日前,以“自主可控,信息安全”为己任,专注于研发、生产和销售集成电路芯片及物联网智能硬件模组的上海矽昌通信技术有限公司(以下简称“矽昌”),宣布公司于2018年年初试机成功并在年中实现量产的中国大陆首款自研的无线路由芯片SF16A18将进一步扩展应用领域,为企事业单位应用和物联网智能家居提供高度集成、安全可控且高性价比的国产芯片解决方案。
自十八大以来,党和国家高度重视网络信息安全建设及集成电路产业发展。在国务院印发的“十三五”国家战略性新兴产业发展规划当中,也指出我国需顺应网络化、智能化、融合化等发展趋势,提升关键芯片设计水平,发展面向新应用的芯片。面对着网络信息安全刻不容缓的形势以及党和国家大力发展芯片自主研发的政策利好,成立于2014年,由曾成功研发国内首款军用“北斗二代”卫星导航接收芯片及首款主频达1GHz多媒体应用处理器的李兴仁博士带领的上海矽昌通信技术有限公司于2018年推出了中国大陆首款自主研发的无线路由芯片SF16A18。
大陆首款无线路由芯片,实现零的突破
近年来,随着国家对网络信息安全的重视程度不断提升,政府、运营商及各行各业的网络系统对于通信芯片安全可控的需求也在不断提升;同时,随着“宽带中国”战略的大力推进,信息化、数字化与智能化的浪潮进一步向家庭领域延伸,作为智能网络环境当中的“中枢神经”,无线路由器连接着家庭的其他智能设备的“神经末梢”,重要性不言而喻。然而,在我国每年出货的过亿台无线路由器当中,却难寻一颗来自中国大陆的路由芯片。
SF16A18的问世,不仅成功实现了大陆无线路由芯片领域零的突破,为国内外的用户提供了技术成熟、可高度定制且性价比优越的路由芯片解决方案及产品,同时为各行各业的无线网络提供了安全可控的可替代解决方案。目前,以半导体芯片为代表的部分高新技术领域里,国产芯片技术尚存较大的提升空间。上海矽昌通信也希望能够通过将SF16A18这一颗“中国芯”带向市场,来为中国的半导体芯片技术崛起贡献一份力量。
宝剑锋从磨砺出 优越性能提升SF16A18市场竞争力
作为填补技术空白的无线路由芯片,四年磨一剑的SF16A18具有强大的市场竞争力:
强大的工艺及计算能力
国内首款采用TSMC 28nm CMOS工艺设计,双核四处理器十二线程的CPU配置,最高运算速度可达12GHz,大幅领先市面上同类竞品。
高集成度和高安全性:
在确保CPU等核心性能领先的前提下,SF16A18实现了业内领先的高集成度,首次将24GHz和5GHz双频段整合在同一颗芯片之中。双频一芯的设计使主板上的辅助元件得以减少,因而降低了主板整体的生产价格。同时为了保证安全无忧,SF16A18内置多重加密引擎及通信密钥,真正做到安全无死角。
灵活组网与灵活应用布局
WDS/Mesh扩展WiFi无线覆盖。提供灵活的WiFi组网方式:WDS和Mesh。同时,双频一芯辅以强劲的CPU配置能够轻松助力SF16A18高度灵活地应用于各种商业模式当中,如运营商宽带入户路由、无线路由器、OED/ODM以及网关、面板和音响等用户。
布局物联网基础设施 智连无线未来
在成功向市场推出SF16A18无线路由芯片之后,围绕该芯片,上海矽昌通信已开发出智能路由器、无线面板、智能路由音响以及双频信号中继器等可灵活应用于不同场景的解决方案。
同时,公司还计划将研发与方案设计继续下沉,从模组角度出发,结合NB-IoT应用场景,打通智慧家庭的完整解决方案链,进一步布局物联网智能家居市场,盘活中国物联网智能家居生态链,通过自身产品增加市场国产化的声音,也能够通过交钥匙方案助力更多设备制造商丰富其产品品类,实现物联网国产化领域的“多赢”。
上海矽昌通信技术有限公司董事长兼联合创始人李兴仁博士表示:“创新是引领发展的第一动力。作为国内首款自主研发的无线路由芯片,SF16A18的诞生,一方面其自主可控性确保了高度的安全性,从无线路由的源头保护了信息的安全;另一方面也填补了国产无线路由芯片的产业链缺口,为市场带来了更多的选择。四年磨一剑,我们为我们的坚持和努力感到无比的骄傲。同时,我们也希望在更多的政策支持和行业扶持之下,能够在市场上看到更多自研芯片的身影,让‘中国芯’来‘兴中国’,振兴我们的民族芯片产业,助力国家信息化产业的进步与发展!”
台积电开启晶圆代工时代,成为集成电路中最为重要的一个环节。 1987 年,台积电的成立开启了 晶圆代工时代,尤其在得到了英特尔的认证以后,晶圆代工被更多的半导体厂商所接受。晶圆代工 打破了 IDM 单一模式,成就了晶圆代工+IC 设计模式。目前,半导体行业垂直分工成为了主流, 新进入者大多数拥抱 fabless 模式,部分 IDM 厂商也在逐渐走向 fabless 或者 fablite 模式。
全球晶圆代工市场一直呈现快速增长,未来有望持续 。晶圆代工+IC 设计成为行业趋势以后,受益 互联网、移动互联网时代产品的强劲需求,整个行业一直保持快速增长,以台积电为例,其营业收 入从 1991 年的 17 亿美元增长到 2019 年的 346 亿美元,1991-2019 年,CAGR 为 21%。2019 年全球晶圆代工市场达到了 627 亿美元,占全球半导体市场约 15%。未来进入物联网时代,在 5G、 人工智能、大数据强劲需求下,晶圆代工行业有望保持持续快速增长。
晶圆代工行业现状:行业呈现寡头集中。 晶圆代工是制造业的颠覆,呈现资金壁垒高、技术难度大、 技术迭代快等特点,也因此导致了行业呈现寡头集中,其中台积电是晶圆代工行业绝对的领导者, 营收占比超过 50%,CR5 约为 90%。
晶圆代工行业资金壁垒高。 晶圆代工厂的资本性支出巨大,并且随着制程的提升,代工厂的资本支 出中枢不断提升。台积电资本支出从 11 年的 443 亿元增长到 19 年的 1094 亿元,CAGR 为 12%。 中芯国际资本性支出从 11 年的 30 亿元增长到了 19 年的 131 亿元,CAGR 为 20%,并且随着 14 nm 及 N+1 制程的推进,公司将显著增加 2020 年资本性支出,计划为 455 亿元。巨额投资将众多 追赶者挡在门外,新进入者难度极大。
随着制程提升,晶圆代工难度显著提升。 随着代工制程的提升,晶体管工艺、光刻、沉积、刻蚀、 检测、封装等技术需要全面创新,以此来支撑芯片性能天花板获得突破。
晶体管工艺持续创新。 传统的晶体管工艺为 bulk Si,也称为体硅平面结构(Planar FET)。 随着 MOS 管的尺寸不断的变小,即沟道的不断变小,会出现各种问题,如栅极漏电、泄漏功 率大等诸多问题,原先的结构开始力不从心,因此改进型的 SOI MOS 出现,与传统 MOS 结 构主要区别在于:SOI 器件具有掩埋氧化层,通常为 SiO2,其将基体与衬底隔离。由于氧化 层的存在,消除了远离栅极的泄漏路径,这可以降低功耗。随着制程持续提升,常规的二氧 化硅氧化层厚度变得极薄,例如在 65nm 工艺的晶体管中的二氧化硅层已经缩小仅有 5 个氧 原子的厚度了。二氧化硅层很难再进一步缩小了,否则产生的漏电流会让晶体管无法正常工 作。因此在 28nm 工艺中,高介电常数(K)的介电材料被引入代替了二氧化硅氧化层(又称 HKMG 技术)。随着设备尺寸的缩小,在较低的技术节点,例如 22nm 的,短沟道效应开始 变得更明显,降低了器件的性能。为了克服这个问题,FinFET 就此横空出世。FinFET 结构 结构提供了改进的电气控制的通道传导,能降低漏电流并克服一些短沟道效应。目前先进制 程都是采用 FinFET 结构。
制程提升,需要更精细的芯片,光刻机性能持续提升。 负责“雕刻”电路图案的核心制造设备是光刻机,它是芯片制造阶段最核心的设备之一,光刻机的精度决定了制程的精度。第四 代深紫外光刻机分为步进扫描投影光刻机和浸没式步进扫描投影光刻机,其中前者能实现最 小 130-65nm 工艺节点芯片的生产,后者能实现最小 45-22nm 工艺节点芯片的生产。通过多 次曝光刻蚀,浸没式步进扫描投影光刻机能实现 22/16/14/10nm 芯片制作。到了 7/5nm 工艺, DUV 光刻机已经较难实现生产,需要更为先进的 EUV 光刻机。EUV 生产难度极大,零部件 高达 10 万多个,全球仅 ASML 一家具备生产能力。目前 EUV 光刻机产量有限而且价格昂 贵,2019 年全年,ASML EUV 销量仅为 26 台,单台 EUV 售价高达 12 亿美元。
晶圆代工技术迭代快,利于头部代工厂。 芯片制程进入 90nm 节点以后,技术迭代变快,新的制程 几乎每两到三年就会出现。先进制程不但需要持续的研发投入,也需要持续的巨额资本性支出,而 且新投入的设备折旧很快,以台积电为例,新设备折旧年限为 5 年,5 年以后设备折旧完成,生产 成本会大幅度下降,头部厂商完成折旧以后会迅速降低代工价格,后进入者难以盈利。
21摩尔定律延续,技术难度与资本投入显著提升
