随着 科技 的发展,物联网已经成为了大多数人所不能离开的一项高新技术,它通过各式各样的传感器实实在在地改变了我们日常生活,在生活中的几乎所有场景都可以见到它的身影。无论是家居、交通还是物流、工业领域,都因为物联网技术而变得更加智能化。
物联网究竟是什么
物联网,顾名思义就是万物相连的互联网,它是由互联网引申出来的含义,目前广泛运用在工业、农业、交通、家居、安保等领域内,有效推动了这些领域的智能化发展,也进一步拓展了发展潜力,将智能与数据化慢慢渗透于这些行业内。
同时物联网不仅可以提供信息传递功能,还具备对信息智能处理功能。它通过每一个传感器上的信息获取能力,通过互联网的方式进行有效传达,做到实时更新数据信息,并与智能分析、AI等技术进行结合,使其通过智能处理技术分析获取的海量信息,实现更有意义的传递。
不过物联网并不能脱离互联网而单独存在,它的核心仍然是互联网。它所收集的海量信息以及分析结果都需要互联网进行传递,这才能够实现万物互联的效果。
物联网当前所遇到的难题
根据GSMA(全球移动通信系统协会)预测,在2020年物联网的连接数将达到126亿,2025年物联网的连接数将达到252亿。虽然已经达到如此体量,但是从物联网推进到普及的过程中,仍遇到不少难题,这也为物联网之后的发展带来一定程度上的阻碍。
由于物联网的传感器身材都比较小,所以能耗问题一直都没有很好地解决。要么需要增加身材,要么需要降低性能,而且耗电量、成本等问题依然是物联网的痛点所在。此外,有很多物联网设备由于使用场景复杂,并无法使用外接电源,而且电池更换成本昂贵,所以低功耗就是物联网在这些场景下的一个最基础必备条件。
虽然目前4G已经大规模普及,而且市面上已经出现了很多5G手机,但是在物联网方向上,大多数物联网设备仍采用2G网络。这与网络覆盖率和成本息息相关,所以这是2G网络迟迟没有退网的一个原因。
此外,由于物联网每天会收集和传输大量信息,所以在安全方面也是物联网一直面对的一个难题。
NB-IoT芯片解决痛点,已经准备就绪
在过去,很多物联网产品每天传输的数据很低,而且不需要高速的传输效率,所以物联网芯片一直以低成本的2G为主。不过随着当前物联网的快速发展,物联网的连接数大幅度增长,过去的2G物联网不足以支撑目前的体量,需要一种新型的技术来引领物联网升级。
于是NB-IoT作为一种覆盖度广、低功耗、低成本的一种新型物联网技术,便进入众多开发者的视野中,这种技术在一些低功耗低成本的通信场景中,相比现在的2G物联网技术表现要更加出色、优秀。
目前NB-IoT芯片行业以华为、高通等一线大厂为主。
NB-IoT能否担负重任?
在提及到NB-IoT行业的前景和展望时,NB-IoT行业经历了四个阶段,分别是燥热、绝望、冷静和成熟,目前产业已经逐渐走向成熟,包括运营商的网络、芯片模组终端应用以及整个市场对于这项技术所持有的期望,这些都是非常理性和成熟的。
过去大家认为包括功耗、成本、性能在内的,这些阻碍NB-IoT发展的几个因素都已经被整个产业一一解决掉了,所以随着运营商网络的进一步的提高覆盖率增强,那么NB-IoT便会得到迅速的爆发。同时,NB-IoT的网络标准会在未来的5年内与5G网络完全融合,在未来的5~8年内,4G网也将开始步入退网通道,所以将与5G网络融为一体的NB-IoT的生命周期也会非常长的。
相比于智能手机这种3C市场来说,目前NB-IoT仍然是一个小市场,它具备非常清晰的细分,当前需求最刚性的就是抄表市场。而对于像共享单车、医疗 健康 设备、资产跟踪管理、宠物跟踪等在内的其他的新型市场来说,这些都是NB-IoT正在 探索 的领域。
总结
未来几年,物联网仍然将保持着急剧式增长,产业需要通过不断更替,吸收新鲜技术才可以保障长久发展。目前已经到了物联网需要更新换代的时刻,在以NB-IoT技术驱动为核心的公司支持下,相信会持续发力,承担起物联网中部分领域的重任。
作为半导体行业最大的设计和知识产权供应商,ARM 将其技术授权给英特尔、高通和三星电子等客户,而这些公司与英伟达存在业务上的激烈竞争, 英伟达的收购案可能遭遇行业对手的强烈反对。
如果ARM变为一家美国公司,那么这会加剧ARM客户对于国际贸易风险的担忧。 因此,外界普遍认为,这项交易很可能无法通过包括在英国、中国、欧盟等多国监管机构的批准。 那么,明知收购ARM可能引起"众怒",英伟达为何还要走出这一步呢?最终收购案的结局将会如何?
