全球IC移动变革 我国集成电路业三大挑战

2013-08-08 08:59:50来源: 电子信息产业网

    相关资料显示,2010年~2012年全球半导体市场的增长呈现着持续下降趋势,即从2010年的31.8%,下降到2011年的0.4%和2012年的-2.7%,年复合增长率为-2%。但是其间全球移动互联网芯片市场却明显增长,2012年全球通信芯片市场规模已达900亿美元,占同期全球半导体市场2916亿美元的30.6%。

    预计全球通信芯片市场2013年将突破1000亿美元,2014年将达到1144亿美元规模,从而超越电脑芯片总产值。这意味着全球半导体产业的驱动力从PC转为移动互联,这种变化趋势在未来7年内将表现得尤为强烈,全球半导体产业正面临重大转型。

全球IC巨头积极应对移动变革

    近年来英特尔一直极力谋求移动互联时代的话语权,通过在移动装置上的一系列布局,增长速度明显。

    在全球IC巨头中,英特尔是全球处理器龙头,中国台湾地区的台积电是全球晶圆代工的龙头。它们在各自领域一向走在全球半导体产业的前面。下面便就这两大巨头在全球半导体产业重大转型时期的发展战略,观察一下全球IC巨头们的应对策略。

    由于英特尔的x86架构本质是针对电脑,而ARM架构是针对无线移动终端,故此英特尔从2005年开始向移动互联网转型,道路便十分艰难;但是,近年来英特尔一直极力谋求移动互联时代的话语权,2012年可以算作英特尔的移动互联网元年,其以“Medfiled”系列为主的凌动芯片杀入智能手机和平板电脑市场,共推出了7款手机。2013年1月7日,英特尔又在CES2013上,介绍了其首款面向智能手机和平板电脑市场、采用4核3D晶体管、22nm制造工艺的凌动处理芯片。虽然,目前市场上基于ARM的手机占95%份额,很少见到采用英特尔x86架构的芯片,但是其通过移动装置上的一系列布局,增长速度是明显的。另外,英特尔在芯片代工方面也有杰出表现,如2013年初,英特尔与阿尔特拉(Altera)签署了14nm鳍式晶体管(Finfet)的FPGA代工合约,明显抢走了台积电的重要客户。

    台积电长期以来是不代工处理器芯片的,在先进制程技术方面一直落后英特尔。目前,其为应对英特尔在芯片代工市场的潜在竞争,同时为满足基于ARM架构的高通、博通等主要客户对先进工艺技术的迫切需求,立志高起点赶超英特尔。

    目前,台积电的市值为新台币2.8兆元,位居全球第二大市值半导体厂。在资本支出方面,2013年台积电达110亿美元,高于英特尔的95亿~100亿美元投入;在技术方面,2013年~2014年英特尔将实现22nm(Finfet)技术和14nm(Finfet)技术的量产;而台积电规划也在2014年~2015年实现从20nm(Finfet)技术向16nm(Finfet)技术量产的转换。尤其是,在10nm工艺技术节点上,台积电在英特尔尚未释出10nm的量产时间表之际,率先喊出在2017年10nm量产的目标,充分表示了全面追赶英特尔的决心。

我国大陆集成电路产业存三大挑战

    在包括人才、技术、知识产权和市场等在内的资源积累方面,我国缺乏支持企业实现可持续发展的有效体制和机制。

    从现在到2020年期间是我国集成电路产业发展的重要战略机遇期,尤其在全球半导体产业重大转型时期,“十二五”更是我国集成电路产业“创新驱动、转型发展”的重要攻坚阶段。应该看到,无论是目前兴起的智能手机、平板电脑市场,还是继而兴起的智慧家庭、移动医疗、智慧城市、新能源汽车电子等领域。现阶段中国大陆集成电路产业与国外相比差距较大,主要存在着三大问题:

