解析本土IC設計業(yè)現(xiàn)狀、策略及建議

摘要：  我國集成電路(IC)設計業(yè)取得了巨大成就。

關(guān)鍵字：  IC，芯片，CPU，存儲器

2012年：突破百億美元，增長9%，世界第三

我國集成電路(IC)設計業(yè)取得了巨大成就。據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會集成電路設計分會(ICCAD)資料，2012年IC設計業(yè)銷售額可達680.45億元，比2011年的624.37億元增長8.98%。按照1:6.25的美元和人民幣兌換率，2012年全行業(yè)銷售額為108.87億美元，占全球IC設計業(yè)的比重預計為13.61%(全球設計業(yè)的銷售額預計為800億美元)，比2011年的13.25%略有提升。中國大陸IC設計業(yè)在全球產(chǎn)業(yè)中的地位得到進一步鞏固，在美國和中國臺灣地區(qū)之后繼續(xù)保持第三位。

企業(yè)的經(jīng)營規(guī)模和經(jīng)營質(zhì)量繼續(xù)改善。2012年預計有98家企業(yè)的銷售額超過1億元人民幣，比2011年的99家減少1家，但銷售額提升到538.76億元，占到全行業(yè)銷售總額的79.18%，比2011年的65.86%，大幅提升了13.32個百分點。

在人員規(guī)模上，設計企業(yè)穩(wěn)步擴大，人數(shù)超過1000人的企業(yè)有6家，比去年增加1家，其中2家超過2000人，有一家企業(yè)的人員規(guī)模達到5000人。人員規(guī)模500~1000人的企業(yè)共6家，人員規(guī)模100~500人的有25家。

產(chǎn)品檔次穩(wěn)步提升。表1給出了我國設計企業(yè)的產(chǎn)品范圍，其中從事通信、計算機和多媒體芯片研發(fā)、銷售的企業(yè)數(shù)量達到224家，占設計企業(yè)總數(shù)的比例為39.37%，比去年增加4.47個百分點，銷售總額為321.06億元，占全行業(yè)銷售額總和的48.2%，比去年大幅提升了13.3個百分點。

下一步：不僅勇氣，更需智慧

“盡管IC設計業(yè)的發(fā)展成就巨大，但是仍遠遠不能滿足國內(nèi)市場的需求。”工信部軟件與集成電路促進中心(CSID)主任邱善勤指出，“除了通用CPU、存儲器、高性能模擬產(chǎn)品、可編程邏輯等技術(shù)差距較大的產(chǎn)品類別，國內(nèi)企業(yè)在細分利基市場上增加市場份額、擴大規(guī)模是非常有希望的?！?/P>

但我們的發(fā)展瓶頸也是很明顯的。我們的企業(yè)原來關(guān)注的是細分利基市場，很少打主流的通用市場。一旦與國際大廠在通用市場上碰面，國內(nèi)企業(yè)規(guī)模小、資金少、技術(shù)積累少的劣勢立刻暴露出來。比如，國外Flash廠商可以用90nm、65nm，而國內(nèi)企業(yè)只能做到0.13μm。其次，國際大廠也可能用專利或價格戰(zhàn)進行打壓，用所謂的反補貼進行打壓。盡管國內(nèi)的設計企業(yè)規(guī)模還小，沒有碰到這些干擾因素，但不排除今后會發(fā)生這類情況。

“目前，我們已經(jīng)跨過了一個追趕者能夠快速進步的階段，現(xiàn)在進入了一個更加艱辛和困難的階段，我們前面的每一個目標都是國際同行經(jīng)過長期積累后才達到的，我們要趕上他們一方面需要勇氣，但更需要智慧?！盜CCAD理事長魏少軍博士指出。

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世界IC產(chǎn)業(yè)變局中的對策

全球的IC產(chǎn)業(yè)在技術(shù)變革、市場需求的雙重推動下，在技術(shù)上，沿摩爾定律和后摩爾定律向前發(fā)展。

邱善勤介紹道，沿摩爾定律的發(fā)展方向是繼續(xù)開發(fā)新一代工藝，使線寬從28nm、20nm，降低到14nm、10nm甚至7nm。代價是芯片制造廠的成本和芯片開發(fā)的成本呈指數(shù)級上升。同時，芯片的設計成本也急劇上升，由32nm的5000~9000萬美元至22nm時的1.2億~5億美元。這樣一個32nm芯片從投資回報率角度看需要售出3000~4000萬塊，而到20nm時需要6000萬至10億塊，才能達到財務平衡點。邱善勤稱，業(yè)界普遍認為，工藝尺寸達到22nm或20nm時，可能通用的成本下降理論已不再適用，導致產(chǎn)品會優(yōu)先選擇成熟的65nm、45nm或32nm工藝。

