《電子技術(shù)應(yīng)用》
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芯片老兵如何看國產(chǎn)替換?

2019-06-20
關(guān)鍵詞: 芯片 華為

  自2016年之后,國產(chǎn)替換的呼聲越來越高。

  “華為‘備胎’一夜轉(zhuǎn)正”的案例一度成為華為面對美國禁令的底氣,越來越多的企業(yè)開始關(guān)注供應(yīng)鏈安全、國產(chǎn)替換,國產(chǎn)替換已經(jīng)成為大勢所趨。越來越多的企業(yè)也開始主動尋求一些國產(chǎn)替換解決方案,但國產(chǎn)替換到底應(yīng)該怎樣切入?怎樣做?很多人都很迷茫。

  我們芯片超人商學院第一期課程邀請了東南大學信息學院產(chǎn)業(yè)教授姜鑫,為大家?guī)韲a(chǎn)替換的“芯片國產(chǎn)化替換的一些分享”,希望能為大家撥開國產(chǎn)替換化道路上的一些迷霧。部分課堂內(nèi)容整理如下:

  導師檔案

  姜鑫,東南大學信息學院產(chǎn)業(yè)教授,成功管理過上百個產(chǎn)品,親自設(shè)計并發(fā)布了多款新產(chǎn)品,負責多條產(chǎn)品線的研發(fā),生產(chǎn)和技術(shù)支持,后加入東南大學毫米波國家重點實驗室,在業(yè)界擁有豐富的積累。

  1、芯片是什么?

  芯片的生產(chǎn)和造紙的原理類似,芯片制造中的"紙"需要一張質(zhì)量好的紙:紙張一般來源于沙子,然后形成硅晶柱、切片形成晶圓,然后將感光材料覆蓋在晶圓上,利用光刻機光線的反射將復(fù)雜的電路圖復(fù)制到感光材料上,光刻機的作用原理和膠片相機的使用原理相似,只不過膠卷上儲存的是電路圖。

  然后在“膠卷”上一層一層刻上不同的電路圖,原理和蓋房子類似,蓋一層鋪一層膠、光刻,循環(huán)往復(fù),根據(jù)需求形成不同的結(jié)構(gòu)。最后經(jīng)過離子注入其它復(fù)雜的工藝便有了半導體的特性,最后進行測試,分割,封裝完成成品芯片。

  一般來說,硅芯片一般需要蓋幾十層,射頻芯片一般需要十幾層。值得關(guān)注的是,光刻機一直是我國的技術(shù)弱項,90%以上都依賴國外進口,其技術(shù)水平嚴重制約著中國芯片技術(shù)的發(fā)展。

  2、芯片產(chǎn)業(yè)格局

  芯片為什么重要?

  大家都知道芯片重要,但是到底有多重要很少可以量化表達,其實芯片有一種撬動的“杠桿效應(yīng)”。比如1元集成電路的產(chǎn)值將帶動10元左右電子產(chǎn)品產(chǎn)值和100元國民經(jīng)濟的增長。 若以單位質(zhì)量鋼筋對GDP的貢獻為1計算,則小汽車為5,彩電為30,計算機為1000,而集成電路的貢獻率高達2000。

  在市場份額上,就射頻芯片來說,射頻只占模擬市場的1/10,而模擬是整個芯片產(chǎn)業(yè)的1/10。

  為什么是這樣子?因為模擬處理的問題主要是信號跟自然界之間的關(guān)系,所以我們既自豪又自卑,為什么?我自豪的是我們面對的都是真實世界的東西,自卑是因為我們不是能憑空創(chuàng)造一個完整世界,因為數(shù)字化的東西自帶一個體系。當然射頻的10%也很重要,就像人的微量元素,是人體不可或缺的。

  從上面的表格中可以看出,數(shù)字芯片市場是一個極其壟斷的市場,1985年前十大廠商占據(jù)市場份額的60%,2018年全球排名前十的半導體廠商占據(jù)市場份額的65%+。

