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中国强“芯”之路,任重道远

供稿:中国工控网 2018/1/24 17:20:43
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近年来,随着科学技术发展的日新月异,人们的生活与生产制造正在历经翻天覆地的变化,我国也逐步由“制造大国”向“制造强国”迈进,其中,发展速度最为明显的当属物联网和5G通讯技术的全面爆发。众所周知,我国政府高度重视5G通讯技术和物联网技术的发展,并为两者提供了良好的支撑环境,经过长期的积累,当中仍然有一项关键技术值得一提,那就是“芯片制造”。 在当今的信息科技时代中,芯片产业被比喻为信息产业发展的“心脏”,即提供发展动力的核心。当然,随着芯片产业的不断改善、进步与完善,如今芯片产业已经有了完整的产业链,它包括前期的设计、制造、封装以及测试等。据了解,近几年来,我国在手机、计算机及人工智能的产量可达数百亿,电子产品的巨大产量也使得我国成为世界上对芯片需求量最大的国家。但就在这形势一片利好的背后,国产芯片的使用率却仅有一成,简而言之即我国90%的芯片皆依赖于国外进口。 “芯”机遇,“新挑战”  在物联网、5G通讯技术以及人工智能产业的带动下,同时,在“中国制造2025”的政策中亦明确规定,至2025年,我国芯片自给率将达到50%,国内芯片产商正迎来新的市场发展机遇。基于利好的红海市场,我国芯片制造技术可谓是趁势追赶,虽然前方仍有美国高通、日本三星等国际芯片制造产商的领先技术施加压力,但我国依旧毫不示弱,在华为海思、清华紫光展锐、小米松果等龙头企业带领下,中国芯片设计整体实力开始跻身世界前列。根据前瞻产业研究院发布的《2017-2022年中国芯片行业市场需求与投资规划分析报告》数据显示,2010-2016年全球芯片市场规模呈波动变化趋势,2014年达到近年来最高值3403亿美元,较2013年增长7.89%。2016年上半年开局疲软,但是得益于2016年下半年定价的改善以及强劲需求,2016年全球芯片销售额达到3435亿美元,较2015年的3349亿美元增长2.6%。受动态随机存取存储器(DRAM)芯片与NAND闪存芯片市场需求强劲的促进,2017年全球芯片市场的总销售额同比达两位数增长,是IC市场自2010年经济衰退年(全球芯片销售额)增长33%后的首次两位数增长,也是自2000年以来IC市场的第五次两位数增长。 纵观过去的几年,智能终端产品是推动芯片产业不断发展的主力军,外加国际市场对低端芯片市场的忽视,为我国的芯片制造商带来千载难逢的机遇。就目前我国的芯片制造技术而言,中国厂商缺乏对核心技术的掌握,产品始终停留在应用层,对介质的理解不够深入。在技术上能够保持持续高投入是产业升级的必要条件,然而这需要企业自身具有长时间的产业积累和资本积累。技术与投入的双重缺陷导致国内厂商在产品应用上缺乏信用度,制约了发展。此外,由于起步较晚,我国芯片产业在专利布局、技术积累等方面基础薄弱,处处受制于人,知识产权战略也面临着严峻的挑战。现阶段,国际上知识产权垄断、控制与保护又呈现强化趋势,可以预见的是未来针对我国芯片产业的知识产权摩擦将在一定程度上增加。据了解,在这样的情况下,如何降低整个产业知识产权成本,如何集中有限力量应对风险,如何布局新技术,成为我国解决知识产权瓶颈的关键,唯有解决这些问题才能提高我国集成电路产业的整体竞争力。从安防领域的视频监控,到电力行业的远程抄表、输变电监测,再到环境监测、市政设施监控、楼宇节能、食品药品溯源等领域,各种基于物联网技术的应用已经逐步铺展开来。