我國集成電路制造業技術水平不斷提升和產能穩定增長,為我國集成電路設計業的快速發展提供了技術基礎和保障,對完善產業鏈、提高國內產業的技術水平發揮了積極作用。但是技術滯后、核心技術受制國外的現象依然嚴峻。2014年中國大陸智能手機出貨量有望超過4億部,全球占比30%以上,已成為全球最大的手機芯片市場,但是手機芯片又也多少是我國自己的了?中國手機采用自主的研發芯片不足兩成,4G芯片更是基本上全進口。強健“中國芯”一直是歷年全國兩會代表委員的關注焦點,今年也不例外。隨著網絡安全和信息化國家戰略進一步提升,隨著4G時代的來臨,芯片國產化正在提速,中國芯片產業趕超國際先進水平的轉折點是否已經到來?
據悉,未來國家將出臺支持芯片發展的重大專項中,有不少都是百億元級別的投入。新一輪集成電路產業扶持規劃二季度有望出臺,而各地方政府則已經加大對半導體產業的扶持力度,與中央形成聯動的態勢。
2月8日,北京市宣布成立總規模300億元的北京市集成電路產業發展股權投資基金。
2月27日,天津市濱海新區每年設立2億元專項資金扶持集成電路,并且正式實施《濱海新區加快發展集成電路設計產業的意見》及《天津市濱海新區集成電路產業集群化發展戰略規劃》。
3月4日,上海市經信委啟動集成電路設計人員專項獎勵工作。
繼北京出臺300億元集成電路產業基金后,上海、江蘇、深圳可能都將在全國“兩會”后出臺百億產業基金,由政府牽頭,吸納社會資本,初步預測,至少有千億規模投資提振集成電路產業。
其實為改變集成電路制造技術嚴重滯后的局面,我國早在1997年就啟動了“909工程”,1999年上海華虹NEC的我國第一條8英寸生產線建成投產。2000年在18號文的鼓勵下出現了集成電路產業投資熱潮,各地紛紛投資建設芯片生產線。中國如何才能躋身全球一流陣營?新華信息化專家團成員、中國社會科學院信息化研究中心秘書長姜奇平對此作了詳細分析。
姜奇平認為,強化中國芯片技術和產業的發展是網絡安全和信息化的重中之重,是中國走向信息強國的必由之路。當前,發展移動芯片和嵌入式芯片是一個趨勢。由我國主導的4G國際移動通信標準術TD-LTE及其廣泛商用,為中國芯片產業追趕國際先進水平,創造了新的機遇。
未來趕超發展,第一要堅持“以市場立標準”,掌握標準主導權。按照市場經濟原則,誰掌握市場,誰決定標準。要充分利用中國市場包括移動互聯網市場巨大的發展空間,提高中國的標準話語權,要把4G商用搞好,在一流的市場基礎上支撐起一流的芯片產業。
第二要在核心技術上爭取突破。取法乎上,盯緊前沿,要在核心技術上爭先。中國5G研發已經啟動,要從網絡安全和信息化國家戰略高度上重視,加大投入,通過自主創新,國際合作,力爭在核心技術上位居世界前列。
第三要按照技術融合、產業融合規律,整合力量,協同發展,走出中國特色的芯片產業發展道路。當今的芯片發展,正從以PC為中心,轉向以互聯網為中心,要求信息技術(IT)與通信技術(CT)融合,沿著ICT產業融合的方向發展。長期以來,我國IT與CT無論在技術上、產業上、部門設置上,都分開發展,不適應技術融合與產業融合的新形勢。我國有強大的電子產業,也有強大的通信產業,要吸取英特爾片面發展IT芯片,失去CT芯片機遇的教訓,將IT和CT擰成一股繩,形成ICT合力,借助我國在嵌入式芯片等領域發展優勢,依托移動互聯網、物聯網帶來的巨大需求,強化在大數據、智慧計算方面的新能力,使芯片發展跟上分布式計算、世界網絡的新潮流。
