射到晶片上。

芯片整体性能是否先进，与晶片上集成的晶体管数量有关，要想芯片性能更先进，就必须在固定大小的晶片上尽可能的集成更多的晶体管。

光量子芯片与传统硅芯片相比，其采用微纳米加工工艺、以光为载体，其数据传输能力更强、更稳定，而且信息储存的时间也会更久等等。

随着5G时代的到来，我们即将从互联网时代迈入物联网时代，我们对数据处理的速度的要求也会更高，传统芯片很可能无法满足我们这方面的需求，所以，更为先进的光量子芯片成为了我们在物联网时代的不二选择。

对于光量子芯片的发明，不少业内人士认为，其重要性不亚于计算机的发明，谁率先掌握了这种技术，谁就可以领跑一个新的时代！

笔者坚信，随着我国科研人员的不断付出，我们必将能在短时间内攻克光量子芯片所有技术难关，实现大规模量产，打破美国的芯片封锁，成为新时代的领跑者！

随着NB-IoT技术标准的成熟以及网络覆盖的增强，NB-IoT市场正在稳步走向成熟和 健康 的市场化状态。NB-IoT芯片领域出现了“百家争鸣”的盛景，各个NB-IoT创业公司都在“摩拳擦掌”布局NB-IoT芯片，也有为数不多的企业通过了运营商的认证，但通过运营商认证只是最基本的一步，能否实现最后的商用还需要企业的全方位竞争实力经受得住考验才行。而在众多优秀的NB-IoT创业公司以及一些其他领域大公司新开拓的NB-IoT新产品中，那颗“全球首颗”集成CMOS PA的NB-IoT芯片及其团队，用不懈的努力和强大的实力，继续将领先优势从技术突破夯实到了产品商用，已经领先于一众友商，率先实现了量产商用！

通过运营商认证是拿到竞争入场券，量产商用才真正走上赛道

NB-IoT芯片从研发到量产，需要经历非常长的研发周期，设计、开发、流片、测试、预商用、商用，所有环节一个都不能少，一点都不能错！能走到最后，才能享受市场成功的果实！作为物联网方案中的主芯片，客户design-win是需要持续且巨大的投入的，芯片原厂任何一块能力的缺位或者短板，都可能造成客户前期投入的浪费甚至对客户整体的业务规划造成致命伤害！而在NB-IoT芯片的量产过程中，通过运营商认证可以说是开启了万里长征第一步，拿到了这个领域的入场券，做到小批量商用才算是真正上了赛道。要想真正获得市场成功，考验的是芯片厂商全方位的综合实力：除了产品技术研发水平之外，还考验团队的技术支持能力、产能成本运营能力、持续创新及产品演进能力、企业及团队稳定成长能力等。

目前 芯翼信息 科技 已经完成中国电信芯片的认证测试，即将完成中国移动的芯片入库认证及中国联通的模组认证 。通过运营商的入库认证，是每一款modem芯片在批量销售之前，都必须完成的工作。而一款芯片在市场上的真正批量应用的稳定性和可靠性，并不能完全依赖于运营商的认证来保障。Modem无线通信芯片，因其产业链的多节点多厂家特性以及应用场景信号变化的多样性和复杂性，只有通过长时间多场景的实际应用场测，才能真正将可靠性和稳定性得到保障。运营商的入库认证，可以在一定程度上保障产品功能及性能指标的可用性，但是在实际商用的稳定性方面，必须依靠商用客户的实际落地应用来保障。芯翼信息 科技 在商用可靠性方面一直保持高度重视，在运营商入库认证启动之前，就已经启动与早期alpha客户的产品级联动测试，并针对诸如抄表、烟感、资产定位跟踪等诸多实际应用场景设计了丰富的场景级测试用例，与细分市场客户合作进行了长期的产品测试，优先保障XY1100 NB-IoT芯片在目前出货量最多的细分市场的应用可靠性。

CMOS PA集成，一年走完从质疑到全行业认同的历程

遥想去年上海MWC上芯翼信息 科技 发布了全球首款集成CMOS PA的NB-IoT芯片，彼时质疑声阵阵，不光质疑芯翼信息 科技 是否有能力完成CMOS PA发射功率的核心技术突破，甚至对整个行业是否可以真正商用CMOS PA集成也持怀疑态度。

CMOS PA的集成一直是个世界级难题，CMOS PA集成最大的难点在于发射功率难以达到3GPP定义的Class3标准要求（23dBm±2）,目前业界的Modem射频方案仍然采用独立的PA器件，基于GaAs工艺，市场主要由Skyworks与Qorvo等美国厂商占领。而GaAs PA由于工艺的差异，无法与CMOS PA的modem主芯片进行单die集成，只能通过成本更高的SiP封装来实现单芯片集成。芯翼信息 科技 依赖于创始团队深厚的技术积累，全球首次实现了CMOS PA Tx Power的突破，并成功将Single Die的集成做到商用量产。

时隔一年，在NB-IoT芯片的创新浪潮中，芯翼信息 科技 真正做到了从突破式创新到引领行业创新的创举！当芯翼信息 科技 兑现承诺，率先以商用出货的SoC产品向市场宣告集成CMOS PA的核心技术突破已经取得成功时，几乎所有的主流友商也都已发布或者宣布了自己的集成CMOS PA的NB-IoT单芯片。虽然各家实现方式各有不同，但NB-IoT SoC集成CMOS PA已经从一年前的质疑，变成了今天的行业标配！集成CMOS PA是全球所有厂商将NB-IoT做到极致低成本低功耗的必经之路，整个行业都在朝着这个方向发展。