在英伟达宣布收购ARM后的几小时后,韩国和中国国内立马出现了质疑的声音。韩国半导体与显示技术学会会长Park Jea-gun表示, 这笔交易将加剧英伟达与三星、高通等公司在自动驾驶和其他未来芯片技术方面的竞争,并引起市场对ARM可能会提高竞争对手专利许可费的忧虑。
一位中国芯片行业高管表示,如果ARM成为美国子公司,那么与ARM合作的美企在华很可能更难销售他们的芯片。
反对的不只有中韩业内人士,还有英国。曾经的ARM联合创始人Hermann Hauser公开反对,认为英国电子产业有数百家公司,其中许多公司都使用ARM的技术, 它们的产品也出口到全球市场,一旦收购完成,英国公司出售产品到哪都要遵循美国的规定,这将是个"灾难"。
ARM在芯片行业到底扮演什么特殊角色,为何能引起业内人士一片担忧?
芯片的架构设计一直被誉为芯片行业的"金字塔尖",开发难度巨大。 架构是芯片设计的基础,犹如一座建筑里的结构设计,只有具备稳定可靠的结构设计,才能建造各式各样的房子。 在芯片领域,架构对芯片的整体性能起决定性作用, 不同架构的芯片在同样的芯片面积、频率下,性能甚至可以出现几倍的差距。 目前,全球芯片领域的主流架构主要是ARM公司主导的ARM架构和英特尔主导的X86架构。
在移动互联网时代到来之前,英特尔开发的X86架构以高效能的优势,逐渐在服务器、PC机流行起来。 1978年6月8日,英特尔生产出世界上第一款16位的微处理器"i8086",该处理器的出现同时开创了一个使用X86架构的新时代。 这奠定了后续英特尔在计算机处理器的霸主地位。
不过,随着人们对手机等移动设备需求显著提升,全球芯片领域的主流架构市场孕育巨大变化。 英国ARM 公司创立于上世纪 90 年代,其创立初衷是做"结构简单、功耗低、价格便宜"的芯片 ,并最终做出了理想中的首款CPU。后来的ARM架构,指的就是设计这款CPU时采用的架构。
虽然ARM的研发方向与英特尔不同,但在英特尔的强大统治下,ARM的日子并不好过。在这个情况下 ,ARM决定改变他们的商业模式,不再像英特尔一样,完成整个芯片的设计、制造、封装等环节,而是专做IP授权,即将芯片设计方案转让给其他公司 ,剩下的由购买方自己去完成。万万没想到,这种模式开创了属于ARM的全新时代。 越来越多的公司参与到这种授权模式中,与ARM建立了合作关系。
随着移动智能时代的到来, ARM的芯片架构凭借低功耗、简单等优势受到市场的追捧,因为手机不像电脑需要X86架构来支撑强大的性能,巨大的智能手机出货量使ARM 在芯片领域得到极大普及 ,到 2010 年,ARM 已经成为移动设备最主流的选择。有数据显示, 如今全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构,高通、苹果、华为等企业的芯片也无一例外都采用了ARM架构。 同时,ARM基于整个产业链的架构技术也在迅速升级。
在受主流市场欢迎的情况下,ARM架构甚至对X86架构的主导地位发生威胁。 2012年,微软开始尝试让Windows 运行在基于ARM架构的处理器上;今年,苹果宣布 Mac要全部切换到基于ARM 架构的自研芯片。 ARM架构对芯片设计行业的统治力可见一斑,一旦其被英伟达所控制,对很多竞争对手带来的影响不可小觑。
作为全球最大的GPU(图形处理器)设计和制造商, 过去英伟达的业务一直面向 游戏 行业,为市场提供显示芯片,英伟达一度是PC时代的"显卡之王",占全球市场份额曾高达70% 以上,为推动 游戏 行业发展发挥巨大作用。2015年,该公司的销售额几乎全部来自 游戏 用半导体。