第四要通過機制創新保障發展,實現投入與產出的良性循環。首先,要創新投資機制。芯片發展具有高投入、高風險、高收益的特征,要求強大的風險投資機制作為保障。英特爾即使已經達到要求,都沒有選擇遷入紐約股票交易所這樣的“主板”,說明芯片產業對資本市場有特殊要求。鑒于芯片發展關系網絡安全,是一種綜合國力競爭,且我國暫時不具備創辦中國的“納斯達克”的條件,可以借鑒美國的軍民兩用研發體制,解決尖端研發中投入風險和市場收益互補的問題。其次,要抓應用促發展,打通產學研用協同鏈條。芯片研發周期長,非常容易出現應用與研發脫節的現象。以國家科技項目模式、研究所模式,甚至產業部門主導模式推進,以往都既有經驗,也有教訓。根本的解決之道,在于發揮企業主體作用。為此要充分尊重企業的研發自主性,不要求全責備。比如,企業為了生存,希望以引進、模仿、消化吸收、再創新的方式研發,這看上去并不“高大上”,而且其中問題多多,但企業這樣選擇,有其道理在。社會對企業創新、大眾創新要有寬松、寬容態度,把握好追趕階段與超越階段創新規律的不同。只要上下形成合力,相信假以時日,中國芯片一定會躋身全球一流陣營。
近年來,我國集成電路生產線的主流技術已由5英寸、6英寸,0.5微米以上工藝水平提升到8英寸0.18微米~0.25微米,12英寸110納米、90納米和65納米、55納米/45納米、40納米及28納米。以中芯國際、華潤微電子、華虹NEC、上海宏力、上海先進等為代表的本土集成電路企業迅速崛起。
我國集成電路制造業技術水平不斷提升和產能穩定增長,芯片國產化正在提速。許多企業發展迅速,諸如中芯國際、武漢新芯半導體、上海宏力半導體、華潤微電子、上海貝嶺、華為海思、北京君正、展訊、聯芯科技等都在迅速成長。
而且從國內手機芯片的發展現狀來看,將達到爆發的臨界點。手機芯片作為終端安全的基石,已經上升至國家安全的戰略高度。伴隨著集成電路產業政策的持續出臺,展訊、海思、聯芯科技、中芯國際等國內手機芯片廠商有望迎來“跨越式”發展。
我國正積極扶植半導體產業,現在大都非常看好便攜設備和物聯網趨勢,這幾年政府積極補助IC設計產業,尤其針對先進制程的技術產品開發,等到IC設計實力都強大了,再進一步扶植半導體晶圓廠,由地方包圍中央。我國芯片廠商正利用此機會試圖再崛起,中芯國際絕對是焦點,尤其營運轉虧為盈后氣勢大增,從宣示3D IC布局、28奈米技術,到建立后端封測,布局一一到位,中芯國際曾宣示28奈米制程在2014年底將有營收貢獻。有媒體透露,我國政府新一波IC產業扶植規劃的補助金額可能高達1,000億人民幣,中芯國際就是被點名的受益者之一。
重點廠商解析:中芯國際
中芯國際作為內地規模最大、技術最先進的芯片制造企業,承擔著手機芯片從流片到批量生產的過程。肩負了進口替代和自主研發的重擔,也一直是國家政策的重點扶持對象。繼與長電科技宣布合資建Bumping廠之后,3月2日,中芯國際宣布設立中芯晶圓股權投資(上海)基金公司,主要投資于由集成電路相關產業,承擔起芯片國產化產業整合的重任。
中芯國際是世界領先的集成電路晶圓代工企業之一,也是中國內地規模最大、技術最先進的集成電路晶圓代工企業。中芯國際能夠提供0.35微米到40納米晶圓代工與技術服務, 并已經開始提供28納米先進工藝制程。在上海建有一座300mm晶圓廠和一座200mm超大規模晶圓廠。在北京建有一座300mm超大規模晶圓廠,在天津建有一座200mm晶圓廠,在深圳正開發一個200mm晶圓廠項目。
2002年中芯國際集成電路制造(上海)有限公司的8英寸生產線(Fab1)投入運營。
2005年4月,中芯國際(北京)建成了我國第一條12英寸生產線。
2007年12月底,中芯國際(上海)的12英寸生產線竣工,2008年正式投產。
2014年2月,中芯國際與長電科技合作,建立具有12英寸凸塊加工(Bumping)及配套測試能力的合資公司。
