中国芯片市场应用缓慢 或以家电为突破口

2017-02-16 15:35图文来源:经济参考报

经过多年的投入和发展,中国芯片产业链已初步建成,在计算机、智能手机、家电和工业控制芯片上均有突破。

但由于中国芯片在市场应用上进展缓慢,难以得到产品线验证和改良等原因,中国芯片产业整体实力不强,缺乏世界级企业。未来中国芯需依靠自身产业链加速应用,利用“制造在我”的优势推进,尽早形成“研发-应用-促进研发-更好应用”的良性循环。

自主研发取得阶段性成果

今年1月,美国总统科技咨询委员会(简称PCAST)发布名为《确保美国半导体的领导地位》报告称,中国半导体产业的崛起和不断增长的海外并购对美国企业和国家安全已构成威胁,建议美国政府对中国相关产业加以限制。

这再次引起了人们对中国芯片产业发展路径的讨论:并购消化吸收再创新,还是自主创新?尽管二者各有优势,但实际上,芯片这一战略性产业的自主创新之路早已开启。

近年来,在《集成电路产业发展推进纲要》等多项“强芯”政策引导和国家产业投资基金扶持下,中国自主芯片产业已有了不小的进步,部分企业在全球半导体市场已占据一席之地。

经过多年的投入和发展,中国芯片产业链已初步建成,从设计到制造,再到封装测试,产业链上下游都涌现出一定规模的企业。设计有海思、展讯、锐迪科,制造有中芯国际,封测有长电科技等。不仅在关注度高的计算机和智能手机芯片上,用量更大的家电和工业控制芯片也有突破。

业内权威调研机构IC Insights最新报告显示,在全球芯片行业市场萎缩、高通等巨头营收减少的情况下,中国芯片厂商正在崛起。2016年,主打智能手机和网络通信的华为海思和展讯通信两家中国企业进入全球芯片设计行业十强,分居第六位和第九位。

从美国半导体企业Maxim回国,创立华芯微特科技公司的韩智毅博士说,经过第三方评测,他们设计的MCU(混合信号中央处理芯片),在抗静电和能耗等核心指标上超越国际竞争对手,目前已作为唯一国产芯片进入志高和海信空调芯片供应链,“可以说是在强手如云的市场上撕开了一道口子”。

在摩尔定律下,芯片技术更新换代速度飞快,目前世界最先进的技术已达到5到10纳米的规格。从整个芯片应用来看,50到350纳米级别代表了世界主流和最大量的需求,而对这一级别芯片核心技术的掌握和储备,也才使企业有能力进入前沿和高端的10纳米级的芯片设计。

据介绍,华芯微特所设计制造的MCU具有相当的技术和成本优势,在已投入应用的几十万片芯片中,至今没有发现损坏报废的案例。据介绍,由于其开发的软件驱动的模块化设计平台,芯片设计时间周期被大大缩短,如180纳米级的芯片设计只需6至8个星期,50至90纳米级的,10至12个星期便可完成,这样的设计水平已比肩国际顶尖芯片设计企业。

不过,不得不正视的是,相对于已有成熟产业链和先进技术的国际芯片行业,中国芯片产业仍偏弱偏小,市场份额也较低。在IC Insights以营收排名的全球二十大半导体厂商中,仍没有一家中国企业上榜。

市场应用仍为短板

对于芯片产业“后来者”,进入产品线验证是市场化能否成功的关键一步,也是“卡脖子”的一步。从事空调研发16年的志高公司研发经理罗高诚说,“由于国外品牌已经垄断市场,后来者的芯片,无论是证明自身技术和可靠性,还是后续研发更新换代,都绕不过产品应用,用不到产品上,一切等于零,说得再好也是个实验室数据。可是不用怎么知道好不好呢?卡就卡在这里。”

中国芯片整体实力不强,缺乏世界级企业,固然有起步晚的因素。但业界反映,深层次的原因在于,中国芯片在市场应用上进展缓慢,因而难以得到产品线验证和改良。

芯片是高科技、资金密集型的产业,也是高度市场化的产业。行业数据显示,28纳米级的芯片设计研发费用需1亿美元,产品投片量要达到7000万片以上才能实现盈亏平衡,而20纳米级的则需要上亿颗投片量。换句话说,没有巨大的市场应用支撑,芯片企业是做不起来的。