     一是企业作为实现技术进步、促进产业跨越式发展的主要载体地位还没有形成。其中,在全球IC设计业,2012年美国排名第一的高通销售额达129.76亿美元,中国台湾地区排名第一的联发科为33.95亿美元,而中国大陆排名第一的海思半导体是人民币74.50亿元(约合11.92亿美元),仅为高通的9.2%,联发科的35.1%。另外,就上述国家和地区前五名的IC设计企业的合计能级看,美国占全球Fabless业的41.16%,中国台湾地区占11.26%,而中国大陆仅占3.9%。

    在全球芯片代工业,2012年中国大陆的中芯国际和华虹集团属下的华虹-宏力(合并)两家虽然都进入了前十名,它们的销售额分别为17.02亿美元、6.04亿美元,但相差同期第一名中国台湾地区的台积电10.06倍和26.36倍,相差第二名GlobalFoundries2.47倍和6.95倍,相差第三名UMC2.12倍和5.96倍。另外,就量产工艺节点来看,中芯国际目前的40nm技术,落后于28nm/22nm世界先进工艺水平两个世代。

    二是我国大陆芯片依赖进口的局面未有改善。据相关资料显示,2012年,中国大陆IC市场总额高达8558.5亿元人民币(约合1362.8亿美元),占同期全球2915.6亿美元的半导体市场的46.7%,已成为全球最大集成电路应用市场;但是,同期即使包括IC设计、芯片制造和封装测试在内的我国大陆整个IC产业销售额仅为2158.4亿元,仅占市场需求的25.2%。也就是说,我国大陆迄今为止约75%的IC市场被国外IC供应商占据,尤其在高端微芯片(CPU、GPU、MCU和DSP等)、大容量存储器、汽车电子、通信芯片用SoC的标准专用集成电路(ASSP)以及模拟电路(高可靠性的ADC/DAC、大功率器件、传感器)等方面基本靠进口。

    三是面向IC开发及其产业化的“产学研用结合”、“芯片与整机联动”、“芯片设计与芯片制造联动”等的科学、可持续发展有效机制和发展模式还没形成。目前,在信息技术领域,我国虽已涌现如TD-SCDMA、AVS等产业链联盟,对海思、展讯等IC设计企业的快速发展,起到了重要推动作用;但是,国际上通行的由IC和IT龙头企业共同发起,并基于跨行业、跨领域的新市场、新技术标准、新核心技术(芯片及其制程工艺、软件及其操作系统、终端及其应用)的发展需求,在长期协议框架下所建立的,具有明确竞争参照点目标的IT和IC两大产业技术合作联盟,我国几乎没有;从而在我国现有众多的IT和IC产业链联盟中,都存在如下缺陷:一是在产业生态体系、研发支撑体系和产业空间布局三大环节中,缺乏引领我国IC和IT技术朝着具有中国市场特色、明确国际参照点突破的总体定位目标、规划和部署;二是在包括人才、技术、知识产权和市场等在内的资源积累方面,缺乏可持续发展的有效体制和机制;三是在政府的政策支持方面,缺乏包括政府资助、赋税减免等在内的完善政策支持体系及扎实措施。

应以数字模拟混合电路为切入点

    我国IC产业的定位,应将数字模拟混合电路技术、新市场解决方案平台工具技术及其产业化作为基本定位。

    迄今为止,我国集成电路产业定位不明确,没有摆脱粗放式的跟踪发展模式,从而造成包括国家重大项目在内的技术创新、知识产权的积累等整体布局不清晰;同时,IT和IC两大产业供需间关联度小,缺乏具有中国特色IC和IT产品的创新开发价值链体系构建的战略及其策略。

    为使中国IT和IC两大产业不再成为全球新一代信息技术发展的追随者,我们认为,在2020年前,我国集成电路产业的定位,应将数字模拟混合电路(SoC或SiP)技术、新市场应用的完整解决方案平台工具技术及其产业化作为基本定位,以此作为产业跨越式发展的根本切入点。

    首先,基于目前我国集成电路产业基础,到2020年我国集成电路技术要全面达到16nm~10nm工艺水平,甚至接近硅极限的7nm的世界顶级先进技术水平,以及要达到如英特尔、台积电、高通等的先进设计和半导体制程技术水平及其经济规模体能,即使有国家意志的产业政策支持,形成强大的金融等产业环境,在未来7年中的跟踪发展也是不现实和难以实现的。

