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三驱并进!期待国产芯片跨越式突破


  来源: 传感器专家 时间:2020-04-16 编辑:仪器仪表WXF
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1965年,中国的第一块硅基数字集成电路研制成功。
2019年,中国自研的华为鲲鹏920与华为麒麟正式发布,达到世界顶尖水平。

中国芯用了54年的时间,从无到有,从弱到强,从迷茫探索到坚定进击,这一路称得上是一部磨难史。

而这场磨难,还远没有结束。因为输在起跑线上的中国,在全球半导体竞赛中,依旧落后。

目前中国国内的半导体自给率水平非常低,特别是核心芯片极度缺乏,国产占有率都几乎为零,芯片国产自主化迫在眉睫。


中国在半导体的市场

中国在半导体的市场;(来源:波士顿2019年报告)


而西方国家在技术、设备、人才等方面的封锁,更是严重阻碍着中国芯的发展。眼下,跨越前方的大山和大海,成了国产芯片崛起的唯一答案。


第一步:跨越IC设计
国产IC设计公司超1700家,华为启用“备胎计划”


和美国及其他半导体发达的国家和地区相比,中国大陆集成电路产业仍有很大的差距,除了技术本身的落后之外,产业结构也不够合理。国产芯片仍然大量集中在附加值和技术含量较低的市场,大家一起打价格战,互相厮杀。过低的利润难以让企业通过健康的研发投入来提升产品的市场地位,导致恶性循环。在制造方面也相对分散,不容易聚集财力和人力办大事。


根据集邦咨询旗下拓墣产业研究院最新统计,2019年全球前三大IC设计业者是博通(Broadcom)、高通(Qualcomm)及英伟达(NVIDIA),均为美系企业。整体来看,美系企业主导着全球IC设计产业,排名前十的超威(AMD)与赛灵思(Xilinx)也都属美系。


另外,三家中国台湾IC设计企业联发科(Mediatek)、联咏(Novatek)和瑞昱(Realtek)在2019年的表现皆不俗。


2019年全球前十大IC设计公司


回到中国大陆,近几年,中国芯片设计产业发展迅速,目前中国大陆的芯片设计公司已超过1700多家!设计从业人员超16万。就芯片设计而言,国产IC设计企业已掌握了芯片设计的核心技术,渐渐拉近了与外国的距离,甚至开始与国外企业竞争。


其中华为海思,国内 IC 设计企业毋庸置疑的龙头,其芯片技术已经可以和高通、苹果一较高下。尽管华为在2019年五月受到美国实体清单政策冲击,但对其全年整体表现影响有限,搭载Kirin处理器的智能手机出货依然强势,压缩其他品牌的表现。同时,为免被卡脖子,华为未雨绸缪启用“备胎计划”——华为一直在其基站、企业IT设备和手机上使用的芯片方面,采取两条腿走路的策略,即国际合作/外购与自主研发同时进行。


总体而言,在芯片设计领域,中国与国外技术的差距并不算太大。


第二步:跨越晶圆代工

中芯国际采用N+1工艺制造7nm芯片,绕过ASML光刻机垄断


晶圆代工有着高资本壁垒和技术壁垒,行业十多年没有新的竞争者出现且越来越多现有玩家放弃先进制程追赶。目前,全球晶圆代工老大为台积电,三星次之,而国内最有实力追赶的当数中芯国际。

1998年,华晶与上华合作生产MOS圆片合约签定,开始了中国大陆的Foundry时代。

2000年,中芯国际在上海成立,中国大陆的晶圆代工进入加速发展阶段。

2008年,第一批45纳米产品成功通过良率测试。

2015年,中芯国际28纳米产品实现量产。

2019年,中芯国际开始14nm中端芯片的量产。


如今,全球真正量产的先进制程是7nm,但由于多方阻力,中芯国际没能从荷兰引进7nm制造工艺的光刻机,故国产高端芯片代工仍需依赖台积电。


芯片技术包括设计和制造两个环节,在设计上我国并不落后,但在制造上与国际差距很大,这个差距就是被“光刻机”卡住了脖子。


目前,国际光刻机技术已经发展到了第五代,高端光刻机全部来自荷兰ASML公司。荷兰第五代极深紫外光刻机禁止向我国出口是众所周知的事实。2018年中芯国际耗资1亿欧元订购的我国唯一一台第五代极深紫外光刻机,原定于2019年初交付,但至今也没有到货。


但近日,中芯国际传出重大好消息,称可绕过ASML光刻机,采用N+1工艺制造出接近7nm工艺的芯片,并将于2020年底量产。如果中芯国际能成功量产7nm工艺芯片,无疑将会让国产芯片掌握越来越多的话语权。


中芯国际7nm工艺芯片



关键词:三驱并进 国产芯片 突破    浏览量:1653

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