不过,随着人工智能时代的到来,大型数据中心对人工智能芯片的需求加速扩张,英伟达的业务开始考虑转向数据中心。在数据中心这种应用场景下, 英伟达领先的GPU并行处理能力使其成为行业训练人工智能系统等数据密集型业务的主要引擎,并带动了公司数据中心业务大幅增长。
在截至7月26日的第二财季,英伟达实现收入387亿美元,同比增长50%; 其中,英伟达的数据中心业务收入首次超过 游戏 业务,达到175亿美元,大幅增长167%。 拉长时间来看,英伟达的数据中心用半导体营收在5年内更是猛增了24倍。
得益于新业务表现优异,今年英伟达的股价一路高涨。今年7月8日,英伟达取代英特尔,成为美国市值最高的芯片制造商。 9月16日,英伟达的总市值达到3209亿美元,排在全球半导体企业第3,仅次于台积电和三星。
现在大多数数据中心的服务器都是基于X86架构的CPU构建,有 AI 计算需求。 英伟达的GPU擅长并行计算,非常适合 AI 的计算需求,但仍不能满足数据中心的需求,比如数据中心的很多任务还是需要CPU来完成。而 ARM拥有设计CPU的经验优势和架构技术,能帮助英伟达研发出高性能、更符合市场要求的GPU芯片处理器。如果能够收购芯片设计公司ARM, 英伟达有望巩固在人工智能半导体领域的霸主地位。
英伟达创办人兼首席执行官黄仁勋曾表示:"整合英伟达与ARM的实力,将创造出一家在AI 时代站稳脚步的企业。" "对于ARM的产业生态系统而言,此次结合将运用英伟达引领全球的GPU 和AI技术扩大其知识产权组合。"
事实上,英伟达有意收购ARM早有端倪。2019年3月,英伟达就表示正在和ARM共同开发人工智能专用芯片; 2019年6月,在国际超算大会上,英伟达宣布将利用其芯片与使用ARM架构的CPU协作打造超级计算机。
今年以来,英伟达更是频频发起收购行动,表露其在AI半导体领域大展拳脚的决心。今年3月11日,英伟达击败对手英特尔, 宣布收购以色列芯片厂商Mellanox Technologies,以扩大数据中心和人工智能业务。 7月12日,英伟达宣布收购Deep Instinct公司,加强其在人工智能领域的优势。除了上述收购之外,英伟达还投资了包括Datalogue、ABEJA、Fastdata等在内的八家国际人工智能领域的公司。
虽然英伟达收购ARM主要是出于其深耕AI半导体的雄心,但这也能够为英伟达打开更广阔的市场前景, 发力AI半导体可能只是个开端,英伟达的终极目标应该是成为芯片领域的霸主。
在智能手机兴起时,英伟达曾涉及移动芯片Tegra的设计,但由于与高通、三星在竞争中落了下风,这成为了英伟达的一大败笔。 在新智能时代来临之际,英伟达在机器人和自动驾驶 汽车 等其他人工智能芯片市场也很活跃 ,目前缺少在智能手机、边缘计算、物联网等方面的芯片研发技术。 如果能成功收购ARM,英伟达还可以开发更多的新兴芯片业务,产品阵容也将更加完善,成为在芯片领域的超级公司。
这也意味着英伟达将可能与其他芯片巨头在服务器、PC、移动终端、AI以及自动驾驶和物联网等多个领域展开竞争。也因此业内普遍反感英伟达的收购行为。 而且,英伟达收购成功的后果可能是全球芯片格局变成"美国人自己的 游戏 "。
不过,英伟达在书写自己的远大宏图之前,还面临一个难以跨过的挑战——国际反垄断审批。 按照国际规定,企业有涉及并购的垄断行为,需要通过全球九个市场(包括中国)的监管审批。 英伟达的竞争对手很可能会推动国家监管部门否决这笔交易。 另外,在当前美国动用 科技 力量打压其他国家发展的背景下,这笔交易审批前景也难言乐观。英伟达预计光是审批过程可能就要长达18个月时间。