物联网是一个比互联网规模更大的万亿级产业,但是遍布国内的高端传感设备往往长了一颗“外国芯”,我国物联网产业的发展被小小的芯片绊住了脚。移动芯片作为链接物联网的核心零部件,也是整个网络信息传送的枢纽,其在物联网中的所有应用中处于核心地位。就我国目前的情况而言,相关技术人员的缺失、创新力度不强、设计制造周期长、研发成本及风险高等因素制约了国产芯片制造技术的发展,导致国内大多数厂商更愿意为自己的设备注入一颗“外国芯”,此举的代价便是高昂的成本投入,导致物联网产业所生产的产品普遍价格趋居高位。而且,由于对国外芯片的过度依赖,一旦国外芯片过分抬高价格、限制出口量就会严重导致国内出现断货现象。不仅如此,以现阶段国家大力推行的5G通讯技术而言,其关键技术同样缺乏先进的工艺支撑,整体技术水平落后于世界。目前,独立组网标准(NSA)刚刚冻结,5G标准还没有完全成型,终端芯片厂家无法立即推出基于集成电路的真正用于商用的芯片,而都是通过基于FPGA方式进行测试。如果要形成高集成、低功耗可商用的芯片,必须要有一个非常可靠的标准。为此,国家十分重视5G芯片产业项目的发展,据新华社消息,中国科学院2017年起出资1.9亿元资金,率先在农业科技、生物技术、资源环境和高技术等4个方向部署了11个重大项目。该院将斥资3000万元,用18个月的时间,部署面向新一代移动通信的5G芯片产业化项目,以建成具有自主知识产权的5G芯片和网络关键技术创新链,以支撑国家“3G突破、4G同步、5G引领”的总体目标。 “芯”任务,“芯”未来 虽说中国芯片产业整体水平相对全球较为滞后,但其发展前景及势头不容小觑。 日前,人民日报在《保持20%的增长速度,中国芯片将对美国造成巨大威胁》一文中提到,“如今,中国正力争尽早摆脱缺‘芯’之痛。据统计,中国集成电路市场规模已成为全球第一,2016年达到2000亿美元左右。目前,中国集成电路产业销售额占全球市场规模的比例由2010年的8.6%提升至2015年的21.1%。根据政策规划及市场预期,到2020年,中国芯片市场规模将比2016年翻一番。” 在我国先后颁布的一系列政策措施中不难看出,国家发展芯片产业决心之坚定,根据《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%,企业可持续发展能力大幅增强。移动智能终端、网络通信、云计算、物联网、大数据等重点领域集成电路设计技术达到国际领先水平,产业生态体系初步形成。 日前,一则“神威·太湖之光”全球超算三连冠震惊全球,其因在于,该超级计算机是世界第一的超级计算机,采用的中央处理器是自主设计生产的国产芯片——“申威26010”众核处理器。 除此之外,国产芯片厂商的佼佼者中,华为、小米当属电子行业中的领军企业。华为海思的麒麟处理器自2004年开始研发便取得不俗的成绩,经过近几年的发展,其芯片制造技术早已媲美美国高通公司,虽称不上超越,但对于原本基础薄弱的国产芯片制造商而言,这是一次巨大的进步。目前,麒麟处理器的全球用户已经突破一亿。 小米的“松果”芯同样属于国产芯片中的后起之秀,但其技术力量却不容小觑。从最初使用高通骁龙的处理器到后来的自主研发,小米深谙拥有一颗“中国芯”的重要之处,虽然在其问世之前一路不被外界看好,但真金不怕火炼,最终小米的“松果”芯着实为中国芯片制造产业增光添彩。可见,我国芯片产业在前进的征程中不断实现质的飞跃,虽然国内技术国外的差距还是较大,但随着晶圆代工、封装测试和IC设计正逐步向东亚乃至中国转移,以及中国在这方面不断加大投入,我国芯片产业的腾飞指日可待。(文/gongkong袁键灏)
审核编辑(袁键灏)
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