APP下载

中国的“芯”路历程(二)

2019-09-10曹永胜

中国军转民 2019年11期
关键词:制程集成电路芯片

曹永胜

一、路漫漫,群雄逐鹿,山头林立,一部跨越三十年的现代移动通信史惊心动魄

上世纪70年代,贝尔实验室突破性的提出了蜂窝网络概念。所谓蜂窝网络,就是将网络划分为若干个相邻的小区,整体形状酷似蜂窝,以实现频率复用,提升系统容量。蜂窝网络概念解决了公共移动通信系统的大容量需求与有限的频率资源之间的冲突,并随着上世纪80年代集成电路、微处理器、计算机等技術的迅速发展,随后,世界各地移动通信网络如雨后春笋般不断涌现。

1G时代作为移动通信开天辟地的时代,群雄逐鹿,山头林立,通信标准也是五花八门。

随着人们对移动通信的要求越来越高,业界提出向2G数字时代发展,以代替1G模拟通信。以AMPS和TACS为代表1G时代几乎被美国垄断,也意味着美国掌握了标准话语权和产业主动权。

不甘落后于美国的欧洲采用数字时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)两种技术,分别对应GSM和CDMA系统于是迎来了2G时代,一场由美国和欧洲为代表的两大利益集团之间的竞争掀起高潮。到上世纪90年代中期,欧洲主要国家的GSM渗透率已达80%。欧洲GSM标准迅速蔓延全球,远远把美国抛在身后。

3G时代主要有WCDMA、CDMA2000、TDSCDMA三种标准。1G、2G落伍,3G不能落于人后,中国也搞了一个TD-SCDMA,3G时代形成了欧、美、中三足鼎立的格局。

由于芯片是电子信息产业的基础和核心,是现代工业的“粮食”,具有高技术、重资本、高集中度等特征,与航空发动机并列誉为“工业皇冠上的明珠”。芯片产业是现代产业体系中基础性、战略性和先导性的产业,是推动工业化和信息化深度融合的基础,是产业结构转型升级的重要支撑。因此发展芯片产业既是新一代信息技术产业内部发展的需要,也是国际市场技术竞争的需要,已上升为一些国家的国家战略。

(一)全球芯片产业发展概况

全球芯片产业快速增长,五大区域格局悄然形成2017年全球芯片产业规模约3400亿美元,同比增长22.9%,创历史新高。从产业链分布看,芯片设计、晶圆制造和封装测试的产值占比分别为3∶4∶3。其中,存储器2017年增长最快(达到61%),超越逻辑芯片成为销量最高的芯片细分产品。从市场分布看,亚太地区、美国和欧洲等地区占了全球超过90%的芯片市场份额,中国、亚太地区(除中国和日本)、美国、欧洲和日本的市场规模比约为3∶3∶2∶1∶1。其中,中国2017年共进口近14万亿块芯片,总进口额约为2600亿美元。美国既是全球的芯片消费大国,也是最大的生产国,拥有全球大部分的IC设计企业和Fab工厂,主导了全球芯片产业的发展。

(二)中国芯片产业发展概况

中国高度重视产业发展,出台了一系列的扶持政策。如 2014年出台的《国家集成电路产业发展推进纲要》详细规划了产业发展的基本原则、目标、主要任务和发展重点等,从顶层设计推动芯片产业跨越发展。2014年成立国家集成电路产业投资基金,实施市场化运作、专业化管理,重点投资集成电路芯片制造领域,兼顾芯片设计、封装测试、设备和材料等领域,针对性、差异化地推动了产业的发展。多个省份也积极响应国家号召,成立省级集成电路产业投资基金,推动芯片产业创新发展。

科技部有针对性地构建了“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”和“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”两大国家重点科技专项,聚焦芯片、软件和电子器件领域组织开展重大科学技术攻关,力争通过持续创新,攻克一批关键技术,研发一批战略性核心产品,提升对战略性技术的自主可控能力。

(三)2017 年全球芯片行业十大公司排名(公司名称 、所在国家或地区、 主要产品)