如果这笔收购交易没通过垄断审批,那么英伟达估计也不会"轻言放弃",有可能会发起联合入股行动 ,即相关的芯片需求巨头各自出资,联合控股ARM,这样的结果更为理想。比如,2012年,台积电、英特尔、三星在2012年一起入股荷兰ASML,以支持后者研发下一代的EUV光刻机。但不知道英伟达能否找到可以一起入股的竞争对手。
文 | 钟志生 题 | 曾艺 图 | 饶建宁 审 | 程远
集成电路的发明和应用,是人类二十世纪最重要的科技进步之一。集成电路是现代信息社会的基础,是当代电子系统的核心。它对经济建设、社会发展和国家安全具有至关重要的战略地位和不可替代的核心关键作用,其重要性和产业规模仍在迅速提高。集成电路工程目前已经成为渗透多个学科的、战略性与高技术产业相结合的综合性的工程领域。
集成电路工程领域是集成电路设计、制造、测试、封装、材料、设备以及集成电路在网络通信、数字家电、信息安全等方面应用的工程技术领域。集成电路工程技术包含了当今电子技术、计算机技术、材料技术和精密加工等技术的最新发展。集成电路高密度、小尺度、高性能的特点,使得集成电路工程技术成为当今最具有渗透性和综合性的工程技术领域之一。
集成电路的应用范围涉及网络通信、计算系统、信息家电、汽车电子、控制仪表、生物电子等众多方面。设计并制造集成电路作为应用产品的核心,是现代电子系统面向用户、面向产品、面向应用赢得竞争力的要求,同时也是传统产业升级和改造的关键。
集成电路应用相关的工程领域包括电子科学与技术、电子与通信工程领域、信息与通信工程、计算机科学与技术、控制科学与工程、仪器科学与技术、核科学与技术、电气工程、汽车工程、光学工程、生物医学工程、兵器工程、航天工程等。
集成电路,俗称“芯片”,是信息技术产业的核心,支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。随着云计算、物联网、大数据等新业态快速发展,尤其是移动智能终端及芯片呈爆发式增长,中国已成为全球最大的集成电路市场。
国内外芯片产业发展态势分析研判中国科学院科技战略咨询研究院
芯片专题课题组
芯片是指内含集成电路的硅片,是采用半导体工艺把多种元件以及元件之间的连线制作在半导体晶圆上的具有特定功能的电路,是电子产品的基础构件。芯片广泛应用于从手机到超级计算机,从普通家用电器到大型工程机械和设备上,几乎无处不在。因此芯片扮演着现代工业基石的角色,成为信息科技迈上新台阶的关键命门。芯片制造技术是当今世界最高水平微细加工技术,是全球高科技国力竞争的战略必争制高点。

半导体产业及其上下游
芯片产业链包括设计、制造、封装测试等主要环节,也涉及上游的半导体设备和材料产业,以及下游的应用行业。
全球芯片产业技术发展态势
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经过多年发展,芯片产业成为高度国际化、高度研发导向的产业。芯片产业发展面临着来自技术和产业的双重挑战。
从技术角度而言,缩小晶体管尺寸越来越难并将最终达到极限,先进制程工艺的推进越来越慢。摩尔定律长期被认为是半导体行业的发展蓝图,而近年来摩尔定律被认为或已趋于发展极限,业界提出了“摩尔定律牵引”(More Moore)、“超越摩尔定律”(More than Moore)、“超越互补金属氧化物半导体(CMOS)”(Beyond CMOS)三大发展方向。《国际元件及系统技术路线图》提出不再以继续提升运算速度与效能为重点,而是关注如何让芯片发展更能符合应用需要。路线图预测非硅CMOS 尺寸微细化将止于2024 年的3 纳米工艺节点,提出通过管芯三维堆叠、层间致密互联、异质异构集成、器件低功率化等方案,变相实现微细化,借以延续芯片性能增长。IC Insights 提出集成电路设计和制造将向以下方向发展:缩小特征尺寸、引入新的材料和晶体管结构、采用更大直径硅晶圆、提高制造设备的生产能力、提高工厂自动化程度、电路和芯片的三维集成,先进的集成电路封装和整体系统驱动的设计方法等。