追寻摩尔定律能让消费者享受更便宜的 算 力,晶圆代工是推动摩尔定律最重要的环节。 1965 年, 英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔提出,当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目, 约每隔 18-24 个月便会增加一倍,性能也将提升一倍,这也是全球电子产品整体性能不断进化的核 心驱动力,以上定律就是著名的摩尔定律。换而言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔 18- 24 个月翻一倍以上。推动摩尔定律的核心内容是发展更先进的制程,而晶圆代工是其中最重要的 环节。
摩尔定律仍在延续。 市场上一直有关于摩尔定律失效的顾虑,但是随着 45nm、28nm、10nm 持续 的推出,摩尔定律仍然保持着延续。台积电在 2018 年推出 7nm 先进工艺,2020 年开始量产 5nm, 并持续推进 3nm 的研究,预计 2022 年量产 3nm 工艺。IMEC 更是规划到了 1nm 的节点。此外, 美国国防高级研究计划局进一步提出了先进封装、存算一体、软件定义硬件处理器三个未来发展研 究与发展方向,以此来超越摩尔定律。在现在的时间点上来看,摩尔定律仍然在维持,但进一步提 升推动摩尔定律难度会显著提升。
先进制程资本性投入进一步飙升 。根据 IBS 的统计,先进制程资本性支出会显著提升。以 5nm 节 点为例,其投资成本高达数百亿美金,是 14nm 的两倍,是 28nm 的四倍。为了建设 5nm 产线, 2020 年,台积电计划全年资本性将达到 150-160 亿美元。先进制程不仅需要巨额的建设成本,而 且也提高了设计企业的门槛,根据 IBS 的预测,3nm 设计成本将会高达 5-15 亿美元。
3nm 及以下制程需要采用全新的晶体管工艺。 FinFET 已经历 16nm/14nm 和 10nm/7nm 两个工艺 世代,随着深宽比不断拉高,FinFET 逼近物理极限,为了制造出密度更高的芯片,环绕式栅极晶 体管(GAAFET,Gate-All-Ground FET)成为新的技术选择。不同于 FinFET,GAAFET 的沟道被 栅极四面包围,沟道电流比三面包裹的 FinFET 更加顺畅,能进一步改善对电流的控制,从而优化 栅极长度的微缩。三星、台积电、英特尔均引入 GAA 技术的研究,其中三星已经先一步将 GAA 用 于 3nm 芯片。如果制程到了 2nm 甚至 1nm 时,GAA 结构也许也会失效,需要更为先进的 2 维 、 甚至 3 维立体结构,目前微电子研究中心(Imec)正在开发面向 2nm 的 forksheet FET 结构。
3nm 及以下制程,光刻机也需要升级。 面向 3nm 及更先进的工艺,芯片制造商或将需要一种称为 高数值孔径 EUV(high-NA EUV)的光刻新技术。根据 ASML 年报,公司正在研发的下一代极紫 外光刻机将采用 high-NA 技术,有更高的数值孔径、分辨率和覆盖能力,较当前的 EUV 光刻机将 提高 70%。ASML 预测高数值孔径 EUV 将在 2022 年以后量产。
除上面提到巨额资本与技术难题以外,先进制程对沉积与刻蚀、检测、封装等环节也均有更高的要 求。正是因为面临巨大的资本和技术挑战,目前全球仅有台积电、三星、intel 在进一步追求摩尔定 律,中芯国际在持续追赶,而像联电、格罗方德等晶圆代工厂商已经放弃了 10nm 及以下制程工艺 的研发,全面转向特色工艺的研究与开发。先进制程的进一步推荐节奏将会放缓,为中芯国际追赶 创造了机会。
22先进制程占比持续提升,成熟工艺市场不断增长
高性能芯片需求旺盛,先进制程占比有望持续提升。 移动终端产品、高性能计算、 汽车 电子和通信 及物联网应用对算力的要求不断提升,要求更为先进的芯片,同时随着数据处理量的增加,存储芯 片的制程也在不断升级,先进制程的芯片占比有望持续提升。根据 ASML2018 年底的预测,到 2025 年,12 寸晶圆的先进制程占比有望达到 2/3。2019 年中,台积电 16nm 以上和以下制程分别占比 50%,根据公司预计,到 2020 年,16nm 及以下制程有望达到 55%。
CPU、逻辑 IC、存储器等一般采用先进制程(12 英寸),而功率分立器件、MEMS、模拟、CIS、 射频、电源芯片等产品(从 6μm 到 40nm 不等)则更多的采用成熟工艺(8 寸片)。 汽车 、移动 终端及可穿戴设备中超过 70%的芯片是在不大于 8 英寸的晶圆上制作完成。相比 12 寸晶圆产线,8 寸晶圆制造厂具备达到成本效益生产量要求较低的优势,因此 8 寸晶圆和 12 寸晶圆能够实现优 势互补、长期共存。
受益于物联网、 汽车 电子的快速发展,MCU、电源管理 IC、MOSFET、ToF、传感器 IC、射频芯 片等需求持续快速增长。 社会 已经从移动互联网时代进入了物联网时代,移动互联网时代联网设备 主要是以手机为主,联网设备数量级在 40 亿左右,物联网时代,设备联网数量将会成倍增加,高 通预计到 2020 年联网 设备数量有望达到 250 亿以上。飙升的物联网设备需要需要大量的成熟工艺 制程的芯片。以电源管理芯片为例,根据台积电年报数据,公司高压及电源管理晶片出货量从 2014 年的 1800 万片(8 寸)增长到 2019 年的 2900 万片,CAGR 为 10%。根据 IHS 的预测,成熟晶 圆代工市场规模有望从 2020 年的 372 亿美元增长到 2025 年的 415 亿美元。
特色工艺前景依旧广阔,主要代工厂积极布局特色工艺。 巨大的物联网市场前景,吸引了众多 IC 设计公司开发新产品。晶圆代工企业也瞄准了物联网的巨大商机,频频推出新技术,配合设计公司 更快、更好地推出新一代芯片,助力物联网产业高速发展。台积电和三星不仅在先进工艺方面领先布局,在特色工艺方面也深入布局,例如台积电在图像传感器领域、三星在存储芯片领域都深入布 局。联电、格罗方德、中芯国际、华虹半导体等代工厂也全面布局各自的特色工艺,在射频、 汽车 电子、IOT 等领域,形成了各自的特色。
5G 时代终端应用数据量爆炸式提升增加了对半导体芯片的需求,晶圆代工赛道持续繁荣。 随着对 于 5G 通信网络的建设不断推进,不仅带动数据量的爆炸式提升,要求芯片对数据的采集、处理、 存 储 效率更高,而且也催生了诸多 4G 时代难以实现的终端应用,如物联网、车联网等,增加了终 端对芯片的需求范围。对于芯片需求的增长将使得下游的晶圆代工赛道收益,未来市场前景极其广 阔。根据 IHS 预测,晶圆代工市场规模有望从 2020 年的 584 亿美元,增长到 2025 年的 857 亿美 元,CAGR 为 8%。
315G 推动手机芯片需求量上涨
5G 手机渗透率快速提升。手机已经进入存量时代,主要以换机为主。2019 年全球智能手机出货量 为 137 亿部,2020 年受疫情影响,IDC 等预测手机总体出货量为 125 亿台,后续随着疫情的恢 复以及 5G 产业链的成熟,5G 手机有望快速渗透并带动整个手机出货。根据 IDC 等机构预测,5G 手机出货量有望从 2020 年的 183 增长到 2024 年的 1163 亿台,CAGR 为 59%。
5G 手机 SOC、存储和图像传感器全面升级,晶圆代工行业充分受益。 消费者对手机的要求越来越 高,需要更清晰的拍照功能、更好的 游戏 体验、多任务处理等等,因此手机 SOC 性能、存储性能、 图像传感器性能全面提升。目前旗舰机的芯片都已经达到了 7nm 制程,随着台积电下半年 5 nm 产 能的释放,手机 SOC 有望进入 5nm 时代。照片精度的提高,王者荣耀、吃鸡等大型手游和 VLOG 视频等内容的盛行,对手机闪存容量和速度也提出了更高的要求,LPDDR5 在 2020 年初已经正式 亮相小米 10 系列和三星 S20 系列,相较于上一代的 LPDDR4,新的 LPDDR5 标准将其 I/O 速 度从 3200MT/s 提升到 6400MT/s,理论上每秒可以传输 512GB 的数据。相机创新是消费者更 换新机的主要动力之一,近些年来相机创新一直在快速迭代,一方面,多摄弥补了单一相机功能不 足的缺点,另一方面,主摄像素提升带给消费者更多的高清瞬间,这两个方向的创新对晶圆及代工 的需求都显著提升。5G 时代,手机芯片晶圆代工市场将会迎来量价齐升。
5G 手机信号频段增加,射频前端芯片市场有望持续快速增长。射频前端担任信号的收发工作,包 括低噪放大器、功率放大器、滤波器、双工器、开关等。相较于 4G 频段,5G 的频段增加了中高 频的 Sub-6 频段,以及未来的更高频的毫米波频段。根据 yole 预测,射频前端市场有望从 2018 年 的 149 亿美元,增长到 2023 年的 313 亿美元,CAGR 为 16%。
32云计算前景广阔,服务器有望迎来快速增长
