“強芯強國”何時才能實現(xiàn)？揭秘中國通信芯片的那些事

據(jù)新華社消息，當(dāng)?shù)貢r間5月19日，中美雙方就經(jīng)貿(mào)磋商發(fā)表了《聯(lián)合聲明》。根據(jù)聲明，中美達成共識，不打貿(mào)易戰(zhàn)；同時加強在農(nóng)產(chǎn)品、能源、醫(yī)療、金融、高科技產(chǎn)品以及知識產(chǎn)權(quán)等方面的合作。

應(yīng)該說，這是一個雙贏的成果。中興公司案作為中美貿(mào)易沖突的重要一環(huán)，也有望在近期得到解決。一個多月來，藉由中興事件，國內(nèi)展開了對芯片產(chǎn)業(yè)的空前討論，對芯片的質(zhì)疑、貶斥甚囂塵上。但是，我們必須要認識到兩個誤區(qū)：一是中興公司案的主要問題并不是芯片；二是通信行業(yè)并沒有“芯太軟”，或者說，通信芯片可以說是中國芯片行業(yè)中，最堅挺的一部分。

在貿(mào)易沖突緩和、中美將加大合作的當(dāng)下，讓我們一起聊聊通信行業(yè)芯片的那些事。

通信芯片是行業(yè)中流砥柱

集成電路作為信息技術(shù)的基礎(chǔ)和核心，在實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的歷史征程中，具有不可替代的作用。2017年政府工作報告指出：“全面實施戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，加快新材料、人工智能、集成電路、生物制藥、第五代移動通信等技術(shù)研發(fā)和轉(zhuǎn)化，做大做強產(chǎn)業(yè)集群。”集成電路提上了明確的國家戰(zhàn)略高度。

集成電路產(chǎn)業(yè)鏈長而復(fù)雜，在我國集成電路設(shè)計、制造、封測的產(chǎn)業(yè)鏈布局分工中，設(shè)計業(yè)的總規(guī)模已位列第一，設(shè)計直接貢獻產(chǎn)品收入，其意義重大。并且設(shè)計能力和水平，跟國際差距最小。

2017年11月中國IC設(shè)計年會發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明（見下表），我國集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)中，通信IC占據(jù)總體銷售比重達46%?？梢?，通信IC是中國集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)發(fā)展的絕對中流砥柱。而在通信IC領(lǐng)域，以華為中興為代表的整機廠商對通信IC產(chǎn)值貢獻比超過50%，進一步凸顯通訊設(shè)備對中國集成電路產(chǎn)業(yè)的拉動和促進作用。

▎2017年中國各領(lǐng)域IC銷售額

以中興通訊為例，不但有自己研發(fā)的芯片，而且遍及整個通訊網(wǎng)絡(luò)。其實無論你的手機用的是國內(nèi)三大運營商任何一家的網(wǎng)絡(luò)，在中國任何地方打一個跨省的電話，都可能會用到中興的芯片。

中興通訊從1996年開始進行芯片設(shè)計，目前，核心通信芯片全部自主研發(fā)，累計研發(fā)并成功量產(chǎn)各類芯片100余種，涵蓋通訊網(wǎng)絡(luò)的“云、管、端“架構(gòu)，是中國芯片產(chǎn)品布局最為全面的廠商之一。 在通訊核心專用芯片上，基本能夠自給自足，并且還能將消費類芯片提供給國內(nèi)其他通訊設(shè)備廠商。目前中興自主研發(fā)的終端芯片為多家下游客戶提供整體解決方案。

2012年開始，中興通訊與國內(nèi)芯片制造和封測廠商緊密合作，率先采用國產(chǎn)制造和封測技術(shù)，以自主研發(fā)的量大面廣的消費終端芯片為牽引，推動建設(shè)我國相應(yīng)的高端集成電路生產(chǎn)和封測服務(wù)體系。實踐證明，通過應(yīng)用驅(qū)動，實現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)的全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，是我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成功模式。

通用芯片和器件是短板

通訊設(shè)備及其他電子產(chǎn)品中，所涉及的芯片及器件種類眾多，供應(yīng)商全球化分布，無任何一家企業(yè)可以做到全部自給自足，這一定程度上是全球化國際分工和芯片行業(yè)的特性所決定的。在集成電路領(lǐng)域，所涉及的產(chǎn)業(yè)鏈非常長，從設(shè)計、到原材料、裝備、生產(chǎn)、以及封測，每個環(huán)節(jié)都相當(dāng)復(fù)雜，且技術(shù)門檻和資本門檻都非常高。

