中国芯发展趋势分析

李 勇

（武汉市人力资源和社会保障信息中心，湖北武汉 430015）

1 社保卡与“中国芯”

在很多西方国家，公民往往仅有社保号，与社会福利相关的业务只需要提供社保号即可办理。而在中国，通过政府行业对芯片行业的大力扶持，社保卡已经实现了搭载银行金融借记功能。社保部门负责社保金融IC卡项目的密钥分散和管理、项目实施等工作。因为社保卡的医疗保险使用场景都是在脱机模式下进行的，所以其中会涉及销售终端安全存取模块（Purchase Secure Access Module，PSAM）的发行管理、终端布放、系统建设等环节[1]。

1999年，中国第一张社保卡在上海诞生；2011年8月30日，人力资源和社会保障部颁布了社保卡搭载金融功能的消息；2009年起央行与人社部针对社保卡加载金融功能进行了论证，制定了三步走战略“视情况解决个案，隐蔽磁条过渡，最终芯片合作”。

初始阶段：通过芯片（加载社保应用）＋显形磁条（加载金融应用）的复合卡技术。社保应用与金融应用采用不同的存储介质，并在物理层面完全分离。

过渡阶段：通过芯片（加载社保应用）＋隐形磁条（加载金融应用）复合卡技术手段进行卡技术的迭代升级，相比初始阶段的技术，利用隐形磁条使得卡界面有了更大的展示区域。

成熟阶段：利用芯片技术的发展和集成，采用单芯片卡（加载社保应用和金融应用），通过“接触+非接触”通信模式，使用单片机双接口技术和国内加密算法，更加安全可靠。通过国家加入EMV迁移行列和政府针对社保卡卡商的扶持，逐渐摆脱了IC卡芯片市场一直处于被国外厂商垄断的局面。

社保卡芯片技术依托于中国芯片行业的整体发展，同时也会促进IC卡产业整体水平的提升与进步。目前中国芯片行业通过近十几年的发展，在芯片设计与制造、模块封装、应用开发等方面又是怎样的情况呢？

2 “中国芯”整体现状

芯片作为在集成电路上的载体，广泛应用在手机、军工、航天等各个领域，是能够影响一个国家现代工业的重要因素。但是我国在芯片领域却长期依赖进口，缺乏自主研发。中国是世界上第一大芯片市场，但芯片自给率不足10%。2017年，芯片进口金额超过2500亿美元，进口额超过原油加铁矿石进口额之和[2]。

国外巨头依靠在芯片领域长期积累的核心技术和知识产权，通过技术、资金和品牌方面的优势一直占据着集成电路的战略要地，特别是芯片生产环节中的制造技术、设计能力和编码技术等方面[3]。常常会作为谈判筹码进行贸易制裁和出口禁运，对我国服务器、计算机、手机行业带来了巨大困扰，针对政务、银行等核心行业造成了安全影响。

2001年7月10日，方舟1号横空出世，被媒体称为“改写了中国‘无芯’的历史”。经过数十年的发展，形成了初具规模的中国芯片企业：以华为海思为代表的手机芯片设计公司，专门给华为手机提供麒麟系列芯片；以寒武纪为代表的中国新生代芯片设计公司，主要制造云智能芯片，应用于联想、中科曙光、科大讯飞等产品；以龙芯中科为代表的的军工CPU处理器设计企业，其相关产品已应用到北斗导航卫星；以中芯国际为代表的代工企业，即将引进阿斯麦最先进的光刻机用于晶圆厂。

3 “缺芯失魂”的关键要素

中国芯经过近十余载的快速发展，虽然取得了非常大的进步，但从全球集成电路产业横向对比来看，中国的集成电路产业总体规模较小、整体发展水平仍处于落后水平、自身供给能力不足，总结起来主要有以下几个关键要素：

（1）缺乏大而强的龙头企业

产业需要企业的支撑，企业是集成电路产业发展的基础。集成电路产业是全球性竞争的产业，资源的整合是一个重要的趋势，大而强的龙头企业能够利用资源优势在竞争中获利。目前中国还缺乏类似英特尔、高通、三星这样具有国际影响力和竞争力的企业[4]。

（2）工艺水平差距悬殊，投入不足

目前中国实现量产的工艺与国际先进工艺相比还有两代工艺的差距，而且国际先进工艺正在向着1xnm层级快速演进。而伴随着工艺越来越先进，资金和市场投入也会越来越大。目前如果要建立一个代工厂，预估需要投入100亿美元的资金才可建设完成28nm的生产线，采用16nm的技术则需要120亿～150亿美元的投入[5]。英特尔公司2016年研发支出达到127亿美元，而中国最大的半导体公司海思半导体年研发投入与10亿美元还有一定距离。

如果没有国家长期、稳定、持续的投入，仅仅依靠市场投资机构，资本市场根本没有能力和魄力进行如此的巨额投入，企业也无法跟随世界先进工艺的水平，乃至中国的芯片产品将失去使用高端工艺进行设计开发机会。

（3）技术专利积累不足，专业人才缺失

美国、韩国、日本企业非常重视在中国集成电路领域的专利布局，当前国外专利权人申请的中国集成电路产业专利已达41%[6]，部分外国企业针对国内企业以诉讼或谈判等形式收割相应权益，利用知识产权武器压制中国企业。

