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从中兴谈到中国芯

从中兴谈到中国芯

作者: 吃吃吃鱼呀 | 来源:发表于2018-05-10 15:13 被阅读97次

事件:4月16日,美国商务部网站公告称,禁止美国企业在7年内与中兴通讯开展任何业务往来,并对中兴通讯处以 3 亿美元罚款。指控中兴违反了2017年达成的和解协议,当时该公司被美国政府指控非法将设备(包括列入限制出口名单的美国零部件)出售给伊朗和朝鲜。

当前中兴的业务包括三大块:运营商业务、政企业务和消费者业务。每项业务都包含了硬件产品制造,都大量使用CPU、GPU、FPGA等各种芯片,而这些芯片均来自美国公司如英特尔、高通、赛灵思、德州仪器(TI)、亚德诺半导体(ADI)等。

根据中金公司的消息透露,中兴只有1-2个月的零部件存货,加上潜在的30%产品延迟交付违约金,中兴的破产实际上并非危言耸听。

——最新消息
据台湾经济日报报道,中国台湾最大DRAM芯片制造商南亚科证实,已接到官方通知要求,“出货中兴须先经过申请并通过核准才能放行”。

DRAM即动态随机存储器,是最为常见的系统内存,比如手机里的4G、6G内存。除了智能手机之外,DRAM也是个人电脑、平板电脑、数据服务器等设备不可或缺的芯片部件。

长鑫存储董事长王宁国介绍,中国在全球存储芯片市场消耗的量至少占1/2到1/3,但目前自主生产的 DRAM 芯片为零。

在上游的存储器芯片设计领域,全球市场目前几乎已经被三星(韩国)、美光(美国)和SK海力士(韩国)三家企业垄断。截至2017年年中,这三家公司总共占据全球DRAM芯片市场96%的份额。


中国芯在哪?

中兴事件在一定程度上刺痛了所有科技企业的心,也刺激了每一个爱国人的拳拳报国之心。

习近平总书记在5月2号考察北京大学时说:“重大科技创新成果是国之重器、国之利器,必须牢牢把握在自己手上,必须依靠自力更生、自主创新。”

不知道习主席是否有受到中兴事件的影响,但是科技强国的决心,一定在他心中有足够的分量。

贸易战只是对于中兴制裁的一个契机而已,并不是因为贸易战才有中兴的这个事件。

但是这次的制裁,实实在在的凸显了中国建立自主半导体产业链,抓紧发展赶上国外半导体产业的必要性。

中兴通过“国有控股,授权经营”的模式壮大,并靠着CDMA的机卡分离和小灵通搭上了本世纪初的发展快车道,但是在技术上的投入,它就远没有老对手华为的魄力和决心。

早在18年前的00年,中兴就成立了中兴集成电路设计有限公司,比华为海思在3G手机基带芯片上有更加领先的地位。

中兴集成甚至还参与了“909”工程,作为国家九五计划中微电子产业重点工程。当时国家的投资总额超过了建国以来的项目总和。

但是芯片的研发,难度之大,还是挡住了中兴前进的决心,一方面是看不见未来的巨额投资,一方面是可以看见的利润。中兴选择了安逸的生存。

但是中兴的放弃并非不能理解,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,要求之高是很多业外人士所无法想象的。除了制造工序多、产品种类多,技术换代快也导致投资大风险高。例如,目前全球主流工艺的28纳米(nm)芯片设计研发投入约1亿-2亿元,14nm芯片约2亿-3亿元,研发周期1年-2年。一条28nm工艺集成电路生产线投资额约为50亿美元,20nm工艺生产线高达100亿美元。

在当时而言,即使成功研发了芯片,其产品也是落后于时代的,找不到配套的系统厂商,也就是说可能有长期的亏损,而每一次的迭代升级,又是一个无底洞式的投入,而且国内这方面的人才与专家也是极度缺乏的,更没有合格稳定的设计、制造大型团队。

中兴集成失败后,人员多流向了同一个城市的华为海思。华为海思经过多年的技术积累,加上华为的大量的资金投入,如今华为的麒麟处理器虽然用的是ARM的公版架构(CPU/GPU/CCI),但是其中的ISP、基带芯片都是自行设计的。