芯翼信息 科技 XY1100是全球第一颗Single Die集成CMOS PA的量产NB-IoT系统单芯片，跟其它同期竞品最大的差异是，将全球全频段商用的功率放大器（PA）芯片，集成进了单die之中，实现了全球NB-IoT芯片最高的集成度。基于芯翼信息 科技 XY1100芯片开发的NB-IoT方案，客户不需要再为芯片购置PA等昂贵的外围射频器件，整体的外围BOM成本可以控制在友商方案的1/3-1/4的水平；同时，客户也不需要再进行复杂的射频相关性能调试，这些都已经在芯片内部做完了。

另外，芯翼信息 科技 XY1100专门为IoT应用配置了独立的完全开放的ARM Cortex-M3 MCU作为AP，并预留了充足的RAM和ROM空间，成为业界开放程度最高、开发方式最友好的OpenCPU方案，可以帮助客户轻松完成从外置MCU到OpenCPU的移植，节约一颗外置MCU的成本（高端M3 MCU成本约￥20元）。除此之外，芯翼信息 科技 在保证超低成本和超低功耗（PSM电流700nA）的基础上，实现了芯片设计的SDR架构。基于SDR架构，芯翼信息 科技 可以在极短的开发周期内，完成多模SoC产品的开发，能极大扩展芯翼信息 科技 芯片产品的应用市场，也有利于客户将同一套方案设计，使用软件升级的方式快速实现应用市场的扩展。

目前，芯翼信息 科技 XY1100 NB-IoT SoC，已经完成了多家NB-IoT模块商和方案商客户的Design-Win，客户对芯翼XY1100在各方面的性能表现和综合竞争力，都有非常高的评价，多家客户即将进入产品方案小批量产阶段。未来，对于XY1100 NB-IoT SoC，芯翼信息 科技 期望能够成为引领全球NB-IoT产品创新的中坚力量，为NB-IoT市场提供更具性价比和完整竞争力的芯片方案新选择。

现在是选择NB-IoT最好的时代

NB-IoT市场从2016年标准冻结开始启动，时隔三年，目前NB-IoT从标准、技术、芯片、网络覆盖等各方面都日臻成熟，而市场产业链也已经完成了初期的培育。前期的市场培育及生态链建设环节，政府补贴拉动发挥了巨大的作用。随着3GPP R14 CatNB2标准的部署商用，NB-IoT芯片将足以提供更高的上下行吞吐量（150kbps UL/150kbps DL）、更好的业务移动性（支持连接态重建Reestablishment）、基站定位功能（支持50m精度基站定位），NB-IoT的应用场景将会大幅度拓宽。同时，随着5G网络的建设以及4G网络覆盖的持续加深，NB-IoT全球网络的覆盖水平，将伴随4G网络的深覆盖而快速增强。用不了多久，覆盖完善的NB-IoT精品网络就会呈现给物联网用户，NB-IoT将随着5G的发展迎来自身的大发展！

可以看到，现在的NB-IoT芯片商，除了传统手机芯片商海思、高通、MTK和展锐之外，已经涌现出了以芯翼信息 科技 为代表的新一代芯片创新创业公司，并且 芯翼信息 科技 已经开始为市场输出可以买到的量产芯片产品 。而能供提供NB-IoT的模块商，更是达到了数十家之多。作为NB-IoT产业链中核心器件的芯片与模组，已经率先完成了供给侧的繁荣，现在的用户已经不用为NB-IoT芯片或者模组的不成熟和高价格而烦恼。另一方面，NB-IoT的市场应用，也已经从之前的主力靠政府项目拉动，向百花齐放转变，这正是NB-IoT市场从培育期向成熟期转化的重要标志。

芯翼信息 科技 是世界领先的物联网芯片初创企业，芯翼信息 科技 的定位是做物联网终端芯片级解决方案SoC leader。除了提供多种通信能力之外，还有感知，安全，能量捕获，边缘计算等方向可以发展和延伸。正如芯翼信息 科技 对自己所做的定位，公司致力于为IoT市场提供高价值的终端SoC，而NB-IoT是其中最好的市场切入点。从公司定位和产品定义上，芯翼信息 科技 与业界友商已经有明显的差异化。具体到产品上，芯翼信息 科技 坚持以市场需求为驱动力，以核心技术创新为突破口，坚持与各细分市场头部龙头企业进行深度战略合作，坚持为行业细分市场提供富有竞争力的芯片方案。物联网时代，应用为王。只有深入理解市场行业应用，并且拥有强大技术创新实力的企业，才能在碎片化的IoT市场中找到自己的生存和发展空间。

总结

芯翼信息 科技 ，一家刚“2岁”多一点的企业，凭借全球顶尖技术专家团队的深厚积累，一经创立便以世界级核心技术突破的姿态，推出了“全球首颗”集成CMOS PA的NB-IoT SoC。如今，经过两年来夜以继日的努力，一颗性能卓越、优势明显的NB-IoT明星产品耀然量产上市，用核心技术突破帮助NB-IoT产业界 健康 优质的提质降本，帮助整个NB-IoT产业蓬勃发展。NB-IoT，是由中国企业主导、中国生态引领的全球IoT蜂窝通信标准，也是5G标准的IoT先行者。市场需要更多像芯翼信息 科技 这样的创新创业企业，为整个产业带来持续的核心技术创新与突破，以自己的技术实力与积累，引领整个产业与行业的技术革新！

