IoT第一层:感知层企业

IoT第一层:感知层企业,第1张

感知层:底层数据采集职能,包括芯片、连接芯片和应用设备的模组、传感器、各类识别技术等

1、芯片:低功耗、高可靠性的半导体芯片应用广泛,MCU/SoC逐渐渗透物联网领域。MCU芯片复杂度较低,适用于智能设备的短距离信息运输,主要应用于智能家居、消费电子、医疗保健和工业电子等领域;SoC芯片系统复杂度较高,集成功能更丰富,支持运行多任务复杂系统,可应用于功能较复杂的嵌入式电子设备,应用于无人机、自动驾驶和工业互联网等领域

2、无线模组:为物联网提供网联能力的基础硬件,将芯片、存储器和功放器件等集成在一块线路板上,并提供标准接口,在物联网产业中处于承上启下的中间环节,向上连接芯片行业,向下连接各类终端设备,终端设备借助无线模组实现通信或定位的功能。

3、传感器:作为物体的“五官”,传感器承担采集数据、感知世界的重任,不断向智能化、高精度、微型化的方向发展,市场空间广阔。传感器与MEMS结合是当下技术的新趋势,MEMS传感器集成通信、CPU、电池等组件及多种传感器,具有体积小、功耗低、成本低、集成度高、智能化特点,广泛应用于消费电子、医疗和车联网等领域。

涉及企业:

芯片

翱捷科技:具备全球稀缺的全制式蜂窝基带芯片研发能力的平台型芯片设计企业。2015年成立以来一直专注于无线通信芯片的研发和技术创新。公司各类芯片产品可应用于手机、智能穿戴设备为代表的消费电子市场和以智慧安防、智能家居、自动驾驶为代表的智能物联市场。

先科电子:领先的高质量模拟和混合信号半导体产品供应商。成立于1960年,主要为客户提供电源管理、保护、高级通信。人机界面、测试与测量以及无线和感应产品方的专有解决方案。

广芯微电子:成立于2017年,一家为客户提供创新解决方案的集成电路设计企业,公司开发包括面向工业物联网(IIoT)并支持边缘计算的专用处理器芯片、面向LPWA的IoT连接专用芯片、IoT基带处理器芯片、以及应用于传感器信号调理的专用芯片。

华为海思:全球领先的Fabless半导体与器件设计公司,前身为华为集成电路设计中心,2004年注册成立实体公司,提供海思芯片的对外销售及服务。

联发科:全球第四大无晶圆半导体公司,联发科技的核心业务包括移动通信、智能家居与车用电子,着重研发适用于跨平台的芯片组核心技术,联发科的芯片经过优化,能在极低散热量且极度节能的模式下运行,以延长电池续航力,时时刻刻达到高效能、高电源效率与连网能力的完美平衡。

紫光展锐:我国集成电路设计产业的龙头企业。公司于2013年成立,致力于移动通信和物联网领域核心芯片的研发及设计,产品包括移动通信中央处理器、基带芯片、AI芯片、射频前端芯片、射频芯片等各类通信、计算及控制芯片,其物联网解决方案支持众多智能电子产品,包括智能手机、平板电脑、Wi-Fi调制解调器、家用设备、可穿戴设备、互联汽车产品等。

移芯通信:为中国自主研发的超低功耗NB-IoT和Cat-M物联网芯片供应商。公司于2017 年成立,2020年12月完成B轮融资。主要业务为蜂窝物联网芯片的研发和销售,致力于设计全球极致性价比的蜂窝物联网基带芯片。

高通:是全球领先的无线科技创新者,也是5G研发、商用与实现规模化的推动力量。成立于1985年,1991年在纳斯达克上市。Qualcomm主要研发无线芯片平台和其它产品解决方案,凭借行业领先的技术解决方案以及在标准组织中的积极贡献,Qualcomm成为赋能无线生态系统不可或缺的一部分。

诺领科技成立于2018年9月,是探索满足IoT需求的全集成、低功耗无线SoC解决方案的先行者。诺领科技作为一家广域无线物联网芯片设计公司,拥有射频模拟、基带通信系统、GNSS、SoC系统和软件方面的顶尖人才,致力于发布最佳SoC解决方案。公司目前推出的产品包括物联网系统级芯片NB-IoT和Cat-M SoCs,服务于广泛的市场,其中包括智慧城市、可穿戴设备、资产追踪等等。

芯翼信息是5G物联网端侧SoC创新领导者。成立于2017年3月,公司专注于物联网通讯芯片(NB-IoT)的研发和销售。其产品XY1100是全球首颗single  die集成CMOS  PA的量产NB-IoT  SoC,具有超低功耗、超小体积模块设计和开发灵活等优势,可应用于智慧气表、智慧水表、烟感、电动车、物流跟踪、智慧穿戴等应用场景。

智联安科技是一家专业从事芯片设计的国家高新技术企业。成立于2013年9月,公司总部位于中国北京,在硅谷、武汉、合肥等多地设有子公司和技术研发中心。公司致力于无线通信芯片的技术研发,目前已于2019年8月成功完成NB-IoT终端通信芯片MK8010量产流片,并在多个行业中实现落地应用。

中兴微电子为中国领先的通信IC设计公司。成立于2003年,中兴微电子专注于通信网络、智能家庭和行业应用等通信芯片开发,自主研发并成功商用的芯片达到100多种,覆盖通信网络“承载、接入、终端”领域,服务全球160多个国家和地区,连续多年被评为“中国十大集成电路设计企业”。