2020 年是国内 5G 大规模落地元年,有望带来更多数据流量需求 。据中国信通院在 2019 年 12 月 份发布的报告,2020 年中国 5G 用户将从去年的 446 万增长到 1 亿人,到 2024 年我国 5G 用户 渗透率将达到 45%,人数将超过 77 亿人,全球将达到 12 亿人,5G 用户数的高增长带来流量的 更高增长。
5G 时代来临,云计算产业前景广阔。 进入 5G 时代,IoT 设备数量将快速增加,同时应用的在线 使用需求和访问流量将快速爆发,这将进一步推动云计算产业规模的增长。根据前瞻产业研究院的 报告,2018 年中国云计算产业规模达到了 963 亿元,到 2024 年有望增长到 4445 亿元,CAGR 为 29%,产业前景广阔。
边缘计算是云计算的重要补充,迎来新一轮发展高潮。 根据赛迪顾问的数据,2018 年全球边缘计 算市场规模达到 514 亿美元,同比增长率 577%,预计未来年均复合增长率将超过 50%。而中国 边缘计算市场规模在 2018 年达到了 774 亿元,并且 2018-2021 将保持 61%的年复合增长率,到 2021 年达到 3253 亿元。
服务器大成长周期确定性强。 服务器短期拐点已现,受益在线办公和在线教育需求旺盛,2020 年 服务器需求有望维持快速增长。长期来看,受益于 5G、云计算、边缘计算强劲需求,服务器销量 有望保持持续高增长。根据 IDC 预测,2024 年全球服务器销量有望达到 1938 万台,19-24 年, CAGR 为 13%。
服务器半导体需求持续有望迎来快速增长,晶圆代工充分受益。 随着服务器数量和性能的提升,服 务器逻辑芯片、存储芯片对晶圆的需求有望快速增长,根据 Sumco 的预测,服务器对 12 寸晶圆 需求有望从 2019 年的 80 万片/月,增长到 2024 年的 158 万片/月,19-24 年 CAGR 为 8%。晶圆 代工市场有望充分受益服务器芯片量价齐升。
33三大趋势推动 汽车 半导体价值量提升
传统内燃机主要价值量主要集中在其动力系统。 而随着人们对于 汽车 出行便捷性、信息化的要求逐 渐提高, 汽车 逐步走向电动化、智能化、网联化,这将促使微处理器、存储器、功率器件、传感器、 车载摄像头、雷达等更为广泛的用于 汽车 发动机控制、底盘控制、电池控制、车身控制、导航及车 载 娱乐 系统中, 汽车 半导体产品的用量显著增加。
车用半导体有望迎来加速增长。 根据 IHS 的报告,车用半导体销售额 2019 年为 410 亿美元,13- 19 年 CAGR 为 8%。随着 汽车 加速电动化、智能化、网联化,车用芯片市场规模有望迎来加速, 根据 Gartner 的数据,全球 汽车 半导体市场 2019 年销售规模达 41013 亿美元,预计 2022 年有望 达到 651 亿美元,占全球半导体市场规模的比例有望达到 12%,并成为半导体下游应用领域中增 速最快的部分。
自动驾驶芯片要求高,有望进一步拉动先进制程需求。 自动驾驶是通过雷达、摄像头等将采集车辆 周边的信息,然后通过自动驾驶芯片处理数据并给出反馈,以此降低交通事故的发生率、提高城市 中的运载效率并降低驾驶员的驾驶强度。自动驾驶要求多传感器之间能够及时、高效地传递信息, 并同时完成路线规划和决策,因此需要完成大量的数据运算和处理工作。随着自动驾驶级别的上升, 对于芯片算力的要求也越高,产生的半导体需求和价值量也随之水涨船高。英伟达自动驾驶芯片随 着自动驾驶级别的提升,芯片制程也显著提升,最早 Drive PX 采用的是 20nm 工艺,而最新 2019 年发布的 Drive AGX Orin 将会采用三星 8nm 工艺。根据英飞凌的预测,自动驾驶给 汽车 所需要的 半导体价值带来相当可观的增量,一辆车如果实现 Level2 自动驾驶,半导体价值增量就将达到 160 美元,若自动驾驶级别达到 level4&5,增量将会达到 970 美元。
34IoT 快速增长,芯片类型多
随着行业标准完善、技术不断进步、政策的扶持,全球物联网市场有望迎来爆发性增长。GSMA 预 测,中国 IOT 设备联网数将会从 2019 年的 36 亿台, 增到 到 2025 年的 80 亿台,19-25 年 CAGR 为 173%。根据全球第二大市场研究机构 MarketsandMarkets 的报告,2018 年全球 IoT 市场规模 为 795 亿美元,预计到 2023 年将增长到 2196 亿美元,18-23 年 CAGR 为 225%。
物联网的发展需要大量芯片支撑,半导体市场规模有望迎来进一步增长 。物联网感知层的核心部件 是传感器系统,产品需要从现实世界中采集图像、温度、声音等多种信息,以实现对于所处场景的 智能分析。感知需要向设备中植入大量的 MEMS 芯片,例如麦克风、陀螺仪、加速度计等;设备 互通互联需要大量的通信芯片,包括蓝牙、WIFI、蜂窝网等;物联网时代终端数量和数据传输通道 数量大幅增加,安全性成为最重要的需求之一,为了避免产品受到恶意攻击,需要各种类型的安全 芯片作支持;同时,身份识别能够保障信息不被盗用,催生了对于虹膜识别和指纹识别芯片的需求; 作为物联网终端的总控制点,MCU 芯片更是至关重要,根据 IC Insights 的预测,2018 年 MCU 市 场规模增长 11%,预计未来四年内 CAGR 达 72%,到 2022 年将超过 240 亿美元。
41 国内 IC 设计企业快速增长,代工需求进一步放量
国内集成电路需求旺盛,有望持续维持快速增长。 国内集成电路市场需求旺盛,从 2013 年的 820 亿美元快速增长到 2018 年的 1550 亿美元,CAGR 为 136%,IC insight 预测,到 2023 年,中国 集成电路市场需求有望达到 2290 亿美元,CAGR 为 8%。但是同时,国内集成电路自给率也严重 不足,2018 年仅为 15%,IC insight 在 2019 年预测,到 2023 年,国内集成电路自给率为 20%。
需求驱动,国内 IC 设计快速成长。 在市场巨大的需求驱动下,国内 IC 设计企业数量快速增加,尤 其近几年,在国内政策的鼓励下,以及中美贸易摩擦大的背景下,IC 设计企业数量加速增加,2019 年底,国内 IC 设计企业数量已经达到了 1780 家,2010-2019 年,CAGR 为 13%。根据中芯国际 的数据,国内 IC 设计公司营收 2020 年有望达到 480 亿美元,2011-2020 年 CAGR 为 24%,远 高于同期国际 4%的复合增长率。
国内已逐步形成头部 IC 设计企业。 根据中国半导体行业协会的统计,2019 年营收前十的入围门槛 从 30 亿元大幅上升到 48 亿元,这十大企业的增速也同样十分惊人,达到 47%。国内 IC 企业逐步 做大做强,部分领域已经形成了一些头部企业:手机 SoC 芯片领域有华为海思、中兴微电子深度 布局;图像传感领域韦尔豪威大放异彩;汇顶 科技 于 2019 年引爆了光学屏下指纹市场;卓胜微、 澜起 科技 分别在射频开关和内存接口领域取得全球领先。IC 设计企业快速成长有望保持对晶圆代 工的强劲需求。
晶圆代工自给率不足。 中国是全球最大的半导体需求市场,根据中芯国际的预测,2020 年中国对 半导体产品的需求为 2130 亿美元,占全球总市场份额为 49%,但是与之相比的是晶圆代工市场份 额严重不足,根据拓墣研究的数据,2020Q2,中芯国际和华虹半导体份额加起来才 6%,晶圆代 工自给率严重不足,尤其考虑到中国 IC 设计企业数量快速增长,未来的需求有望持续增长,而且, 美国对华为等企业的禁令,更是让我们意识到了提升本土晶圆代工技术和产能的重要性。
42政策与融资支持,中国晶圆代工企业迎来良机(略)
晶圆代工需求不断增长,但国内自给严重不足,受益需求与国内政策双重驱动,国内晶圆代工迎来 良机。建议关注:国内晶圆代工龙头,突破先进制程瓶颈的中芯国际-U、特色化晶 圆代工与功率半导体 IDM 双翼发展的华润微华润微、坚持特色工艺,盈利能力强的华虹半导体华虹半导体。
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(报告观点属于原作者,仅供参考。作者:东方证券,蒯剑、马天翼)
如需完整报告请登录未来智库>PC 上是broadcom、Atheros、Intel 三家争霸。
Intel 价格是三家中最贵的,超过10USD,但迅驰平台必须bondle 自家wifi 模组,贵也的用。BCM 和 Atheros主要用在AMD平台和Intel平台的非迅驰机种、AP。
Lenovo的非迅驰机种用的都是BCM,ThinkPad 的非迅驰机种用的是Atheros。
智东西(公众号:zhidxcom)
作者 | 云鹏
编辑 | 心缘
智东西12月27日消息,今天下午,展锐通过一场发布会正式宣布,展锐第二代5G芯片平台唐古拉T770、唐古拉T760已经实现客户产品量产。
展锐CEO楚庆在开场说道,第二代5G芯片平台实现客户产品量产,体现了展锐在半导体技术和通信技术上的升级,展锐目前已经跻身全球先进技术第一梯队。
展锐CEO楚庆
