經(jīng)過多年的投入和發(fā)展，中國芯片產(chǎn)業(yè)鏈已初步建成，在計算機(jī)、智能手機(jī)、家電和工業(yè)控制芯片上均有突破。
但由于中國芯片在市場應(yīng)用上進(jìn)展緩慢，難以得到產(chǎn)品線驗證和改良等原因，中國芯片產(chǎn)業(yè)整體實力不強(qiáng)，缺乏世界級企業(yè)。未來中國芯需依靠自身產(chǎn)業(yè)鏈加速應(yīng)用，利用“制造在我”的優(yōu)勢推進(jìn)，盡早形成“研發(fā)-應(yīng)用-促進(jìn)研發(fā)-更好應(yīng)用”的良性循環(huán)。
自主研發(fā)取得階段性成果
今年1月，美國總統(tǒng)科技咨詢委員會（簡稱PCAST）發(fā)布名為《確保美國半導(dǎo)體的領(lǐng)導(dǎo)地位》報告稱，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的崛起和不斷增長的海外并購對美國企業(yè)和國家安全已構(gòu)成威脅，建議美國政府對中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)加以限制。
這再次引起了人們對中國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑的討論：并購消化吸收再創(chuàng)新，還是自主創(chuàng)新？盡管二者各有優(yōu)勢，但實際上，芯片這一戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新之路早已開啟。
近年來，在《集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》等多項“強(qiáng)芯”政策引導(dǎo)和國家產(chǎn)業(yè)投資基金扶持下，中國自主芯片產(chǎn)業(yè)已有了不小的進(jìn)步，部分企業(yè)在全球半導(dǎo)體市場已占據(jù)一席之地。
經(jīng)過多年的投入和發(fā)展，中國芯片產(chǎn)業(yè)鏈已初步建成，從設(shè)計到制造，再到封裝測試，產(chǎn)業(yè)鏈上下游都涌現(xiàn)出一定規(guī)模的企業(yè)。設(shè)計有海思、展訊、銳迪科，制造有中芯國際，封測有長電科技等。不僅在關(guān)注度高的計算機(jī)和智能手機(jī)芯片上，用量更大的家電和工業(yè)控制芯片也有突破。
業(yè)內(nèi)權(quán)威調(diào)研機(jī)構(gòu)IC Insights最新報告顯示，在全球芯片行業(yè)市場萎縮、高通等巨頭營收減少的情況下，中國芯片廠商正在崛起。2016年，主打智能手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信的華為海思和展訊通信兩家中國企業(yè)進(jìn)入全球芯片設(shè)計行業(yè)十強(qiáng)，分居第六位和第九位。
從美國半導(dǎo)體企業(yè)Maxim回國，創(chuàng)立華芯微特科技公司的韓智毅博士說，經(jīng)過第三方評測，他們設(shè)計的MCU（混合信號中央處理芯片），在抗靜電和能耗等核心指標(biāo)上超越國際競爭對手，目前已作為唯一國產(chǎn)芯片進(jìn)入志高和海信空調(diào)芯片供應(yīng)鏈，“可以說是在強(qiáng)手如云的市場上撕開了一道口子”。
在摩爾定律下，芯片技術(shù)更新?lián)Q代速度飛快，目前世界最先進(jìn)的技術(shù)已達(dá)到5到10納米的規(guī)格。從整個芯片應(yīng)用來看，50到350納米級別代表了世界主流和最大量的需求，而對這一級別芯片核心技術(shù)的掌握和儲備，也才使企業(yè)有能力進(jìn)入前沿和高端的10納米級的芯片設(shè)計。
據(jù)介紹，華芯微特所設(shè)計制造的MCU具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)和成本優(yōu)勢，在已投入應(yīng)用的幾十萬片芯片中，至今沒有發(fā)現(xiàn)損壞報廢的案例。據(jù)介紹，由于其開發(fā)的軟件驅(qū)動的模塊化設(shè)計平臺，芯片設(shè)計時間周期被大大縮短，如180納米級的芯片設(shè)計只需6至8個星期，50至90納米級的，10至12個星期便可完成，這樣的設(shè)計水平已比肩國際頂尖芯片設(shè)計企業(yè)。
