《電子技術(shù)應(yīng)用》
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內(nèi)外夾擊下 “中國芯”如何走向自給自足

2017-07-10
關(guān)鍵詞: 芯片 計算機 集成電路 微型

今年6月,我國配備國產(chǎn)芯片的“神威·太湖之光”登頂“全球超級計算機TOP500榜單”,“中國芯”的實力嶄露頭角。但從我國芯片行業(yè)整體發(fā)展現(xiàn)狀來看,進(jìn)口依存度高、全球市場占比率低仍然是不爭的事實。

面對國內(nèi)市場需求量龐大,國外在技術(shù)和投資限制方面“圍追堵截”的困境,“中國芯”要想全面突圍、跨越式提升技術(shù)水平、最終實現(xiàn)自給自足的目標(biāo),并非一朝一夕之功。

助力超算登頂

今年6月19日,全球超算大會在德國法蘭克福舉行,會上發(fā)布了最新一版“全球超級計算機TOP500榜單”。其中,我國“神威·太湖之光”和“天河二號”連續(xù)第三年躋身前兩名。尤其值得注意的是,排名首位的“神威·太湖之光”所使用的中央處理器,是我國自主設(shè)計生產(chǎn)的國產(chǎn)芯片——“申威26010”眾核處理器。

“申威26010”實力凸顯,“中國芯”助力超算登頂,意味著曾經(jīng)高度依賴進(jìn)口的中國芯片制造業(yè)正在邁向自主可控的新時代,在性能方面也已達(dá)到國際先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)水平。

但是,從此次“全球超算TOP500榜單”中超算芯片使用整體情況來看,“中國芯”要趕上乃至全面超越國外老牌芯片廠商,依舊前路漫漫。以美國為例,此次上榜的500臺超算計算機中,有464臺都使用了美國英特爾芯片;采用美國IBM和AMD芯片的超級計算機分別為21臺和6臺。

實際上,這份超算榜單所折射出的,恰是當(dāng)前我國芯片業(yè)在全球市場競爭格局中的真實處境:近十年來,國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)自主可控方面已取得一定成效,但全球市場占比遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足,且制造企業(yè)在規(guī)模、創(chuàng)新研發(fā)與設(shè)計以及生產(chǎn)承接能力方面依舊落后于全球領(lǐng)先廠商。

目前,我國國產(chǎn)芯片自給率尚不足三成,集成電路的全球市場份額不到10%。芯片業(yè)已與原油并列成為我國進(jìn)口份額最大的兩類產(chǎn)品。2016年,中國集成電路進(jìn)口額高達(dá)2271億美元,亦是連續(xù)第四年芯片產(chǎn)品進(jìn)口費用超過2000億美元。與此同時,我國集成電路出口金額卻僅為613.8億美元,貿(mào)易逆差高達(dá)1657億美元。

內(nèi)外夾擊

當(dāng)前,中國在大力推動國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展和關(guān)鍵技術(shù)自主可控過程中,主要面臨著來自國內(nèi)和國外兩個層面的挑戰(zhàn)。

國內(nèi)層面,我國是全球芯片需求大國,芯片市場需求總量約占全球的1/3。僅從電子信息制造業(yè)這一個領(lǐng)域來看,2016年我國全年共生產(chǎn)手機21億部、微型計算機設(shè)備2.9億臺、智能電視9310萬臺,芯片需求量之巨大可見一斑。

更重要的是,隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實等前沿科學(xué)技術(shù)的逐漸成熟,未來芯片市場需求將呈爆發(fā)式增長態(tài)勢。

以汽車產(chǎn)業(yè)為例。麥肯錫咨詢公司在今年4月發(fā)布的名為《出行趨勢:汽車半導(dǎo)體業(yè)的未來在哪里?》的報告中提出,隨著汽車行業(yè)的電動化、互聯(lián)網(wǎng)、智能化趨勢不斷加深,從1995—2015年,全球汽車芯片市場規(guī)模從70億美元增長到300億美元。據(jù)麥肯錫咨詢公司估計,從2015—2020年,汽車芯片的市場規(guī)模還將以每年6%的速度繼續(xù)增長。

在這一背景下,如若不能及時彌補我國集成電路存在的巨大市場供給缺口,擺脫高度依賴進(jìn)口的局面,將會給我國未來社會經(jīng)濟發(fā)展帶來巨大的隱患。

