芯片的重要性
芯片作為半導體元器件中不可或缺的組成部分,有著非常廣泛的應用,在內存、消費電子、智能終端等領域均有運用。
大數據時代,全球數據量增長迅猛。IDC預計,2013年至2020年,全球數據量將增長10倍達44ZB,與數據摩爾定律預測全球數據量每兩年翻一番的增長速度不謀而合。44ZB數據僅僅保存就需要44億塊10TB機械硬盤,成本超過3萬億美金(多份拷貝的災備冗余保存成本可達5-10萬億美金),遠超企業的成本承受能力,更談不上處理與利用。足以見得存儲芯片在大數據時代的重要性。
中國國務院發展研究中心國際技術經濟研究所12日在北京發布《中國云計算產業發展白皮書》認為,未來數字經濟將引領中國云計算產業快速發展。預計2023年,中國云計算產業規模將超過3000億元人民幣。云計算是繼互聯網、計算機后在信息時代有一種新的革新,云計算是信息時代的一個大飛躍,未來的時代可能是云計算的時代,而所有的云計算都需要芯片的支持。
物聯網被業內認為是繼計算機、互聯網之后世界產業技術第三次革命,其市場規模達到萬億級,前景可謂無限光明。根據 IDC 測算,到2021年將會有 250 億臺設備聯網,而芯片是萬物互聯的關鍵。
自 1956年達特茅斯會議以來,關于人工智能(artificial intelligence, AI)的研究由于受到智能算法、計算速度、存儲水平等多方面因素的影響,經歷了兩起兩落的發展,近年來在語音識別、計算機視覺等領域終于取得了重大突破。究其原因,業界普遍認為有三大要素合力促成了這次突破:豐富的數據資源、深度學習算法和充足的計算力支持。豐富的數據資源取決于互聯網的普及和隨之產生的海量信息;以深度學習為代表的機器學習算法的精確性和魯棒性越來越好,適用于不同場景的各類算法不斷優化完善,具備了大規模商業化應用的潛力;而充足的算力則得益于摩爾定律的不斷演進發展,高性能芯片大幅降低了深度學習算法所需的計算時間和成本。所以芯片尤為重要。
單單研發存儲芯片的意義來說,不僅僅在于其功能與作用上,對于國家而言,大力發展存儲芯片產業至少有三層重要的意義。
一、降低成本,提升國產化市場占有率
前幾年,內存漲價一直是困擾很多國內電子廠商的“心病”,由于內心芯片的國產化很低,導致很多國外廠商瘋狂漲價,對整個產業鏈影響很大。而正是外企的壓力,更加堅定了國內廠商發展自產內存芯片的決心,以紫光集團為代表的企業投資了好幾個內存廠家。
二、掌握核心技術,不再受制于人
存儲芯片又被稱為電子產品的“糧食”,一般占產品成本的二成左右,在競爭激烈的電子產業鏈里面,沒有核心技術的企業,很容易被“卡脖子”,畢竟誰都不希望“中興”這樣的事情再次發生。盡管中國是全球最大的手機制造生產基地,但內存芯片的自給率不到一成,在動蕩的全球貿易局勢中,這是一個很大的缺陷。
三、助力“大國”崛起,提升國際話語權
中國自古以來就以“大國”自居,在GDP坐穩全球第二的形勢下,產業化升級成為當前的主要任務之一,芯片技術作為頂尖的科技,既為企業賺取了大部分利潤,也能提升國家的話語權。以美國為例,無論是電腦芯片、通訊芯片還是存儲芯片,它都是市場的領導者,因此它才有了對很多國家“指手畫腳”的籌碼。
有鑒于于此,中國大力發展芯片行業,尤其是在政策上,更是紅利一波接一波。
政策支持
近年來,從中央到地方,支持集成電路發展的相關政策,以及產業基金等如雨后春筍般不斷涌現,對國家集成電路產業的創新升級起到了重要意義。半導體是一類材料的總稱;集成電路是用半導體材料制成的電路的大型集合;芯片是由不同種類型的集成電路或者單一類型集成電路形成的產品。行業內,芯片和集成電路通常可以互指。因此國家和地方政府不斷出臺相關政策支持集成電路的發展,對于芯片市場的發展,也是一片利好。