Nordic Semiconductor北欧半导体是专注研究物联网无线技术无晶圆厂半导体公司。公司专注于低功耗无线技术产品,包括短距离蓝牙,2020年从Imagination Technologies收购的Wi-Fi技术和LTE-M / NB-IoT蜂窝物联网解决方案。

Marvell美满是高性能数据基础架构产品的全球半导体解决方案提供商。成立于1995年,Marvell专注模拟,混合信号,计算,数字信号处理,网络,安全性和存储领域,提供产品和解决方案来满足汽车,运营商,数据中心和企业数据基础架构市场日益增长的计算,网络,安全性和存储需求。公司当前的产品主要包括两大类:网络和存储。

Broadcom博通是全球领先的有线和无线通信半导体公司。拥有50年来的创新,协作和卓越工程经验,公司设计提供高性能并提供关键任务功能的产品和软件,包括半导体解决方案和基础设施软件解决方案,半导体解决方案主要包括明星级的有线基础设施业务(以太网交换芯片/数据包处理器/ASCI等)和无线芯片业务(Wi-Fi 芯片/蓝牙/GPS 芯片等)。基础设施软件部门主要包括主机、企业软件解决方案和光纤通道存储区域网络业务。

NXP恩智浦半导体公司是嵌入式应用安全连接解决方案的全球领导者。公司于2006年在荷兰成立,前身为荷兰飞利浦公司于1953年成立的半导体事业部,致力于为客户提供广泛的半导体产品组合,包括微控制器,应用处理器,通信处理器,连接芯片组,模拟和接口设备,RF功率放大器,安全控制器和传感器等

乐鑫科技是一家专业的物联网整体解决方案供应商。公司在2008年4月成立于上海,是一家主要从事智能物联网Wi-Fi  MCU通信芯片与模组研发设计与销售的公司。公司采用Fabless的经营模式,将晶圆制造、封装和测试环节委托于专业代工厂商。近年来,公司牢牢把握智能物联网行业的机遇,主要产品Wi-Fi MCU通信芯片目前主要运用于智能家居、智能照明、智能支付终端、智能可穿戴设备、传感设备及工业控制等物联网领域

晶晨股份是全球布局、国内领先的集成电路设计商。成立于2003年,公司专注于为多媒体智能终端SoC芯片的研发、设计与销售,芯片产品主要应用于智能机顶盒、智能电视和AI音视频系统终端等科技前沿领域。公司属于典型的Fabless模式IC设计公司,将晶圆制造、芯片封装和芯片测试环节分别委托给专业的晶圆制造企业和封装测试企业代工完成,自身则长期专注于多媒体智能终端SoC芯片的研发、设计与销售,已成为智能机顶盒芯片的领导者、智能电视芯片的引领者和AI音视频系统终端芯片的开拓者。

蜂窝模组企业

移远通信:全球领先的物联网模组龙头。公司成立于2010年,从事物联网领域无线通信模组及其解决方案的设计、生产、研发与销售服务,可提供包括无线通信模组、物联网应用解决方案及云平台管理在内的一站式服务。

广和通:作为首家上市的无线通讯模组企业,近十年为公司业务的快速发展期。成立于1999年,并于2017年在深圳证券交易所创业板上市,成为中国无线通讯模组产业中第一家上市企业。公司主要从事无线通信模块及其应用行业的通信解决方案的设计、研发与销售服务。

美格智能:全球领先的无线通信模组及解决方案提供商。成立于2007年,美格智能专注于为全球客户提供以MeiGLink品牌为核心的标准M2M/智能安卓无线通信模组、物联网解决方案、技术开发服务及云平台系统化解决方案。

日海智能:通信行业连接设备龙头,成立于2003年,2017年相继收购了龙尚科技与芯讯通,入股美国艾拉,在国内率先实现了“云+端”的物联网战略布局,卡位物联网发展关键环节;在2018年重新确立了AIoT人工智能物联网发展战略,

高新兴:全球领先的智慧城市物联网产品与服务提供商。成立于1997年,公司长期致力于研发基于物联网架构的感知、连接、平台层相关产品和技术,从下游物联网行业应用出发,以通用无线通信技术和超高频RFID技术为基础,融合大数据和人工智能等技术,实现物联网“终端+应用”纵向一体化战略布局,构筑物联网大数据应用产业集群,并成为物联网大数据应用多个细分行业领先者,服务于全球逾千家客户。目前公司正处于战略和资源进一步聚焦阶段,重点聚焦车联网和执法规范化两大垂直应用领域。

有方科技:物联网接入通信产品和服务提供商。成立于2006年,公司致力于为物联网行业提供稳定可靠的接入通信产品和服务。公司的主营业务为物联网无线通信模块、物联网无线通信终端和物联网无线通信解决方案的研发、生产(外协加工方式实现)及销售。

合宙通信:一家专业提供物联网无线通信解决方案技术产品和服务的高科技企业。成立于2014年,公司致力于提供基于通信模块的智能硬件、软件平台、云平台等综合解决方案

鼎桥通信:行业无线解决方案的领导者。成立于2005年,公司专注于无线通信技术与产品的创新,布局三大业务板块:行业无线、物联网&5G、行业定制终端。

锐明技术:全球商用车载监控龙头。成立于2002年,公司聚焦商用车视频监控和车联网18年,细分行业龙头公司,产品覆盖商用车全系车型。公司外销“商用车通用监控产品”,内销“商用车行业信息化产品”,全球累计超过120万辆商用车安装有公司的产品