作为全球首个成功回片的6nm芯片平台,该平台相比第一代,性能最高提升100%以上,集成度提升超100%。同时,第二代5G平台支持5G R16、5G切片等前沿通信技术。
展锐6nm 5G平台实现客户量产,标志着展锐已具备先进制程芯片的研发与商用能力,这表明展锐在研发流程规范、设计能力、产品质量等维度能力均有提升。
楚庆提到,6nm是展锐在先进制程上的开端,展锐已具备足够的技术积累,为下一代产品切入5nm等更先进的半导体技术打下良好基础。
展锐第二代5G平台支持5G R16、5G网络切片等前沿技术,他们率先布局5G R16技术,相关专利申请数量近200项,并已与合作伙伴完成全球首个基于3GPP R16标准的端到端业务验证、IMT-2020(5G)推进组uRLLC关键技术测试等。
展锐5G网络切片方案已完成与国内三大运营商、以及IMT-2020(5G)推进组的技术验证,实现to B和to C两个应用方向的技术验证,证明了展锐5G网络切片方案的优势和5G芯片的互 *** 作性。
展锐第二代5G芯片平台拥有完整5G主平台套片+可选配的5G射频前端套片等十多颗芯片,每颗芯片均已达到量产标准。
其中5G主平台套片包含主芯片、Transceiver、电源管理芯片以及connectivity芯片等7颗芯片;5G射频前端套片包含PA等多颗芯片。
在量产成熟度方面,相比芯片本身的量产,芯片平台实现客户产品量产,具有更高的要求。
客户产品量产意味着芯片平台的产品成熟度和质量都已达到了能够直接面向消费者等最终用户的状态。只有实现客户产品量产,才真正代表芯片平台完全达到了设计目标。
在量产质量方面,展锐第二代5G芯片平台已达到500ppm的行业最高标准。
目前,展锐第二代5G平台已应用在5G智能手机等消费电子领域,其性能、续航、影像、AI等能力的提升,将带给用户带来更好的5G体验和更丰富的智能生活乐趣。
展锐消费电子事业部总经理周晨说:“随着新一代5G芯片平台客户产品量产,展锐5G产品将进入发展快车道。消费电子领域的唐古拉6、7、8、9等多个系列将会齐头并进,接下来每年都会至少有一颗新产品面世。”
同时得益于软件架构升级,展锐在这一系列的产品上都能实现软件方案归一,这将极大的帮助客户缩短产品开发周期,降低软件投入成本。”
在垂直行业领域,展锐第二代5G平台将在工业物联网、移动互联、固定无线接入、车联网、联网PC等场景,赋能工业体系和 社会 各行业的智能化升级。
展锐工业电子事业部总经理黄宇宁说,展锐第二代5G芯片平台,在提供全场景的连接能力之外,还提供较强的智能计算能力。基于该平台非常适合打造一个集连接和计算于一体的AIoT平台。
在叠加多样的 *** 作系统和服务组件等一系列软件栈之后,它可以承载多种行业智慧化应用,也可以作为无人机、智能机器人等新形态智能终端的核心组成部件。
随着第二代5G平台在客户侧的量产,展锐在消费电子、垂直行业等领域都在加速布局5G芯片产品,目前已经跻身全球前五大5G芯片厂商。
正如楚庆自己所说,展锐当下取得的成绩虽然有一定的客观因素存在,但重点还是研发、管理等各方面能力的整体提升所致。后续展锐的重点将是在维持现有市场份额的基础上实现进一步突破。
毫无疑问,随着国内5G市场进一步扩展、智能 汽车 等新兴品类加速发展,整体芯片需求还会进一步提升,展锐能否赢得更多5G芯片市场,我们拭目以待。
QCA4531芯片可以支持Linux/OpenWRT环境下的编程开发,是一款理想的多协议桥接和通信芯片。它汇集了多个无线协议可以实现不同生态系统之间的桥接。QCA4531作为访问节点,最多可以同时支持16个设备。1高速公路自动收费及交通管理高速公路自动收费系统是RFID技术最成功的应用之一。目前中国的高速公路发展非常快,地区经济发展的先决条件就是有便利的交通条件,而高速公路收费却存在一些问题,一是交通堵塞,收费站口,许多车辆要停车排队,成为交通瓶颈问题;二是少数不法的收费员贪污路费、使国家损失了相当的财政收入。RFID技术应用在高速公路自动收费上能够充分体现它非接触识别的优势。让车辆高速通过收费站的同时自动完成收费。同时可以解决收费员贪污路费及交通拥堵的问题。 一般来说对于公路收费系统、车辆的大小和形状不同、需要大约4米的读写距离和很快的读写速度、也就要求系统的频率应该在900M Hz和2500MHz。射频卡一般在车的挡风玻璃后面。现在最现实的方案是将多车道的收费口分两个部分:自动收费口、入工收费口。天线架设在道路的上方。在距收费口约50-100米处,当车辆经过天线时,车上的射频卡被头顶上的天线接收到,判别车辆是否带有有效的射频卡。读写器指示灯指示车辆进人不同车道,人工收费口仍维持现有的 *** 作方式,进入自动收费口的车辆,养路费款被自动从用户帐户上扣除,且用指示灯及蜂鸣器告诉司机收费是否完成,不用停车就可通过,挡车器将拦下恶意闯入的车辆。
1996年、佛山市政府安装了RFID系统用于自动收取路桥费以提高车辆通过率,缓解公路瓶颈。车辆可以在250公里的时速下用少于05毫秒的时间被识别, 并且正确率达9995%。上海也安装了基于RFID的自动收聚养路费系统。另外两个安装在广州的与上海和佛山的工程不同,广州的工程尝试在开放的高速公路上对正在高速行驶的车辆进行自动收费,通道采用RFID系统。中国有把握改善其公路基础设施, 而现在最大的问题是应用于高速公路收取养路费的RFID技术没有统-的标准。各个厂家使用自己的专用标准、使得建立全国高速公路自动收费系统时, 情况变得很混乱。
在城市交通方面, 交通的状况日趋拥挤, 解决交通问题不能只依赖于修路、加强交通的指挥、控制、疏导,提高道路的利用率,深挖现有交通潜能也是非常重要的。而基于RFID技术的实时交通督导和最佳路线电子地图很快将成为现实。用RFID技术实时跟踪车辆,通过交通控制中心的网络在各个路段向司机报告交通状况,指挥车辆绕开堵塞路段,并用电子地图实时显示交通状况。能够使得交通流向均匀,大大提高道路利用率。还可用于车辆特权控制,在信号灯处给警车、应急车辆、公共汽车等行驶特权;自动查处违章车辆,记录违章情况。另外、公共汽车站实时跟踪指示公共汽车到站时间及自动显示乘客信息,给乘客很大的方便。用RFID技术能使交通的指挥自动化、法制化,有助于改善交通状况。
2门禁保安
将来的门禁保安系统均可应用射频卡,一卡可以多用,比如作工作z、出入证、停车卡、饭店住宿卡甚至旅游护照等等,目的都是识别人员身份、安全管理、收费等等。好处是简化出人手续、提高工作效率、安全保护。只要人员佩戴了封装成ID卡大小的射频卡、进出入口有一台读写器,人员出入时自动识别身份,非法闯人会有报警。安全级别要求高的地方、还可以结合其它的识别方式,将指纹、掌纹或颜面特征存入射频卡。1996夏季奥林匹克运动会的安全机构采用射频卡结合生物测定学技术作为保安系统中的一种,运动员和官方人员随身携带含有自己手掌信息的射频卡,当他们在要进入某一安全区的,必需将其右手搁在扫描器上,只有该人同系统根据其手信息在安全库中检索出的三维图象一样,并且同其本人所携带的卡片上信息一致方可进入该区域,由于卡和携卡人是唯一联系的, 所以只有卡主人才可使用自己的卡。 而卡丢失、偷卡和借卡使用都构不成对安全的威胁。
公司还可以用射频卡保护和跟踪财产。将射频卡贴在物品上面如:计算机、传真机、文件、复印机或其它实验室用品上,该射频卡使得公司可以自动跟踪管理这些有价值的财产,可以跟踪一个物品从某一建筑离开,或是用报警的方式限制物品离开某地。 结合GPS系统利用射频卡,还可以对货柜车、货舱等进行有效跟踪。
3RFID卡收费
国外的各种交易大多利用各种卡来完成,而在我国普遍采用现金交易,现金交易不方便也不安全,还容易出现税收的漏洞、目前的收费卡多用磁卡、IC卡,而射频卡也开始抢占市场,原因是在一些恶劣的环境中、磁卡、IC卡容易损坏、而射频卡则不易磨损、也不怕静电及其它情况。同时射频卡用起来很方便、快捷。甚至不用打开包、在读写器前摇晃一下,就完成收费。还可以同时识别几张卡.并行收费。比如公共汽车上的电子月票.我国大城市的公共汽车异常拥挤、人员素质差、环境条件差,一般在国外还较有效的收费系统在国内就无法使用。射频卡的使用有助于改善这个情况。
又比如会员制收费卡、职工就餐卡、商店收费、电话卡、储蓄卡等等均可使用射频卡。射频卡上有内存分区,不同区域有不同的安全级别、可以在各种的应用中使用,互不干扰,而未来的发展必将各种卡的应用统一到一张卡上,个人手持一张卡就可以各处使用。
4生产线自动化
用RFID技术在生产流水线上实现自动控制、监视,提高生产率,改进生产方式、节约了成本,举两个例子以说明在生产线上应用RFID技术的情况。
用于汽车装配流水线。德国宝马汽车公司在装配流水线上应用射频卡以尽可能大量地生产用户定制的汽车。宝马汽车的生产是基于用户提出的要求式样而生产的:用户可以从上万种内部和外部选项中选定自己所需车的颜色、引擎型号还有轮胎式样等要求,这样一来,汽车装配流水线上就得装配上百种式样的宝马汽车、 如果没有一个高度组织的、 复杂的控制系统是很难完成这样复杂的任务的。宝马公司就在其装配流水线上配有RFID系统,他们使用可重复使用的射频卡,该射频卡上可带有详细的汽车所需的所有要求,在每个工作点处都有读写器,这样可以保证汽车在各个流水线位置处能毫不出错地完成装配任务。