  3、數(shù)字與模擬的壟斷

  為了讓大家更了解模擬和數(shù)字的區(qū)別,姜鑫教授借用了“得到”吳軍老師的理論給大家講解了模擬與數(shù)字的區(qū)別。

  吳軍老師說:“人類進步主要是能量和信息”。其實電子元器件主要處理信息問題,還有一部分處理能量問題。數(shù)字芯片主要進行信息處理(可復(fù)制),包括信息的傳播、信息的處理和信息的存儲,數(shù)字世界的邊界是人為造出來的,只要供需一直在,就會一直增長。

  模擬芯片主要進行信息的傳遞,傳遞能力其實也跟處理能力有關(guān)聯(lián)。做模擬芯片就像老中醫(yī),要一直揣摩,要有經(jīng)驗,要根據(jù)不同的“病人”開不同的藥。從上圖可以看出,從1995年開始算起(彼時摩托羅拉第一代的手機開始開始興起,無線通訊開始真正到人類社會),增長規(guī)律大概是每五年增長十倍。

  所以在測算5G何時全面商用時間時,我們可以參照一下4G的發(fā)展軌跡:2014年4G才逐漸被大面積使用,在時間線上,今天相當于4G爆發(fā)前的2010年。從技術(shù)角度發(fā)展來看,大概到2023年前后,5G才能被我們大眾廣泛享用。

  數(shù)字世界是分層的“想象/協(xié)作共同體”,在這個體制內(nèi)玩家們都遵守著游戲規(guī)則,每一層都有它的邏輯邊界和游戲規(guī)則,一旦成為游戲規(guī)的制定者,就會造成“贏者通吃”的局面,這也解釋了英特爾在市場中屹立不倒的原因:它掌握了通用計算的游戲規(guī)則,所以說同一賽道不存在彎道超車。

  為什么說AI是一個新賽道,因為AI的底層邏輯、算法可以改變。

  而模擬芯片種類繁多,技術(shù)門檻要求高,頭部客戶少,驗證時間長,供應(yīng)鏈比較單一,不易驗證等特點,決定了在模擬芯片的競爭中需要更多的閱歷積累,拼的是“資歷”。

  4、國產(chǎn)替換有哪些思路

  工業(yè)社會的協(xié)作已經(jīng)很少有純純粹粹的國產(chǎn)化,在我看來,如果能滿足甲方供應(yīng)鏈的安全就可以稱為真正的國產(chǎn)化。

  為什么要國產(chǎn)化?主要有外在原因和內(nèi)在動力。外在原因歷史悠久:1949 - 1994 年巴黎統(tǒng)籌委員會 (簡稱“巴統(tǒng)”)限制蘇聯(lián),1952年開始限制中國,1996年瓦森納協(xié)定,33個成員國 (其中17個為巴統(tǒng)成員)把軍民兩用商品和技術(shù)以及各類武器彈藥、設(shè)備及作戰(zhàn)平臺列入到限制清單,內(nèi)在動力主要是戰(zhàn)略和發(fā)展需求。

  姜鑫教授為芯片超人商學院學員授課

  我認為眼下做國產(chǎn)化的目的是為了實現(xiàn)真正的國際化。

  國際化有幾個標準:

  第一,技術(shù)要在在國際上站得住腳,首先知識產(chǎn)權(quán)基本上是沒有太大問題的,需要自研的技術(shù)作為儲備;

  第二,產(chǎn)品需要經(jīng)過批量和各種驗證考核,能融入到其他的生態(tài)體系;

  第三,團隊要有很強的戰(zhàn)斗力,能夠適應(yīng)未來的國際化和挑戰(zhàn)。

  在國產(chǎn)替換方面,姜鑫博士主要提出了國產(chǎn)替換的三種思路:Pin-2-Pin替換、借鑒經(jīng)驗、聯(lián)盟+平臺形式,聯(lián)盟+平臺形式目前是機會較大的一個方向,識別靠譜的國產(chǎn)化芯片團隊/產(chǎn)品是其發(fā)展的關(guān)鍵。


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