(1) 三星 韩国 存储芯片

(2) 英特尔 美国 处理器

(3) 台积电 中国台湾 晶圆代工

(4) SK海力士 韩国 存储芯片

(5) 美光 美国 存储芯片

(6) 高通 美国 通信芯片

(7) 博通 新加坡 通信芯片

(8) 德州仪器 美国 模拟芯片

(9) 东芝 日本 存储芯片

(10) 西部数据 美国 存储芯片

二、正视差距,迎战封锁,我国制定战略推进芯片研发从低端向高端冲刺

(一)中国芯片产业技术发展相关重要政策(时间 政策名称 要点)

2014年6月,《国家集成电路产业发展推进纲要》到2020年,集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小,全行业销售收入年均增速超过20%;到2030年,集成电路产业链主要环节达到国际先进水平,一批企业进入国际第一梯队,实现跨越发展。

2015年3月,《关于进一步鼓励集成电路产业发展企业所得税政策的通知》集成电路封装、测试企业以及集成电路关键专用材料生产企业、集成电路专用设备生产企业,根据不同条件可以享受有关企业所得税减免政策,从税收政策上支持集成电路行业发展。

2015年5月,《中国制造2025》将集成电路作为新一代信息技术产业纳入大力推动突破发展的重点领域,着力提升集成电路设计水平,掌握高密度封装及三维(3D)未组装技术。

2015年6月,《科技部重点支持集成电路重点专项》“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”和“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”列为国家重点科技专项。

2016年8月,《装备制造业标准化和质量提升规划》加快完善集成电路标准体系,推进高密度封装、三维微组装、处理器、高端存储器、网络安全、信息通信网络等领域技术标准制修订,开展集成电路设计平台、IP 核等方面的标准研究。

2016年12月,《“十三五”国家信息化规划》 大力推进集成电路创新突破。加大面向新型计算、5G、智能制造、工业互联网、物联网的芯片设计研发部署,推动32/28nm、16/14nm 工艺生产线建设,加快 10/7nm 工艺技术研发。

2016年12月,《信息产业发展指南》着力提升集成电路设计水平;建成技术先进、安全可靠的集成电路产业体系;重点发展12in集成电路成套生产线设备。

(二)中国主要省(市)集成电路产业投资基金情况(基金名称 金额 / 亿元 成立时间)

北京市 集成电路产业发展股权投资基金 300 2014 年 7 月

海外平行基金 20 2015 年 7 月

上海市 上海集成電路产业基金 500 2016 年 1月

福建省 福建省安芯产业投资基金 500 2016年2 月

南京市 南京市集成电路产业专项发展基金 600 2016 年 12 月

陕西省 陕西省集成电路产业投资基金 300 2016年 8 月

湖北省 湖北集成电路产业投资基金 300 2015年 8 月

合肥市 合肥集成电路产业投资基金 100 2015年 5 月

贵州市 贵州华芯集成电路产业投资基金 18 2015 年 12 月

湖南省 湖南国微集成电路创业投资基金 50 2015 年 12 月

厦门市 厦门集成电路发展基金 500 2016 年 3月

四川省 四川省集成电路和信息安全产业投资基金120 2016 年 3 月

无锡市 无锡市集成电路产业发展基金 200 2017年 1 月

芯片制造大致有5个主要环节,生产流程是以电路设计为主导,由芯片设计公司设计出芯片,然后委托芯片制造厂生产晶圆,再委托封装厂进行芯片封装、测试。在核心技术仍被欧美等发达国家控制的情况下,中国自主芯片的发展之路仍困难重重,但表现也不乏亮点:

亮点一:产业链下游封装测试

我国封测产业高端化发展,通过内生发展+并购,实现技术上完成国产替代,是产业中最具竞争力环节。

基于我国在成本以及贴近消费市场等方面的优势,近年来全球半导体厂商纷纷将封测厂转移到中国,国内封测产业已经具备规模和技术基础,与业内领先企业技术差距逐渐缩小,基本已掌握最先进的技术,当前国内封测产业呈现外商独资、中外合资和内资三足鼎立的局面,长电科技、华天科技、通富微电等内资企业已进入全球封测企业前20名,并通过海外收购或兼并重组等方式不断参与到国际竞争中,先进封装产能得到大幅提升。