传感器

奥比中光:一家全球领先的AI 3D 感知技术方案提供商。公司成立于2013年,在2020年12月进行上市辅导备案。公司拥有从芯片、算法,到系统、框架、上层应用支持的全栈技术能力,主要产品包括3D视觉传感器、消费级应用设备和工业级应用设备技术产品,其AI 3D 感知技术广泛应用于移动终端、智慧零售、智能服务、智能制造、智能安防、数字家庭等领域。

歌尔股份:一家电子元器件制造商,成立于2001年,属于消费电子行业,主营业务可分为精密零组件业务、智能声学整机业务和智能硬件业务。

汉威科技:气体传感器龙头企业,成立于1998年,并于2009年10月作为创业板首批上市公司在深交所创业板上市。公司致力于气体传感器和仪表的制造、并提供物联网解决方案

联创电子:成立于1998年,公司主营业务为研发、生产和销售触控显示类产品和光学元件产品。公司现已形成光学镜头和触控显示两大业务板块,主要产品包括高清广角镜头、平面保护镜片、手机触摸屏、中大尺寸触摸屏、显示模组、触控显示一体化模组等

瑞声科技:全球领先的智能设备解决方案提供商,在声学、光学、电磁传动、精密结构件、射频天线等领域提供专有技术解决方案。公司成立于1993年,公司是电磁器件、射频天线、精密结构件等多个细分领域的行业冠军,也是5G天线产品的重要供应商

睿创微纳公司是一家专业从事专用集成电路、红外热像芯片及MEMS传感器设计与制造,成立于2009年。公司具有完全自主的知识产权,为全球客户提供性能卓越的红外成像MEMS芯片、红外探测器、ASIC 处理器芯片、红外热成像与测温机芯、红外热像仪、激光产品光电系统。

远望谷:我国物联网产业的代表企业,成立于1999年,公司主营业务集中在物联网感知层和应用层,为多个行业提供基于RFID技术的系统解决方案、产品和服务。

金溢科技:一家智慧交通与物联网核心设备及解决方案提供商。公司创立于2004年,公司产品主要包括高速公路ETC产品、停车场ETC产品、多车道自由流ETC产品和基于射频技术的路径识别产品。

杭州士兰微电子:一家专业从事集成电路芯片设计以及半导体微电子相关产品生产的企业。公司成立于1997年,并于2003年3月在上交所主板上市。公司主要产品是集成电路以及相关的应用系统和方案,主要产品包括集成电路、半导体分立器件、LED(发光二极管)产品等三大类。

水晶光电:专业从事光学光电子行业的设计、研发与制造,专注于为行业领先客户提供全方位光学光电子相关产品及服务的公司。公司创建于2002年8月

敏芯股份:成立于2007年,是一家专业从事微电子机械系统传感器研发设计和销售的的高新技术企业,也是国内唯一掌握多品类MEMS芯片设计和制造工艺能力的半导体芯片上市公司,主营产品包括MEMS麦克风、MEMS压力传感器和MEMS惯性传感器

必创科技:成立于2005年,无线传感器网络系统解决方案及MEMS传感器芯片提供商

固锝电子:成立于1990年,2006年在深交所主板上市,是国内半导体分立器件二极管行业完善、齐全的设计、制造、封装、销售的厂商。

感知交互企业

出门问问:以语音交互和软硬结合为核心的AI公司。公司成立于2012年,作为入选“新基建产业独角兽TOP100”的人工智能企业,出门问问拥有完整的“端到端”语音交互相关技术栈,包括声音信号处理、热词唤醒、语音识别、自然语言识别、自然语言理解、语音合成等尖端技术。

汉王科技:国内人工智能产业的先行者,成立于1998年,在人工智能领域深耕二十多年,是一家模式识别领域的软件开发商与供应商,主营业务包括“人脸及生物特征识别”、“大数据与服务”、“智能终端”、“笔触控与轨迹”等

科大讯飞:亚太地区知名的智能语音和人工智能上市企业,公司成立于1999年,公司主营业务包括语音及语言、自然语言理解、机器学习推理及自主学习等人工智能核心技术研究、人工智能产品研发和行业应用落地。科大讯飞作为中国人工智能产业的先行者,在人工智能领域深耕二十年,公司致力让机器“能听会说,能理解会思考”,用人工智能建设美好世界,在发展过程中形成了显著的竞争优势。

声智科技:融合声学和人工智能技术的平台服务商,也是全球人工智能 *** 作系统领域的开拓者。公司成立于2016年4月,拥有声学与振动、语音与语义、图像与视频等远场声光融合算法,以及开源开放的壹元人工智能交互系统(SoundAI Azero),具有声光融合感知、人机智能交互、内容服务聚合、数据智能分析、IoT控制和即时通讯等能力。

云知声:致力于AI产业的高新技术企业,成立于2012年6月,总部位于北京。公司以AI语音技术起家,经过多年经验和技术的积累,逐渐构筑起一个涵盖机器学习平台、AI芯片、语音语言、图像及知识图谱等技术的技术城池,成为了具有世界顶尖智能语音技术的独角兽

生物识别企业

商汤科技:全球领先的人工智能平台公司,也是中国科技部指定的首个“智能视觉”国家新一代人工智能开放创新平台。公司自主研发并建立了全球顶级的深度学习平台和超算中心,推出了一系列领先的人工智能技术,包括:人脸识别、图像识别、文本识别、医疗影像识别、视频分析、无人驾驶和遥感等。商汤科技已成为亚洲领先的AI算法提供商。