芯翼信息 科技 着眼国内国际布局，以芯为翼，助推物联！芯翼信息 科技 在MWC的展台位于N4G10，欢迎大家前往交流我们基于XY1100所做的商用实践！

1958年8月，Jack S Kilby在德州仪器发明了集成电路。1959年夏，仙童半导体公司(Fairchild Semiconductor）的罗伯特·诺伊斯发明了大批量生产集成电路的技术。然后，以CPU和内存为关键器件的集成电路产业在美国蓬勃发展，出现了Intel、AMD等很多优秀的芯片公司。尽管CPU和内存都是高集成度的芯片，但在以后的几十年中，CPU和内存走了两条不同的产业链发展道路。

CPU和OS存在绑定关系，后来者很难进入CPU制造领域

在PC时代，CPU一直由Intel、AMD、IBM等几家美国公司垄断，产业链没有发生转移。背后的原因是CPU具有指令集集（Intel等为指令集申请了专利），而指令集和OS有绑定关系，OS又和海量的应用软件有绑定关系。这种从应用软件源头，到CPU的一连串绑定关系，导致最底层的CPU很难被别人替换。也就是说，即使某国家有能力制造出和Intel相同性能和质量的CPU，但由于不能使用Intel的指令集，导致该CPU不能被现有OS调用，也就无法大规模商用。PC时代的WinTel联盟，就是Microsoft和Intel把Windows和x86 CPU进行绑定，阻碍竞争对手进入 *** 作系统和CPU领域。

直到进入智能手机时代，Windows和x86 CPU在功耗、易用性等方面无法满足手机要求，让Apple、Google、ARM抓住了机会，发展出iOS+ARM CPU和Andriod+ARM CPU的新的产业链。

内存和OS不存在绑定关系，后来者容易进入内存制造领域

60~70年代，美国厂商是内存的主要竞争者（Intel、德州仪器、Mostek、Micron等）。80年代，日本采用更高的制造工艺和质量控制，获得竞争优势，成了主要玩家，同时韩国和欧洲厂商也占有部分市场。90年代，日美贸易摩擦导致日本厂商失去竞争力，韩国厂商成为主要玩家。2000年后，美、日、韩、欧洲的多个厂商一直处于混战，内存价格受供求关系的变化，很难控制盈亏，不利于上市的公司年度财务报表。有些公司退出市场，有些被兼并。到2010年代末，主要厂商剩下三星、海力士、美光，这时，中国厂商开始进入该市场。

内存的产业链一直没有出现垄断，主要原因是内存只是一个芯片，没有类似CPU的指令集和 *** 作系统间存在绑定关系。因此新进入者只要有财力、有制造工艺、有市场空间，就可以制造内存销售。

展望未来：情况在变化，CPU的进入门槛在降低

最终用户关注的是应用，而不是OS和CPU。如果应用软件能和OS解耦，或者降低应用程序在不同OS间移植的代价，就打破“”OS+CPU“捆绑垄断。下面一些情况的变化，将导致CPU制造门槛降低：

1，PC客户端的应用逐步Web化。大量应用基于浏览器运行，而浏览器可以在不同OS是运行。这就解除了应用软件和OS间的绑定关系。

2，微信、阿里、百度等平台开始支持小程序。如果大量应用作为小程序，直接在微信等平台上运行，就能打破应用软件被“OS+CPU”绑定的格局。

3，Apple、Google等提供门槛更低的集成开发环境，使得应用软件开发者基于某OS平台开发的软件，能非常容易移植到其他OS平台。这也是打破原有的”OS+CPU“捆绑垄断的路径。

4，虚拟化和云化技术的发展，使得CPU指令集能被虚拟层系统屏蔽掉，上层的应用软件不依赖于CPU型号和指令集。

5，物联网时代将出现海量的终端，而这些终端对CPU、OS的要求不同于PC和手机。这又是一次改变CPU产业链格局的机会。

“缺芯潮”如何重塑半导体产业

发于2021628总第1001期《中国新闻周刊》

4月中旬，全球最大晶圆代工厂台积电的台湾工厂发生停电事故。有研究机构预测，仅停电半天，报废晶圆损失或超过2000万美元，一大批客户受到影响。6月初，台湾封测厂京元电子暴发外籍员工群体感染，确诊人数超过200人，2000多人停工居家隔离，预计6月产量将减少30％~35％。台湾疫情向半导体产业的蔓延，让全球芯片产能雪上加霜。

此前，同样引发人们忧虑的是台湾遭遇半个世纪以来最严重的干旱，由于需要清洗厂房与硅片，晶圆代工厂耗水量巨大，为保证其用水，约占台湾灌溉面积五分之一的农田停止灌溉。

这足以显示台湾晶圆代工产业的地位，美国半导体行业协会甚至提出极端假说称，如果台湾半导体代工厂停工一年，全球电子产业将面临4900亿美元损失。台积电创始人张忠谋将1987年创办台积电与晶体管、摩尔定律等量齐观，视之为改变半导体产业的创造。台积电与晶圆代工业务的兴起确实深刻改变了半导体产业，使之成为全球化程度最深的产业之一。