亮点二:产业链上游芯片设计

IP(知识产权) 依赖度仍较高,但自主芯片设计近年来实现快速发展。芯片是电子信息产业的基石,而芯片设计作为芯片产业链上游,是最具创新的重要环节,具有高投入、高风险、高产出的特点。近年来我国芯片设计领域异军突起,根据中国半导体行业协会统计,截至2017 年,中国芯片销售额为5412亿元,同比增长23.1%。其中,设计环节贡献同比增长26%,销售额为2074 亿元,是三个细分领域里增长最快的。

我国目前芯片设计主要服务于通信领域,通信芯片销售额占2018年芯片设计总销售额近 50%,同比增速45%,在中国的十大芯片设计公司中,四家分布在珠三角,三家分布在长三角,京津冀地区拥有其余三家。

(三)五大产业集聚区初步形成,区域产业发展各具特色

经过近10多年的发展,国内芯片产业已形成以环渤海、长三角、珠三角、中西部、福建沿海等五大产业区域为主的发展格局。其中,以北京为核心的环渤海产业区重点布局设计和制造领域,代表企业有北京兆易创新科技股份有限公司、大唐半导体科技有限公司、北京智芯微电子科技有限公司、华大半导体有限公司等;以上海为核心的长三角产业区重点布局制造和封测领域,产值规模位居首位,代表企业有中芯国际集成电路制造有限公司、上海华虹宏力半导体制造有限公司、上海华力微电子有限公司、紫光展锐等;以深圳为核心的珠三角产业区重点布局设计领域,产值规模位居第二,代表企业有深圳海思半导体有限公司、深圳市中兴微电子技术有限公司等;以福厦泉为核心的福建沿海产业区重点布局设计和制造领域,代表企业有福建省晋华集成电路有限公司、联芯科技有限公司等。同时,以合肥、武汉、成都、重庆、长沙、西安为主的中西部产业区近年来也不断加强存储器制造、设计等领域部署,代表企业有合肥睿力集成电路有限公司、长江存储科技有限责任公司、合肥晶合集成电路有限公司等,形成了五大产业区联动发展的格局。据统计分析,目前上海、南京、无锡、淮安、合肥、武汉、成都、重庆布局的12英寸晶圆生产线将达到全国新增12英寸晶圆产线的80%左右,全国将形成一条“长江流域芯片制造产业带”。

(四)上中下游产业链基本形成,龙头企业不断成长壮大

截止到2017年,中国芯片上中下游产业链基本形成,产业规模达到 5176 亿元,2017年同比增长19.4%。其中,设计环节比重为38%,拥有海思、紫光展锐、中兴微电子等一批龙头企业,高端芯片设计能力与国际先进水平的差距逐步缩小,产业分布主要集中在深圳、上海、北京、杭州等地区。制造环节比重为26%,与全球40%的比重相比偏低,拥有中芯国际、华虹半导体、华润微电子等龙头企业,其中中芯国际已经实现28nm制程量产,落后7nm制程的国际先进水平2~3代;同时,国内目前共布局了22条12英寸晶圆生产线(已投产8条,在建14条),主要集中在上海(4条)、江苏(4条)、北京(2条)、福建(2条)、湖北(2条)、安徽(2条)和广东(2条)等地区,广东的中芯国际和广州粤芯半导体技术有限公司的生产线都在建设中。

封测环节比重为36%,拥有江苏新潮科技集团、江苏省南通华达微电子集团有限公司、华天科技等一批龙头企业,部分企业封装技术接近国际先进水平,主要集聚在江苏、上海等地区。在设备和材料领域,拥有浙江晶盛机电股份有限公司、中电科电子装备集团有限公司、深圳市捷佳伟创新能源装备股份有限公司、浙江金瑞泓科技股份有限公司、南京国盛电子有限公司、宁波江丰电子材料股份有限公司等一批龙头企业,部分关键装备和材料实现从无到有,产业分布主要集中在北京、浙江等地区,但高端光刻机、刻蚀机、高纯大硅片、超高纯电子气体等高端设备和材料仍然受制于人。