2016旗舰手机处理器性能对比

华为自主研发的麒麟950对比其他竞争对手,有所劣势。不过也看得出华为麒麟处理器在不断的成长。同时又了更多的自主权和选择权。

华为在基站设备上的技术储备,肯定包含一定的基带、射频芯片技术,同时又有4G、5G上的技术专利,就可以和高通等公司交叉授权降低成本。


之前提到芯片研发的难度,就不得不提到半导体产业。

半导体可以分为四类产品,分别是集成电路、光电子器件、分立器件和传感器。其中规模最大的是集成电路,占半导体市场的80%以上。

经过50 多年的发展,如今的半导体产业已经高度专业化。下面都将以集成电路(IC)产业为例来说明产业的分工。

集成电路产业经过了几十年不断的发展与演变,在1970 年代以前,由系统厂商(System)和IDM 厂商主导,之后演变为IC 设计、晶圆代工和封装测试为主导的垂直分工模式。随着IC 产业规模的壮大,产业竞争加剧,分工模式进一步细化,从封装测试环节中分出测试,从IC 设计环节分出了专门提供IP 的厂商(如ARM)。

IDM(集成器件制造商)指 Intel、IBM、三星这种拥有自己的晶圆厂,集芯片设计、制造、封装、测试、投向消费者市场五个环节的厂商,一般还拥有下游整机生产。

当前IC 产业的商业模式可以简单描述为,IC 设计公司根据下游客户(系统厂商)的需求设计芯片,然后交给晶圆代工厂进行制造,之后再由封装测试厂进行封装测试,最后将性能良好的IC 产品出售给系统厂商。

半导体产业链制造流程

在这条环环相扣的产业链上,中国在芯片设计和封测领域水平提升较快,但在芯片制造等领域很难弥补差距。

一位从事芯片设计十年的资深人士分析称,芯片设计领域,中国排在第二梯队,还没掌握高端通用芯片的设计能力,但“不是不可逾越”。

2016年中国的集成电路进口为2271亿美元,也就是说约90%的芯片需要进口。据美国市场研究机构IC Insights统计,全球排名前十的芯片代工厂商,台积电占59%,美国格罗方德占11%,台湾联华电子占9%,中国制造仅占9%,到2020年国产化率预计将提升至15%。

芯片制造主要就是晶圆厂的工艺流程,一是对于原材料的生产,也就是晶圆切片,二则是集成电路芯片。后者才是计算机、电子、通信领域中最终产品。

光论材料,我国在六七十年代就研制出了单晶硅,但是后续的集成电路制造工序繁多,工艺复杂,我国始终未能掌握关键技术,和完整晶圆制造业的国家和地区有很明显的差距。

当前,我国才刚普及28nm制艺的水准,而联发科、英特尔等都已经在7nm、5nm制艺上进行努力。制艺大小,其实就是组件距离间的大小。制程越小,工艺就越先进,赋予CPU的性能就越有强大,能耗也会变得越低。

骁龙835就已经使用10nm的制艺,845则是10nm的二代制艺。华为的麒麟970采用的也是10nm的制艺。

中国的芯片制造任重而道远。

再用习大大的话作为结束语:真正的大国重器,一定要掌握在自己手里。核心技术、关键技术,化缘是化不来的,要考自己拼搏!

致敬所有奋斗在技术前沿,为国争光的人们!

参考资料来自 财经36氪 和其他网络资源:
《美国制裁中兴通讯重启,将对其监管7年, 英国拱火》
《中兴通讯业务瞬间熄火,命运系于中美斡旋结果》
《76岁的他,中兴困局中最心痛的人》
《中兴生死劫》
《为什么苹果这么多年都研发不出手机基带芯片,而华为却第一家做出4G cat6芯片?》
《中兴禁售延伸到DRAM产业,南亚科证实“出货受限”》
《国产芯何时可“中兴”?》
《中国缺芯之痛:国产芯占有率多项为0,为什么中国人设计不出好芯片?》
《中兴一石激千浪,中美科技博弈升级》
……

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