Motorola、SGSThomson等集成电路制造商在竞争激烈的半导体工业中采用了加入了射频识别技术的自动识别工序控制系统。半导体生产对于超净的特殊需要,使得RFID应用在此非常理想,而其它自动识别系统,如条形码在如此苛刻的化学条件和超净要求下就不适用。
晶片是集成电路生产的关键。一片8英寸的晶片可以制造出100~1000个芯片。假如每片芯片零售价为$100,那么一片晶片上所包含的芯片价值至少就是$10000。一个晶片容器可装25个晶片,四个晶片容器可同时进行处理、那么一次误 *** 作造成的损失就达$1000000。 显然,跟踪每个晶片容器并消除误 *** 作是非常必要的。
在一个超净车间里、通常能有800位点.晶片容器要从一处位点移动到下-一位点。有时,晶片会因进入了错误的堆而造成损失。射频识别系统将核查晶片堆、设备、工序和 *** 作人员。如果其中任何一项的身份不对,设备将不能开始工作,同时向 *** 作人员显示指示。
5仓储管理
将RFID系统用于智能仓库货物管理,RFID完全有效地解决了仓库里与货物流动有关的信息的管理,它不但增加了一天内处理货物的件数还监看着这些货物的一切信息,射频卡是贴在货物所通过的仓库大门边上,读写器和天线都放在叉车上、每个货物都贴有条码、所有条码信息都被存储在仓库的中心计算机里、该货物的有关信息都能在计算机里查到。当货物被装走运往别地时,由另一读写器识别并告知计算中心它被放在哪个拖车上。这样管理中心可以实时地了解到已经生产了多少产品和发送了多少产品,并可自动识别货物,确定货物的位置。
6汽车防盗
这是RFID较新的应用。由于已经开发了足够小的射频卡、能够封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡,在汽车上装有读写器。当钥匙插入到点火器中时,读写器能够辨别钥匙的身份。如果读写器接收不到射频卡发送来的,特定信号、汽车的引擎将不会发动。用这种电子验证的方法、汽车的中央计算机也就能容易的防止短路点火。目前欧洲的丰田汽车、福特汽车和Mitsubishi汽车公司、韩国汽车制造商 Hyundai等在它的欧洲车型中也应用射频卡在欧洲和美国出售的汽车中用于防盗。目前全世界已经有大约数百万辆汽车装有该防盗系统。
另一种汽车防盗系统。司机自己带有一射频卡,其发射范围是在司机座椅45~55厘米以内。读写器安装在座椅的背部。当读写器读取到有效的ID号时,系统发出三身呜叫,然后汽车引擎才能启动。该防盗系统还有令一强大功能。倘若司机离开汽车并且车门敞开引擎也没有关闭的话,这时读写器就需要读取另一有效ID号,假如司机将该射频卡带离汽车,这样读写器不能读到有效ID号、则引擎会自动关闭同时会触发报警装置。同样这种射频卡也可用于家庭和办公室的防盗。
射频卡可应用于寻找丢失的汽车。在城市的各主要街道路线处埋设RFID的天线系统,只要车辆带有射频卡,则在路过任何天线读写器时、该汽车的ID号和当时时间都将会被自动记录,并被返回到城市交通管理中心的计算机中,除了城市街道埋设天线外,警察还开动若干辆带有读写器的流动巡逻车,以更加方便地监测车辆的行踪。如果车辆被盗,就将很方便快捷地被找回,在巴西的圣#middot;保罗市已经使用这样的系统。
7防伪
伪造问题在世界各地都是令人头疼的问题,在中国大量伪造产品充斥市场将会沉重打击民族工业。现在应用的防伪技术如全息防伪等技术同样也被不法分子伪造。
将射频识别技术应用在防伪的领域有它自身的技术优势。防伪技术本身要求成本低,但是却很难伪造。射频卡的成本就相对便宜,而芯片的制造需要有昂贵的芯片工厂,使伪造者望而却步。射频卡本身具有内存, 可以储存、修改与产品有关的数据、利于销售商使用; 体积十分小、便于产品封装。象电脑、激光打印机、电视等等产品上都可使用。
建立严格的产品销售渠道是防伪问题的关键。利用射频识别技术、厂家、批发商、零售商之间可以使用唯一的产品号来标识产品的身份。生产过程中在每样产品上封装入射频卡,卡上记载了唯一的产品号。批发商、零售商用厂家提供的读写器就可以严格检验产品的合法性。
利用这种技术不能改变现行的数据管理体制。唯一的产品标识号完全可以做到与已用数据库体系兼容。
有关防伪的应用请参考《中国防伪》2000年6月号46页〈加拿大射频识别防伪及应用〉。
8电子物品监视系统
(Electronic Article Surveillance, EAS) 这系统的目的是防止商品盗窃。 系统是基本配置的RFID、内存容量仅为1比特,即开或关。 它是基于从1930年就已知道的磁性物质的特性,有四种主要技术:微波、磁场、声磁、射频。系统包括贴在物体上的射频卡,和商店出口处的扫描器,射频卡在安装时被激活,它在激活状态时接近扫描器将会被探测到,这样就会报警。货物购买之后,射频卡由销售人员用专用工具拆除(典型的是在衣服店里),或者射频卡可以用磁场来使其失效或破坏射频卡本身的电特性。EAS系统已被广泛的使用。据估计每年消耗六十亿套。
9畜牧管理
这个领域的发展起步于赛马的识别,是用小玻璃封装的射频卡植于动物皮下,提供赛马的识别。射频卡大约10MM长,内有一个线圈,约1000圈的细线绕在铁氧体上,读写距离是十几个厘米。从赛马发展到了标识牲畜。牲畜的识别提供了现代化管理牧场的方法。
10火车和货运集装箱的识别
在火车运营中使用RFID系统有个很大的优势在于火车是按既定路线运行。所以肯定要通过设定的读写器的地点。通过读到的数据,能够得到火车的身份、监控火车的完整性,以防止遗漏在铁轨上的车厢发生撞车事故,同时在车站能将车厢重新编组。起初的努力是用超音波和雷达测距系统读出车厢侧的条码,现在被RFID系统取代,射频卡一般安在车厢顶边,读写器安在铁路沿线,就可得到火车的实时信息及车厢内装的物品信息。
11运动计时
在马拉松比赛中,由于马拉松比赛人员太多,有时第一个出发的同最后一个出发的人离开起跑线能相隔40分钟、如果没有一个精确的计时装置会造成不公平的竞争。射频卡应用于马拉松比赛的精确计时。运动员在自己的鞋带上很方便地系上射频卡,在比赛的起跑线和终点线处放置带有微型天线的小垫片,当运动员越过此垫片时,计时系统接收运动员所带的射频卡发出的ID号,并记录当时的时间。这样每个运动员都有自己的起始和结束时间,不带有不公平的竞争可能性了。在比赛路线的中如果每隔5公里就设置这样的垫片,也可以很方便地记录运动员的阶段跑所用时间。 该装置用于1995年以来各大型的马拉松比赛,有1995的柏林马拉松、1996的洛山玑马拉松、1996伦敦马拉松、1996的柏林马拉松、1996亚特兰大夏季奥林匹克奥运会马拉松比赛等。
RFID还可应用于汽车大奖赛上的精确计时。读写器连接到跑道下面一系列的天线,射频卡安装到车前、就在天线的上方。当赛车越过起跑线时,赛车的ID号和时间被计时记录,并存储到中心计算机内,这样到比赛结束时,每个参赛选手将会有一个满意的结果。
智东西(公众号:zhidxcom)文 | 韦世玮
2020年开篇不久,“投资公司”小米又开始有所行动了。
巴菲特说:“别人贪婪时我恐惧,别人恐惧时我贪婪”,在全球经济陷入危机边缘的时刻,雷军的小米产业基金已经开启贪婪模式。
从1月16日起,小米集团通过旗下的湖北小米长江产业基金合伙企业(有限合伙),简称小米长江产业基金,在短短两个多月内,先后投资了帝奥微电子、灵动微电子和翱捷 科技 等八家半导体公司。
这一波 *** 作,距离2019年11月19日,小米第一次投资速通半导体才过了不到半年。至此,小米供应链投资版图一隅,半导体布局已扩展至19家,覆盖Wi-Fi芯片、射频(RF)芯片、MCU传感器和FPGA等多个领域。
小米的造芯梦并未停止。
去年10月,智东西曾针对小米的供应链投资情况进行了调查报道,围绕小米的生态链和供应链投资战略,尤其是半导体领域进行了梳理。(《小米突围战:两年投资12家供应链企业的布局与厮杀,雷军还有多少底牌?》)
小米在2019年第二季度财报中透露,截止2019年6月30日,其共投资公司超过270家,总账面价值287亿人民币,同比增长208%。与此同时,截至8月20日,它已投资12家供应链公司,覆盖半导体到智能制造领域。
其中,它所投资的8家半导体公司,不仅在短期内为自身的“AI+AIoT”双引擎战略提供了续航动力,同时也为它长期冲击芯片研发市场,打通产业链“经脉”埋下了技术伏笔。
而这些,都是小米在澎湃S2芯片流产后,针对半导体领域所进行的产业链“自救”与新打法。
随着小米在2020年以来的一系列投资动作,智东西决定再次聚焦小米的半导体投资规划,在探究小米在半导体领域的布局与进展的同时,也从中摸清它隐藏在背后的战略思路和变化。
与此同时,小米的产业链投资战术是否真能开创出新的技术布局玩法?长路漫漫,小米的造芯之路又体现了雷军的哪些野心和期待?