神州泰岳:致力于将人工智能/大数据技术、物联网通讯技术、ICT技术进行融合,大力提升行业/企业组织信息化、智能化的质量与效率的高新技术企业。公司成立于2001年

端侧BIoT

比特大陆:是一家全球领先的科技公司,成立于2013年。公司立足中国,以全球视野整合前沿研发资源,专注于高速、低功耗定制芯片设计研发,其产品包括算力芯片、算力服务器、算力云,主要应用于区块链和人工智能领域。

外企芯片设计公司前途很不错
1、政策支持
芯片行业得到了国家政策的进一步支持,叫集成电路产业成为突破发展的重点领域。为国家信息安全和电子行业奠定了优质的基础,也获得了比较高的关注度。促进了芯片行业的发展。
2、市场需求快速增长
芯片市场的不断发展 ,得到了多个行业的关注 ,也为行业的发展带来了优质的基础,不仅智慧健康,智慧家居以及智慧城市等方面要求不断提升,在物联网行业的发展来说,芯片的要求也越来越高。
3、国产技术不断提升
在全球半导体行业经历多次转型之后 ,世界集成电路的产业逐渐向中国转移。半导体行业的不断发展已经让芯片的地位获得了比较优质的发展空间,在国内已经形成了国产替代的趋势。
4、行业产业链逐渐完善
芯片行业的快速发展已经让芯片行业的产业链逐渐得到完善,芯片的行业更加细分,化为众多的设计提供了有利的保障,也在市场中建立了非常多优质的供应链体系,有众多的知名企业加入。

5、薪资待遇比较高
芯片设计行业对市场的发展来说有非常重要的作用,在行业中对人才的需求量是非常大。在薪资待遇上也是比较可观的。 对行业的人才来说 ,芯片设计有比较优质的就业前景和发展空间。
芯片设计行业的前景是非常良好的 ,在我国芯片行业快速发展的推动一下 ,有非常大的人才需求空间 ,也具备良好的就业前景

近期的中美贸易战,既是挑战也是 历史 性机遇,将促使不少产业的产业链进行格局重组、重构甚至推倒重来。而芯片是本次中美贸易战的重点,由于华为受到的各种影响,全球芯片产业被置于国际聚光灯下。在贸易战背景下,芯片产业链的哪些环节会产生哪些变化?这些变化会对创业投资产生哪些影响?其中蕴含着哪些新的机会?2019年6月6月,中国发放了首批5G牌照,比原定2020年5G商用时间表提前了整整一年,这说明推动 历史 发展势在人为。

在新一代企业级 科技 投资人投研社第21期,钛资本邀请芯片领域专家时昕博士对相关问题进行解答。时昕博士是Imagination公司主管中国区战略市场与生态的高级总监,拥有处理器设计及软件生态的丰富行业经验,加入Imagination之前在华为公司担任智能计算业务部业务发展总监,此前,时博士曾在AMD、ARM、Synopsys、三星半导体韩国总部等国际公司担任不同的技术与商务岗位职责。时昕博士毕业于中科院声学所,研究方向为处理器设计,同时拥有北大MBA学位。

半导体,是元素周期表的某些元素,如硅、锗、碳等等,在一定条件下有导电或绝缘的特性。半导体大致可以分成几个大类:第一类是传感器,包括传统的传感器和MEMS(微机电系统)传感器,传统的传感器包括压力、温度、气体、磁场、惯性、指纹、声音等传感器,MEMS工艺可以做得更小;第二类是光电器件,包括现在常用节能灯上的发光二极管,以及电子面板如手机或电视面板,包括华为折叠屏手机用面板也属于半导体器件;第三类是分立器件,包括晶体管、功率器件、模拟或射频;第四类是集成电路,包括数字集成电路、模拟集成电路、射频集成电路。
我们今天讨论的主要是第四类——集成电路,特别是数字集成电路(集成电路还包含模拟集成电路和射频集成电路等,这些今天不做详细讨论)。比如一些高速AD,即模数转换、数模转换特定电路,也包括一些射频集成电路,如天线等。目前常用的芯片较多基于硅,所以芯片从业者经常自嘲是“硅农”。还有其它的元素,如基于钾的砷化镓、氮化钾在功率器件和微波器件方面很有优势,而碳作为替代硅的下一代半导体材料,在学术界已经火了很久。

全球芯片发展比较领先的国家和地区:美国是半导体的发源地,芯片就是在美国实验室里发明的,硅谷的名字由来也与之关;日本有一段时间芯片发展得比较好,但因为受到打压,最后一蹶不振;台湾地区发展比较好的是TSMC这种代工厂,TSMC的崛起离不开张忠谋教父级人物的个人能力,以及当时中国台湾在电子方面的进步;韩国能够发展起来,实际上是用类似于财阀的机制,集中资源办大事,三星是从存储器起家,目前发展到不仅包含存储器,也有逻辑芯片和面板。韩国和台湾地区的存储器和面板产业对比是很明显的例子,存储器和面板等产业都需要巨额资金的支持,台湾地区也有政策资金的支持但比较分散,韩国相对来说比较集中投给了三星,所以最终在面板和存储方面,台湾地区完全被韩国抛下了。从这个角度来说,像存储、代工、面板等需要巨量资金的这种行业,不要分散力量,集中力量才能把事办好。
2018年全球芯片公司Top15榜单,可惜其中没有一家中国公司。据海关总署的统计数据,2017年中国芯片进口总额大概为26万亿元,在2018年还继续同比增长13%。中国集成电路的自给率大概是1%~10%,每年的进口额高居不下,所以很多场合都说中国每年用于进口芯片的资金已经超过进口原油,一定要尽快发展自己的芯片产业。