2014年6月,國務院發布了《國家集成電路產業發展推進綱要》(以下簡稱《綱要》),旨在充分發揮國內市場優勢,營造良好發展環境,激發企業活力和創造力,努力實現集成電路產業跨越式發展。該《綱要》也是近年來我國集成電路行業最主要的政策之一。《綱要》明確提出,到2020年集成電路產業與國際先進水平的差距逐步縮小,全行業銷售收入年均增速超過20%,企業可持續發展能力大幅增強;到2030年,集成電路產業鏈主要環節達到國際先進水平,一批企業進入國際第一梯隊,實現跨越發展。
2017年12月,北京發布了《加快科技創新發展集成電路產業的指導意見》(以下簡稱《指導意見》),到2020年,建成具有國際影響力的集成電路產業技術創新基地。每年滾動支持3至5家骨干設計企業在創新技術領域增加研發投入,鼓勵企業積極參與國家科技計劃和重大項目。浙江為加快集成電路的發展,還發布了《關于進一步加快集成電路產業發展的實施意見》,意見明確提出,到2020年,全省集成電路及相關產業業務收入突破1000億元。包括河南省、廣東省、上海市、深圳市等地均已出臺了促進集成電路發展的相關實施意見、規劃等,可謂遍地開花。
(一)中國集成電路行業主要政策匯總
(二)主要省市集成電路行業相關政策匯總
(三)主要城市集成電路行業相關政策匯總
中國芯片的當前現狀
收益與政策的大力扶持,近年來中國芯片產業銷售額增速高于全球且處于不斷上漲的趨勢。2017年,中國集成電路銷售額達到2073.5億元,約800億美元,同比增長26.1%。2018年上半年,中國芯片產業銷售額達2726.5億元,約400億美元,同比增長23.9%,設計、制造、封測三大環節比例格局基本保持一致。其中,設計業同比增長22.8%,銷售額為1019.4億元;制造業繼續保持高速增長態勢,同比增長29.1%,銷售額為737.4億元;封裝測試業銷售額969.7億元,同比增長21.2%。
2009年來,我國芯片設計行業銷售額不斷增大,增速于2005年達到最高后有所降低,現保持在20%左右,2018年上半年,中國芯片設計銷售額為1019.4億元,同比增長23%。從“2017年國內十大集成電路設計企業”來看,銷售額排名第一的是海思半導體,2017年的銷售額高達361億元;清華紫光展銳以110億元的銷售額位居第二;之后依次是中興微電子(76億元)、華大半導體(52.1億元)、智芯微電子(44.9億元)等。
在前十名中,只有排名第十的北京中星微電子是新入榜企業;而海思半導體在IC設計市場所拉開的優勢差距,相對制造、封測市場,“獨大”的格局十分明顯。不過,2017年,中國集成電路TOP10市場份額僅38%,市場處于起步期。
據DigitimesResearch,華為海思銷售額從2009年的5.72億美元提升至2018年的75.73億美元,市場份額從1.04%提升至6.92%。公司首次在全球IC設計公司中排名位列第五,實現了中國半導體企業歷史性的突破。據媒體1月3日報道稱,海思半導體終于開始向除了華為之外企業供應芯片了,而海思近日也發布了旗下第一款面對公開市場的4G芯片。海思和5G一樣,已經成為華為核心競爭力的保障。
2月26日下午,芯片廠商紫光展銳舉行線上發布會,推出旗下新一代5G單芯片解決方案:虎賁T7520。該芯片采用臺積電6納米制程技術設計量產,官方稱可提升AI運算能力和多媒體應用效能,并改進安全和續航能力。
2020年是長江存儲的關鍵之年:64層3D NAND閃存產品進入大規模量產,技術上越過96層直追世界先進技術水平。在今年量產的基礎上,中國NAND閃存有望突破性地在市場上占有一席之地,在技術水平上也可與國際大廠一爭高低。
中芯國際于2019年底開始生產14nm工藝,這是其第一代FinFET工藝技術,因此這意味著7nm工藝將緊隨第四季度的(小規模)生產。為了支持其先進的工藝能力,中芯國際今年的資本支出預計將達到31億美元,而年收入僅為30億美元左右。
曾經我們我們受制于人,那是因為我們還沒有覺醒,今日我們的祖國已經開始發威,昂首挺胸大步前行。如今,中國芯片行業已經井噴式發展,相信不久的將來我們定會站在芯片行業的頂端,引領行業發展。