不過，不得不正視的是，相對于已有成熟產(chǎn)業(yè)鏈和先進(jìn)技術(shù)的國際芯片行業(yè)，中國芯片產(chǎn)業(yè)仍偏弱偏小，市場份額也較低。在IC Insights以營收排名的全球二十大半導(dǎo)體廠商中，仍沒有一家中國企業(yè)上榜。
市場應(yīng)用仍為短板
對于芯片產(chǎn)業(yè)“后來者”，進(jìn)入產(chǎn)品線驗證是市場化能否成功的關(guān)鍵一步，也是“卡脖子”的一步。從事空調(diào)研發(fā)16年的志高公司研發(fā)經(jīng)理羅高誠說，“由于國外品牌已經(jīng)壟斷市場，后來者的芯片，無論是證明自身技術(shù)和可靠性，還是后續(xù)研發(fā)更新?lián)Q代，都繞不過產(chǎn)品應(yīng)用，用不到產(chǎn)品上，一切等于零，說得再好也是個實驗室數(shù)據(jù)。可是不用怎么知道好不好呢？卡就卡在這里。”
中國芯片整體實力不強(qiáng)，缺乏世界級企業(yè)，固然有起步晚的因素。但業(yè)界反映，深層次的原因在于，中國芯片在市場應(yīng)用上進(jìn)展緩慢，因而難以得到產(chǎn)品線驗證和改良。
芯片是高科技、資金密集型的產(chǎn)業(yè)，也是高度市場化的產(chǎn)業(yè)。行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，28納米級的芯片設(shè)計研發(fā)費用需1億美元，產(chǎn)品投片量要達(dá)到7000萬片以上才能實現(xiàn)盈虧平衡，而20納米級的則需要上億顆投片量。換句話說，沒有巨大的市場應(yīng)用支撐，芯片企業(yè)是做不起來的。
海思被認(rèn)為是近年來中國芯片成長最快的企業(yè)。海思半導(dǎo)體負(fù)責(zé)人說，除了持續(xù)的高研發(fā)投入，麒麟系列芯片的崛起，與在華為手機(jī)上的大規(guī)模應(yīng)用有很大關(guān)系，2015年和2016年華為手機(jī)出貨量分別達(dá)到1億和1.39億部，隨之海思芯片的累計出貨量也達(dá)到億片級，大規(guī)模的應(yīng)用為后續(xù)設(shè)計研發(fā)起到了無可替代的作用，海思芯片也從過去的“落后者”發(fā)展為“同步者”，到目前部分技術(shù)上的“領(lǐng)先者”。
業(yè)界反映，之所以難應(yīng)用，原因在于過去少有企業(yè)在這方面投入設(shè)計研發(fā)，也在于中國芯片行業(yè)過于重研究、輕市場，自主芯片缺乏對市場的敏感和對接。目前，中國已形成三大集成電路產(chǎn)業(yè)區(qū)域。其中，北京為代表的環(huán)渤海區(qū)域側(cè)重芯片技術(shù)研究；上海為代表的長三角地區(qū)，注重芯片制造與封測；深圳為代表的珠三角地區(qū)，側(cè)重芯片設(shè)計，但從國家資源和科技資源來講，主要集中在北京。
實際上，自主芯片是有優(yōu)勢的。海信信芯公司總經(jīng)理鐘聲說，國產(chǎn)芯片的優(yōu)勢在于離國內(nèi)制造企業(yè)更近，對其需求更了解，芯片從設(shè)計到制造都可以因應(yīng)具體產(chǎn)品的要求而定制。
依靠龐大產(chǎn)業(yè)鏈加速應(yīng)用
對于國產(chǎn)芯片行業(yè)來說，一個好的機(jī)遇是，全球芯片行業(yè)面臨技術(shù)進(jìn)步放緩和市場增長萎縮的發(fā)展難題。英特爾公司已承認(rèn)摩爾定律失效，過去芯片每18個月就更新一代，現(xiàn)在延遲到32個月，同時近兩年來不少歐美行業(yè)巨頭營收出現(xiàn)兩位數(shù)衰退，這正是作為“后來者”的中國企業(yè)后來居上的一個最佳時間窗口。
過去中國部分企業(yè)通過國際并購的方式將一些技術(shù)領(lǐng)先的芯片企業(yè)納入旗下，但未來這條路子可能走不通，依靠自身產(chǎn)業(yè)鏈加速自主芯片應(yīng)用才是可控之道。