海思被认为是近年来中国芯片成长最快的企业。海思半导体负责人说,除了持续的高研发投入,麒麟系列芯片的崛起,与在华为手机上的大规模应用有很大关系,2015年和2016年华为手机出货量分别达到1亿和1.39亿部,随之海思芯片的累计出货量也达到亿片级,大规模的应用为后续设计研发起到了无可替代的作用,海思芯片也从过去的“落后者”发展为“同步者”,到目前部分技术上的“领先者”。

业界反映,之所以难应用,原因在于过去少有企业在这方面投入设计研发,也在于中国芯片行业过于重研究、轻市场,自主芯片缺乏对市场的敏感和对接。目前,中国已形成三大集成电路产业区域。其中,北京为代表的环渤海区域侧重芯片技术研究;上海为代表的长三角地区,注重芯片制造与封测;深圳为代表的珠三角地区,侧重芯片设计,但从国家资源和科技资源来讲,主要集中在北京。

实际上,自主芯片是有优势的。海信信芯公司总经理钟声说,国产芯片的优势在于离国内制造企业更近,对其需求更了解,芯片从设计到制造都可以因应具体产品的要求而定制。

依靠庞大产业链加速应用

对于国产芯片行业来说,一个好的机遇是,全球芯片行业面临技术进步放缓和市场增长萎缩的发展难题。英特尔公司已承认摩尔定律失效,过去芯片每18个月就更新一代,现在延迟到32个月,同时近两年来不少欧美行业巨头营收出现两位数衰退,这正是作为“后来者”的中国企业后来居上的一个最佳时间窗口。

过去中国部分企业通过国际并购的方式将一些技术领先的芯片企业纳入旗下,但未来这条路子可能走不通,依靠自身产业链加速自主芯片应用才是可控之道。

然而,产业化之路的突破口在哪里?

据中国半导体行业协会数据,目前中国半导体应用主要在计算机、网络通信、消费电子、工业控制和汽车电子等领域,其中消费电子和工业控制约占33%。业界认为,家电和工业控制是比较优势较强的领域。

一方面,中国已是世界上第一家电制造大国,空调、冰箱等产量均超过世界总产量的一半。据相关行业协会统计,中国年产空调约1.5亿台,冰箱8000多万台、彩电1.5亿台、洗衣机7000多万台。而每一台家电上至少需要一颗主控芯片,随着智能家电的发展,一台家电将用到多颗芯片。一旦有一定比例应用国产芯片,其产业示范效果不可估量。

另一方面,相对计算机和智能手机,家电芯片的关注度低一些,受到巨头“围剿”的可能性小一些,从而在产业化中提升研发能力。据介绍,空调芯片实际已囊括了半导体设计的大部分核心技术,如可靠性、高精度及耐压等,这些技术与庞大市场结合,有望催生出类似美国德州仪器这样的行业标杆企业。

记者走访主要家电企业了解到,其空调采用的芯片主要是日本和美国品牌,部分是台湾的。罗高诚等说,由于空调零部件国产化比例已经很高,家电企业对唯一依靠进口的零部件——芯片价格并不敏感,加上对可靠性的不确定,大多对应用国产芯片积极性不高,芯片要国产化的意识也不强。

据业内人士介绍,现今中国高端家电产业链业中,只有MCU的生产不掌握在自己手中。虽然其成本只占总成本的1%,其对家电行业的重要性,远远超过这一比例。换句话,家电带动的相关产业约2万亿元的GDP被这个小东西“牵着鼻子”。

随着智能家电的兴起,MCU价值在终端产品中的比例会进一步提高,预计达到3%至5%。同时,各地有大规模产业升级和提升中国制造水平的需要,市场对于MCU的需求也随之更大。在芯片设计行业,消费电子、工业控制和汽车电子类混合信号中央处理芯片的设计技术是一致的,终端产品也是类似的。“家电业芯片应用和崛起可以赋予中国芯片设计公司以高端、通用、和商业化的基础。”韩智毅说。

芯片产业界人士建议,国家应出台鼓励使用国产芯片的产业政策,利用“制造在我”的优势加速推进,同时借鉴先进国家经验,鼓励科研机构与芯片企业合作研发,特别给科研人员参与企业研发的利益限制松绑,鼓励联合培养研究生,以产业化推动做大做强国产芯片产业。

作者:徐金鹏 叶前责任编辑:刘娇峰
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