但是这一轮“缺芯潮”引发了供应链安全隐忧。欧美对半导体产业过度集中于日韩、中国台湾地区表现出了担忧，提出一系列刺激计划吸引芯片产业回流，中国的芯片产业链国产化进程也在提速。芯片制造的全球“军备竞赛”已经拉响，半导体产业现有格局或将被重塑。

模式之争

从各国家、地区半导体产能占比变迁中可以发现，1990年台湾半导体产能几近于零，此后一路扩张至2020年的22％，这是台积电等晶圆代工厂崛起的结果。

半导体产业有两种模式，一种是IDM模式，即芯片设计、制造等环节集于一家公司，比如英特尔、英飞凌等；另一种则是代工模式，由台积电开创，兴起于上个世纪90年代，核心是芯片设计公司无须涉足制造、测封等环节，相应诞生了一批像高通、英伟达、联发科这样的无晶圆厂商。由于无须同时承担设计环节的高研发投入与制造环节的重资产投入，无晶圆厂商的营收增幅往往快于IDM厂商。

尽管IDM厂商在2019年仍拥有全球半导体近七成产能，但在更多应用先进制程、手机SoC（系统级芯片）所属的逻辑芯片领域，代工模式占据近八成产能，被认为是产业主流。

“IDM模式的弊端之一便是企业倾向于追求利润率高的产品，如果将设计与制造环节分开，代工厂无论生产附加值高或低的产品，同样赚取代工费用，有利于产业生态更为均衡。”复旦大学微电子学院教授、矽典微联合创始人徐鸿涛博士告诉《中国新闻周刊》，这也是在代工模式下半导体产业得以迅速发展的原因。

但是在这一轮“缺芯潮”中，IDM企业显示出供应链更为稳定的优势。中芯国际创始人张汝京就曾表示，在当前阶段，下游制造环节对上游设计环节的支持十分重要。但是在代工模式下，晶圆代工厂扩张产能往往谨慎，这是全球半导体产能始终处于紧平衡的重要原因。

其实去年以来代工厂扩张产能动作频仍。3月底，台积电宣布将在未来3年投资1000亿美元增加产能，并且支持高端制程技术的研发，一改此前“稳健扩产”作风，要以5倍的速度建厂扩产，中芯国际也在一年之内两度宣布扩张28nm及以上成熟制程的产能。

尽管如此，多位业内人士告诉《中国新闻周刊》，从扩张产能的规模看，代工厂仍在谨慎行事。这与代工业务的特点有关，在芯片产业链的全部资本支出中，制造环节占比高达64％，但增值仅占比24％。“晶圆代工的毛利率并不高，一旦产能利用率不高，晶圆厂或许就会陷入亏损。”酷芯微电子董事长姚海平告诉《中国新闻周刊》。

一位晶圆代工厂人士向《中国新闻周刊》解释，“晶圆代工厂在扩产前，都需要已有工厂的产能利用率达到相当水平，如果已有产线产能利用率只有百分之七八十，再扩产往往意味赔钱，伴随设备等大量资本投入的折旧压力就不小。”

相比于晶圆代工厂的谨慎，徐鸿涛注意到，一些无晶圆厂商反而开始参与建厂，“因为他们更加清楚风险与需求”。

2020年下半年，联发科就曾花费162亿元新台币购置半导体再租给力积电生产。但最为典型的案例莫过于联电，联电今年的资本支出仅为15亿美元，尽管如此，相比去年增幅也达50％。其采取与芯片设计公司三星等合作扩张产能的方式，即芯片设计公司出资购买设备，提供给联电，再让后者代工芯片。4月底，联电更是宣布与多家芯片设计公司合作扩充位于台南的12英寸晶圆厂产能，芯片设计公司以议定价格预先支付订金的方式，确保取得未来产能的长期保障。

如此一来，半导体产业长期存在的两种模式似乎伴随“缺芯潮”蔓延而变得模糊，无晶圆厂商为了保证产能开始向IDM模式靠拢，而一些IDM厂商，如英特尔，则在今年宣布启动代工业务。

今年2月，帕特·盖尔辛格出任英特尔首席执行官，在其3月下旬的一次演讲中，除了抛出英特尔将投资200亿美元新建两座晶圆厂，预计在 2024 年量产 7nm 或更先进制程的消息外，还宣布了英特尔将重返晶圆代工业务。

这一消息在当日直接冲击了台积电股价，但在近一个月之后的一次演讲中，台积电创始人张忠谋回应道，“英特尔要做晶圆代工业务相当讽刺。台积电 1986 年成立，在 1985 年筹资期间就找英特尔投资，但是英特尔拒绝，虽然当年度的景气状况没有太好，但仍是有一点看不起的意味。”

“英特尔此前也多次尝试进入代工业务，我也曾参与类似的项目，当时给Altera公司做代工，我们内部半开玩笑地说，英特尔最终收购Altera就是因为代工产品一直做出不来，英特尔就干脆买下这家公司。”一位曾在英特尔参与多个制程研发的工程师告诉《中国新闻周刊》，英特尔做代工的一个重要阻力便是缺少服务意识，“很难想象英特尔愿意低姿态地陪伴小客户成长，像台积电创办初期的一些小客户，如高通，现在也变成了巨头。但英特尔会挑选客户，当年苹果曾找英特尔做代工，就因为订单量有限被拒绝，如今这被英特尔高层认为是个极其愚蠢的决定。”

