浅谈中国手机芯片发展现状

中美贸易战事件中，中兴被制裁一事给所有国人敲响了可怕的警钟：作为一切操作系统、软件的载体，芯片的发展水平决定了一个国家信息化、数字化的速度和高度，然而我国在该领域目前还处于过度依赖国外技术，国内市场的高端芯片中有相当大的一部分来自于国外。因此，在即将到来的第四次工业革命-“信息革命”的大潮下，大力发展相关技术、产业就显得愈发重要，中国已经错过了三次工业革命，我相信这次中国不会放过这次机会。

手机作为信息时代的标志产物之一，在人们的日常生活中扮演着重要的角色，其核心部件——芯片更是直接决定了现代人类沟通、娱乐、工作、学习的速度和质量。

芯片就像是一座加工厂，而输入信号就像原材料，通过改变芯片内部的走线、逻辑，就能够对输入信号实现不同的处理方式，实现相应的生产过程。芯片从需求提出到投入应用大体分为两个阶段：设计和制造。芯片的设计流程往往分为前端设计和后端设计，前端设计更侧重于软件的设计，更加注重逻辑；后端设计则要更多地考虑工艺手段，设计人员需要根据芯片生产方的能力来设计相应的芯片。

中国的本土企业能提供芯片自动设计工具的几乎没有，基本上都要依靠美国的以赛灵思为首的巨无霸行业提供的设计工具。芯片制造的难度更大。一般认为芯片的生产与制造可以大体分为晶元制造、晶元光刻、掺加杂质和封装测试四个步骤。原料制造：制造芯片的物质基础是晶元，由石英砂精炼得来，将提纯后的硅制成硅晶棒即可得到制造集成电路的半导体材料。晶圆光刻显影、蚀刻：电路中复杂的逻辑组合与走线并不是通过传统意义上的“雕刻”或“拼接”完成的，而是通过光刻机对指定位置进行蚀刻，这一过程极为精密和复杂。掺加杂质：集成电路的基础是PN 结，要想形成PN 结，就必须在不同的晶元里掺加不同的杂质。越是复杂的集成电路，其立体结构就越复杂，掺加杂质的步骤也就越复杂。封装测试：经过上述流程，芯片制造商就完成了从版图到芯片实体的流程，但芯片能否具体工作，其电气性能是否达标，还需要完成测试才能确定。由于芯片制造厂商均需要一批后端测试人员对芯片的性能进行测试，由于该环节技术含量不高，故我国在该环节不存在明显的落后。

负责手机通信中数字信号的调制解调，是通信芯片最为复杂的部分之一，也是各大通信厂商的重要竞争领域。实际上，基带芯片是影响手机通信质量的众多因素中最关键、最重要的部分，可以说基带芯片的性能直接决定了手机的通话质量和上网速度。基带芯片技术门槛极高、研发周期长、资金投入大，若不是“家大业大”，很难有实力在这个领域取得突破。实际上，实力强如博通、德州仪器、飞思卡尔英伟达等企业也陆续因为巨大的成本放弃基带业务。在很长的一段时间内，高通在基带芯片领域独领风骚，整个市场呈现寡头垄断的竞争格局：2018 年上半年，高通占有全球53% 的基带市场份额，第二名的联发科只有16%，三星占有12%。而随着5G 时代的到来，高通、联发科、三星、华为海思等公司纷纷进入蓝海，先后展示了自家的5G 基带芯片，同时手机终端企业也开始开辟一条自研基带芯片的道路，通过自主研发来提高市场竞争力，使得高通“一家独大”的优势不断受到冲击。在国内，华为作为我国通信设备领域的龙头老大，也在为5G 时代不断预热铺垫，例如新研制的麒麟980 在满足4G时代要求的同时，可以通过选配、改装的方式适应5G 技术标准，但值得注意的是华为的市场占有额仍然非常有限，我们期待其在5G 时代能有更好的发挥。

最大难题终于攻克，国产芯片迎来自研光刻机，一台就价值2000万

图为国产22纳米级光刻机 近日，据媒体报道，困扰国产芯片发展的最大难题终于被攻克了，国产芯片迎来了自研光刻机，这款光刻机是由中科院牵头、联合多个科技公司研制而成的，分辨率达到了22纳米，可以说，自研光刻机的问世是国产芯片的高光时刻，对国产芯片行

中国芯片产业短板

1. 虽然在局部取得了较大突破，但整体上仍然落后。我国部分厂商在SoC、射频芯片、指纹芯片等领域取得了不俗的成绩，但绝大多数公司和大多数领域仍然处在低端或是仅供应服务的尴尬境地。
2. 产业链尚不完备，设计工具、关键设备、原料依赖进口。我国在芯片设计和后期芯片制造等领域的确取得了一些进步，但在硅晶圆原材料、芯片初期加工等领域仍然无法取得较大突破，关键设备基本被国外公司垄断。
3. 人才缺乏，核心技术缺乏。一切问题的根源在于我国相关领域起步晚、基础差、人才少，在国外技术壁垒堆砌、人才大量被互联网吸引的今天，大多数公司都处在艰难生存的境地。高等教育在集成电路方面也比较薄弱，缺乏相应的体系建设。
4. 竞争方式有缺陷，不利于长久发展。正如前文所说，我国芯片领域的一大尴尬之处在于，高端市场无法进入，只能在中低端市场展开竞争，价格战也就成为了厂商们常常采取的形式，最直接的后果就是企业毛利率极低，这样的商业模式显然不利于一个资金密集、技术密集的产业进行可持续发展。
5. 国外公司给予的压力过大。近年来，国际巨头也逐渐意识到中国这一巨大市场，纷纷进入中国开拓业务。ARM 在国内开设公司，高通与大唐、中芯国际等不断加强合作，英特尔入股紫光展讯等。一方面，这种深度合作能给当地带来收入，拉动GDP，有利于培养人才。但另一方面，对于本土民族企业的成长，或多或少都是不利的。

在相对传统的芯片产业中我国的相对落后已然是不争的事实，但在部分相对冷门的领域中我国与其他国家的差距并不明显。实际上，除去上述的各大功能芯片，一些特殊类型的芯片（例如类脑芯片等）也在悄然崛起，这些芯片虽然大多数处在概念期，尚未在工程中“证明”自己的强大能力，但其巨大的潜在价值却被圈内外人非常看好。而在这些领域，知识产权壁垒也没有传统芯片领域高，更加适合我国去争取和追赶。芯片技术无论怎样发展、走怎样的道路，最终的执行者都是人本身。因此，如果没有可靠的技术队伍和领导人才，再好的战略规划也是纸上谈兵。我国应加大研发力度，支持并鼓励芯片研发，注重芯片方面的人才培养。十年树木，百年树人，力争在下个芯片时代到来之时实现我国芯片产业的全球领跑。

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