集成电路产业链及相关主要厂商
过去20年间,美国半导体企业的销售额约占全球的一半,韩国、日本、欧洲和我国的台湾地区也有表现优异的企业。
从产业角度而言,芯片产业创新的重心正在转移和扩张,产业高度集中导致竞争减少、市场垄断等风险不断加大。当前,芯片产业应用从传统的计算扩展到移动设备、汽车、云数据中心等领域,企业涉及的技术领域和目标进一步拓展。领先一步,“赢者通吃”,落后一招,“全盘皆输”,是芯片产业生态的“丛林法则”,因此预先布局、掌握领先的核心技术是芯片企业市场制胜的关键砝码。此外,通过并购来扩展市场规模、占有先进技术、布局未来关键领域是芯片企业强化市场竞争力的重要途径。近年来,国内外集成电路企业兼并重组风起云涌,产业并购呈现聚焦战略整合和布局新兴领域的趋势。一方面,龙头企业为实现规模经济和降低成本,持续开展出于战略整合目的的国际并购,呈现出规模大、交易金额高、强强联合的特征。另一方面,随着产业技术进入后摩尔时代,企业加快布局新兴市场,围绕物联网、汽车电子、数据中心、人工智能等领域的并购日趋活跃。上游企业让下游客户入股,以提升研发能力、分担研发风险也是巩固市场竞争力的一种手段。ASML 公司即采用这一模式。英特尔、三星、台积电是ASML 公司的股东,以购买股票以及投资ASML 公司科研的方式,成为ASML 公司高端设备的优先供货对象。
全球芯片技术创新步伐加快。QUESTEL 公司发布的《芯片行业专利分析及专利组合质量评估》报告显示(2016 年检索数据),全球芯片专利申请数量在1995~2013 年实现了6 倍的惊人增长,特别是2010 年以来专利申请节奏显著加速。
我国芯片产业和技术发展分析
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从产业链视角分析,我国集成电路封测业与国际先进水平技术差距最小,接近“并跑”。集成电路设计企业已经涌现若干在细分领域具有相当国际竞争力的企业,但是无论从基础技术平台、市场体量还是到战略产品领域等方面与国际领先企业仍然有不小的差距。集成电路制造业在技术研发上取得系列重大进步的同时,在核心量产工艺上与国际领先制造企业有15 代以上的差距。国内芯片制造设备和关键材料,除了已经取得的若干装备和产品研发及生产线应用的突破以外,与国际先进水平的整体差距是最大的。
▌(一)我国半导体芯片市场需求和供给能力总体评价
我国是世界第一大信息电子生产大国和消费大国,我国的家电、手机、台式机、笔记本电脑、信息通信设备、服务器乃至各类交通工具和医疗设备等产业需要大量芯片产品。根据中国海关统计数据,2017 年中国进口集成电路金额26014 亿美元,同比增长146%。
我国进口最大宗的是“处理器及控制器”类(占全部芯片进口总值接近一半),其次是存储器,再次是逻辑芯片。随着中国产业的升级转型,在工业应用、汽车应用、移动互联网、数字电视、数字娱乐、人工智能和医疗应用等新兴行业,形成集成电路产品多元化的增长态势。
Gartner 公司数据显示,近年来全球接近80%的手机是中国生产的,95%的电脑在中国组装生产(近两年部分开始向越南等国转移),但是需要注意中国的芯片进口额其中大部分是以苹果、三星和惠普等为代表的跨国IT 公司在华装配企业的进口额。可以说中国对芯片的巨额消费很大部分是由跨国公司在中国组装电子设备和产品造成的。