同时，技术问题也被他认为是英特尔从事晶圆代工的障碍之一，“英特尔工厂的工具相对比较封闭，更多生产高附加值芯片如CPU。但比如同样为28nm制程芯片，不同类别的芯片往往需要不同的工艺，因此英特尔产线能否很好服务于诸如手机芯片、车规芯片等尚存疑问”。

但显然，英特尔重归晶圆代工业务并非仅仅是一家企业看中芯片制造市场，其背后的深意或许可以归结为盖尔辛格的一句话，“美国公司应该将三分之一的半导体生产放在美国本土进行。”目前，这一比例仅为12％。

大力刺激半导体回流

盖尔辛格所言现状源于代工模式的兴起。据波士顿咨询数据，美国半导体制造业所占市场份额从1990年的37％降低至如今的12％，如果按照目前趋势发展下去，可能降低至6％，但是相比之下，美国半导体公司占全球芯片销售额的47％。

研究劳动力市场与经济政策的智库Employ America发文回顾美国半导体产业的 历史 称，从上世纪80年代起，为了与日本、韩国等国家的半导体公司竞争，美国的半导体政策逐渐转向鼓励缩减运营成本、提高公司利润，忽略了对于半导体供应链的构建，使半导体产业围绕巨头形成了一套脆弱的供应链。“在去工厂、轻资产的运营理念下，虽然每家半导体公司的资产负债表看起来更加稳健，美国芯片制造的优势却已经转向中国台湾、韩国等其他地区”。

目前，全球芯片制造75％的产能在东亚地区，而美国正希望芯片制造业回流，但其面临人才与成本的瓶颈。

张忠谋提到，美国晶圆制造的条件与台湾地区相较具有绝对优势，包括水电等资源，但是美国的人才敬业程度和台湾地区不能比，台湾地区有大量优秀的工程师、技师、作业员比较愿意投入制造业。

前述英特尔工程师也向《中国新闻周刊》解释，美国芯片制造业不断流失的一个原因便是美国的文化体系不太容易产生服务意识。芯片属于精密加工制造业，与东亚文化圈更为兼容，需要工人有很强的纪律性、服从性，因此当今世界最重要的代工厂都集中在东亚。“即使是英特尔这样的美国公司，其工厂的管理体系也与其他部门不同，推行军事化管理”。

美国在成本方面的劣势更为明显，在美国建设一个新芯片工厂的10年总拥有成本大约比亚洲地区高25％~50％，假如要满足半导体自给自足，美国需进行3500亿~4200亿美元的前期投资，这一数字也比中国大陆的1750亿~2500亿美元要高出不少。

(工作人员在光源工作环境中观察光刻胶前烘情况。光刻胶又名光阻，是半导体芯片制造工业的核心材料。图/新华)

美国半导体行业协会今年2月致信美国总统拜登，提到竞争国家均投入巨资吸引半导体制造、研究，美国的缺席导致自身失去竞争力，造成美国在全球半导体制造份额中的降低。美国需要鼓励建设并更新半导体制造设施，并在研究领域投入。

当地时间6月8日，美国国会参议院通过了《美国创新与竞争法》，其中批准拨款520亿美元，在今后5年里大力促进美国半导体芯片的生产和研究。参议院民主党领袖舒默曾称其为“ 历史 性的520亿美元投资，用以确保美国保持芯片生产的领先地位”，并直言，“这项法案将确保美国不再依赖外国芯片加工商。”据路透社报道，其中包括390亿美元的生产和研发激励，以及105亿美元的实施计划，包括国家半导体技术中心、国家先进封装制造计划和其他研发计划，以及 15亿美元的应急资金。

美国商务部长吉娜·雷蒙多在芯片厂商美光 科技 出席活动时称，这520亿美元的资金将为芯片生产和研究产生超过1500亿美元的投资，当中包括州和联邦政府以及私营企业的出资，也就是通过联邦资金释放更多私人资本，“到完成时，在美国可能有七家、八家、九家、十家新工厂。”她预计，各州将为芯片设施争夺联邦资金，而商务部将有透明的资金发放程序。

去年以来，美国国会两党议员不断提出鼓励美国芯片产业发展的法案，如“2020美国晶圆代工法案”（AFA）、“为芯片生产创造有益的激励措施法案”（CHIPS）。CHIPS法案还被纳入拜登提出的23万亿美元基础设施计划，于今年早些时候颁布，批准了半导体制造激励措施和研究计划，但尚未提供资金，拜登也曾呼吁拨款500亿美元，促进半导体生产和研究。

此前，苹果、亚马逊、谷歌、微软等 科技 巨头联手包括英特尔、高通、台积电等在内的芯片产业链企业，组建了一个游说团体——美国半导体联盟（SIAC），目标便是向美国政府施压，要求美国国会为CHIPS法案提供500亿美元资金。

台积电、三星等均已计划在美国扩建芯片厂的情况下，一场对于政府补贴政策的争夺已然展开。早在去年5月，台积电便宣布将在美国亚利桑那州投资120亿美元新建12英寸厂，预计将在2024年建成投产，初期月产能为2万片5nm芯片，而这一计划的投资与产能规模在今年被多次曝出仍在扩大。