國際層面,由于涉及到專利保護(hù)、技術(shù)封鎖等問題,未來通過直接從他國購買芯片設(shè)計和制造技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的方式,難度可能將進(jìn)一步加大。

今年1月,美國總統(tǒng)科技顧問委員會發(fā)布的《關(guān)于確保美國在半導(dǎo)體行業(yè)長期領(lǐng)先的報告》稱,雖然現(xiàn)階段中國芯片產(chǎn)業(yè)在全球銷售額方面仍遠(yuǎn)落后于美國,但在過去10年間,中國加大了對半導(dǎo)體行業(yè)的研發(fā)及市場投入,加上產(chǎn)業(yè)政策的大力傾斜,長此以往,必將對美國芯片業(yè)的創(chuàng)新進(jìn)程和全球市場份額造成嚴(yán)重威脅。由此,報告提出了應(yīng)加強對中國芯片出口限制、審查中國海外芯片投資等建議。

美國之所以在芯片產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)χ袊皣范陆亍?,除了?jīng)濟方面的考量外,更重要的是考慮到芯片對國家安全的重要意義。也正因如此,美國總統(tǒng)科技顧問委員會在報告中還提出,美國政府應(yīng)盡快著手鑒別那些關(guān)乎國家安全的半導(dǎo)體技術(shù),并從這一角度出發(fā),重新思考構(gòu)建相關(guān)的國家安全政策。

兩方面突圍

國務(wù)院在2014年印發(fā)的《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》中提出:到2030年,產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)要達(dá)到國際先進(jìn)水平,實現(xiàn)跨越發(fā)展。面對國產(chǎn)芯片自給率不足三成的困境,《中國制造2025》明確提出:到2020年芯片自給率要達(dá)到40%,2025年達(dá)到50%。

為實現(xiàn)跨越發(fā)展,“中國芯”要全面突圍,達(dá)到自給自足的最終目標(biāo),可從以下兩方面入手。

一是實現(xiàn)專利質(zhì)量提升。近十年來,我國企業(yè)在芯片專利數(shù)量上成績喜人,已逐步趕上國外老牌企業(yè)。為實現(xiàn)我國芯片產(chǎn)業(yè)在裝備、工藝和材料領(lǐng)域的自主創(chuàng)新發(fā)展,2008年國務(wù)院批準(zhǔn)實施“集成電路專項”。截至目前,該專項共申請了2.3萬余項國內(nèi)發(fā)明專利和2000多項國際發(fā)明專利。

不過,國產(chǎn)芯片的用武之地大多集中在音箱、機頂盒、冰箱、空調(diào)等消費類產(chǎn)品上,通信、醫(yī)療和軍事等對芯片性能要求極高的領(lǐng)域,依然高度依賴進(jìn)口芯片?!爸袊尽睂@季重叫鑿牧孔冏呦蛸|(zhì)變。

二是加強行業(yè)協(xié)同合作。由于芯片研發(fā)制造的投資成本高、回報周期長、技術(shù)要求高,因此加強國內(nèi)外主體企業(yè)之間的協(xié)同合作至關(guān)重要。

過去一段時間,我國芯片企業(yè)乃至政府機構(gòu)主要通過收購、投資海外芯片公司,以期獲取行業(yè)最前沿的技術(shù)和知識。但從上述美國總統(tǒng)科技顧問委員會發(fā)布的報告來看,單純的收購行為可能會遭到限制。

為拓展多樣化的協(xié)作方式,我國近年來也進(jìn)行了一些積極嘗試。例如,2016年初,貴州省人民政府與美國高通公司宣布成立合資企業(yè)——華芯通,主營服務(wù)器芯片業(yè)務(wù)。同年,國內(nèi)27家高端芯片、基礎(chǔ)軟件、整機應(yīng)用等骨干企業(yè)及科研院所共同成立了“中國高端芯片聯(lián)盟”。

此外,考慮到光伏面板和LED照明行業(yè)曾因資金大量涌入,引發(fā)產(chǎn)能過剩和價格大跌的前車之鑒,我國芯片行業(yè)應(yīng)引以為戒,謹(jǐn)防投資過熱,避免產(chǎn)能過剩。


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