2017 年中国出口集成电路20435 亿块,同比增长131%,出口金额6688亿美元,同比增长98%。这里面也有大量跨国公司在华企业的贡献。
我国国内芯片供给能力较强的为移动处理和基带芯片、逻辑芯片和分立器件等,在移动智能终端和网络通信领域应用较广,已经形成有效供应。但在国内市场和全球市场需求量很大的存储器、中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、微处理器单元(MPU)、传感器、模拟射频芯片和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)等芯片产品方面,尚处于攻关、试产、小批量开发阶段,基本没有形成规模供应能力,整体上看所需的关键集成电路产品大量依赖美国等进口,难以对经济发展和信息安全等形成全面有力支撑。
▌(二)我国芯片产业技术现状分析
2008 年以来,在重大科技专项(01)—核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品(核高基)和重大科技专项(02)—极大规模集成电路制造装备与成套工艺的支持下,在芯片、软件和电子器件领域,以及集成电路制程和成套工艺上取得了较大突破。2014 年6 月,国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》,设立集成电路产业基金,以大力度部署带动产业链协同持续发展,加快追赶和超越的步伐,努力实现集成电路产业跨越式发展。
1 集成电路设计业
中国集成电路设计业增速为261%,销售额为20735 亿元。根据工业和信息化部的数据,境内设计业规模从2014 年的1047 亿元增长到2017 年的1980 亿元,位居全球第二。代表性企业为进入全球前10 名的华为海思和紫光展锐。例如华为海思半导体、紫光展锐等开发的移动处理芯片全球市场占有率超过20%。而兆芯和龙芯等公司在CPU、GPU、芯片组(Chipset)等核心技术方面取得了突破。同时国内在金融集成电路卡芯片、北斗导航芯片上取得了突破。但是国内芯片设计企业对第三方IP 核的依赖程度非常高;对设计方法学的重视程度不够,需要设计企业提供更完善的方案方可完成制造流程。我国在需求量很大的数字信号处理(DSP)芯片、FPGA、模拟芯片等方面尚未形成强有力的设计能力。
2 集成电路制造业
根据中国半导体行业协会提供的数据,我国集成电路制造业2017 年同比增长285%,销售额达到14481 亿元,领军企业为中芯国际、华力、华虹等,整体上12 英寸生产线的产能只有15 万片左右(2016 年),亟待加强;国内代工制造企业完整的设计服务和支持体系仍然有待加强,大多数企业尚未建成有竞争力的设计服务和支持体系,独立工艺研发能力有待加强。
中国芯片制造业现有先进工艺产能与市场需求方面存在的差距仍然较大。例如,中芯国际2016 年的营收为2921 亿美元,位列全球代工企业第4名,并宣布实现28 纳米成套工艺量产,在02 专项的支持下,22 纳米和14纳米先导技术研发取得突破,当前在国家集成电路大基金的全力支持下,正在推进14 纳米工艺研究和量产开发。国际上领先的代工制造企业为中国台湾的台积电、美国的格罗方德、韩国的三星和中国台湾的台联电。全球领先的台积电目前的主流工艺正在试图从10 纳米向7 纳米转换,采用极紫外光刻(EUV)前沿技术,同时在南京部署16 纳米生产线。
3 集成电路封测业
根据中国半导体行业协会数据,集成电路封测业继续保持快速增长,增速为208%,2017 年达到18897 亿元。目前国内集成电路封装已经形成了四大领军企业,即长电科技、通富微电、华天科技和晶方科技;其中长电科技名列全球第三,位列全球第一是中国台湾的日月光。在02 专项支持下,中国大陆封装企业围绕三维高密度集成技术研发,接近国际先进水平。中国大陆和中国台湾企业在技术上已经不存在代差。