中國通信行業(yè)目前受制約的主要是通用芯片和器件。所謂通用芯片就是不僅僅為通訊設(shè)備所用的芯片，比如電腦和服務(wù)器的CPU、可編程器件FPGA、數(shù)字信號處理器DSP、存儲等。這些芯片的供應(yīng)商以美系廠商為主，CPU:英特爾Intel； FPGA: Xilinx和Altera；DSP：德州儀器TI。這些也是我國亟需突破的高端芯片技術(shù)。此外，在芯片設(shè)計中，以中興為例，已可獨立完成從芯片定義到封測的全設(shè)計過程，但工具鏈全線受限于美國產(chǎn)品；芯片生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)鏈全球布局且由美國主導(dǎo)，關(guān)鍵的裝備和制造環(huán)節(jié)均有美國技術(shù)或美國資本參與。

Gartner統(tǒng)計的2017全球采購芯片最多的十家公司，全球前十名有三家中國公司：聯(lián)想、華為、步步高電子，排在世界4-6位。國家也在大力推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，甚至在2014年提升到國家戰(zhàn)略高度。我國部分專用芯片快速追趕，正邁向全球第一陣營。但高端通用芯片與國外先進水平差距仍舊很大，對外依存度很高。瓶頸究竟在哪里？

一顆芯片從IC設(shè)計、晶圓生產(chǎn)、IC制造、IC封裝到測試，制作工序之復(fù)雜，要求之高可能是很多業(yè)外人士所無法想象的。集成電路產(chǎn)業(yè)（芯片研發(fā)制造）主要特征可歸納為制造工序多、產(chǎn)品種類多、技術(shù)換代快、投資大風(fēng)險高。有個著名的摩爾定律，即當(dāng)價格不變時，集成電路上可容納的元器件數(shù)目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍，從而要求集成電路尺寸不斷變小。

芯片的制程就是用來表征集成電路尺寸大小的一個參數(shù)，從0.5微米一直發(fā)展到現(xiàn)在的10nm、7nm、5nm，目前，世界集成電路產(chǎn)業(yè)28-14nm工藝節(jié)點成熟，14/10nm制程已量產(chǎn)，Intel、三星和臺積電均宣布已實現(xiàn)10nm芯片量產(chǎn)，并準(zhǔn)備投資建設(shè)7nm和5nm生產(chǎn)線，蘋果iphoneX用的便是臺積電10nm工藝。而我國芯片工藝最好的廠商中芯國際，現(xiàn)在還在為14nm苦苦掙扎。除了我國半導(dǎo)體行業(yè)起步晚技術(shù)基礎(chǔ)薄弱的原因，其中一個關(guān)鍵因素是我國買不到最先進的制造設(shè)備和集成電路技術(shù)，因為“瓦森納協(xié)定”。這個協(xié)議的全稱是：關(guān)于常規(guī)武器和兩用物品及技術(shù)出口控制的瓦森納安排，成立于1996年，一共33個成員國，中國不在其列，該協(xié)議主要對國外一些關(guān)鍵技術(shù)和元器件進行封鎖。因此，中國企業(yè)根本買不到世界上最先進的設(shè)備，而一些設(shè)備和產(chǎn)品由于核心技術(shù)掌握的國外，國內(nèi)也無法自主生產(chǎn)。

打個比方，在芯片制造中最重要的光刻機，2010年最新的是32nm制程工藝光刻機，全世界所有先進的半導(dǎo)體廠商都能買到，但中國廠商很難買到。中芯國際到2015年才通過和比利時微電子研究中心合作，得到了32nm的光刻機。而在2015年，芯片工藝制程已經(jīng)相隔好幾代，臺積電、Intel、三星等全球領(lǐng)先的芯片制造商都已經(jīng)買到10nm光刻機。

因此，解決芯片被掣肘的現(xiàn)狀，不是一家企業(yè)的任務(wù)、也絕不是一家企業(yè)之力能完成的。破局需要國家的頂層設(shè)計和戰(zhàn)略部署！5月16日有媒體報道，全球最大的芯片機器制造商、荷蘭的阿斯麥（AMSL）證實，中國向荷蘭訂購了一臺最新型的使用EUV（極紫外線）技術(shù)的芯片制造機器光刻機，這一設(shè)備預(yù)計將于2019年年初交付。分析人士認為，如果此次采購能夠成功，將有助于推動中國自主研發(fā)半導(dǎo)體生產(chǎn)。對于年營業(yè)額達到90億歐元的阿斯麥公司來說，來自中國的訂單占的分量很小，但這顯示了一個趨勢，中國要在芯片市場上也要扮演一個角色，不再依賴外來產(chǎn)品。

目前，中美經(jīng)貿(mào)關(guān)系開始緩和，未來在高科技領(lǐng)域的合作將更多，競爭也將更加激烈。芯片作為底層核心技術(shù)產(chǎn)品，中國必然要加大資金投入和政策引導(dǎo)，政府與企業(yè)聯(lián)動，齊心協(xié)力，在國內(nèi)打造相對完整的生態(tài)鏈。積小勝為大勝、從單點突破到全面突圍，最終真正實現(xiàn)“強芯強國”之夢！