同时，中国集成电路产业中大多都是中小企业，一个芯片从设计到量产投入资金大、市场周期长，互联网新兴软件行业相比更能获得资本市场和高端人才的青睐，长此以往导致高端人才储备不足。

（4）行业生态未形成

集成电路产业的发展，脱离不了EDA等生态配套技术的支撑。而美国的三大EDA厂商已垄断了全球95%的份额[7]。中国仅有少数几家企业从事EDA相关研发工作，且未形成系统的解决方案。根据全球集成电路发展的历程来看，中国集成电路产业生态的形成仍需要努力追赶和完善。

4 芯片自强的破局与机遇

方寸之间的芯片，凝结着信息科技的智慧，是一个国家和民族工业水平的重要象征。中国芯片市场一方面被国外厂商的垄断和压制，一方面国内芯片企业创新不足、缺乏生态环境。在目前的大格局之下，中国芯片产业将何去何从，如何破局？又面临哪些机遇呢？

（1）产业机遇

中国集成电路行业经过十几年的发展，已经初步具备了市场基础、产业基础和技术基础。随着移动互联网平台的广泛引用，和互联网+在中国的飞速发展，巨大的中国市场势必为国际资本产生巨大的吸引力。

只要贴近用户需求，贴近市场，结合资本的持续投入，就能够为中国集成电路行业腾飞奠定坚实的基础。目前中国具备从芯片设计、芯片制造到芯片封装测试的集成电路公司，从全球集成电路产业发展的历史来看，全世界范围内的产业转移为中国集成电路行业做大做强提供了产业机遇。

（2）市场机遇

伴随着大数据的兴起，我国根据“互联网+”的政策逐步建设政府信息化和数字化，通过政务和信息有机结合，智慧城市的概念逐渐落地生根。而这一切都需要集成电路行业的支撑。如：早在2013年，工信部、发改委、科技部就联合成立IMT-2020(5G)推进组，针对5G的应用进行研发和布局；寒武纪开发出了国际首个深度学习指令集，并成功产出，只要国产AI指令集成为业界标准，把国内市场培养起来，我国就有望在AI芯片设计领域率先登陆市场制高点；在指纹识别领域，汇顶科技已经做到全球顶级，与国内的主流手机厂商都有合作，在安卓阵营与瑞典FPC形成双子星[8]。

众所周知，芯片设计抢占市场先机非常重要，在传统的CPU、手机领域国际巨头已经占据，而新兴领域行业标准还未确立，存在中国芯片企业破局的机会。

（3）政策机遇

2011年，国务院出台《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策》，进一步优化了集成电路产业发展环境。2014年6月，工信部发布《国家集成电路产业发展推进纲要》，将集成电路产业提升到国家战略。2018年3月初，在政府工作报告中，集成电路被列为加强制造强国建设的首要任务。2018年3月末，中美贸易摩擦下，四部委联合发布集成电路生产企业的税收优惠政策，再度表明高层对于发展集成电路产业的决心[9]。

科技创新是支撑中国集成电路产业发展的永恒动力，通过政府政策的倾斜和扶持，将会为集成电路产业发展注入新的活力。

5 核“芯”发展趋势与对策

芯片强国的战略已刻不容缓，然而通过对芯片行业发展的趋势分析，中国集成电路行业的破局和赶超充满了挑战。只有从全球发展的视角打通上下游产业链，营造生态圈，聚市场资本之力允许试错和失败，快速迭代，利用创新合作的模式发展才是正道。

（1）引领资本，吸纳高级人才

集成电路行业面临着针对人才要求高，但是相关待遇不匹配的窘境，加上集成电路行业产品周期长，这让很多高级人才投身到了互联网软件行业。只有通过正确的价值引导，吸引更多的市场资本，提高相关岗位的价值匹配，才能够打造一个复合技术团队。

（2）重视研发，持续投入

立足全球，英特尔等行业巨头动辄数百亿美金的研发投入。而中国集成电路行业大多都是中小企业，资本和政府投入资金不足以支撑产品迭代。研发作为高科技产业的核心动力，只有得到持续的资金投入，较为宽松的发挥空间，才能够激发研发团队的灵感，创造出更契合市场需求的产品[10]。

（3）立足全球化，面向市场化

中国集成电路产业的发展必须具备全球化的视角，也需要全球化的合作，开放与合作是未来的主流。同时，中国集成电路行业虽然需要国家政策和资金的扶持，但是没有充分的市场竞争，忽视市场真正的需求，无视资本市场资金关注的要素，一味的闭门造车也是很不可取的[11]。

市场化也是中国集成电路产业不得不面临的一个课题，只有在全球化和市场化的基础之上，结合政府持续的政策扶植和资金投入，才能迎来中国集成电路产业的春天。

6 结语

“中国芯”的发展无法脱离全球化的发展背景和集成电路产业发展的实际规律，只有通过对关键要素的分析，才能寻找到产业发展的破局和机遇，从而提出更好的应对措施。

同时伴随着载有金融功能和“非接触”功能的第三代社保卡在社保民生和金融领域的广泛推广使用，针对社保卡加载金融功能带来的对芯片容量、芯片安全防护的更高要求，有利于推动我国芯片安全第三方检测水平的提升，促进自主创新型企业的发展，给我国微电子产业的快速崛起带来新的机遇。