中国集成电路产业全景扫描

2017-05-19 09:04:44来源: 中国电子报 关键字:集成电路  封装测试  IC设计  产能

如果以2000年国务院印发《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》为标志,中国集成电路产业进入真正起步阶段,2014年发布的《国家集成电路产业发展推进纲要》(以下简称《推进纲要》)则是一台强力加速器,将中国集成电路产业又推向一个新的高度。


然而,随着产业发展进程的加快,我们更加急需了解我国当前IC产业的整体状况,包括产业链发展情况、产业区域分布、关键产品开发进程等,进而探寻适合中国IC的发展模式。


关键器件:存储器将是突破口


从1958年第一块集成电路发明开始,至今近60年的发展历程中,全球IC产业经历了起源壮大于美国,发展于日本,加速于韩国以及我国台湾地区的过程,目前整个产业又有向中国大陆地区转移的迹象。而在整个过程中有一个现象很多人都曾注意到,即存储器对于一个国家或地区的IC产业成长壮大可发挥重要的推动作用。


长江证券的研究报告显示,一直稳坐IC产业世界第一的美国,因为日本在DRAM存储器上的大力赶超于1986年被拉下了宝座。日本集成电路的发展,特别是DRAM的批量化生产,促使其本土电子市场得到满足。在1986年,尽管全球集成电路市场经历两年的萎缩期,日本借机超越美国,成为世界市场占有率第一强国。从1980年至1986年期间,美国的半导体市场份额从61%下降到43%,而日本由26%上升至44%。此次“DRAM”之争的战败给美国IC产业敲响了警钟,促使美国于1989年年底组建“国家半导体咨询委员会”,大力发展IC设计技术,提供高附加值、创新性强的集成电路产品。最终帮助美国重新夺回全球IC产业霸主的地位。更有甚者,存储器不仅曾使日本IC产业超越美国,也是韩国在集成电路上实现弯道超车的关键,至今韩国三星依然是全球存储器的龙头,占据平均超过50%的市场份额。


对此,半导体专家莫大康对记者指出,从历史经验来看,日本与韩国都曾经以存储器为突破口,一跃成为半导体大国。在中国大力发展IC产业之际,抓住存储器这个关键性的产品作为突破口是可行的。此外,中国也具有做强存储产业的基础。建广资产总经理孙卫表示:“存储产业是一大投入、大产出的门类,这些特点与面板行业类似。我国应当总结这些年来在面板产业中的投资经验。”在十几年的发展中,中国显示面板领域投入了约3000亿元,目前已经成为全球液晶面板产业的重要力量之一。


如果说此前我国存储器产业的市场份额基本为“0”的话(全球存储产业高度集中,前五大存储器公司三星、SK海力士美光、东芝、西数(闪迪)总营收占整个市场的95%以上),从2015年开始,在《推进纲要》发布后,我国在存储器领域的发展再次火热起来,目前已经逐渐形成三股力量。


首先是紫光/长江存储系。2016年7月由紫光集团和国家集成电路产业投资基金股份有限公司共同出资成立长江存储科技有限责任公司。按照国家存储器基地项目规划,长江存储的主要产品为3D NAND,预计到2020年形成月产能30万片的生产规模,到2030年建成每月100万片的产能。今年年初紫光集团又在南京宣布动土兴建12英寸晶圆厂,生产3DNAND、DRAM存储芯片等。紫光集团董事长赵伟国表示,紫光集团现在最重要的两大发展方向,就是3D NAND存储器与移动芯片、物联网芯片。目标是在十年内跻身成为全球前五大存储器制造商


日前,紫光国芯(紫光集团旗下上市公司之一)发布重大资产重组进展公告,称将以增资的方式收购存储器长江存储全部或部分股权。显示紫光集团未来将通过资本市场募资,加速后续内存器研发量产的进程。


其次是合肥长鑫。有消息称,由合肥相关方面投资的合肥长鑫公司将投入约500亿元,合肥计划打造月产能12.5万片的12英寸晶圆厂晶圆生产线,前中芯国际执行长王宁国将执掌该项目。预计今年年底该项目将进入设备安装阶段。


第三股力量是福建晋华。福建省晋华集成电路有限公司由福建省电子信息集团、晋江能源投资集团有限公司等共同出资设立,通过与联电签订技术合作协定的方式,前期由联电协助其生产利基型 DRAM,后期逐步导入。目前新建的12英寸厂房已经动工,初步产能规划每月6万片,估计2017年年底完成技术开发,2018年9月试产。


毫无疑问,由于存储产业集中,存在着很高的技术与专利壁垒,中国存储产业的发展并不容易,但是中国半导体业用存储器作为推进IC产业的突破口,将是一个重要的尝试。有关方面需要足够的耐心与坚持。