今年2月,在小米开年首个产品发布会上,在太空走了一遭的旗舰机小米10再次引起行业热度,其中撑起产品性能的主角,也从高通骁龙855升级到了骁龙865。
骁龙865“光环”加持的背面,是小米澎湃S2“暗淡”的第三年。
“自研芯片”一词,从2017年小米5C手机及其搭载的澎湃S1面世后,逐渐成为小米的又一软肋,而这也是一个早已被行业讲“烂”了的故事。
2018年,自小米旗下的半导体公司松果电子重组,成立南京大鱼半导体后,小米的自研造芯路在外界看来似乎已经停止了步伐。
虽然在一年后,大鱼半导体联合平头哥共同发布了名为U1的NB-IoT SoC芯片,面向物联网领域,内置GPS和PA(功率放大器芯片),支持北斗NB-IoT R13,却未在市场中掀起太大的浪花。回头看,不知从什么时候起,松果电子的官网也早已落满了灰,显示无法访问。
但与小米自研芯片进程缓慢相反的是,小米的半导体投资动作正逐渐加快。
2018年1月23日,小米旗下的紫米 科技 和雷军合伙创建的顺为资本,对从事集成电路(IC)研究和设计的半导体公司——南芯半导体进行了A轮投资,交易金额数千万人民币,打响小米踏足半导体投资战场的第一q。
随后两年里,小米投资“引擎”不断加速,相继入股了云英谷 科技 、乐鑫 科技 、芯原微电子等19家半导体公司,覆盖显示驱动芯片、MCU传感器、Wi-Fi芯片和射频芯片等多个领域。其中,聚辰半导体、乐鑫 科技 和晶晨半导体3家公司,已成功在科创板上市。
而小米的这股冲劲儿也延续到了2020年,并在市场展现出更猛的势头。
自1月16日以来,小米旗下的湖北小米长江产业基金合伙企业(有限合伙),简称长江小米产业基金,在两个月内共投资了8家半导体公司,新增投资7家,远远超过以往频率。
据公开信息统计, 这8家半导体公司分别为帝奥微电子、速通半导体、芯百特微电子、Fortior(峰岹 科技 )、昂瑞微电子、翱捷 科技 、灵动微电子和瀚昕微电子。
1、帝奥微电子
成立于2010年2月的帝奥微,是一家混合模拟半导体IC设计及制造公司,其创始人兼董事长鞠建宏毕业于美国纽约州立大学电子工程专业,在正式创立帝奥微前,他曾在美国仙童半导体有着近十年的工作经验,负责芯片的设计、技术、应用和市场等工作。
目前,帝奥微面向消费类电子、智能家居、LED照明、医疗电子及工业电子等领域,提供相应的芯片解决方案,主要产品包括LED照明元件、超低功耗及低噪音放大器、高效率电源管理电子元件,以及应用于各种模拟音频/视频的电子元件。
截至2019年7月1日,帝奥微已申请65项各类专利。其中,已授权发明专利15项、已授权实用新型专利17项。
据江苏南通苏通 科技 产业园区管理委员会公开信息,2019年6月30日,帝奥微已获得科创板上市入轨。
而在2020年1月16日,帝奥微也迎来了小米的一笔战略融资,其股东新增长江小米基金,持股1723%,但关于交易金额尚未披露。
2、灵动微电子
灵动微电子是一家MCU芯片及解决方案提供商,成立于2011年3月,其董事长兼CEO吴忠洁博士毕业于东南大学,有着多家大型芯片设计公司工作经验。
在产品方面,灵动微电子基于Arm Cortex-M0及Cortex-M3内核,研发了MM32系列MCU产品,主要为F/L/W/SPIN/P五大系列,分别针对通用高性能市场、超低功耗及安全应用、无线连接、电机及电源专用,以及OTP(One Time Programable)型MCU。
据了解,MM32系列MCU产品已广泛应用于 汽车 电子、工业及电机控制、智慧家电及医疗、消费电子等市场。
实际上,早在2015年8月31日,灵动微电子就已在新三板挂牌上市,但该公司在2019年发布公告称,其将于3月14日起终止股票挂牌,宣布退市。
紧随着小米半导体产业链投资的扩大,小米也将投资的目光聚焦在灵动微电子的MCU技术优势上。今年1月19日,灵动微电子获得长江小米产业基金投资的战略融资资金,注册资本增至5668万元,增幅1988%。
与此同时,小米产业基金管理合伙人王晓波成为灵动微电子新任董事。
3、芯百特微电子
相比于小米投资的其他半导体公司,成立于2018年10月的芯百特则显得尤为年轻。
据了解,该公司创始人兼CEO张海涛从清华大学微电子专业硕士毕业后,赴美求学获得了加州大学微电子系博士学位,并在高通、TriQuint和RFaxis公司有着十余年工作经验。同时,他也曾带领研发团队负责苹果iPhone5/6和德州仪器WiFi射频终端项目。
芯百特主要利用高性能射频芯片技术,进行无线通讯射频器件的设计和研发,产品布局5G、Wi-Fi和IoT等领域,面向通讯设备、消费电子、 汽车 电子、医疗电子和智能设备等多个市场。
目前,该公司已研发出Wi-Fi 5前端模块(FEM)、5G通讯功率放大器和射频开关等产品,与小米、联想、中国移动和中国电信等公司达成合作伙伴关系。
今年1月21日,芯百特也披露其第一笔股权融资情况,长江小米产业基金投资5603万人民币,持股占比433%,成为该公司第七大股东。
4、峰岹 科技 (Fortior)
成立于2010年5月的峰岹 科技 ,是一家较为低调的IC设计公司,主要研发电机驱动控制专用芯片。
据调查,创始人兼CEO毕磊在2012年曾入选国家中组部的第八批“千人计划”,而CTO毕超在2015年同样也入选了第十一批“千人计划”,这是我国针对引进归国人才方面,所实行的一项重要人才政策。
与此同时,毕超担任新加坡国立大学博士后导师、IEEE高级会员,并曾担任新加坡 科技 局资深科学家,在电机技术领域有着丰富的研发经验。
▲峰岹 科技 CTO毕超
目前,峰岹 科技 在中国和新加坡分别设立了两大研发中心。
它通过多项三相、单相无霍尔直流无刷驱动等核心技术,研发了直流无刷电机驱动全系列产品,包括三相BLDC专用控制芯片、单相BLDC专用控制芯片、电机专用MCU系列等,广泛应用于终端设备、无人机、消费电子、家电电和医疗设备等领域。
2014年4月,峰岹 科技 获得了交易金额数千万人民币的A轮融资。而今年1月21日公开的战略融资,则由小米长江产业基金、中兴创投等机构投资,其中小米投资12972万人民币,股权占比187%。
5、昂瑞微电子
对刚刚搬了新家的昂瑞微来说,小米在2月20日投资的31071万人民币,无疑是个喜上加喜的好消息,在此之前,昂瑞微已经七年未曾进行增资。据了解,这笔投资后小米股权占比为698%,成为昂瑞微的第三大股东。
与此同时,这笔投资昂瑞微也将用于5G手机终端的射频前端芯片,以及新一代物联网SoC芯片的研发中。
昂瑞微成立于2012年7月,是我国重要的射频/模拟集成电路设计研发厂商之一。
它通过长期积累的CMOS、SiGe、GaAs和GaN等射频工艺,面向手机终端和物联网领域,研发了2G/3G/4G/5G射频前端芯片、蓝牙低功耗(BLE)芯片、双模蓝牙芯片、低噪声放大器等一系列射频前端和无线连接芯片,量产芯片已超过200款。
据了解,昂瑞微研发的芯片已覆盖移动终端、可穿戴设备、无人机和智能家居等消费领域,客户包括三星电子、富士康、中兴、TCL和联想等在内的厂商。
6、速通半导体
与其他传统芯片厂商相比,成立于2018年7月的速通半导体也较为年轻,是一家Wi-Fi 6芯片设计公司,但它却是小米2020年半导体投资中唯一非新增投资的企业。
实际上,长江小米产业基金在2019年11月19日就已入股速通半导体,成为该公司第六大股东,而这也是小米2019年在半导体领域的最后一笔投资。
基于速通半导体在Wi-Fi 6领域的芯片研发技术,小米决定加大砝码,并于今年2月20日领投该公司的A轮融资,耀途资本跟投。至此,速通半导体的注册资本从最初的1040万人民币增长至1300万人民币,增幅25%。
除了进一步扩大工程研发团队外,速通半导体还计划将这笔投资用于Wi-Fi 6 SoC产品的研发和量产中。
据悉,该公司的核心研发团队有着较为丰富的Wi-Fi 6标准化经验,此前已在全球范围内研发了超20款Wi-Fi、蓝牙和蜂窝4G的无限SoC芯片组。
现阶段,该公司亦正在加速下一代Wi-Fi 6芯片组的研发和量产工作,以进一步满足市场对Wi-Fi 6芯片的强劲需求。
7、翱捷 科技
翱捷 科技 是一家主要研发移动终端设备、物联网、导航以及其他消费类电子芯片的基带芯片设计公司,成立于2015年,并在2017年8月获得了阿里巴巴的和深创投投资的A轮融资,阿里巴巴为第一大股东,持股2175%。
有着丰富的融资历程的翱捷 科技 在今年2月24日,获得了由长江小米产业基金、兴证投资等机构的战略投资入股,注册资本亦从363亿美元增长至375亿美元。其中,小米的认缴出资额为51917万美元,占比138%。
