2018年6月30日 星期六

​中國晶片​,你為什麼那麼缺?




文章摘要: 2017年下半年,由於全球NAND產能的增加,以及國內出現國產NAND的浪潮,國內NAND的價格出現下滑。2017年,中國積體電路進口額達到了2601.4億美元,同比增長14.6%。有分析資料顯示,在儲存晶片、伺服器、個人電腦、可程式設計邏輯裝置等領域,中國晶片佔



中興事件的爆發暴露出中國晶片產業的短板,晶片產業從來沒有像今天這樣,受到媒體、公眾甚至國家高層如此迫切的重視。



2017年下半年,由於全球NAND產能的增加,以及國內出現國產NAND的浪潮,國內NAND的價格出現下滑。2017年,中國積體電路進口額達到了2601.4億美元,同比增長14.6%。有分析資料顯示,在儲存晶片、伺服器、個人電腦、可程式設計邏輯裝置等領域,中國晶片佔有率竟然為0。




▲當前中國核心積體電路的國產晶片佔用率


除了行動通訊終端和核心網路裝置有部分積體電路產品佔有率超過10%外,計算機系統中的MPU、通用電子系統中的FPGA/EPLD和DSP、通訊裝備中的Embedded MPU和 DSP、儲存裝置中的DRAM (DynamicRandom Access Memory即動態隨機存取儲存器)和Nand Flash、顯示及視訊系統中的Display Driver,國產晶片佔有率都是0。


中國晶片產業瓶頸


資金不僅要充足還要有效率。2014年國家成立大基金後,截至2017年底,共投資49家企業,累計有效決策投資67個專案,累計專案實際出資818億元。根據IC Insights的研究報告,2017年全球半導體公司研發投入連續兩年都在前十的公司有英特爾、高通、海力士等。其中英特爾投入最多,2017年研發費用達130億美金,排名第十的海力士也有17億美金。這麼看,我們資金投入體量還需要進一步提升。


效率主要指資金投入對產出的貢獻。近幾年,各地積極響應國家戰略,紛紛建起自己的積體電路產業基地,其中不乏重複建設、低端投資、小而散等問題。據統計,2017年積體電路設計企業有1380多家,數量還在繼續增長。還有太多的企業在研發過程中因為得不到持續投入而失敗。


高階人才稀缺


人才是關鍵。中星微、展訊通訊、瀾起科技等都是海外技術人才回國創辦的企業。中芯國際、紫光集團的發展也離不開技術專家的作用。但現狀是,無論是初級人才還是高階人才我們都處於嚴重缺乏狀態。


一方面是人才總量嚴重不足。《中國積體電路產業人才白皮書(2016-2017)》顯示,目前我國積體電路從業人員總數不足30萬人。按總產值計算,人才培養總量嚴重不足,有40萬的人才缺口急需補上。和歐美髮達國家相比,我們的積體電路企業擁有10年以上工作年限的人員更少。



另一方面是受薪酬低等因素影響,積體電路人才轉行多。《白皮書》顯示,積體電路企業的研發崗專業人才年薪近30萬元,生產製造專業人才近20萬元。有人說,「中國積體電路行業的薪酬競爭力不強是人才缺乏的根本原因。人才不是沒有,但清華、北大等一流大學的微電子專業畢業生大都加入人工智慧、金融和網際網路等更有競爭力的行業了。」


人才培養需要時間。當下爲了解決問題,需要大力引入海外高階人才,讓企業在管理和技術上更快向世界領先企業靠近;同時要啟用國內積體電路人才從業的激情。最近,廈門、無錫、蕪湖等多個地方都出臺了積體電路專業人員的具體引進辦法和初步規劃等,在提高人才待遇方面做出了努力。長期看,還是要加快本土積體電路人才培養步伐。在高校、科研院所的課程設定、研究方向上,結合積體電路實際需要,培養更多電子資訊工程、通訊工程、電氣工程及其自動化等複合型人才。


