获取更多信息请下载APP

雄“芯”壮志:如何锻造强健“中国芯”

来源:    发布日期:2018-04-28 15:39:34   阅读量:0

中国半导体产业发展的致命弱点,就是核心技术受制于人。“中国自主芯片”,就像一个重复了多年的美梦,在过去二三十年里,被人们反复提起,又一次次失落地忘记。“中兴事件”让芯片产业再次成为了焦点,如何突破目前“缺芯少魂”的困境,锻造一颗强健的中国芯?

产业繁荣背后有隐忧

2014年6月,国务院颁布了《国家集成电路产业发展推进纲要》,提出大基金,将半导体产业新技术研发提升至国家战略高度。且明确提出,到2020年,集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小,全行业销售收入年均增速超过20%,企业可持续发展能力大幅增强。

大基金一期募集资金1387亿元,二期募资今年初已经启动,市场预计二期规模有望达到2000亿元。国家集成电路产业投资基金总裁丁文武称,下一步大基金将提高对设计业的投资比例(目前仅占17%),并将围绕国家战略和新兴行业规划投资,比如智能汽车、智能电网、人工智能、物联网、5G等,并尽量对装备材料业给予支持,推动其加快发展。

国家基金如此大规模扶持芯片行业,是为了摆脱长期以来对海外芯片的依赖。按照中国的规划,未来10年将在芯片领域投入1500亿美元,以在芯片设计和制造领域占据领先地位。国家和地方政府的扶持政策加快了芯片产业产能的全面爆发。目前,包括北京、天津、西安、重庆、成都、武汉等20多个城市都有芯片产业项目。

繁荣的场景并没有让业内从业者感到一丝轻松。资本助推下,芯片产业显得有些“虚火旺盛”,有的投资者甚至对技术一窍不通。据了解,目前半导体行业的投资规模已高达4000亿~5000亿元。例如AI领域,一个好点的项目还没出产品,A轮估值就已达到几亿美元,这在一定程度上推高了半导体行业的投资门槛。

一名半导体产业人士表示,一方面是过热的资本开始干扰到了正常的产业投资规律,未来是否会造成地方沉重的财务负担,依靠借贷来发展的模式能够支撑多久,都是未知数。另一方面,半导体是高投入、高风险、慢回报的行业,快速投产下的芯片成品是否满足市场需求,低端产品如何实现盈利,人才缺口以及研发费用如何补课?这些问题其实并没有答案。

清华大学微电所所长魏少军4月初在一场集成电路战略论坛上称,中国国内目前已有产能总量14.9万片/月,仍严重不足,大部分产能都是新增或还在建设中(61.5万片/月) 。此外,工艺节点的分布不均,主要集中在40~90纳米,预计建成后可能出现部分节点产能过剩,但先进工艺节点产能仍然不足的失衡情况。魏少军还指出, 中国技术研发投入不足。全国每年用于集成电路研发总投入约45亿美元,即少于300亿元人民币,仅占全行业销售额的6.7%,不到Intel公司一家年研发投入的50%。

此外,中国集成电路领域人才不足,人员短缺。上述地平线芯片负责人表示,做芯片等硬件太苦,收益不高,不少优秀学生毕业后选择了金融和互联网业。

“自主创芯”刻不容缓

关键核心领域技术的壁垒太高,花钱投入精力也不一定能够满足。研究机构Canalys分析师贾沫表示:“目前来讲中国芯片行业反击还很困难。主要因为中国在半导体领域,从原料加工到制造的科技实力都比较有限。最上游缺乏强有力布局,即使如华为、小米都可以推出自研SoC(system on chip),但是在更上游的比如CPU(中央处理器)依旧依赖英国ARM公司的解决方案。目前中国还没有能力独立推出全自主化的SoC。他同时表示,发展半导体芯片产业是中国科技真正崛起的必经之路。

在中美贸易摩擦势头刚起时,中国商务部就已经宣布从今年1月1日起,对国内芯片企业减免2~5年税收,覆盖高中低端芯片,从电脑到手机以及其他电子设备。其中,65纳米以上制程技术生产的高端芯片,投资超过150亿元人民币的企业将获得5年税收减免;130纳米以上制程技术生产的芯片企业可获两年税收减免。这一政策将尤其利好中国传统芯片制造业,推动其产业升级和生产规模化。

行业研究机构Moor Insights & Strategy 创始人摩尔海德(Patrick Moorhead)表示,中国已经说了很多年要研发优质技术产品,但是在高性能CPU和GPU(图形处理器)领域,中国要赶上美国估计需要5~10年,而且要投入上万亿美元的研发费用。不过,在低功耗和低性能领域,中国已经取得成功。

“我认为中国是有机会开发自主技术的。” 摩尔海德还称,中国想要开发技术和想要生产制造完全是两码事。有台积电这样的企业存在,中国大陆厂商的挑战很大。

摩尔海德还补充说,如果美国向中国禁售芯片,将致两败俱伤。对于中国企业来说,短期的影响是巨大的,因为它们将失去用于电脑、PC以及游戏机的高性能芯片;对于美国来讲,损失是长期的,因为这意味着中国将逐渐找到替代品,美国企业将失去中国市场的收入。

4 月20日,阿里巴巴宣布研发AI芯片,并全资收购中天微。此前,阿里已经投资了寒武纪等多家芯片公司。而 在此之前,Facebook也宣布研发AI芯片,美国四大科技巨头谷歌、苹果、Facebook、亚马逊都与AI芯片产生了交集。 科技巨头加入“自主创芯”,除了可以帮助其更好地运行、降低成本,最重要的还为了减少对供应商的依赖。

自研芯片不会一蹴而就

不过,自主研发不等于自己“从零做起”,通俗一点说就是,我们现在要做的只是把别人已经研制出来的东西自己再做一遍。就拿高铁来说,在高铁建设初期(2004年),国内几乎全套引进的德国和日本的技术和专利,其中就包括核心的IGBT芯片。而直到2015年,我国才实现了IGBT芯片的量产,该芯片真正被大规模应用其实是到了一年后的2016年,相比较早前高铁车组全部进口,现在高铁国产化率已经提高到90%。

从以上发展看,芯片是一个长期投入的产品,IGBT芯片从引进到正式量产商用就经历了12年时间,才进入回报期。这就需要除了研发,还要建立完善的知识产权保护体系,以及制度和金融支持。这就需要国家意志保证。另外,当前来说想要获得核心技术要么研发,要么购买。根据高铁的事例可以看到,市场化解决方案可能是符合当前大环境的。■

▲人们一直在寻找能够替代当前硅芯片的材料,碳纳米管就是主要研究方向之一。近日,北京大学电子系教授彭练矛团队使用新材料碳纳米管制造出芯片的核心元器件——晶体管,其工作速度3倍于英特尔最先进的14纳米商用硅材料晶体管,能耗只有其四分之一。