据了解,翱捷 科技 创始人兼董事长戴保家硕士毕业于美国佐治亚理工学院电气工程学,还拥有芝加哥大学工商管理硕士学位。在创立翱捷 科技 前,他还曾担任射频芯片公司锐迪科的董事长兼CEO。
值得一提的是,该公司在2017年收购了Marvell公司的移动通信部门(MBU),成为我国为数不多拥有全网通技术的公司之一。
目前,翱捷 科技 的产品线已覆盖2G/3G/4G/5G和IoT在内的多制式通讯标准,并成功研发了移动通信基带芯片、Wi-Fi芯片、LoRa芯片和多模物联网可穿戴芯片等多款通信芯片。
8、瀚昕微电子
成立于2017年3月的瀚昕微电子,是一家快充协议芯片公司,包括数模混合芯片、电源芯片等。目前,该公司已拥有LDO(low dropout regulator)、电压检测、锂电池充电、快充接口识别和USB充电协议端口等多条业务产品线,广泛覆盖玩具、智能电表及快速充电等领域。
据了解,瀚昕微电子不仅与TCL、SK海力士在2017年达成了数千万战略投资合作,同时还是高通、华为和展讯等公司的快充协议供应商,快充协议芯片的累计出货量已将近1亿颗。
就在一周前的3月10日,长江小米产业基金宣布新增对外投资,正式入股瀚昕微电子,认缴出资3086万人民币,持股占比992%,成为该公司的第四大股东。
与此同时,瀚昕微电子的注册资本也从原来的27778万人民币,增长至31121万人民币,增幅1204%。
不难看出,小米的半导体产业布局和雷军惯用的“一手生态链,一手产业链”投资路径相同,也将“鸡蛋”放在了两个篮子里,一个是自研芯片,一个是产业链投资。
但从实际情况看来,小米的自研造芯路走的并不顺畅。
据了解,小米在2017年推出的澎湃S1是一颗64位处理器,采用28nm制程工艺和八核心设计,并包含了4颗22GHz主频A53内核、4颗14GHz主频A53内核,以及4核Mali-T860 GPU。
对于互联网起家的小米来说,澎湃S1的诞生虽然已很不容易,但雷军将小米半导体研发的第一q打在了移动智能终端市场,那么这颗芯片与其他竞争对手相比,在性能、工艺和功耗等方面却仍显疲软。
随着坊间传言澎湃2芯片因无法突破功耗性能瓶颈,以及高管团队无力承担芯片研发和流片等环节巨额开销,小米原本声势浩大的自研造芯计划渐渐悄无声息。
虽然随着松果电子公司的重组,大鱼半导体在2019年与平头哥联合推出了NB-IoT SoC芯片,但却表现平平,未能真正刷新行业和市场对小米“造芯能力不足”的标签。
那么,雷军磕磕绊绊的自研造芯梦该醒了吗?目前看来,这个答案仍然是否定的。
在产业链投资领域熟能生巧的小米,在过去两年多的时间里,渐渐开辟出了一条具有“小米特色”的半导体供应链投资路,从侧面弥补了自身半导体研发实力不足的短板。
据智东西梳理发现,在过去两年小米投资的19家半导体公司中,其通过的投资主体除了雷军合伙创建的顺为资本外,还包括湖北小米长江产业基金合伙企业(简称长江小米产业基金)、江苏紫米电子技术有限公司(简称紫米 科技 )、天津金星创业投资有限公司、武汉珞珈梧桐新兴产业投资基金合伙企业和People Better。
而在小米徐徐铺开的半导体投资版图背后,长江小米产业基金则发挥了最为重要的作用。
据了解,该基金成立于2017年,基金目标规模120亿人民币,主要用于支持小米以及小米生态链企业的业务扩展。但与其他重点投资物联网企业的基金不同,这一基金的对外投资则主要聚焦在半导体领域。
智东西发现,目前长江小米基金在企业工商信息查询平台上公开的对外投资共24笔,覆盖手机及智能硬件、电子产品核心器件、智能制造、工业自动化、新材料及新工艺等领域。
其中,该基金半数以上的投资落在了半导体领域,共计13家,已然成为小米投资半导体供应链的重要武器。
目前看来,“天使投资人”雷军的半导体投资梦,正蓄足了力向前冲。
2020年,不仅是雷军宣布启动小米的“手机+AIoT”双引擎战略后的第二年,同时也是小米造芯梦的第三年。
现阶段,小米的半导体投资版图已布局MCU、FPGA、RF、GaN和IP等多个领域,逐渐实现了从半导体材料、电子元器件到IC设计等全产业链覆盖。
但不难发现,小米的造芯梦正在转舵,从最初雷军瞄准的移动终端芯片市场,慢慢朝着物联网市场发展。
最直接的体现在于,小米的智能手机产品硬件依然采用高通芯片为主,而自己的半导体投资重点则布局在应用范围更广泛的AIoT领域。
例如,小米投资涉及智能家居领域的半导体公司超过8家,包括无锡好达、晶晨半导体、芯原微电子、安凯微电子和昂瑞微电子等。
这无疑是小米在2018年市场掀起的AIoT发展风口下,落的重要一步棋子。
据市场研究机构艾媒咨询(iiMedia Research)报告数据,2018年我国的AIoT硬件市场规模已达到5000亿元,而这一数据到2020年预计将突破万亿。
随着2019年年初,雷军宣布要在未来5年内投入100亿人民币在AIoT领域,小米的研发投入费用亦逐年上升。
今年2月13日,小米发布自愿性公告公开了最新收入及研发费用。截至2019年12月31日止年度,小米的研发费用预期约为70亿人民币,并计划加大在5G+AIoT领域的重点投入,进一步扩大公司在IoT方面的优势。
与此同时,截至2020年12月31日止年度,小米的研发费用预计将超过100亿人民币,比雷军在2019年承诺的5年内达到100亿研发投入提前了4年。相比之下,2017年小米投入的研发费用仅为3151亿,占总营收275%。
从另一角度看,小米更倾向于走“投资双赢”的造芯路。简单地说,小米即是那些半导体公司的“金主”之一,同时也是它们的重要客户。
以小米在2018年11月投资的晶晨半导体为例,该公司以研发多媒体智能终端应用处理器芯片为主,包括亚马逊、谷歌、阿里巴巴、百度和小米在内的公司均为其客户。其中,2018年晶晨半导体对小米的销售金额约262亿人民币,占同期营收1106%。
正是基于这一战略关系,小米的AIoT业务在2019财年中亦拿下了不错的成绩。
据小米2019年Q3财报数据,截至2019年9月30日,小米IoT平台已连接的IoT设备(不包括智能手机及笔记本电脑)数达到2132百万台,同比增长620%。
除此之外,小米的IoT与生活消费产品部分营收156亿元,同比增长444%。其中,据奥维云网统计数据,小米电视在2019年第三季度中,以169%的市场占有率稳居国内出货量第一。
由此看来,小米正以不断加速的半导体投资布局,彰显它在AIoT与造芯浪潮下勃勃野心。
但小米的造芯路,光有野心是仅仅不够的。在半导体投资版图的背后,小米仍在忍受着“缺芯”和“缺技术”软肋的刺痛。就目前看来,小米要真正站上行业制高点,成为如雷军所说的一家“伟大的公司”,它依然缺少一颗“芯”。
回看小米造芯的舆论场,一面是行业对小米自研芯片的调侃和质疑,一面又是资本市场对小米战略投资的好奇与期待。
现阶段,就小米在半导体产业链的投资和具体发展情况而言,其造芯突围仍是一场漫长持久战。一方面,小米仍在等着松果电子的“东山再起”,并希望“新秀”大鱼半导体能后来居上;另一面,虽然小米正不断扩大半导体投资版图,却尚未真正撼动国内头部玩家的市场地位。
不可否认,小米投资半导体公司虽有助于自身AIoT业务的丰富与扩展,但归根结底,这些投资对小米自身芯片研发技术的加持力度如何?能否真正给小米带来技术创新?我们还不得而知。
小米逐渐加速的半导体投资布局,在短期内能为自身的“AI+AIoT”双引擎战略提供发展动力,丰富和壮大自身的AIoT业务。但从长期来看,小米雷军的造芯梦仍道阻且长。
2017年中国半导体封装测试技术与市场年会已经过去一个月了,但半导体这个需要厚积薄发的行业不需要蹭热点,一个月之后,年会上专家们的精彩发言依然余音绕梁。除了“封装测试”这个关键词,嘉宾们提的最多的一个关键词是“物联网”。因此,将年会上的嘉宾观点稍作整理,让我们再一起思考一下物联网时代的先进封装。智能手机增速放缓
半导体下游市场的驱动力经历了几个阶段,首先是出货量为亿台量级的个人电脑,后来变成十亿台量级的手机终端和通讯产品,而从2010年开始,以智能手机为代表的智能移动终端掀起了移动互联网的高潮,成为最新的杀手级应用。回顾之前的二三十年,下游电子行业杀手级应用极大的拉动了半导体产业发展,不断激励半导体厂商扩充产能,提升性能,而随着半导体产量提升,半导体价格也很快下降,更便宜更高性能的半导体器件又反过来推动了电子产业加速发展,半导体行业和电子行业相互激励,形成了良好的正反馈。但在目前, 智能手机的渗透率已经很高,市场增长率开始减缓,下一个杀手级应用将会是什么?