    其次,针对产业发展阶段特点,我国虽在数字逻辑集成电路工艺技术方面,落后于世界先进水平;但是,在数字模拟混合工艺技术方面,我国已踏入了世界先进水平;何况今后7年时间,汽车电子和智能电网的高压CMOS技术、新型显示及半导体照明等控制驱动IC技术、医疗电子等的MEMS技术及其存储控制技术,以及多媒体等应用处理器技术,将会结合基于TSV的3D/2.5D半导体技术,仍将采用180nm~55nm的、16位/32位CPU/MCU-IP等适用技术。

    最后,我国包括通信、多媒体、信息家电和新型显示在内的IT制造业,形成了覆盖芯片与终端、网络建设与运营等各个环节的完整产业链;其中,2012年华为公司销售收入达2202亿元(增长8%)、净利润154亿元(增长33%),首次跃升到全球榜首位置,预计2013年仍将保持10%以上的增长。华为已成为引领全球通信业发展的一支重要力量,在国际通信市场正在掌握越来越多的话语权。

    基于此,如果在通信、多媒体、信息家电、新型显示和汽车电子乃至继而兴起的智慧家庭、移动医疗、智慧城市等领域,更好地凭借国家的01、02和03等重大专项和各级政府设立的重点工程,集聚国内两大产业“产学研用”的专家智慧,共同规划、制定和部署具有中国特色、世界最先进的数字模拟混合工艺技术及其SoC或SiP产品开发路线图,必将创造出新的“杀手级”的数字模拟混合电路,也必将在世界集成电路产业占有一席之地。

探索上下游虚拟IDM模式

    建立上下游虚拟IDM模式有利于推动我国IT和IC两大产业供需价值链的构建,提升环境驾驭能力。

    今天,全球的商业竞争已从技术竞争、产品竞争、企业竞争、产业链竞争发展到商业模式竞争阶段。其根本特征在于,从战略高度,把握全新的市场机会,创造出市场竞争的先发优势或构筑包括自主知识产权在内的防御性壁垒。

    我们认为,在“十二五”期间,我国集成电路产业的技术研发及产业化商业模式的战略和策略,应根据工业和信息化部要求,集国家意志、全力而扎实地探索和实现上下游虚拟IDM模式,形成良好产业生态环境。

    首先,它有利于推动我国IT和IC两大产业供需价值链的构建,提升环境驾驭能力。通过虚拟IDM模式的探索和实现,将推进我国“芯片与整机联动”、“芯片设计与制造联动”的体制和机制建立,包括两大产业价值链创新体系构建,且使IT和IC的龙头和骨干企业取得前所未有的竞争能力,加速我国自主、可控的IC设计和芯片制造能力提升,以及重要信息系统和重大信息化应用的支撑保障能力的提升。最终在产品模式、业务模式、运营模式上,形成一个相互融合、良性互动和协调发展的全新、共赢的商业模式。

    其次,它有利于营造起适应实现虚拟IDM模式的两大产业互动发展的公共政策和立法体系。应该看到,在虚拟IDM模式的探索和实现中,以及两大产业生态环境形成发展过程中,必然会碰到机制和体制等瓶颈问题,这将要大大突破包括国务院4号文件在内国家现有的政策法规局限。

    最后,它有利于IT和IC两大产业的国家重大战略规划、国家先进技术计划等的制定、完善和实施。在国家重大专项等的科技研发投入的规划、计划中,通过虚拟IDM联盟实体为核心载体,将更有利于形成中央和地方政府、国家研究机构和民间研究机构、大学和企业等之间的联合开发体制和机制,更有利于IT和IC两大产业的国家创新体系的构建,更有利于成果向产业转移,形成商业化、产业化,做大做强两大产业。

关键字:全球  移动  变革  集成电路

编辑:刘燚 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/manufacture/2013/0808/article_9292.html
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