国产芯片与国外芯片公司差距

来源：ittbank

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导 读

近些年，中国在集成电路领域还是取得了显著的成绩，也诞生了很多优秀国内芯片公司，这些成功的芯片公司大部分成立于10年前，目标是取代国外低端芯片产品，通过巨大的价格差距切入市场，再不断迭代产品走向中高端。虽然很多领域差距依然巨大，但在低端芯片和某些领域已经可以做到自给自足。

从2010年到2018年，设计公司数量从582家增加到1698家，数量增长近3倍。国内芯片设计公司数量世界第一，总营收却只占全球芯片营收的13%左右。

在1698家芯片设计公司当中，50%的公司年销售额小于1000万人民币，达到843家；1000-5000万的公司数量占24%，合计为406家；而5000万-1亿的公司仅占14.19%，为241家；此外营收大于1亿的公司占比为12.25%，合计为208家。

近些年，中国在集成电路领域还是取得了显著的成绩，也诞生了很多优秀国内芯片公司，这些成功的芯片公司大部分成立于10年前，目标是取代国外低端芯片产品，通过巨大的价格差距切入市场，再不断迭代产品走向中高端。虽然很多领域差距依然巨大，但在低端芯片和某些领域已经可以做到自给自足。下面来看一张对比表：

• 存储器：国内外差距较大。

目前全球存储芯片主要有三类产品，根据销售额大小依次为：DRAM、NAND Flash 以及Nor Flash。在内存和闪存领域中，IDM 厂韩国三星和海力士拥有绝对的优势，截止到2017年，在两大领域合计市场份额分别为75.7%和49.1%，中国厂商竞争空间极为有限，武汉长江存储试图发展 3D Nand Flash(闪存)的技术，但目前仅处于 32 层闪存样品阶段，而三星、英特尔等全球龙头企业已开始陆续量产 64 层闪存产品；在Nor flash 这个约为三四十亿美元的小市场中，兆易创新是世界主要参与厂家之一，其他主流供货厂家为台湾旺宏，美国Cypress，美国镁光，台湾华邦。

紫光展锐、华为海思等在移动处理器方面已进入全球前列。

• 中央处理器(CPU) ：追赶难度最大的高端芯片。

英特尔几乎垄断了全球市场，国内相关企业约有 3-5 家，但都没有实现商业量产，多仍然依靠申请科研项目经费和政府补贴维持运转。龙芯等国内 CPU 设计企业虽然能够做出 CPU 产品，而且在单一或部分指标上可能超越国外 CPU，但由于缺乏产业生态支撑，还无法与占主导地位的产品竞争。从龙芯（MIPS架构），海光和兆芯（X86架构，从AMD和VIA取得授权），申威（购买DEC alpha架构），再加上一些交换芯片，arm架构的处理器，中国基本上能实现整个计算机和网络设备的全自主。

• GPU：市场的产值虽然小，但是门槛极高。

GPU市场的产值虽然小，但是门槛极高，全球也就剩下AMD、NVIDIA两家能研发高性能GPU的厂商，不论技术、人才还是专利，对AN两家之外的公司都是严重的障碍。至于国内，GPU就更差了，如果说国产CPU还能看到英特尔、AMD等领先厂商的背影，那么GPU方面可能别人领先在哪里都不确定。

芯片去“A”正当时，两大国产化核心

自2019年5月17日美国 BIS 将华为及附属公司超过70家纳入实体名单以来，华为芯片核心产业链持续去A化，在 IC设计端的移动处理器、存储、模拟、传感器、射频前端、功率半导体等部件都已经具备绕开美国供应商的可行性路径。 国内半导体核心环节仍受制于人 本次美

• DSP芯片：目前3家国际公司占据国际市场。

目前，世界上DSP芯片制造商主要有3家：德州仪器（TI）、模拟器件公司（ADI）和摩托罗拉（Motorola）公司，其中TI公司独占鳌头，占据绝大部分的国际市场份额，ADI和摩托罗拉公司也有一定市场。华睿、魂芯DSP芯片逐步打破国外垄断。

• FPGA：国内外技术悬殊。

具有研发投入大，生命周期长，较难在短期聚集起经济效益，因此在国内公司层面发展较为缓慢，甚至有些领域是停滞的。

从现状看来，虽然国产FPGA厂商一直有加大投入，但随着Xilinx和Intel先后推出的大杀器之后，国内厂商与FPGA头部两家公司的差距其实正在进一步拉大。国外厂商已经在进一步加大系统整合和软件部署能力，但我们国产FPGA还主要集中在解决基础EDA软件工具和丰富产品线这两方面的工作。

• EDA：国内外差距巨大。

EDA行业存在高度垄断，Synopsys、Cadence及Mentor这3家EDA公司垄断了国内芯片设计95%以上的市场，他们给客户提供完整的前后端技术解决方案。国产EDA工具在整个芯片设计的过程中贡献度几乎为零！

国产EDA与国外主流EDA工具相较，设计原理上并无差异，但软件性能却存在不小差距，主要表现在对先进技术和工艺支持不足，和国外先进EDA工具之间存在“代差”。目前，在国家及地方政府大力支持集成电路产业发展的前提下，已拥有华大九天、广立微、芯禾科技、蓝海微、九同方微、博达微、概伦电子、珂晶达、创联智软等EDA企业，但大部分以点工具为主，缺乏全面支撑产业发展的能力，存在产品不够全、与先进工艺结合存在不足、人才不足等问题。中国EDA的发展需要实现由“点”突破，向”线”、”面”发展。

