5G時代：中國IC產(chǎn)業(yè)的機(jī)會與挑戰(zhàn)

 近日，2017(第十五屆)中國通信集成電路技術(shù)與應(yīng)用研討會(簡稱CCIC)暨第二屆晉江國際集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇在晉江召開。

在上午的高峰論壇上，中國科學(xué)院院士劉明分享了存儲器技術(shù)發(fā)展態(tài)勢和機(jī)遇。她表示，與國際大公司相比，大陸地區(qū)存儲技術(shù)差距巨大。國內(nèi)工業(yè)界對閃存的投入，之前主要集中在NOR型閃存，在NAND閃存領(lǐng)域，我國制造能力和市場占有率領(lǐng)先的三星、美光、東芝和海力士等相比差距都非常大，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界對于PRAM、MRAM、RRAM等新型存儲器的直接投入很少。劉院士認(rèn)為，存儲器應(yīng)用廣泛，市場龐大，是國家戰(zhàn)略性高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，所以我國存儲產(chǎn)業(yè)必須抓住當(dāng)前存儲器技術(shù)發(fā)展多元化的新機(jī)遇，在國際視野下進(jìn)行存儲器產(chǎn)業(yè)布局，自主創(chuàng)新與國際合作并舉，但在產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形勢下，更要注重原始創(chuàng)新。“我們要鼓勵原始創(chuàng)新和技術(shù)突破，開展共性基礎(chǔ)研究，為產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展奠定科學(xué)基礎(chǔ)。在存儲器產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，商業(yè)模式與核心技術(shù)缺一不可。沒有商業(yè)模式，技術(shù)創(chuàng)新無用武之地;沒有核心技術(shù)，商業(yè)模式創(chuàng)新難以持續(xù)。”

電信科學(xué)技術(shù)研究院副院長兼大唐電信副總裁陳山枝則做了“5G發(fā)展與IC產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)”的主題演講。陳山枝指出，歷經(jīng)四代技術(shù)發(fā)展，中國移動通信產(chǎn)業(yè)由剛開始時全盤吸收引進(jìn)，到3G時代追趕，4G時代并跑，現(xiàn)今已成為我國高科技領(lǐng)域中為數(shù)不多的具有國際競爭力和行業(yè)話語權(quán)的產(chǎn)業(yè)。

電信科學(xué)技術(shù)研究院副院長兼大唐電信副總裁陳山枝

“TD-LTE 4G標(biāo)準(zhǔn)成功產(chǎn)業(yè)化，為我國在5G時代引領(lǐng)發(fā)展打下了堅實基礎(chǔ)。”談起4G產(chǎn)業(yè)化成果，陳山枝頗為驕傲，“當(dāng)初我們提出的目標(biāo)是三分天下有其一，現(xiàn)在無論是基站數(shù)，還是用戶數(shù)，都已經(jīng)超過了原定目標(biāo)，TDD用戶數(shù)甚至超過了FDD用戶數(shù)。”

對于中國在5G無線關(guān)鍵技術(shù)上的“引領(lǐng)”優(yōu)勢，陳山枝舉了一些例子：大唐首發(fā)全球規(guī)模最大的256大規(guī)模天線(128通道)，傳輸速率超過4Gbps;大唐、華為、中興提出的非正交多址技術(shù)(PDMA、SCMA、MUSA)，有望成為解決5G海量接入挑戰(zhàn)的重要技術(shù)方案;華為等中國公司主推的Polar Code，成為eMMB場景控制信道編碼方案;大唐、華為等中國公司推動V2X車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)演示和驗證;大唐首次在懷柔5G試驗網(wǎng)實現(xiàn)5G宏微蜂窩協(xié)同解決方案;大唐、華為、中興等在工信部5G測試中已經(jīng)初步完成了網(wǎng)絡(luò)切片、網(wǎng)絡(luò)功能增強(qiáng)、服務(wù)化架構(gòu)、邊緣計算、虛擬化平臺等技術(shù)的測試和驗證;中國移動等中國公司聯(lián)合推動的服務(wù)化架構(gòu)成為5G核心網(wǎng)絡(luò)控制面架構(gòu)。