投资人可能比较关心的是,怎样投出下一个NVIDIA,也就是随着人工智能大火的GPU公司。打 游戏 的人可能知道NVIDIA是做显卡的,GPU是显卡上用的主要芯片,在芯片行业里没有特别专门区分GPU和显卡。

想要投出下一个NVIDIA,要看在哪些赛道上出现巨型新兴公司的可能性比较高:在2018年全球芯片公司Top15排行榜中,内存公司最多,有三星、海力士、镁光;第二多的是处理器公司,NVIDIA的GPU就是一种处理器;另一个比较容易出巨头的赛道是做通信相关的芯片,像高通、博通。榜单里有很多家是IDM模式,也就是既有芯片设计,也有自己的生产线,像Intel、三星、TI、ST、NXP等公司;高通、博通、NVIDIA都是Fabless模式,也就是只做芯片设计。

在上个世纪,很多芯片公司都要自己做设计和生产,随着台积电代工模式的出现产生了一种模式叫Fabless,或者说叫IC design house,这些公司只做芯片的设计,而把生产交给第三方公司做代工。

2017年Fabless公司Top10榜单,十家公司中六家来自美国,一家来自新加坡,一家来自台湾地区,两家来自祖国大陆(华为的海思和清华下的嘉瑞集团),而欧洲和日本在榜单上都出局了。再考虑到博通把总部迁移到美国,那就意味着美国占了七家,比例非常惊人。其中比较看好的是海思,海思在2018年的营收将近74亿美金,之前有看法说如果海思的营收在2019年能保持20%的增幅,有可能超过图一中的NXP,不过在现在的形势下这个挑战的难度大大增加了。

从2000年左右到现在,国内的芯片虽然是高 科技 行业,却是以中低端产品为主。国内芯片公司被戏称为“一代拳王”,就是说凭借某一款产品盛极一时,却缺乏持续引领市场的能力。比如,2000年左右全世界MP3里的芯片基本都来自中国南方的一家公司,但当MP3市场萎缩后,该公司就很难找到下一类别的市场。

另一方面,国内芯片公司的技术进步主要依靠摩尔定律,也就是说更多是依靠代工厂、EDA工具和IP公司的技术进步。同时,国内芯片公司严重依赖第三方IP导致产品的同质化非常严重。IP公司和EDA公司里,经常听到客户抱怨公司像跑步机,必须不停地跟着跑,这也从另一方面说明,芯片公司没有能够从技术方面引领EDA和IP,而是跟在后面跑。

好的消息是,国家对芯片产业很重视。不仅给予国家级科研支持,像“863计划”和2001、2002每年几十亿的专项投资,还从产业基金方面给与了很多支持。2014年,国务院发布了《国家集成电路产业发展纲要》,奠定了未来集成电路的战略发展方向;同年9月,在工信部和财政部的指导下,设立了国家集成电路投资基金股份有限公司,被称做“大基金”。大基金参与方都是国内比较有实力的企业,一期的募资总规模1300多亿元,超募了原定目标的15%。基金所有权为基金电路产业投资股份有限公司,采取了市场化机制的管理模式和公司制的经营模式,跟以往的政府项目补贴模式有本质不同。大基金的一期从2014年到现在将近五年的时间,拉动作用显著,现在已经开始启动大基金二期,募资规模将要超过一期且投资方向也要围绕国家战略和新兴行业进行规划,比如智能 汽车 、智能电网、物联网等等,尽量向装备材料业给予支持。
芯片产业链中主要的环节如上图所示,最上方是用户,既可以是ToB用户也可以是ToC用户。比如既可以是运营商使用的5G设备,也可以是一般消费者使用智能手表或智能家电等等。在用户下面有系统解决方案的提供商,像做智能手机的企业会有两方面的需求:一是硬件供应商,主要指芯片的供应商;二是软件供应商,比如智能手机需要AP和基带的供应商。封装测试很重要,像安卓从芯片系统商拿到是封装和测试后的。封装和测试在整个产业链里门槛不是最高的,中国有很多工厂做得不错,像长电在全球排名不错,它的芯片主要是做封装测试,芯片本身由代工厂制造,包括TSMC、三星、中芯国际等公司。

芯片代工厂的需求包括:第一,根据芯片设计公司的设计文件,生产制造芯片;第二,无论是芯片设计还是芯片生产都需要技术支撑,像EDA工具和IP模块,不仅存在于芯片设计公司的上游,还会与芯片代工厂有技术沟通和合作。比如代工厂需要做7nm工艺的研发,就要跟EDA工具提供商如Synopsys沟通确认,其工具能否支撑7nm的设计,甚至需要共同开发。开发IP模块,也要确定其是否能够在7nm上正确实现功能和性能,这可能要几方合作。甚至对于CPU,芯片代工厂提供给客户的不仅仅是CPU的设计,还要跟代工厂共同开发针对此CPU可能会用到的特殊基础库,没有基础物理库,CPU、IP也无法在客户最终系统级芯片里正确使用。

芯片代工厂的上游是TSMC以及国内的中芯国际。它们也有上游,比如光刻机90%以上由荷兰ASML提供。整个芯片生产线牵扯到的设备非常多,其中技术门槛最高的是光刻机,还有其他设备比如离子注入、蚀刻等等。除了设备之外,芯片代工还需要准备芯片生产过程中的耗材或原材料,比如所有的芯片最终都要做到晶圆上,包括每个工艺节点上要做光刻还需要有光刻胶等等原材料,都需要供应商。所以,芯片产业链条中的环节非常多,欠缺了任何一个环节,链条就会被打断,无法实现。