物联网可能成为下一个杀手级应用
根据IHS的预测,物联网节点连接数在2025年将会达到700亿。
从数量上来看,物联网将十亿量级的手机终端产品远远抛在后面,很可能会成为下一波的杀手级应用。但物联网的问题是产品多样化,应用非常分散。我们面对的市场正从单一同质化大规模市场向小规模异质化市场发生变化。对于半导体这种依靠量的行业来说,芯片设计和流片前期投入巨大,没有量就不能产生规模效应,摊销到每块芯片的成本非常高。
除了应对小规模异质化的挑战, 物联网需要具备的关键要素还包括 :多样的传感器(各类传感器和Sensor Hub),分布式计算能力(云端计算和边缘计算),灵活的连接能力(5G,WIFI,NB-IOT,Lora, Bluetooth, NFC,M2M…),存储能力(存储器和数据中心)和网络安全。这些关键要素会刺激CPU/AP/GPU,SSD/Memory,生物识别芯片,无线通讯器件,传感器,存储器件和功率器件的发展。
物联网多样化的下游产品对封装提出更多要求
物联网产品的多样性意味着芯片制造将从单纯追求制程工艺的先进性,向既追求制程先进性,也最求产品线的宽度发展。物联网时代的芯片可能的趋势是:小封装,高性能,低功耗,低成本,异质整合(Stacking,Double Side, EMI Shielding, Antenna…)。
汽车电子的封装需求: 汽车电子目前的热点在于ADAS系统和无人驾驶AI深度学习。全球汽车2016年产销量约为8000万台,其中中国市场产销量2800万台,为汽车电子提供了足够大的舞台。ADAS汽车系统发展前景广阔,出于安全考虑,美国NHTSA要求从2018年5月起生产的汽车需要强制安装倒车影像显示系统。此外,车道偏离警示系统(LDW),前方碰撞预警系统(FCW),自动紧急刹车系统(AEBS),车距控制系统(ACC),夜视系统(NV)市场也在快速成长。中国一二线城市交规越来越严格也使得人们对ADAS等汽车电子系统的需求提升。ADAS,无人驾驶,人工智能,深度学习对数据处理实时性要求高,所以要求芯片能实现超高的计算性能,另外对芯片和模块小型化设计和散热也有要求,未来的汽车电子芯片可能需要用25D技术进行异构性的集成,比如将CPU,GPU,FPGA,DRAM集成封装在一起。
个人移动终端的封装需求: 个人消费电子市场也将继续稳定增长,个人消费电子设备主要的诉求是小型化,省电,高集成度,低成本和模块化。比如个人移动终端要求能实现多种功能的模块化,将应用处理器模块,基带模块,射频模块,指纹识别模块,通讯模块,电源管理模块等集成在一起。这些产品对芯片封装形式的要求同样是小型化,省电,高集成度,模块化,芯片封装形式主要是“Stack Die on Passive”,“Antenna in SiP”,“Double Side SiP等。比如苹果的3D SiP集成封装技术,从过去的ePOP & BD PoP,发展到目前的是HBW-PoP和FO-PoP,下一代的移动终端封装形式可能是FO-PoP加上FO-MCM,这种封装形式能够提供更加超薄的设计。
5G 网络芯片的封装需求: 5G网络和基于物联网的NB-IOT网络建设意味着网络芯片市场将会有不错的表现。与网络密切祥光的大数据,云计算和数据中心,对存储器芯片和FPGA GPU/CPU的需求量非常大。通信网络芯片的特点是大规模,高性能和低功耗,此外,知识产权(IP)核复杂、良率等都是厂商面临的重要问题。这些需求和问题也促使网络芯片封装从Bumping & FC发展到25D,FO-MCM和3D。而TSV技术的成功商用,使芯片的堆叠封装技术取得了实质性进展,海力士和三星已成功研发出3D堆叠封装的高带宽内存(HBM),Micron和Intel等也正在联合推动堆叠封装混合存储立方体(HMC)的研发。在芯片设计领域,BROADCOM、GLOBAL FOUNDRIES等公司也成功引入了TSV技术,目前已能为通信网络芯片提供25D堆叠后端设计服务。
上游晶圆代工厂供应端对封装的影响
一方面,下游市场需求非常旺盛,另外一方面,大基金带领下的资本对晶圆代工制造业持续大力投资,使得上游的制造一直在扩充产能据SEMI估计,全球将于2017年到2020年间投产62座半导体晶圆厂,其中26座在中国大陆,占全球总数的42%。目前晶圆厂依然以40
nm以上的成熟制程为主,占整体晶圆代工产值的60%。未来,汽车电子,消费电子和网络通信行业对芯片集成度、功能和性能的要求越来越高,主流的晶圆厂中芯和联电都在发展28nm制程,其中台积电28nm制程量产已经进入第五年,甚至已经跨入10Xnm制程。
随着晶圆技术节点不断逼近原子级别,摩尔定律可能将会失效。如何延续摩尔定律?可能不能仅仅从晶圆制造来考虑,还应该从芯片制造全流程的整个产业链出发考虑问题,需要 对芯片设计,晶片制造到封装测试都进行系统级的优化。 因此, 晶圆制造,芯片封测和系统集成三者之间的界限将会越来越模糊。 首先是芯片封测和系统集成之间出现越来越多的子系统,各种各样的系统级封装SiP需要将不同工艺和功能的芯片,利用3D等方式全部封装在一起,既缩小体积,又提高系统整合能力。Panel板级封装也将大规模降低封装成本,提高劳动生产效率。其次,芯片制造和芯片封测之间出现了扇入和扇出型晶圆级封装,FO-WLP封装具有超薄,高I/O脚数的特性,是继打线,倒装之后的第三代封装技术之一,最终芯片产品具有体积小,成本低,散热佳,电性能优良,可靠性高等优势。
先进封装的发展现状
先进封装形式在国内应用的越来越多,传统的TO和DIP封装类型市场份额已经低于20%,
最近几年,业界的先进封装技术包括以晶圆级封装(WLCSP)和载板级封装(PLP)为代表的21D,3D封装,Fan Out WLP,WLCSP,SIP以及TSV,
2013年以前,25D TSV封装技术主要应用于逻辑模块间集成,FPGA芯片等产品的封装,集成度较低。2014年,业界的3D TSV封装技术己有部分应用于内存芯片和高性能芯片封装中,比如大容量内存芯片堆叠。2015年,25D TSV技术开始应用于一些高端GPU/CPU,网络芯片,以及处理器(AP)+内存的集成芯片中。3D封装在集成度、性能、功耗,更小尺寸,设计自由度,开发时间等方面更具优势,同时设计自由度更高,开发时间更短,是各封装技术中最具发展前景的一种。在高端手机芯片,大规I/O芯片和高性能芯片中应用广泛,比如一个MCU加上一个SiP,将原来的尺寸缩小了80%。
目前国内领先封装测试企业的先进封装能力已经初步形成
长电科技王新潮董事长在2017半导体封装测试年会上,对于中国封测厂商目前的先进封装技术水平还提到三点:
SiP 系统级封装: 目前集成度和精度等级最高的SiP模组在长电科技已经实现大规模量产;华天科技的TSV+SiP指纹识别封装产品已经成功应用于华为系列手机。
WLP 晶圆级封装 :长电科技的Fan Out扇出型晶圆级封装累计发货超过15亿颗,其全资子公司长电先进已经成为全球最大的集成电路Fan-In WLCSP封装基地之一;晶方科技已经成为全球最大的影像传感器WLP晶圆级封装基地之一。
FC 倒装封装: 通过跨国并购,国内领先企业获得了国际先进的FC倒装封装技术,比如长电科技的用于智能手机处理器的FC-POP封装技术;通富微电的高脚数FC-BGA封装技术;国内三大封测厂也都基本掌握了16/14nm的FC倒装封装技术。
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