深圳是我国芯片产业发展的龙头城市,2018 年深圳芯片产业实现销售收入897.94亿元,占全国销售总额的13.75%;其中,芯片设计业销售额为758.7亿元,全国占比高达30.12%,且培育出海思半导体、中兴微电子、汇顶科技、敦泰科技等行业龙头企业,在国内竞争格局中独树一帜。基于上述原因,美国在新一轮贸易战中将芯片产业作为遏制中国发展的主要抓手,利用核心技术垄断优势对深圳华为、中兴等我国芯片产业龙头企业进行全供应链打压。核心技术缺失的发展短板在此轮中美贸易战中得到完全暴露,进一步坚定了深圳通过创新驱动实现芯片产业崛起的发展决心和发展路径。而在供给侧改革背景下,深圳芯片产业的创新驱动具有显著的供给侧要素短板,加强供给侧体制改革成为决定深圳芯片产业创新成效的关键因素。因此,在中美貿易战背景下,研究深圳芯片产业创新驱动的供给侧体制改革具有重大的国家战略意义和迫切的本地实践需求。

(五)低端芯片基本可以自给,高端芯片长期依赖进口

虽然近几年中国的芯片产业取得了很大的发展,但由于中国芯片产业起步较晚,芯片的核心技术、制造工艺、装备、材料、产业规模、龙头企业与发达国家仍有较大的差距。目前,低端芯片基本可以自给自足,如PC主板、机顶盒、路由器、网卡、安防监控、音频、LED 等领域的芯片,但处理器、控制器、存储器、逻辑芯片等数字芯片,以及放大器、标准模拟芯片、特殊应用模拟芯片等模拟芯片,这些高端芯片基本上依靠进口。此外,中国芯片产业市场集中度较低,制造、设计领域的领军企业缺乏,关键装备和材料的龙头企业急需培育。

三、缺技术、缺人才不乏短板,消除高端芯片长期依赖进口局面仍然需时日

中国的经济实力是在最近十几年才爆发性增长的。由于IC FAB工厂所需投资额巨大,十几年前中国实际上没有多少钱投入,水平落后是必然的。再加上科研体制的问题,早期有一帮公司靠打磨进口芯片冒充自己的产品,造成了极其恶劣的影响,首当其冲的就是“汉芯”,以至于网上一有新闻说中国什么芯片获得突破,立即有人蹦出来说:是打磨掉人家的标打上自己的标的吧? 这种情况直到近些年才有所改观。

首先看IC制造FAB企业的水平:中国目前(2018年初)最先进的IC制程工艺是中芯国际和厦门联芯的28纳米制程。厦门联芯的28纳米良品率已经超过95%,而中芯国际的28纳米良品率还不高,实际上对这一工艺还没完全搞利索。而中芯国际已经把14纳米制程作为研发重点,争取在2019年底之前量产。另外台积电在南京投资的16纳米工厂, 2018年底实现量产。

世界最先进水平如何?最近爆出的消息称,三星的7纳米制程刚刚量产成功,而且是应用了ASML最先进的EUV光刻机完成的。而台积电没有使用EUV光刻机的7纳米工艺要到今年底才能量产,英特尔会更晚些。使用EUV光刻机未来可升级到更先进的5纳米制程。

这样看来,中国的IC制程技术比世界最先进水平落后两代以上,时间上落后三年多(台积电和三星的14/16纳米制程工艺都是在2015年开始量产的)。这实际上就是美国对中国大陆IC制造设备的禁运目标。IC制造设备种类非常多,价格都非常昂贵,其中最重要的是光刻机。光刻机的生产厂家并不多,在28纳米以上线宽的时代,日本的佳能和尼康都能制造,但是IC制程工艺进步到十几纳米以下时,佳能和尼康就落后了,基本退出了光刻机市场。