结合中国目前的现状,上图中用白色标出来的是不需要担心的。中国是全球最大的市场之一,最不缺的就是用户了。封装测试在中国也有不错的基础,芯片设计虽然在排行榜中排前十的不多,但至少有一两家公司。

其它的方面可能比较让人担心。软件算法方面,像 *** 作系统OS、专用软件、底层数学库等大部分都受制于美国。EDA工具和IP模块几乎完全受制于美国。前两天对华为的制裁开始后,几家EDA公司比如Cadence、Synopsys、Mentor Graphics三巨头,都已经切断向华为的供应,不仅不再给华为提供技术支持,也不做软件更新。IP模块中,排名靠前的IP公司也以很快的速度说停止对华为的支持。
上图是IP公司的榜单。这些IP公司几乎全部来源于美国或受制于美国。排名第一的是ARM公司,原来是一家英国公司,后来被日本的软银集团收购了,但它也要受制与美国,所以所谓禁令出来后,很快就停止了与华为的合作。排名第二、第三的两家公司是EDA三巨头中的Synopsys、Cadence,都是美国公司。Ceva是一家以色列公司,虽然不是美国公司,但是美国的盟友。Imagination公司原来跟ARM一样是一家英国公司,在2017年被中国的资金完全收购了,所以目前在所有权上完全属于中国资金所有。同时技术也不来源于美国,因为在被中国国资收购前,把所有的美国技术全部剥离出去了,所以目前不用担心这家公司。

IP公司主要分成两类:第一类主要是处理器IP,像CPU、GPU、MPU、DSP等等,比如ARM是移动端的CPU,包括手机、 汽车 电子等等;另一类是接口IP,比方设备都会用DDR的memory接口,像PCIE接口、USB接口等等。

上边说的是芯片设计的上游,芯片设计的下游对于解决方案来说非常关键的是软件公司,特别是对于处理器来说。有些刚开始做芯片相关投资的投资人,可能经常会忽略掉这一点,芯片公司的软件实力经常是决定一家芯片公司能否成功的关键。很多号称做AI处理器、硬件芯片流程的公司,前端、后端、市场、融资都有大咖压阵,但是团队里居然没有一个软件大咖。如果这个芯片公司是与软件公司一起合作或由软件公司投资定制的一款芯片,那可能还好,但如果这家芯片公司独立地往市场上推,可能经常用户都找不到它。

大家都喜欢类比NVIDIA,但很多人都不知道,卖GPU芯片盈利的NVIDIA公司,软件工程师的人数远远多于芯片设计工程师的人数。NVIDIA的GPU和AMD的GPU比较起来可能各有千秋,为什么市场上用NVIDIA的GPU的比例要远大于AMD的GPU,主要就在于软件生态做得好。整个CUDA软件生态,不仅有对AI各种框架的支持,也包括在各行各业,像天文、科学计算、气象等基础运算库。在专用处理器方面,这是一个非常复杂的工程,不能完全由硬件出身的专家负责,因为不了解应用软件,另外也经常会忽视软件工具链的开发。设计一个专用处理器需要经历很多步骤,比如需求分析、架构设计、硬件实现等等,而软件工具链的开发非常重要,比如处理器上的软件编程环境如何、用什么样的编译器、提供什么SDK和函数库,是否能够支持AI所需的所有卷积运算、矩阵运算、FFT运算等等。芯片本身软件工具链之外,还有更多的软件生态。以智能手机为例,手机芯片上如果不能跑安卓系统就比较麻烦,安卓上还跑微信、支付宝、抖音等等应用。因此,把芯片做出来后,只是万里长征刚刚开始,后面还有更多数量级上的工作。

芯片面临的另个问题就是人才和资金的缺口十分巨大,虽然中国在这方面持续投入了很多年,但是目前来看可能还是不够。2018年,中国电子信息产业发展研究院(CCID)和工业和信息化部软件与集成电路促进中心(CSIP)联合发布了《中国集成电路产业人才白皮书(2017—2018)》,提到了中国集成电路人才缺口大概30多万,这个数字值得玩味。

十几年前就开始说,中国集成电路每年的人才缺口大概有几十万,很多专家、学者、大咖一直在呼吁,很多高校也都开设了芯片设计相关的专业,每年培养出了很多的人,为什么人才缺口持续一直是这样的状态?白皮书中也有分析,每年培养出来的人才,八成左右在毕业后转行做互联网或金融,因为从事芯片设计行业赚不到钱。芯片设计打工者赚不到钱倒不是因为芯片设计的老板比较抠门,而是芯片设计公司的老板自己也没赚到钱。

为什么?因为芯片设计行业的特点就是投入非常高,一次流片可能就是几百万,如果比较新的工艺10nm、7nm,投入的量级可能不变,但单位变成美元,而且一次流片还不一定成功,甚至两次流片都不一定成功。除了流片费用,还有EDA费用、IP的费用、员工养家糊口的工资,这些投入非常高昂,而且一个芯片项目基本周期是一年半左右。因为周期比较长,投入比较大,同时还有非常高的风险,一年半前定好的产品需求,即使流片一次成功,到上市时能否满足市场需求,就要在一年半后上市时才可能确切的知道。也由于这方面的原因,民间资本非常不愿意进入芯片行业,其财务回报率IRR等指标,相对于大规模的创新互联网公司也不好看。