从技术到规模，国内与国际差距明显，进口替代空间巨大。对于已实现技术突破的低端市场，考验的是销售能力；而对于未实现技术突破的高端产品市场，考验的是研发能力。

• 功率器件：欧美日厂商领先高端产品线，国内积极布局第三代半导体材料。

硅基MOSFET&IGBT：国内厂商迎头赶上，进口替代正当时；

第三代半导体材料功率器件：国外技术领先，国内厂商处于布局阶段；

欧美日厂商三足鼎立。美国功率器件处于世界领先地位，拥有一批具有全球影响力的厂商，例如TI、Fairchild、Maxim、ADI、ONSemiconductor和Vishay 等厂商。欧洲拥有Infineon、ST 和NXP 三家全球半导体大厂。日本主要有Toshiba、Renesas、Rohm、Matsushita、Fuji Electric 等。中国台湾拥有富鼎先进、茂达、安茂、致新和沛亨等一批厂商。中国大陆拥有吉林华微电子、苏州固锝电子、无锡华润华晶微电子、扬州扬杰电子等一批厂商。

• CMOS：传统三强索尼、三星、豪威。

在各应用领域的主流产品中，绝大部分采用了三巨头的CMOS传感器。市场热门的手机都是采用索尼、三星与豪威科技（Omnivision，简称OV）的产品，这三家把持着大部分消费类电子领域CMOS传感器的市场份额。而在汽车和安防等行业应用领域，一般都是选用安森美，OV与索尼三家的产品。

与以上几家国际大厂相比，我国本土发展起来的CIS厂商在规模和技术上还存在一定的差距，且产品主要用于中低端消费类电子领域。

• 射频器件：高端市场基本被Skyworks、Qorvo和 博通3家垄断。

2018年，射频芯片市场150亿美元；高端市场基本被Skyworks、Qorvo和 博通3家垄断，高通也占一席之地。射频器件的另一个关键元件——滤波器，国内外差距更大。SAW滤波器的历史比较悠久，目前主要是日本（如Murata、TDK）和美国（如Skyworks）厂商主导。我国原先一些基站SAW的IDM供应商，例如好达电子、中电科德清华莹等企业，近些年也积极扩产进军终端消费类市场。同时，中国也有卓胜微、华远微电、开元通信、宜确等设计公司通过fabless模式切入SAW滤波器市场，并取得了不错的进展，据悉已经进入了不少主流手机的供应链。然而，在BAW领域，中国厂商还需要加紧追赶 。射频芯片投入相对小，是很好的尝试点和突破口，性能提高是关键；国内射频芯片公司小而散，只有联手、整合，放弃内部低端市场的竞争，才有机会挑战国际巨头。

• WiFi、蓝牙芯片：国内产品还比较低端，占据高端的都是国际大厂。

WiFi芯片，蓝牙芯片，中国的FABLESS企业都有布局，都有产品，只不过产品还比较低端，占据高端的都是国际大厂。国际大厂如英特尔、博通、Marvell等，都养了一大批研究人员，对未来几年的技术进行研究，同时在IEEE的WiFi标准化组织里投递研究成果，和同行PK，争取把自己的专利写进下一版标准中去。同时工程部门同步做实现，能在IEEE开会的时候拿出样品做成果展示。当WiFi标准一定稿，立即推出产品。国内做WiFi芯片的小厂根本没有这个实力参与这个游戏，只能等WiFi新版标准发布之后，拿到文档，仔细研究，然后研发生产。更多的时候，最新标准还无法实现，只能生产老版标准的产品。这就是低端产品和高端产品的主要差别。

• 激光雷达：国产没有话语权。

在该领域，国货几乎没有话语权。目前能上路的自动驾驶汽车中，凡涉及激光雷达者，使用的几乎都是美国Velodyne的产品，其激光雷达产品是行业标配，占八成以上市场份额。

光芯片在光模块中成本占比30%-50%，高端产品中占比甚至能够达到50%-70%。国外大厂占据高端光芯片90%以上市场份额，可以说目前被美、日厂商垄断；国内光芯片厂商以10G 及以下产品为主，核心技术能力亟待突破。

• 半导体生产设备：低端制程实现国产替代，高端制程有待突破。

目前，我国半导体设备的现况是低端制程实现国产替代，高端制程有待突破，设备自给率低、需求缺口较大。关键设备技术壁垒高，美日技术领先。

电容和电阻是电子工业的黄金配角。中国是最大的基础电子元件市场，一年消耗的电阻和电容，数以万亿计。但最好的消费级电容和电阻，来自日本。电容市场一年200多亿美元，电阻也有百亿美元量级。所谓高端的电容电阻，最重要的是同一个批次应该尽量一致。日本这方面做得最好，国内企业差距大。国内企业的产品多属于中低端，在工艺、材料、质量管控上，相对薄弱。

我国生产的连接器主要以中低端为主，高端连机器占有率比较低，但需求增速较快。目前我国连接器发展正处于生产到创造的过渡时期，对高端连接器，特别是汽车、电信与数据通信、计算机及周边设备、工业、军工航空等领域需求巨大，使得高端连接器市场快速增长。

• 晶振：中高端产品对国外依赖性强，国产化替代必要性强。

高端晶振国外依赖性强，2016年全球晶振市场，国内企业占比只有6%左右。时频为国家经济命脉，非常核心，国产化替代必要性强。

普通人看到中国IT业繁荣，认为技术差距不大，实则不然。3家美国公司垄断手机和个人电脑的操作系统。数据显示，2017年安卓系统市场占有率达85.9%，苹果IOS为14%。其他系统仅有0.1%。这0.1%，基本也是美国的微软的Windows和黑莓。没有谷歌铺路，智能手机不会如此普及，而中国手机厂商免费利用安卓的代价，就是随时可能被“断粮”。

结语：我国企业在FABLESS设计行业的布局已经展开，发展也是非常之快。主要的问题是，仍然有一些空白点需要填补，已有的产品偏向低端，需要慢慢向高端拓展。