ASML每年光刻机的产量只有不多的几十台,每台卖一亿多美元,只能优先供应它的主要股东,对,就那三个最先进的IC厂家:三星,台积电,英特尔。中国企业如果订货得排在后面等,交货期将近两年,交货后生产线调试,工艺调整还要一年左右,加到一起,从下订单到量产至少要三年。这样通过正常的商业逻辑和流程,就能达到美国政府制定的,让中国落后于最先进IC工艺至少三年的目标。

然而,中国IC制程落后的最主要原因,在于没有足够的人才和技术。即使把所有最先进的生产设备都马上交给中国IC制造企业,中国IC企业在三年内也没有能力量产最先进的IC制程。事实上中芯国际目前就有14纳米制程的全套设备,而他们的28纳米制程都没完全吃透。

IC生产工艺异常复杂,是人类目前生产的最复杂的产品,而中国懂这些技术的人才太少。中国自己的大学微电子专业离业界先进水平太远,培养出的合格工程师太少。这也解释了为什么中国的IC制造企业大量高薪挖台湾日本韩国的IC制造人才。指望买到最先进的生产设备,短时间就赶上世界最先进水平是不现实的。技术的积累和人才的培养都需要很长时间。

深圳是芯片产业发展的前沿阵地。深圳芯片产业创新发展的供给侧要素短板在于,美国在贸易战中对深圳芯片产业实行全供应链封锁固然有政治考量,这种逆势而为的做法不得人心且不可持续;但从产业自身而言,该行为本质上仍是利用技术优势对后发者实行产业打压,以进一步巩固产业竞争优势,维护其垄断竞争利润。基于该认知,深圳芯片产业突破美国全供应链封锁的根本路径仍在于:加强产业创新以补齐芯片产业的核心短板,通过技术优势筑造竞争优势,进而实行差异化战略占领全球市场。与此同时,深圳芯片产业发展还面临“内有追兵”的竞争局势。近年来全国已有北京、上海、南京、合肥、杭州、长沙、珠海、武汉、厦门等30多个城市出台了芯片产业发展的扶持政策,地方政府设立的IC 产业基金合计超过4054亿元,规划建设的芯片产业园建筑面积超过100万平方米,其中尤以合肥、南京、厦门等城市的发展力度最大。国内其它芯片城市的崛起既造成了人才分流、项目争夺、资金分散等资源竞争压力,同时也迫使深圳芯片产业为巩固市场竞争优势而加速创新步伐。总之,在“外有封锁,内有追兵”的竞争形势下,深圳芯片产业加强创新发展已经时不我待。

我国颁布芯片产业发展政策的地区分布根据产业创新理论,产业创新需要投入一定的生产要素,而现代西方经济学认为生产要素包括劳动力、土地、资本和企业家才能。基于上述理论,将技术列为独立性生产要素,将劳动力和企业家才能合并为人才,将资本还原为资金,而忽略對芯片产业创新影响程度较低的土地要素,从而得到人才、资金、技术等芯片产业创新的三类供给侧要素。在此基础上,全面分析深圳芯片产业在供给侧要素方面的不足之处,明确其加强产业创新的供给侧短板,主要包括以下内容:

(一)专业人才供给不足

1本土人才培养规模小

高等教育机构是培养基础人才和应用人才的核心力量,2017年我国高等院校培养的芯片专业领域毕业生约20万人,其中与集成电路强相关的微电子科学与工程、微电子学与固体电子学、集成电路设计与集成系统、集成电路工程专业毕业生在2万人左右,为我国芯片产业发展提供了重要的人才储备。据不完全统计,目前深圳大学设置了物理与光电工程学院、电子与信息工程学院、计算机与软件学院,深圳职业技术学院设置了电子与通信工程学院、计算机工程学院,深圳信息职业技术学院设置了电子与通信学院、计算机学院、软件学院,三校分别累计培养芯片产业人才约2100人、1050人、700人,这对于深圳芯片产业近5.5万人的人才缺口而言犹如杯水车薪,本土芯片产业人才培养数量严重不足。

