探秘中国通信芯片那些事：行业中流砥柱

2018-05-22 03:59

据新华社消息，当地时间5月19日，中美双方就经贸磋商发表了《联合声明》。根据声明，中美达成共识，不打贸易战；同时加强在农产品、能源、医疗、金融、高科技产品以及知识产权等方面的合作。

应该说，这是一个双赢的成果。中兴公司案作为中美贸易冲突的重要一环，也有望在近期得到解决。一个多月来，藉由中兴事件，国内展开了对芯片产业的空前讨论，对芯片的质疑、贬斥甚嚣尘上。但是，我们必须要认识到两个误区：一是中兴公司案的主要问题并不是芯片；二是通信行业并没有“芯太软”，或者说，通信芯片可以说是中国芯片行业中，最坚挺的一部分。

在贸易冲突缓和、中美将加大合作的当下，让我们一起聊聊通信行业芯片的那些事。

通信芯片是行业中流砥柱

集成电路作为信息技术的基础和核心，在实现中华民族伟大复兴的历史征程中，具有不可替代的作用。2017年政府工作报告指出：“全面实施战略性新兴产业发展规划，加快新材料、人工智能、集成电路、生物制药、第五代移动通信等技术研发和转化，做大做强产业集群。”集成电路提上了明确的国家战略高度。

集成电路产业链长而复杂，在我国集成电路设计、制造、封测的产业链布局分工中，设计业的总规模已位列第一，设计直接贡献产品收入，其意义重大。并且设计能力和水平，跟国际差距最小。

2017年11月中国IC设计年会发布的统计数据表明（见下表），我国集成电路设计产业中，通信IC占据总体销售比重达46％。可见，通信IC是中国集成电路设计产业发展的绝对中流砥柱。而在通信IC领域，以华为中兴为代表的整机厂商对通信IC产值贡献比超过50％，进一步凸显通讯设备对中国集成电路产业的拉动和促进作用。

2017年中国各领域IC销售额

以中兴通讯为例，不但有自己研发的芯片，而且遍及整个通讯网络。其实无论你的手机用的是国内三大运营商任何一家的网络，在中国任何地方打一个跨省的电话，都可能会用到中兴的芯片。

中兴通讯从1996年开始进行芯片设计，目前，核心通信芯片全部自主研发，累计研发并成功量产各类芯片100余种，涵盖通讯网络的“云、管、端“架构，是中国芯片产品布局最为全面的厂商之一。在通讯核心专用芯片上，基本能够自给自足，并且还能将消费类芯片提供给国内其他通讯设备厂商。目前中兴自主研发的终端芯片为多家下游客户提供整体解决方案。

2012年开始，中兴通讯与国内芯片制造和封测厂商紧密合作，率先采用国产制造和封测技术，以自主研发的量大面广的消费终端芯片为牵引，推动建设我国相应的高端集成电路生产和封测服务体系。实践证明，通过应用驱动，实现设计、生产的全产业链协同发展，是我国集成电路产业发展的成功模式。

通用芯片和器件是短板

通讯设备及其他电子产品中，所涉及的芯片及器件种类众多，供应商全球化分布，无任何一家企业可以做到全部自给自足，这一定程度上是全球化国际分工和芯片行业的特性所决定的。在集成电路领域，所涉及的产业链非常长，从设计、到原材料、装备、生产、以及封测，每个环节都相当复杂，且技术门槛和资本门槛都非常高。

中国通信行业目前受制约的主要是通用芯片和器件。所谓通用芯片就是不仅仅为通讯设备所用的芯片，比如电脑和服务器的CPU、可编程器件FPGA、数字信号处理器DSP、存储等。这些芯片的供应商以美系厂商为主，CPU：英特尔Intel； FPGA： Xilinx和Altera；DSP：德州仪器TI。这些也是我国亟需突破的高端芯片技术。此外，在芯片设计中，以中兴为例，已可独立完成从芯片定义到封测的全设计过程，但工具链全线受限于美国产品；芯片生产制造产业链全球布局且由美国主导，关键的装备和制造环节均有美国技术或美国资本参与。

Gartner统计的2017全球采购芯片最多的十家公司，全球前十名有三家中国公司：联想、华为、步步高电子，排在世界4－6位。国家也在大力推动半导体产业的发展，甚至在2014年提升到国家战略高度。我国部分专用芯片快速追赶，正迈向全球第一阵营。但高端通用芯片与国外先进水平差距仍旧很大，对外依存度很高。瓶颈究竟在哪里？

一颗芯片从IC设计、晶圆生产、IC制造、IC封装到测试，制作工序之复杂，要求之高可能是很多业外人士所无法想象的。集成电路产业（芯片研发制造）主要特征可归纳为制造工序多、产品种类多、技术换代快、投资大风险高。有个著名的摩尔定律，即当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件数目，约每隔18－24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，从而要求集成电路尺寸不断变小。

芯片的制程就是用来表征集成电路尺寸大小的一个参数，从0．5微米一直发展到现在的10nm、7nm、5nm，目前，世界集成电路产业28－14nm工艺节点成熟，14／10nm制程已量产，Intel、三星和台积电均宣布已实现10nm芯片量产，并准备投资建设7nm和5nm生产线，苹果iphoneX用的便是台积电10nm工艺。而我国芯片工艺最好的厂商中芯国际，现在还在为14nm苦苦挣扎。除了我国半导体行业起步晚技术基础薄弱的原因，其中一个关键因素是我国买不到最先进的制造设备和集成电路技术，因为“瓦森纳协定”。这个协议的全称是：关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳安排，成立于1996年，一共33个成员国，中国不在其列，该协议主要对国外一些关键技术和元器件进行封锁。因此，中国企业根本买不到世界上最先进的设备，而一些设备和产品由于核心技术掌握的国外，国内也无法自主生产。

打个比方，在芯片制造中最重要的光刻机，2010年最新的是32nm制程工艺光刻机，全世界所有先进的半导体厂商都能买到，但中国厂商很难买到。中芯国际到2015年才通过和比利时微电子研究中心合作，得到了32nm的光刻机。而在2015年，芯片工艺制程已经相隔好几代，台积电、Intel、三星等全球领先的芯片制造商都已经买到10nm光刻机。

因此，解决芯片被掣肘的现状，不是一家企业的任务、也绝不是一家企业之力能完成的。破局需要国家的顶层设计和战略部署！5月16日有媒体报道，全球最大的芯片机器制造商、荷兰的阿斯麦（AMSL）证实，中国向荷兰订购了一台最新型的使用EUV（极紫外线）技术的芯片制造机器光刻机，这一设备预计将于2019年年初交付。分析人士认为，如果此次采购能够成功，将有助于推动中国自主研发半导体生产。对于年营业额达到90亿欧元的阿斯麦公司来说，来自中国的订单占的分量很小，但这显示了一个趋势，中国要在芯片市场上也要扮演一个角色，不再依赖外来产品。

目前，中美经贸关系开始缓和，未来在高科技领域的合作将更多，竞争也将更加激烈。芯片作为底层核心技术产品，中国必然要加大资金投入和政策引导，政府与企业联动，齐心协力，在国内打造相对完整的生态链。积小胜为大胜、从单点突破到全面突围，最终真正实现“强芯强国”之梦！