在向美国得州政府提交的文件中，三星也披露了其赴美建厂计划的具体细节：计划耗资170亿美元，10年内在当地创造约1800个就业机会，位于奥斯汀，面积700万平方英尺。三星还提醒说，该项目“竞争激烈”，美国亚利桑那州凤凰城、纽约北部的Genesee县及韩国替代地点都是奥斯汀的潜在竞争者。如果落户奥斯汀，将在今年二季度破土动工，预计在2023年第三、第四季度投入运营，传闻将用于生产先进的3nm制程。三星明确要求在20年内，得州特拉维斯县和奥斯汀市对三星芯片厂的税收减免将达约148亿美元，高于先前提到的8055亿美元。

谈及美国积极复兴半导体制造产业，张忠谋认为，美国做事永远是“胡萝卜与棒子”一起，补贴只不过短期几年而已，不能弥补长期的竞争劣势，过了补贴政策的那几年，还是要看实力。

供应链安全被打破

持续增长的旺盛需求正在拉长半导体的景气周期。不只是美国，韩国、日本、欧洲等国家或地区都在吸引半导体制造回流。日本政府已经承诺扩大现有约2000亿日元的基金规模，支持国内的芯片制造行业。韩国政府业宣布为本土芯片产业提供1万亿韩元长期贷款，扩张8英寸晶圆厂产能，并增加材料和封装投资。欧盟提出的“2030数字指南”计划的目标之一便是到2030年，欧洲半导体生产至少占据全球产值的20％。

伴随分工模式兴起，半导体产业曾被视为全球化程度最深的产业之一，基于2019年的数据，在对整个产业附加值的贡献中，有6个国家和地区（美国、韩国、日本、中国大陆、中国台湾和欧洲）的贡献度都至少达到8％。但经历这一轮“缺芯潮”，出于维护供应链安全的考量，半导体产业正在向本地收缩，中国也不例外。

波士顿咨询曾作出预测，假设在每个地区建设完全自给自足的本地供应链，将需要9000亿~1225万亿美元的增量前期投资，并导致半导体价格整体上涨35％~65％，最终导致消费者电子设备成本上升。

“趋势已经很明显，这在日本厂商的产品中得到充分体现，拆开日本的电子产品，会发现其使用的芯片基本上都来自日本，未来各地也会遵循这样的趋势，简单说就是在哪里设计，就要在哪里生产。”上海一家芯片设计公司CEO刘东（化名）告诉《中国新闻周刊》。

中国半导体行业协会副理事长、中国半导体行业协会集成电路分会理事长叶甜春认为，美国、欧盟强化本土产业链，缺芯固然是一项因素，但根本原因是对供应链安全的一种担心。芯片产业链全球化发展的地域分工，导致有些地区的工业空心化，现在各地希望在本地建立一个至少能够维持最小可行制造能力的产业体系。

但在他看来，欧美要建设本土晶圆制造业是很困难的，这是一个成本、供应链体系和产业生态的问题。首先供应链企业要跟过去，把供应链重建起来，经济代价和后续的运维成本会非常高昂；其次，发展制造业需要人才资源作为支撑，欧美高校的人才体量能否支撑制造产业的重建，也值得考量。“继续创新”或许是欧美发展制造业的一条路径，但通常意义上的产业回流是很难 *** 作的。

对于中国当下的芯片产业前景，叶甜春在接受《中国电子报》采访时指出，国内集成电路存在“卡脖子”问题，在部分领域显得被动，但是跟10年前近乎“休克”的状态相比，是完全不一样的。但他担心的是，眼前的问题得到缓解之后，对后续的布局缺乏紧迫感，耽误两年然后发现“卡脖子”这个问题始终存在。

他的建议是，对中国而言，首先是确保供应链的安全，28nm以上的供应链要实现绝对安全，14nm、7nm的技术短板也要尽快补齐。此外还要锻造长板，真正摆脱“受制于人”需要掌握足够的反制手段。要把握好全球化分工与供应链产业链自主可控的“度”。

国产替代如何加速

刘东注意到，其实从去年开始，国内的芯片厂商，包括一些终端产品厂商，已经在将供应链逐步从境外转移至中国大陆，当时主要是受到华为被制裁事件的冲击，随着这一轮“缺芯潮”爆发，这一趋势将更加明显。

深迪半导体今年为国内一家一线手机厂商供应六轴IMU惯性传感器芯片，深迪半导体公共关系负责人黄杜告诉《中国新闻周刊》，从2019年第一次送样，经历两年的测试才最终谈成，“对于手机厂商更换一款芯片的成本并不小，因此一旦习惯于采购外国厂商的芯片就没有动力冒风险更换。”

而多位国内手机厂的供应商向《中国新闻周刊》证实，在消费电子领域，国内终端厂商今年都在转移产业链，“能用国产替代的都尽可能使用国产替代，就算国内供应商无法做主力供应商，也会让其作为辅助供应商。”

徐鸿涛甚至认为，这次“缺芯潮”的一个原因便是国产替代导致代工厂新产品导入规模增长，“比如原来一家代工厂的产能分配中，量产与新产品导入的比例可能是8:2，但随着新产品导入的需求增加，就挤占了量产部分的比例分配，其中部分原因便是国产替代和产能紧张导致开辟新供应商需求的加剧，一款新产品都要经历漫长新产品导入才能量产。”