国产CPU:需要变换切入点


龙芯中科公司“合作伙伴大会”现场,记者看到大量装载着龙芯CPU的台式计算机、平板电脑、一体机、服务器、交换机、防火墙等。经过十年沉潜,国产CPU的代表龙芯正在逐渐发展成熟。在此次合作伙伴大会上,不仅龙芯中科公司推出一批性能堪比国际主流的产品,如龙芯3A3000/3B3000主频达到1.5GHz,产品性能超过英特尔凌动系列、高端ARM系列等,一批产业链相关企业也发布了基于龙芯新一代处理器的终端产品,如中国航天科技、航天科工、船舶重工、中电科技、中科曙光、浪潮集团、新华三集团、研祥智能、东华软件、中石油渤海钻探等。


“占据国际市场主要份额的x86架构处理器单核性能上在2010年至2012年前后基本达到天花板,这给国产CPU提供了追赶的机会。”龙芯中科公司胡伟武告诉记者。而经过这些年的“补短板”工作,国产CPU的整体性能也确实得到大幅提升,已经达到“可用”的程度。一些国产CPU企业下一阶段的重点已经转向对公开市场的拓展,而不仅局限在国家安全相关市场为主。


x86架构为主的国产CPU企业兆芯也于近日首次展示了最新一代ZX-D系列处理器。“该产品的性能大概相当于英特尔i3-i5处理器之间,它不仅定位于党政军等市场,也将向公开市场拓展。”兆芯副总裁傅城告诉记者。据悉,ZX-D系列处理器现在已经在台积电成功流片,显示该产品的市场化进程迈进了重要一步。预计今年年底前将会有搭载它的整机产品发布。


事实上,我国在开发自主CPU上的尝试还有很多。Gartner研究总监盛陵海表示,我国发展CPU产业走的是多技术并行的路线。按照架构划分,x86、MIPS、POWER、ARM四大处理器架构,中国企业都有尝试。


x86方面,我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD进行商业合作。目前,兆芯推出3代CPU产品,已经在联想台式机/一体机和笔记本、同方一体机、仪电mini PC、联想服务器、火星高科服务器等产品上得到了应用,累计出货几十万颗,到2018年年底将有望实现累计出货100万颗。曙光则联姻AMD在服务器领域布局,并计划自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分,提升安全保障能力。


在ARM体系方面,2016年年初高通公司与贵州省相关部门共同出资18.5亿元成立贵州华芯通半导体技术有限公司,进行服务器芯片的设计、开发与销售。目前公司已经获得来自ARM v8-A架构授权和技术转移,目标是开发10纳米的服务器芯片。


龙芯CPU可以划归MIPS阵营,但龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA,并坚持自主研发微架构和编译器。至于POWER架构方面,随着IBM开放POWER架构,国内也在相关企业进行对标行业应用市场的开发。


目前,中国正在加大力度发展IC产业,而通用CPU作为行业内最重要的产品,它的成败具有标志性意义。当然,产品性能的优劣只是一个方面,能够进入充分竞争的公开市场,并站稳脚跟才是检测成败的关键指标。目前来看,国产CPU的整体性能已经得到较大提升,但是生态环境却相对薄弱且成熟缓慢,使得长远发展空间受限。


这主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。采访中,傅城就表示:“目前公司进入公开市场最大的障碍不是产品性能,而是普通消费者的使用习惯和消费体验。”这将是下一步中国CPU企业需要重点攻克的壁垒。


IC设计:在高端芯片上差距大


无论存储器还是CPU,产业生态的重要性都十分巨大。因此,有必要梳理我国IC产业链的发展状况根据中国半导体行业协公的统计,2016年中国集成电路产业销售额4335.5亿元,其中,设计业1644.3亿元,制造业1126.9亿元;封测业1564.3亿元。基本呈现三分天下的态势。所以有必要对三者进行分析。


2016年以来,在移动智能终端、IPTV和视频监控、云计算、大数据等多层次需求及智能硬件创新的带动下,中国集成电路设计领域表现出蓬勃的发展势头。在全球集成电路产业呈负增长的情况下,中国集成电路设计业一直保持着两位数的增长速率。据市场调研公司DIGITIME Research估计,2017年中国大陆的IC设计产值将达到289.3亿美元,年成长率为16.9%。


回顾从1999年到2016年的这段时间,中国集成电路设计业一直高速增长,设计公司数量也显著增多。中国半导体行业协会IC设计分会理事长魏少军在日前召开的“中国集成电路设计业2016年会(ICCAD201

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编辑:张依敏 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/manufacture/article_2017051914580.html
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