4 芯片制造设备和关键材料
在国家02 专项的支持下,研制成功靶材、抛光液等多种关键材料产品,性能达到国际先进水平。国产刻蚀机、离子注入机等多种关键设备研制成功并通过了大生产线考核,实现了海内外批量销售,总体技术水平达到28 纳米,部分14 纳米设备开始进入客户生产线验证。
国内代表性企业为中微(刻蚀机)和北方华创(等离子刻蚀、气相沉积设备和清洗设备)等。值得注意的是,我国优势企业主要集中在后道工艺设备部分。在前端工艺方面,如核心光刻工艺方面,国内目前推出了90 纳米光刻机装备,这与国际顶尖装备企业[如得到国际集成电路制造巨头全力支持的荷兰ASML 公司(正在研发推出10 纳米及以下节点工艺装备)]的差距较大,而国内企业在提供尖端生产工艺、高效服务和先进软件产品方面的差距较大。
光刻胶是半导体工艺中最核心的材料,直接决定芯片制程。现阶段,日、美企业垄断国内半导体光刻胶市场,我国光刻胶产业和国外先进产品相差三四代,极易被国外企业“卡脖子”。但国内企业在资金和技术上奋起直追,如苏州瑞红、北京科华等,它们有望持续引领半导体光刻胶国产化进程,逐渐降低我国对半导体光刻胶的进口依赖程度。
▌(三)我国芯片产业和技术发展趋势
我国集成电路领域近几年取得了长足发展。国产手机芯片大量进入市场,芯片制造和封装技术快速进步,芯片制造装备和材料实现了从无到有的突破。紫光展锐、华为等企业研发的芯片的设计能力快速提升。“龙芯”CPU已形成3 个产品系列,部分国产芯片开始大力推广。
2017 年,美国总统科技顾问委员会发布的报告评估了中国半导体产业的发展优势和短板,包括:中国在先进逻辑芯片制造技术方面明显落后于世界先进水平,虽然制造企业数量很多,但比当前先进的量产工艺至少落后15代,缺少可商业量产的本土存储器企业,缺少半导体设备厂商等。中国半导体产业中表现最突出的是设计企业,并且发展势头良好,但与国外先进企业之间还存在技术差距,而且大部分设计企业主要瞄准低端和中端市场。此外,中国企业在国际上的收并购活动日益活跃。
我国未来集成电路发展趋势应按照“摩尔定律牵引”和“超越摩尔定律”抓住技术变革的有利时机,以“摩尔定律牵引”战略,持续推动国际先进12 寸前沿工艺研发,下决心突破处理器、存储器等全球产业技术制高点,迅速形成国际前沿水平的规模生产能力,争夺全球主流应用市场。同时要按照“超越摩尔定律”战略,基于我国巨大的市场潜力和战略需求,大力发展模拟及数模混合电路、微机电系统(MEMS)、高压电路、射频电路等特色8 寸专用工艺生产线。以制造工艺能力的提升带动国内芯片设计水平提升,以国际高水平生产线建设战略性带动我国关键装备和材料配套突破发展。
文章来源:企鹅号 - 科学出版社
原文链接:>1 同有科技存储芯片可以应用于多个行业的分析。
2 存储芯片可以用于数据采集、储存、传输和处理,可以应用于物联网、智能家居、智慧城市、卫星通信等多个行业的数据处理和分析。
3 在物联网领域,同有科技存储芯片可以用于接收感应器、数据聚合和分析,实现智能化的设备控制;在智慧城市领域,可以对城市数据进行采集、储存和分析,辅助城市治理和智慧交通管理;在卫星通信领域,存储芯片可以用于处理卫星信号数据,实现精准的定位和通信服务。
综上所述,同有科技存储芯片可以应用于多个行业的数据分析,具有广泛的应用前景。
芯片产业链核心环节为产业链中游的芯片设计、芯片制造、封装测试。而上游基础EDA软件、材料和设备是中游制造的关键,中国芯片在这部分较为受制于人,其中芯片产业链最薄弱的环节为最上游的EDA软件。目前,中国国芯片产业链布局最完整的地区位于上海。