隨著移動通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，通信市場已經(jīng)超越PC成為全球半導(dǎo)體第一大應(yīng)用市場。因此第五代通信技術(shù)發(fā)展，必然對芯片產(chǎn)業(yè)影響巨大，陳山枝認(rèn)為5G部署和應(yīng)用，將給5G芯片產(chǎn)業(yè)帶來確定性發(fā)展機(jī)遇，三大場景將催生不同類型的終端芯片。“5G時代，終端類型包括增強(qiáng)移動寬帶(eMMB)終端、海量機(jī)器類通信(mMTC)終端和超高可靠低延時通信(uRLLC)終端三大類。不同類型終端需求迥異，不同特點的技術(shù)將帶來不同的發(fā)展路線。”

由于運(yùn)算復(fù)雜度和能效要求都會大幅提升，所以陳山枝判斷，28納米工藝將無法支撐5G eMMB芯片。他表示，在5G預(yù)商用初期，14/16納米工藝將發(fā)揮階段性作用，2020年以后主流規(guī)模商用芯片將切換到10或7納米。“16/14納米和10納米工藝芯片設(shè)計成本分別是28納米工藝的3倍和6.6倍，倒逼eMBB芯片出貨量剛性門檻，芯片產(chǎn)業(yè)集中度將進(jìn)一步提升(當(dāng)前4G芯片前五大企業(yè)全球市占率已達(dá)95%)。”對于eMMB終端芯片市場前景，陳山枝的結(jié)論是之前領(lǐng)先的寡頭廠商將具有累積優(yōu)勢。

uRLLC終端對于性能要求極高，4G LTE/LTE-A目前處理時延為1毫秒，但uRLLC終端要求遠(yuǎn)小于1毫秒的時延，例如200微秒或更短，在可靠性、容錯性、安全性和生命周期上，都與消費(fèi)級芯片有很大區(qū)別。“行業(yè)不同，需求有差異，所以采用定制化模塊將是uRLLC終端的大趨勢，但會面臨市場規(guī)模與定制成本的矛盾。”

mMTC終端芯片的狀況又有不同，其特點是量大面廣、種類眾多但應(yīng)用碎片化。在萬物互聯(lián)應(yīng)用中，超長待機(jī)是普遍需求，通常要求mMTC在電池供電情況下，能夠工作數(shù)年，這對芯片的低功耗設(shè)計提出了嚴(yán)峻考驗。陳山枝對移動通信在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用前景也非?？春?，“標(biāo)準(zhǔn)競爭態(tài)勢已經(jīng)逐漸明朗，在與LoRa、Sigfox等機(jī)器類通信標(biāo)準(zhǔn)競爭中，NBIoT、eMTC將占據(jù)主流。”

5G產(chǎn)業(yè)規(guī)模巨大，芯片市場前景廣闊，“三大應(yīng)用場景將開啟萬物互聯(lián)時代，射頻芯片、基帶芯片及其它MEMS等相關(guān)芯片需求旺盛，5G也將促進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，帶動汽車芯片、物聯(lián)網(wǎng)終端芯片等需求增長，我國’5G引領(lǐng)’，目前已經(jīng)進(jìn)入第二階段測試，具備在芯片等方面搶跑條件。”不過，陳山枝總結(jié)時也強(qiáng)調(diào)了存在的挑戰(zhàn)，“eMMB類芯片高投入與出貨量之間的矛盾，行業(yè)應(yīng)用市場芯片定制與應(yīng)用碎片化之間的矛盾，5G高頻技術(shù)缺少積累，芯片如何滿足工業(yè)、車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域?qū)τ诎踩缘囊?，這些都是存在的挑戰(zhàn)。”