所以如果考虑向芯片业进行投资,可能要做好与团队进行长跑的心理准备,很难像互联网那样一两年就获得比较理想的或至少是比较明确的回报。还有在开始时,公司很难从技术上就能做出一个判断,很多情况下要看选择的团队和团队的技术积累和技术能力如何、团队的市场潜力、团队之间是否能长期合作共事等更加重要的指标。

在芯片产业中,除了IP、EDA和代工厂等实体组织外,还有一些环节非常关键,比如标准。像WIFI联盟、蓝牙联盟等等行业组织,先是取消华为的成员资格,几天后又恢复了华为的成员资格,虽然这是一场闹剧,但还是让人揪了一把汗。还有IEEE学术组织,也在美国政府禁令的影响下,对华为进行了一些限制,后来又放开了。对于标准,可能有人认为标准制定后就是公开的,照做就行了,不是标准制定委员会的成员也没什么关系,这就想简单了。需要参与标准的制定有两点因素:第一,每家公司技术的积累和布局是不完全一样的,参与标准的制定有利于让标准向自己更擅长技术方向上去倾斜,这非常重要——有句话是“三流公司做产品,二流公司做专利,一流公司做标准”;第二,如果不能在早期参与标准的制定过程,可能就很难在早期深入了解、获得标准的发展方向,从而很难制定一个三年或更久的产品规划图。作为一个芯片公司在与客户沟通时,没有一个清晰的产品规划路线图,客户的信任可能就打折扣,对企业未来打一个问号。而且各家公司的技术积累的方向也可能不完全一样,如果能够使标准更加倾向自己积累的方向,那么技术公司就能够获得更好的领跑优势。
前面进行的很多分析可能有些偏悲观了,但是其实我们也不必过分悲观。之前的一段时间可以看到一个趋势,芯片产业在国内的发展非常明显,特别在2014年国家的“大基金”推出后,芯片设计公司的数量几乎翻了一番还多,大幅增长。
在中国,政府的指引非常重要,一定要关注。在第一期大基金的工作中有一个饼图可以看到投资的重点,65%投资了制造方面,因此像中芯国际这些年的进步非常明显,虽然距离台积电或三星还有代差,但是对于大部分芯片公司所针对的中端用户差不多可以了。

大基金已经开始了第二期,募资规模将会超过一期,而且将围绕国家的战略和新兴行业进行投资,并且尽量对装备材料给予支持。在第一期中,设计方面的投资大概17%,在二期应该会明显对设计公司加大比例,同时设计公司相对来说在芯片产业里,与制造相比算是花费少的,所以应该会有更加明显的拉动。大基金二期目标是募集1500亿元人民币,这方面在未来可以期待很大的支持力度。

国家花大力气支持芯片产业有一个根本原因,中美博奕不是针对一家公司,中美两国博奕也不能再用过去的眼光考察了,根本是谁能够占领 科技 发展的制高点。所以针对国内的企业,从去年的中兴、福建的晋华,到目前的华为,接下来大疆、海康等AI四小龙等等,可以看到打击的目标都是高 科技 企业,所以这战争是不是场持久战?像华为可以通过囤半年或一年的货,用自有备胎从容应对就可以吗?

如果真的是两国博奕,要占领未来 科技 发展的制高点。若仅有设计公司,芯片设计的部分是完全不足以支撑的,像芯片的上游EDA、IP,还有芯片的代工、代工厂的上游,完全都在别人手里,想要把产业链重新连起来,里面相当多的环节都要重新开始自己建设,国内虽然也有EDA公司,就算不是重新开始也是从一个非常低的起点开始。
上图分析在几个方面中国与世界水平还差多少:封装测试方面不用特别担心;在设计方面,基本上具备了终端方面设计的能力;在代工方面,由于投入巨大,需要一定的时间。这些方面目前有差距,但是差距既是挑战,对从业者来说也意味着机遇。在迎接这些挑战中,需要远离浮躁,要能够坚持下去。一个芯片项目做一年半,甚至可能一次流片不够,还要经过更长时间的忍耐,这对从业者也是非常大的考验。

中国的芯片如果想要在某些方面有所突破,在哪些方向或赛道上有可能会出未来黑马?

首先,芯片相关的内存、代工、封测等等领域,基本上投入都非常巨大,以数十亿计的资金才有可能参与,这些领域可能更多需要依靠国家战略进行追赶甚至赶超;

其次,IDM厂商。世界上TOP 15里有很多IDM厂商,像Intel、三星,中国还是有机会出现年轻的公司,比如华为海思。因为有持续的资源保证,海思有华为十几年持续的帮助和投入,获得了现在中国芯片领域排名第一的位置。中国还有其它的IDM,比如像无人机,还有很多比较成功的互联网公司,也都在尝试进行芯片的研发。在手机厂商和家电厂商中,除华为外,没听说哪个品牌或资源声势特别大,更多的手机厂商应该做尝试;

再次,很多人说国内要做自己的EDA公司,而EDA公司数十年的 历史 已经证明了,初创EDA公司最终最好的结局就是被三巨头收购,除非国内的EDA公司将来跟美国是一个世界两套体系,那就几乎要从头开始发展EDA产业,不然这方向不太可能有较大型的公司出现;

第四就是IP公司。在IP公司榜单前十名没有一家国内公司,直到2017年年底时,收购了Imagination。在榜单上可以看到IP公司最近几年的营收,IP公司活得很艰难,市场份额都不大。如果只是做单一IP公司,没有机会做CPU或GPU这种比较大空间的IP,那单一或少数几个IP的公司是很难生存的。如果将来迫不得已发展自己的IP,那唯一的方式就是某个具有号召力的组织机构振臂一呼,大家一起做聚合平台,把很多单一的IP聚合到一起,才有可能被芯片公司所采用。

