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中国通信芯片比你想的要“坚挺”

来源:广州热线综合

时间:2018-05-22 14:24
中国通信芯片比你想的要“坚挺”

  当地时间5月19日,中美双方就经贸磋商发表了《联合声明》。根据声明,中美达成共识,不打贸易战;同时加强在农产品、能源、医疗、金融、高科技产品以及知识产权等方面的合作。
  应该说,这是一个双赢的成果。中兴公司案作为中美贸易冲突的重要一环,也有望在近期得到解决。一个多月来,藉由中兴事件,国内展开了对芯片产业的空前讨论,对芯片的质疑、贬斥甚嚣尘上。但是,我们必须要认识到两个误区:一是中兴公司案的主要问题并不是芯片;二是通信行业并没有“芯太软”,或者说,通信芯片可以说是中国芯片行业中,最坚挺的一部分。
  在贸易冲突缓和、中美将加大合作的当下,让我们一起聊聊通信行业芯片的那些事。
  通信芯片是行业中流砥柱
  集成电路作为信息技术的基础和核心,在实现中华民族伟大复兴的历史征程中,具有不可替代的作用。2017年政府工作报告指出:“全面实施战略性新兴产业发展规划,加快新材料、人工智能、集成电路、生物制药、第五代移动通信等技术研发和转化,做大做强产业集群。”集成电路提上了明确的国家战略高度。
  集成电路产业链长而复杂,在我国集成电路设计、制造、封测的产业链布局分工中,设计业的总规模已位列第一,设计直接贡献产品收入,其意义重大。并且设计能力和水平,跟国际差距最小。
  2017年11月中国IC设计年会发布的统计数据表明(见下表),我国集成电路设计产业中,通信IC占据总体销售比重达46%。可见,通信IC是中国集成电路设计产业发展的绝对中流砥柱。而在通信IC领域,以华为中兴为代表的整机厂商对通信IC产值贡献比超过50%,进一步凸显通讯设备对中国集成电路产业的拉动和促进作用。  
探秘中国通信芯片那些事:比你想的要“坚挺”
  2017年中国各领域IC销售额
  以中兴通讯为例,不但有自己研发的芯片,而且遍及整个通讯网络。其实无论你的手机用的是国内三大运营商任何一家的网络,在中国任何地方打一个跨省的电话,都可能会用到中兴的芯片。
  中兴通讯从1996年开始进行芯片设计,目前,核心通信芯片全部自主研发,累计研发并成功量产各类芯片100余种,涵盖通讯网络的“云、管、端“架构,是中国芯片产品布局最为全面的厂商之一。 在通讯核心专用芯片上,基本能够自给自足,并且还能将消费类芯片提供给国内其他通讯设备厂商。目前中兴自主研发的终端芯片为多家下游客户提供整体解决方案。
  2012年开始,中兴通讯与国内芯片制造和封测厂商紧密合作,率先采用国产制造和封测技术,以自主研发的量大面广的消费终端芯片为牵引,推动建设我国相应的高端集成电路生产和封测服务体系。实践证明,通过应用驱动,实现设计、生产的全产业链协同发展,是我国集成电路产业发展的成功模式。
  通用芯片和器件是短板
  通讯设备及其他电子产品中,所涉及的芯片及器件种类众多,供应商全球化分布,无任何一家企业可以做到全部自给自足,这一定程度上是全球化国际分工和芯片行业的特性所决定的。在集成电路领域,所涉及的产业链非常长,从设计、到原材料、装备、生产、以及封测,每个环节都相当复杂,且技术门槛和资本门槛都非常高。
  中国通信行业目前受制约的主要是通用芯片和器件。所谓通用芯片就是不仅仅为通讯设备所用的芯片,比如电脑和服务器的CPU、可编程器件FPGA、数字信号处理器DSP、存储等。这些芯片的供应商以美系厂商为主,CPU:英特尔Intel; FPGA: Xilinx和Altera;DSP:德州仪器TI。这些也是我国亟需突破的高端芯片技术。此外,在芯片设计中,以中兴为例,已可独立完成从芯片定义到封测的全设计过程,但工具链全线受限于美国产品;芯片生产制造产业链全球布局且由美国主导,关键的装备和制造环节均有美国技术或美国资本参与。
  Gartner统计的2017全球采购芯片最多的十家公司,全球前十名有三家中国公司:联想、华为、步步高电子,排在世界4-6位。国家也在大力推动半导体产业的发展,甚至在2014年提升到国家战略高度。我国部分专用芯片快速追赶,正迈向全球第一阵营。但高端通用芯片与国外先进水平差距仍旧很大,对外依存度很高。瓶颈究竟在哪里?
  一颗芯片从IC设计、晶圆生产、IC制造、IC封装到测试,制作工序之复杂,要求之高可能是很多业外人士所无法想象的。集成电路产业(芯片研发制造)主要特征可归纳为制造工序多、产品种类多、技术换代快、投资大风险高。有个著名的摩尔定律,即当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍,从而要求集成电路尺寸不断变小。
  芯片的制程就是用来表征集成电路尺寸大小的一个参数,从0.5微米一直发展到现在的10nm、7nm、5nm,目前,世界集成电路产业28-14nm工艺节点成熟,14/10nm制程已量产,Intel、三星和台积电均宣布已实现10nm芯片量产,并准备投资建设7nm和5nm生产线,苹果iphoneX用的便是台积电10nm工艺。而我国芯片工艺最好的厂商中芯国际,现在还在为14nm苦苦挣扎。除了我国半导体行业起步晚技术基础薄弱的原因,其中一个关键因素是我国买不到最先进的制造设备和集成电路技术,因为“瓦森纳协定”。这个协议的全称是:关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳安排,成立于1996年,一共33个成员国,中国不在其列,该协议主要对国外一些关键技术和元器件进行封锁。因此,中国企业根本买不到世界上最先进的设备,而一些设备和产品由于核心技术掌握的国外,国内也无法自主生产。
  打个比方,在芯片制造中最重要的光刻机,2010年最新的是32nm制程工艺光刻机,全世界所有先进的半导体厂商都能买到,但中国厂商很难买到。中芯国际到2015年才通过和比利时微电子研究中心合作,得到了32nm的光刻机。而在2015年,芯片工艺制程已经相隔好几代,台积电、Intel、三星等全球领先的芯片制造商都已经买到10nm光刻机。
  因此,解决芯片被掣肘的现状,不是一家企业的任务、也绝不是一家企业之力能完成的。破局需要国家的顶层设计和战略部署!5月16日有媒体报道,全球最大的芯片机器制造商、荷兰的阿斯麦(AMSL)证实,中国向荷兰订购了一台最新型的使用EUV(极紫外线)技术的芯片制造机器光刻机,这一设备预计将于2019年年初交付。分析人士认为,如果此次采购能够成功,将有助于推动中国自主研发半导体生产。对于年营业额达到90亿欧元的阿斯麦公司来说,来自中国的订单占的分量很小,但这显示了一个趋势,中国要在芯片市场上也要扮演一个角色,不再依赖外来产品。

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