芯片产业链全景梳理:EDA软件最薄弱
芯片产业链包括上游基础层、中游制造层和下游应用层。上游EDA软件/IP、材料和设备是芯片产业的基础,其中EDA软件/IP是中游芯片设计的关键;材料和设备是芯片制造和封测的基础。中游制造是芯片产业链的核心,包括芯片设计、芯片制造和封装测试。下游应用领域主要包括通讯设备、汽车电子、消费电子、军事、工业、物联网、新能源、人工智能等等。
芯片产业链的最上游为EDA产业,也是整个产业链最高端的行业。EDA软件是芯片之母,是芯片设计必需的软件工具。目前,全球芯片设计的高端软件EDA被美国Synopsys、Cadence、Mentor三大公司所垄断。本土EDA企业有华大九天、广立微电子、芯华章、概伦电子等。
芯片产业链区域热力图:上海布局最完善
上游的材料和设备是中游芯片制造和芯片封装测试的基础,材料中硅片所占比重最大,约为30%,其次是电子特种气体、光掩膜和光刻胶。国产硅片空间广阔,沪硅产业和中环股份为中国生产半导体硅片的龙头企业。半导体设备龙头企业中有北方华创、盛美半导体、中微公司、晶盛电机等。
上图选取了我国芯片产业链中上游环节的制造企业中注册资金为5000万元以上的企业,其中部分被国外垄断的行业如电子特种气体、溅射靶材、抛光材料、光刻胶等行业选取了注册资金2000万以上的企业。芯片中上游制造企业较多分布于上海、江苏、广东、浙江、北京等地区。
芯片产业链中上游各个环节的行业龙头企业集中在上海,上游EDA软件的代表企业概伦电子,原材料部分生产大硅片的龙头企业沪硅产业,制造半导体设备的龙头企业盛美半导体,中游芯片设计、封装测试的龙头企业中芯国际、紫光展锐、华虹半导体等。上海的芯片产业布局是全国最完整的。
—— 以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国芯片行业市场需求与投资规划分析报告》。
我觉得芯片行业未来前景并不是非常好,毕竟当前芯片行业已经开始陷入了乱局,全世界各地区的芯片行业都遭受到了严重的影响。
芯片是当前世界非常重要的科技产品,但是要想真正独立自主建造高性能芯片,对一个国家的基础设施以及科学技术要求有着很高的标准。因此一直以来,我国在芯片方面的研究都受到了很大程度的影响。一方面是起步时间晚,另一方面是因为相关技术步骤受到了欧美国家的限制而导致的。
台积电总裁鼓励员工休假,股价跌超4%。台积电是全球非常著名的芯片制造公司,每年都能够向全世界各个地区提供大量的独立自主建造的芯片。但是随着全球芯片格局的改变,我们也可以发现台积电的情况并不是很好。所以近期曝光了一则新闻,台积电的总裁鼓励员工进行休假,此消息一经流出之后,直接导致了台积电的股价下跌幅度超过了4%。可以说台积电此次遭受到了无妄之灾,因为一句话却损失了大量的资金。
芯片前景并不是很好。如果在前几年的话,今天的前景还是非常广阔的。但是随着现如今全球芯片格局发生变化之后,尤其是美国出台相关芯片法案,严重扰乱了芯片市场的平衡。所以全球芯片供应商在芯片的出货量以及全世界各地对于芯片的需求量,都受到了不同程度的影响。
芯片行业遭受严重打击。全世界各地区的芯片行业都遭受到了不同程度的打击,尤其是对于主要的芯片生产制造公司而言。芯片市场格局越混乱,那么对芯片生产制造公司所带来的影响也就越严重。芯片市场要想在短期之内回归到正常水平,只能够寄希望于美国政府不要过度干涉芯片市场的平衡性。
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