不仅是终端厂商在更多启用国内芯片厂商的芯片，一些国内的无晶圆厂商也开始将产能向中国大陆转移。

对于刘东的公司而言，与其合作的代工厂遍布中国大陆和台湾，韩国、美国。“只是每家投产多少不一，一方面是要为特定种类的芯片寻找更适合的工艺，另一方面也是为了规避风险。但是一旦产能全球性紧缺，即使产能再分散，风险也难以回避。”刘东反问，“这一轮‘缺芯潮’中，已经可以看到地方保护色彩加重，比如一家韩国代工厂，面对一位韩国客户与中国客户的需求时，他会怎么选择？”

一家三星投资的芯片设计公司负责人告诉《中国新闻周刊》，正是由于三星背书，其产能几乎未受影响，反而扩张产能争抢到产能紧缺的竞争对手的订单。

用刘东的话来说，“大家都变得不那么有 *** 守”。这在一定程度上也源于政府的干预，前述刚刚成立的SIAC便在公开信中称，“当行业努力纠正短缺造成的供需失衡时，政府应该避免干预。”外界认为这暗指美国政府此前施压包括台积电在内的代工厂保证 汽车 芯片产能。

有中芯国际人士告诉《中国新闻周刊》，中芯国际在分配产能时会从终端应用的角度考虑，也就是如果某款芯片缺失，会不会影响普通人生活，甚至国民经济，“会仔细甄别企业的产能需求，依企业真实需求而定，也不会多给企业产能。”

多位业内人士都感慨，在这一轮“缺芯潮”中更能看到中芯国际的意义。“如果产能在国内，遇到疫情这样的极端情况，至少还能见面沟通，但如果投产在韩国、中国台湾的代工厂，连见面协调的可能都没有。”一位芯片厂商负责人透露，从去年开始，公司就在将产能从境外逐步转移至中国大陆，目前已接近一半，甚至直接邀请一家国内代工企业入股，“也是为了未来更顺畅地转移产能”。

这样的产能转移不止发生在某一家公司身上，姚海平也坦言，公司会将中芯国际14nm、12nm制程作为主打的平台，“14nm以下先进制程代工其实可选余地并不多，无非是三星、台积电、中芯国际等几家。现在中芯国际的先进工艺的产能利用率还不高，所以今年其扩张产能集中在28nm等成熟制程，因为其先进制程工艺刚刚开发出来不久，国内的设计公司做出针对的设计需要时间，估计在明年年中中芯国际先进制程产能也会变得非常饱满。”

中国缺少的不仅是先进制程的产能，其实，目前市场上20nm以上工艺节点产能占据了82％，更多的芯片产品依赖成熟制程产能。

“国内除了中芯国际和华虹，形成量产能力的也就是华润上华，但每月8英寸晶圆的产能可能只有两三万片，确实太少，可能都无法支撑大一点的客户。新的代工厂产能完全跟不上，特别是目前一些产品需要特定工艺，比如BCD高压，其实只有中芯国际、华虹、华润上华这三家公司有技术准备，再无其他选择，这就是目前的现状。”前述中芯国际人士告诉《中国新闻周刊》。

黄杜提到，“前一段时间政府征求对行业支持政策的意见建议，我们提出除了鼓励主要以线宽制程为标准的先进标准工艺，也要支持不依赖于线宽的MEMS特色工艺，MEMS惯性传感器芯片在人工智能物联网时代将会获得越来越广泛的应用。”

MEMS工艺是芯片制造的一种特殊工艺，被广泛应用于惯性传感器芯片制造，而惯性传感器芯片已经进入每一部智能手机，手机横屏与竖屏视角的转换便依赖这颗芯片实现。

“如今各地晶圆厂烂尾的情况已经让政府感到担忧，但总体而言，大陆的产能仍然很短缺。”有晶圆厂商负责人告诉《中国新闻周刊》，“几年前公司原本计划投资建设晶圆厂，计划投资50亿元，年产能为1万片8英寸晶圆，但之后项目夭折，原因便是地方政府不再支持。” “当时项目遇到国家收紧半导体投资，地方政府对于项目获得国家资金支持没有信心，就需要地方承担大部分资金压力。”这位负责人说，工厂从开工到“投片”需要3年时间，而根据当时的测算，8年才能回本，这段时间对于地方政府来讲过于漫长。

当下，政府对于晶圆厂的支持无疑举足轻重，中芯国际创始人张汝京在总结项目能够获得成功的条件时就说到，要有政府支持，中央政府通常是在政策和税务上的支持，地方政府通常是给予土地和项目奖励等支持，为了引进一些新项目，需要各级地方政府制定一些准入的指导。

他向《中国新闻周刊》建议说，通过国家发改委窗口指导，一定程度上避免错误的投资导致的国家财产和资金的损失的考量下，可以积极推动国家需要的这类半导体公司。但是如果管控过于严苛，也可能会把这个产业的发展遏制住，减缓国家集成电路与半导体产业的发展。“投资金额小于10亿元以下的，按现有方式进行备案；对于政府投资金额低于某一数位的，如50亿元以下的，由省市相关发改委窗口指导；金额更大的由上一级的发改委管控。至于民企或外资为主的，因为政府担的风险较小，可适度放宽指导窗口。”