2应届人才供给质量低

我国每年20万人的芯片专业高校毕业生中,真正成为芯片行业从业者的不到3万人,就业比例不足15%,这个问题在深圳芯片专业应届生中同样普遍存在。与此同时,进入芯片行业的应届毕业生还存在工作实践能力不足的显著问题。根据多项调研反馈,深圳企业普遍反映高校毕业生存在理论与实践脱节的问题,主要表现在理论知识较多而操作能力弱,所学知识跟不上企业产品更新与技术革新步伐,缺乏职场适应能力、抗压能力和人际关系协调能力等,人才素质无法有效满足芯片企业的发展需求。

3外部人才引进环境恶化

深圳近十年的引才环境发生了许多不利变化,买房难、入学难、就医难成为目前横亘在深圳芯片产业青年人才面前的普遍难题。上述三大民生问题极大降低了青年人才对深圳的城市归属感,加剧了深圳芯片产业招人和留人难题,进一步拉大芯片产业人才缺口。

(二)产业资本供给不足

1中小企业自有资金短缺,发展成本不断攀升

芯片产业作为全球高新技术产业的代表,具有高投入、高产出的资本密集特征,产业的基础技术研发、高端制造装备采购、先进工艺运用等都需要数以亿计的资金支持。而深圳芯片企业以中小型民营企业为主,自有资金严重不足。

2产业引导基金起步晚,基金规模与产业规模不匹配

芯片产业是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,其发展离不开国家的战略引导和财政扶持。我国早在2014年就设立了国家集成电路产业投资基金,目前基金规模已超过3000亿元;全国近30个省市出台了扶持芯片产业的优惠政策并设立芯片产业基金,扶持力度呈现明显梯队。然而,政府芯片产业基金规模虽大,但直接投给企业的比例很小,且资金利用效率不高。

3市场融资门槛高,融资渠道不通畅

市场融资主要方式包括申请银行贷款、上市公开募股和吸引社会风险投资。而对深圳芯片产业而言,目前这三条社会融资渠道均不通畅。我国主要地区的芯片产业基金规模属于中小企业和民营企业,具有发展规模小、市场风险高、信用资质弱、抵押物不足等中小企业的共同特征,因而在申请银行贷款时普遍面临银行惜贷、限贷约束,融资难、融资贵问题在短期内无法得到有效解决。

(三)先进技术供给不足

1高等教育滞后,基础技术积累薄弱

高等院校是探索前沿理论和前沿技术、从事基础研究和技术发明的主要力量之一,对于高度依赖技术创新的芯片产业发展具有不可替代的作用。深圳高等教育发展严重滞后,成为制约其创新活力的重要短板。能力严重不足,要想在第三代半导体领域抢占技术制高点还面临巨大障碍。

2区域协作欠缺

产业协同创新不强构建创新生态系统是提升区域创新能力的重要基础,也是通过发挥比较优势快速弥补创新短板的有效途径。粤港澳大湾区是当前我国最具创新活力的区域,但长期以来受制于社会体制、管理机制、地域限制等因素而没有形成统一的创新生态系统,这在芯片产业发展上表现显著。如在人才培养方面,深圳本可以利用香港、广州两地丰富的教育资源和强大的人才培养竞争力,弥补自身高等教育与人才培养先天不足的短板;但两地高校在芯片领域的专业设置与人才培养上并没有形成规模,且三地之间的人才自由流动机制尚未形成,导致深圳芯片产业的人才缺口未能得到有效缓解。同时,区域协作欠缺还导致深圳在开展芯片领域技术研发与产业创新活动时,既无法有效吸收粤港澳大湾区特别是香港和广州的基础技术和先进技术,也缺少与大湾区其它城市协同开展技术创新的协作平台,这对于深圳芯片产业在短时间内突破产业核心技术和国际技术封锁极为不利。