與國內半導體封測龍頭企業長電科技強強聯手,符合中芯國際專注于中國IC制造產業鏈布局的一貫策略。凸塊是先進的半導體制造前段工藝良率測試所必需的, 也是未來三維晶圓級封裝技術的基礎。隨著移動互聯網市場規模的不斷擴大,以及40納米及28納米等先進IC制造工藝的大量采用,終端芯片對凸塊加工的需求急劇增長。建立凸塊加工及就近配套的具有倒裝(Flip-Chip)等先進封裝工藝的生產線,再結合中芯國際的前段28納米先進工藝,將形成國內首條完整的12英寸先進IC制造本土產業鏈。該產業鏈的特點是縮短了芯片從前段到中段及后段工藝之間的運輸周期,并有效地控制中間環節的成本,更重要的是貼近國內移動終端市場,將極大地縮短市場反應時間,更好地為快速更新換代的移動芯片設計業服務。
2月28日美國高通公司執行副總裁兼集團總裁DerekAberle在MWC上表示,高通己將28nm手機芯片生產部分轉到中芯國際,現在已經開始在批量出貨。這也說明中國芯片廠商的實力已經得到認可。從客觀上使得中芯國際的技術實力有了大幅度的提升,促進了中國手機芯片產業的發展。
北京君正:抓住可穿戴發展的大機遇
可穿戴未來幾年將面臨爆發式的成長機會。根據BI的預測,2017年全球可穿戴設備的出貨量將達到2.6億臺;全球可穿戴設備的市場規模2018年預計達到120億美元。根據艾瑞咨詢的數據,預計2015年中國可穿戴設備市場出貨量將達到4000萬部;2012年中國可穿戴設備市場規模6.1億元,預計2015年中國可穿戴設備市場規模將達到114.9億元。
過去兩年,因為軟件生態問題導致了君正在移動互聯網終端領域拓展成效甚微;但是,2013年隨著可穿戴設備的興起,公司快速推出智能手表解決方案,避開了軟件生態問題,尋找到新的發展機遇。盡管可穿戴設備的開拓具有一定的不確定性有市場競爭風險,但是依然取得了很不錯的成績,比如國內知名可穿戴設備生產商果殼電子的智能手表就是采用的君正方案。
君正具備CPU IP內核的設計能力,其XBurstCPU內核是世界上少數成功量產的CPU內核之一。其產品的功耗指標遠遠低于同類產品。當前電池技術使得可穿戴設備待機時間普遍較短,而君正產品的超低功耗特征使其在可穿戴領域具備非常大的優勢,能夠幫助客戶產品盡可能的提升待機時間。進軍可穿戴領域,打開了新的成長空間,有望為君正打開藍海市場。
而且作為嵌入式CPU設計公司龍頭,或將受益半導體新政大力支持業內估計,國家在支持集成電路產業發展方面可能有更大力度的政策出臺。作為國內領先的具備自主知識產權嵌入式CPU芯片廠商,預計將成為新政的重點支持對象。
海思
從1991年華為ASIC設計中心(深圳市海思半導體有限公司前身)成立開始,多年的技術積累使海思掌握了國際一流的IC設計與驗證技術,擁有先進的EDA設計平臺、開發流程和規范,已經成功開發出100多款自主知識產權的芯片,共申請專利500多項。
海思同時長期從事網絡監控、數字視頻廣播等 數字媒體芯片的研發。 2006 年,海思推出了功能強大的視頻監控用 H.264 視頻編解碼芯片; 2008 年,海思推出了全球首款內置 QAM 的超低功耗數字有線電視 (DVB-C) 機頂盒單芯片。海思成功開發出的低成本的安防設備芯片,打破了美、日企業的壟斷。
手機處理器方面,海思雖然是一個后來加入者,但是優勢明顯,而且有自己的基帶配套,以及華為終端海量的發貨量支撐,其未來發展不容小看。作為一個追趕者,海思聰明的選擇了從高端突破,直接從A9四核入手,而且在最先進的big.LITTLE上和其他廠家站在同一個起跑線上。未來借助于華為的大平臺,可以和終端相互促進,發展高中低全線產品,且進入正軌后可以手機和芯片同步開發,更早上市,如果華為終端全部采用海思自有芯片,僅僅憑華為自有發貨量就可以立足于不敗之地。海思在移動終端設備( MID )方面的芯片開發頗有建樹,高端智能手機處理器、 LTE 多模芯片紛紛研發成功,確立了其向芯片巨頭沖刺的技術根基。
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