在叶甜春看来，此前多地都爆出芯片制造的“烂尾”工程，是因为个别项目在市场定位、技术研发、团队配置等方面没有做好准备，仓促上马。对于做好准备的项目，该上马还是要上马。

他指出，据不完全统计，国内逻辑IC存在40万片12英寸的月产能缺口，存储器至少缺20万~30万片月产能。保守估计，月产能缺口在60万~70万片。整体产能缺口这么大的时候，应该更大规模、更有效率地扩产。“中国貌似缺乏最新的技术和产品，但是全球80％以上的产品用不到最尖端制程，14纳米以上制程能覆盖绝大部分需求——虽然市场份额可能只有百分之六七十，但这上面有大量文章可做。”

据雅虎财经网站报道，全球芯片的持续短缺已经困扰了汽车和消费电子行业达数月之久，那这场危机可能还将持续下去，其连锁反应可能会持续到2022年，而且受到影响的行业将更多根据高摄影像最新的研究报告啊，全球多达169个行业，在一定程度上受到了芯片短缺的暴击，包括从钢铁产品，混凝土生产到空调制造，啤酒生产等所有行业，甚至连肥皂制造业也受到了影响，高盛的研究表明，那现在芯片上花费超过行业GDP1%的产业将受到芯片短缺的影响。就拿这个。

为什么会造成芯片全球短缺

是因为全球的芯片企业此时此刻都把力气花在了重复研发上，英特尔投资数10亿美元建厂，台积电也要花510亿美元建厂，韩国就更离谱了，直接砸出了5,10万亿韩元要选自己的芯片基地，发现没有？半导体行业现在都不惜成本大量建厂，这就是前面说的重复研发。其实现代制造业最怕的就是重复研发，提前做出一套标准模具，大家轮着用就完事儿，这样既节约成本也节约时间，生产效率迅速提升，而现在芯片行业却在放弃成功经验，主动开倒车。做下游代工的建厂，做上游设计的也在建厂。我设计的也在建厂。

为何所有大公司都想研发芯片

那还得从美国制裁华为说起，自打去年美国对华为和中芯国际实行了封锁之后，全世界的芯片企业都开始思考一个问题，如果下一个是自己怎么办？那大家的答案也很一致，就是要建自己的产业链，因为相比起浪费大家更怕的是自己被卡了脖子，一旦失去了产能，那才是真的完蛋。所以现在全球芯片公司都在积极建厂，努力的把制造能力扩展的更长一些。

现在是最需要芯片的时代。

此时此刻我只想说，当下是人类有史以来最需要芯片的一个时代，物联网，云计算，汽车，手机，电脑随处都有使用芯片的需求！结果各大科技企业因为追求独立性，而主动限制了产能，主动束缚了手脚。我们拿最有名的光刻机举个例子。这台机器的背后是由全球20W家供应产,无数产业链构成!现在大家却在想如何重新打造它如何再建一台？我只能说当初老美的一记昏招改变的不仅是一家公司的命运，而是整个世界的发展轨迹。

LoRa技术特点

传输距离：城镇可达2-5 Km ，郊区可达15 Km 。

工作频率：目前，LoRa 主要在全球免费频段运行，包括433、868、915 MHz等。

标准：IEEE802154g。

调制方式：基于扩频技术，线性调制扩频（CSS）的一个变种，具有前向纠错（FEC）能力，semtech公司私有专利技术。

容量：一个LoRa网关可以连接上千上万个LoRa节点。

电池寿命：长达10年。

安全：AES128加密。

传输速率：几百到几十Kbps，速率越低传输距离越长。

NB-IoT技术特点

1覆盖广

将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力；

2海量连接能力

NB-IoT比2G/3G/4G有50~100倍的上行容量提升，在同一基站的情况下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50~100倍的接入数。基站比传统基站，能够接入更多的(承载LPWA业务的)终端，200KHz频率下面，根据仿真测试数据，单个基站小区可支持5万个NB-IoT终端接入。

3低功耗、低速率、低成本

低功耗意味着 RF 设计要求低，小的 PA 就能实现;

低带宽：意味着不需要复杂的均衡算法

低速率：意味着不需要大缓存，所以可以缓存小、DSP 配置低;

低成本：这些因素使得 NB-IoT 芯片可以做得很小，因此成本就会降低

NB-IOT与LoRa简单对比

未来NB-IoT将在运营商级网络中大放异彩，为物联网时代带来广覆盖、大连接、低成本的网络解决方案；而LoRa则在智慧城市、行业和企业专用应用中实现快速灵活部署。两种网络技术在商用中完全可以实现互补共存。

天玑系列，骁龙865，麒麟9000，990。
NSA模式是在原有2G/3G/4G网络下融合升级5G网络，SA模式是撇开原来网络重新再建一个5G网络。

8556p芯片是一款基于ARM架构的处理器芯片，主要应用于物联网（IoT）领域。由于该芯片具有低功耗、高性能、丰富的外设接口和安全性能等优势，因此适用于多种物联网终端设备，如智能家居、智能监控、智能健康、远程控制等。此外，8556p芯片还具有多种通信协议和网络接口，如Wi-Fi、蓝牙、LTE等，能够实现设备之间的连接和数据传输。作为物联网时代的代表芯片之一，8556p芯片的应用前景广阔，可以改变人们的生活方式和工作方式，带来更多实用的物联网应用。

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