最后,在芯片设计行业里有更多的机会,芯片设计方向也很多,主要考虑这么几点:首先,开源处理器也有隐患,将来需要完全源自于中国自主的处理器架构,不管是MCU微控制器、手机AP(Application Processor,即应用芯片)的MPU,还是一些在特定场合下的对特定指标有要求的数模、模数转换器件和射频器件。

希望投资机构能做好陪伴团队长跑的心理准备。中国的优势在于巨大的市场,可以立足于本地市场做持续引领,不要又成为“一代拳王”。像安防、AI行业,中国不仅仅有巨大的市场,而且也有很多AI的初创公司,在算法和软件方面也非常有技术领导力,还有像能源、 汽车 等等行业,一定会有国内供应商的重要一席之地。

除此之外,类似中国基金全资收购英国IP公司Imagination,也是一条可行的道路。除了美国外,在其它的一些地方,特别是欧洲还有些小而美的公司可以进行国际并购,从财务上面取得控制权,然后再慢慢消化吸收、引进人才等等。

此前,钛资本曾在2018年12月邀请了湖杉资本创始人苏仁宏在“新一代企业级 科技 投资人投研社”在线研讨会第九期上分享了中国半导体领域的投资挑战和机会(在钛资本微信公号中查看)。当时认为未来十年,中国芯片产业链将重构,这是最大的整合机会。传统的模式已经越来越没有效率了,今后的世界会越来越扁平,信息流会越来越短,数据的传输效率会提升,也会带来新的应用模式,整个产业链条会发生重构,而产业价值重点是芯片、云、数据。

而到了2019年6月,随着中美贸易战的升级和持久化,打开了中国芯片产业的 历史 性机遇窗口期。在美国禁令发出后,不少国际芯片产业链上的公司切断了对华为的技术供应,这将在很大程度上警醒和影响中国的 科技 投资流向。相对来说,半导体行业新的技术并不多,推动力大多数情况下并不是新技术。而 科技 投资的流动,将影响全球半导体产业格局的发展。过去,没有中美贸易战, 科技 投资更关注应用创新以及产业链的整合;而在中美贸易战的影响下, 科技 投资将有可能关注在全球不同的区域重建半导体生态,以保证国际竞争中的可持续性发展。

中国提前一年发放5G商用牌照,这在很大程度上拉升了中国在全球半导体产业链中的市场地位,也为国内半导体产业发展和创业创新提供了广阔的实验场和产业空间。现在需要的是更大胆更具创意的想像和想像空间——如果要在亚太和欧洲市场重建整个半导体产业及生态,是否能够做的不一样,例如还需要专业人士完成芯片设计么,还是人工智能就可以完成?好的消息是,已经有了到目前为止的整个半导体产业发展 历史 可以借鉴和对标,需要思考如果推倒重来的话是否有更好的方式、方法和路径?不是每个产业都有推倒重来的机会,在大挑战面前也是大机遇。

芯片是半导体元件产品的统称,涉及的核心技术就是集成电路技术,集成电路属于微电子领域的知识。因此,想学习芯片研发,离不开学习微电子等相关技术,但是微电子学和集成电路专业一般是包含在它们的上一级学科的,这些学科有信息与通信工程、电子科学与技术、计算机科学与技术等。

芯片制造前景如何

(1)从国际上看,芯片行业诞生于硅谷,已经经历了50多年的发展,各方面趋于成熟。并且由于摩尔定律面临失效,芯片行业已是夕阳产业。

(2)从国内来看,由于中国芯片底子薄,且全球芯片行业有向中国转移的趋势,加上政府大基金投入,正在飞速发展。此外由于人工智能和物联网的兴起,芯片又进入了一轮爆发期。近20年内,中国芯片无疑是朝阳产业。

制作芯片的三类专业

第一类相关专业,是化学相关的专业

有人会奇怪说,为什么会有化学相关的知识首先,要回归到制作芯片的原材料的问题,其实芯片的原材料其实是沙子,为什么用沙子,因为制作芯片是要用到硅的,而沙子的主要的成分就是硅,需要把它进行很多道工序的提纯,要把它提纯成电子级的硅,要把它精确到小数点之后11位,接下来要把提纯出来的硅,做成一个硅锭,然后把硅锭进行一些切割,把它变成薄薄的小硅片,也就是半导体抛光片,说着好像挺简单,但其实这里面的工艺精细以及步骤是需要非常多的高精尖端的人才的。

第二类相关的专业,是微电子科学与工程、集成电路设计与集成系统

半导体抛光片切割好之后,要用光刻机在半导体抛光片上制作硅晶圆,硅晶圆其实就是集成电路的一个地基,最基础的东西。地基打好之后,要在上面盖大楼,要在上面放上各种各样的元器件,其实芯片就是一个集成电路,因为芯片已经是非常小了,非常小的芯片上要放上去更小的电路和电子元器件,这就是微电子。

第三类相关专业,就是计算机软件类相关专业

在这里必须提到一个软件叫做EDA,他是芯片设计的一个非常重要的软件,一个重要的工具,但是,他也是美国研发的,如果说未来不能把它进行国产化,如果美国要对我们再一次进行控制的话,将会更加的难,这里面就需要很多学计算机、学软件的同学来贡献你们的力量了。

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。


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