半導體行業的現狀


根據國際半導體產業協會SEMI的統計,2016年全球半導體裝置出貨額412億美元,全球半導體材料出貨額443億美元,共計800多億美元。受益於中國市場需求增加猛增,2017年半導體裝置熱度不減,全年出貨金額達560億美元,同比大幅增長40%,目前該領域中國仍然主要依靠進口。


中興事件的警鐘下,政策層面已經開始落實,各地方政府及社會資本也在積極推進,中國半導體產業迎來了爆發式發展的前夜。一批優秀的半導體企業脫穎而出,IC設計、晶圓代工、封裝測試、半導體材料、半導體專用裝置等細分領域涌現出領頭企業,部分企業甚至成為細分領域的世界翹楚。這些企業代表了中國積體電路產業崛起的雄心。




中國2016年營收最高的半導體裝置公司收入9.08億元(約1.36億美元),2017年半導體裝置板塊實現營收52.47億元(約7.83億美元),同比增長56.05%,2018年一季度實現營收13.60億元,同比增長46.08%,繼續保持高速增長趨勢。


中國半導體制造裝置增速很快,前十強的增速快於整體水平,市場集中度不斷提高。


在主流儲存晶片領域,中國仍然是一片空白,這一形容前面不用「基本」二字做掩飾。全球DRAM、NAND儲存晶片基本由美日韓企業壟斷,三星、SK海力士、美光、東芝等巨頭順勢賺得盆滿鉢滿。


目前,在儲存晶片領域,中國企業開始後起發力,形成三足鼎立的局面——投入NAND Flash市場的長江儲存、專注於移動儲存晶片DRAM的合肥長鑫以及致力於普通儲存晶片的晉華。


中國晶片的機遇與挑戰


目前,國內的積體電路產業設計、製造、封裝三業並舉,製造可以去代工,封裝測試與美國的差距也不是很大。差距最大的地方在於設計,現在國內晶片設計主要還是依賴國外。一位北京某高校研究所專家告訴新智元,其實不是中國設計不了晶片,是因為當下沒有晶片迭代的條件。


「英特爾、ARM這種大公司,它們設計的第一代晶片都很難用,但是可以去迭代,最後纔會出現好用的晶片。」


反觀之下,國產晶片生存比較困難,主要是業界不會給迭代的機會。這是因為,一方面,市場已經存在效能優越的晶片,甚至成本也低。另一方面,人們沒有耐心去等國產的晶片去迭代,這直接限制了中國的晶片設計能力的提升。



「本來有很多人其實可以設計出很好的晶片來,但是由於市場的生態不給你國產晶片迭代的機會,選擇性忽視國產,所以國內公司也就不能、也不給工程師去’犧牲’的機會,這就是我們的問題所在。」


另一方面,研發投入不足也是產不出高階通用晶片的原因。除了國家科技重大專項外,國家其他科技計劃基本上沒有積體電路相關的專案和經費投入。2008年啟動的「核心電子器件、高階通用晶片及基礎軟體產品」及「極大規模積體電路裝備及成套工藝」兩個國家科技重大專項平均每年在積體電路領域的研發投入不過40-50億元,不及英特爾一家研發費用的 5.2%~7.7%。


行業發展趨勢


針對中國半導體設計產業的發展現狀,半導體設計行業的發展重點是面向國家資訊和社會安全,發展自主的 CPU 和安防產品; 面向行動通訊和智慧電視,發展高階積體電路產品; 面向安防行業、汽車、智慧電網等特定領域,開發特色產品及 IP。


晶片設計位於半導體產業的最上游,是半導體產業最核心的基礎,擁有極高的技術壁壘,需要大量的人力、物力投入,需要較長時間的技術積累和經驗沉澱。目前,國內企業在 CPU 等關鍵領域與國外企業仍有較大的技術差距,短時間內實現趕超具有很大難度。但從近幾年的產業發展來看,技術差距正在逐步縮小。同時,在國家大力倡導發展半導體的背景下,逐步實現晶片國產化可期。





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