然而，產(chǎn)業(yè)化之路的突破口在哪里？
據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，目前中國半導(dǎo)體應(yīng)用主要在計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信、消費電子、工業(yè)控制和汽車電子等領(lǐng)域，其中消費電子和工業(yè)控制約占33％。業(yè)界認(rèn)為，家電和工業(yè)控制是比較優(yōu)勢較強(qiáng)的領(lǐng)域。
一方面，中國已是世界上第一家電制造大國，空調(diào)、冰箱等產(chǎn)量均超過世界總產(chǎn)量的一半。據(jù)相關(guān)行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，中國年產(chǎn)空調(diào)約1.5億臺，冰箱8000多萬臺、彩電1.5億臺、洗衣機(jī)7000多萬臺。而每一臺家電上至少需要一顆主控芯片，隨著智能家電的發(fā)展，一臺家電將用到多顆芯片。一旦有一定比例應(yīng)用國產(chǎn)芯片，其產(chǎn)業(yè)示范效果不可估量。
另一方面，相對計算機(jī)和智能手機(jī)，家電芯片的關(guān)注度低一些，受到巨頭“圍剿”的可能性小一些，從而在產(chǎn)業(yè)化中提升研發(fā)能力。據(jù)介紹，空調(diào)芯片實際已囊括了半導(dǎo)體設(shè)計的大部分核心技術(shù)，如可靠性、高精度及耐壓等，這些技術(shù)與龐大市場結(jié)合，有望催生出類似美國德州儀器這樣的行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)。
記者走訪主要家電企業(yè)了解到，其空調(diào)采用的芯片主要是日本和美國品牌，部分是臺灣的。羅高誠等說，由于空調(diào)零部件國產(chǎn)化比例已經(jīng)很高，家電企業(yè)對唯一依靠進(jìn)口的零部件——芯片價格并不敏感，加上對可靠性的不確定，大多對應(yīng)用國產(chǎn)芯片積極性不高，芯片要國產(chǎn)化的意識也不強(qiáng)。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，現(xiàn)今中國高端家電產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)中，只有MCU的生產(chǎn)不掌握在自己手中。雖然其成本只占總成本的1％，其對家電行業(yè)的重要性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這一比例。換句話，家電帶動的相關(guān)產(chǎn)業(yè)約2萬億元的GDP被這個小東西“牽著鼻子”。
隨著智能家電的興起，MCU價值在終端產(chǎn)品中的比例會進(jìn)一步提高，預(yù)計達(dá)到3%至5％。同時，各地有大規(guī)模產(chǎn)業(yè)升級和提升中國制造水平的需要，市場對于MCU的需求也隨之更大。在芯片設(shè)計行業(yè)，消費電子、工業(yè)控制和汽車電子類混合信號中央處理芯片的設(shè)計技術(shù)是一致的，終端產(chǎn)品也是類似的。“家電業(yè)芯片應(yīng)用和崛起可以賦予中國芯片設(shè)計公司以高端、通用、和商業(yè)化的基礎(chǔ)。”韓智毅說。
芯片產(chǎn)業(yè)界人士建議，國家應(yīng)出臺鼓勵使用國產(chǎn)芯片的產(chǎn)業(yè)政策，利用“制造在我”的優(yōu)勢加速推進(jìn)，同時借鑒先進(jìn)國家經(jīng)驗，鼓勵科研機(jī)構(gòu)與芯片企業(yè)合作研發(fā)，特別給科研人員參與企業(yè)研發(fā)的利益限制松綁，鼓勵聯(lián)合培養(yǎng)研究生，以產(chǎn)業(yè)化推動做大做強(qiáng)國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)。