四、芯片产业发展竞赛注定是未知终点的马拉松,领先企业继续领跑,中国还得在后面苦苦追赶。能否实现弯道超车还要看运气

芯片产业发展面临的困境,是产业链中游芯片制造。晶圆制造是规模经济,具有投资大、回报慢的特点,我国与国际技术水平差距较大,发展存在天然门槛。相较于芯片产业链中设计业不断利好政策出台,晶圆制造环节由于资本支出高、回报周期长受到忽视,导致市场占有率不断下滑,与国际先进水平差距不断拉大。

那么到底有没有机会赶上呢?也许未来5年左右是个弯道超车的机会,但要看运气。原因在于,新一代制程工艺对于半导体线宽的缩小不是无限制的。业界普遍认为,以目前的工艺技术,到了3纳米以下的时候,电子在半导体内的流动就不是按照我们所理解的理论来走了,而是会遇到神秘的量子效应,当前的工艺技术就失效了。各大领先企业都投入巨资研发全新的工艺和技术,试图突破这一限制,媒体上经常能见到某某公司又有什么突破。但到目前为止,还见不到实用的技术突破。所以,也许在5年之内,各领先企业都会停滞在3纳米制程附近,正是中国赶上来的好机会。但是也有可能,未来5年真会有技术突破,那么领先企业还会继续领跑,中国还得在后面苦苦追赶。

不过IC制程工艺未来有一个发展方向是实用的并且已经在闪存行业应用了:那就是向多层发展,3D堆叠。目前三星已经量产64层堆叠的NAND Flash芯片,正在开发96层堆叠的技术,中国紫光刚刚量产32层堆叠的NAND Flash芯片,64层的计划到2019年才能量产。而除了闪存芯片之外的CPU类IC,目前都是平面的一层,未来肯定会向多层发展,能够成多倍地提高IC的集成度。这种技术也是中国企业需要突破的。

但是,除了对速度和功耗有极致要求的一些IC需要追求最先进的制程工艺外,比如各种CPU和GPU等,其它大部分的IC产品实际上并不需要使用最先进的制程工艺。实际上,目前业内公认性价比最高的制程工艺是28纳米,而这一工艺正在被中国大陆企业掌握。还有一个事实就是,28纳米工艺的营业额目前是台积电所有工艺里最高的。只要把这块市场拿下,做大,中国的IC企业就能占据大半江山了。

再说说FABLESS IC设计企业。这个行业中国进步是比较快的,当然这也和能买到现成的IC设计方案有关,其中最有名的就是ARM架构的CPU了。2017年底,中国大陆的FABLESS企业的营业额已经超过了台湾,而且还在高速发展中。

这里可以举一个每个人都用的产品的例子:手机CPU。目前世界上拥有自主CPU的智能手机厂家只有四个:三星,苹果,华为(麒麟处理器),小米(小米的松果CPU是基于大唐的技术)。而世界上的手机生产企业能外購到的智能手机CPU也只有四家的产品:高通,联发科(MTK),三星(魅族最爱用),紫光展锐。苹果,华为和小米的CPU不外卖。不过,最近华为的麒麟970 CPU开始向联想K9 Plus手机供货了,不知是不是在中国政府的压力下华为才放开的。另外,小米的松果CPU也和生产诺基亚品牌手机的HMD公司签订了一个意向书。紫光展锐的智能手机CPU主要用在低端手机上,但是别看低端,2017年紫光展锐的营业额及市场占有率都和台湾联发科MTK相差无几了,在大陆市场的推动下,超过联发科是必然的事。

总之,在FABLESS设计行业,我国企业的布局已经展开,发展迅猛。主要的问题是,仍然有一些空白点需要填补,已有的产品偏向低端,需要陆续向高端拓展。

(作者为国防大学教授,所用参考资料均为报刊公开发表资料。)

猜你喜欢

制程集成电路芯片
芯片会议
让集成最大化
苏州市集成电路创新中心启动同期发布集成电路企业20强
台积电又推先进制程增强版本N7P和N5P
装错芯片的机器人
试论集成电路的检测及维护方法
集成电路:多地筹建产业基金
什么是AMD64