魏少軍理事長也建議，22nm這個被稱為“后摩爾”時代起始的工藝節(jié)點很快就要到來。“后摩爾”時代的影響是深遠的，尤其對設計的影響非常巨大。我們的企業(yè)一定要做好準備，否則28nm有可能是我們所能夠使用的最后一個工藝節(jié)點。這種準備包括，全面提升物理設計能力，建立強有力的工藝團隊等。在產(chǎn)品上要瞄準大宗主流產(chǎn)品，在產(chǎn)業(yè)規(guī)模上要盡快做大做強。

邱善勤指出，后摩爾定律有多個方向，一是采用多芯片封裝的SiP產(chǎn)品;二是開發(fā)新的器件結(jié)構(gòu)和封裝形式，例如Intel提出的的3D三柵極晶體管結(jié)構(gòu);此外還有3D封裝、TSV(硅通孔)等。

此外，半導體業(yè)正由過去的CPU、處理器性能、硬件平臺來表征，讓位給硬件與軟件的應用結(jié)合，即所謂應用平臺。繼續(xù)一味地采用更好的工藝，未必能帶來好的效果。蘋果的成功可以算是一個例子，蘋果設計的芯片在功能和規(guī)格上都不能算是最好的，但是通過與iOS的緊密耦合和深度優(yōu)化，使系統(tǒng)的性能達到最佳?；贏ndroid的手機和平板，因為應用是跑在Java虛擬機上，功耗要高出30%。

因此，從短期來看，我們在制造工藝上想趕上Intel、三星和臺積電是不太現(xiàn)實的，暫時還應付不了超高投入帶來的巨大風險。但是在新型器件結(jié)構(gòu)的研究開發(fā)上，硬件與軟件的協(xié)同上，是能夠有所作為的。特別是大量的行業(yè)應用其實并不需要最低的功耗、最高的性能，需要的是軟硬一體、安全可靠、經(jīng)濟適用的應用平臺，在這方面，我們完全可以大有作為。

全球半導體產(chǎn)業(yè)及周邊相關(guān)產(chǎn)業(yè)正在從PC轉(zhuǎn)向移動通信和無線領(lǐng)域。從2012年中國芯評選及CSIP組織的中國IC產(chǎn)業(yè)年度調(diào)查[4]中，看到與移動互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的IC設計公司，如手機、平板電腦、衛(wèi)星導航、移動支付等細分領(lǐng)域的IC設計企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)上取得了突破性進展。如平板電腦領(lǐng)域的福州瑞芯、北京君正、珠海全志、廣東新岸線等，手機TD芯片領(lǐng)域的展訊、聯(lián)芯等。平板電腦主控芯片、手機芯片設計企業(yè)的產(chǎn)品最高工藝已達28nm(已完成流片)，且廠家普遍采用45/40nm以下工藝，在芯片采用的工藝水平上已基本上與國際大廠同步。

整機企業(yè)與芯片企業(yè)聯(lián)動策略

本土芯片廠商的一個得天獨厚優(yōu)勢就是我國有龐大的電子信息產(chǎn)業(yè)，因此芯片廠商與整機廠商聯(lián)動成為關(guān)鍵一環(huán)。

邱善勤分析道，芯片與整機的聯(lián)動涉及三個因素：芯片廠商、整機企業(yè)和下游客戶。這三個因素中整機企業(yè)是聯(lián)動的中間環(huán)節(jié)，成功的整機企業(yè)不僅能夠帶動芯片的發(fā)展，也可以激發(fā)和引導客戶的興趣和需求。其基本涵義是在整機產(chǎn)品設計階段，讓芯片企業(yè)參與到整機產(chǎn)品設計中，從最終用戶需求出發(fā)規(guī)劃芯片的性能指標和功能，從而實現(xiàn)整機產(chǎn)品的功能差異化，這是整機企業(yè)在今后的競爭中提升競爭力的有力手段。[!--empirenews.page--]

聯(lián)動需要前提，即芯片與整機企業(yè)雙方的信任，這是實現(xiàn)良好合作的基礎(chǔ)。雙方合作應該基于長期、共贏的目的，建立緊密的戰(zhàn)略合作關(guān)系，而不僅僅是供應商與客戶的買賣關(guān)系。

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合作模式三種

目前，就整機廠商與國內(nèi)芯片企業(yè)聯(lián)動的合作模式而言主要有三種：

● 整機廠商直接購買IC芯片廠商的產(chǎn)品;

● 委托開發(fā)，即IC廠商根據(jù)整機廠商的整機、系統(tǒng)功能需求進行產(chǎn)品開發(fā)，開發(fā)成功之后整機廠商再購買;

● 聯(lián)合開發(fā)，這種模式可使整機廠商與IC廠商在芯片開發(fā)、后端系統(tǒng)開發(fā)等方面更深地結(jié)合起來，從而更有效地進行針對性的開發(fā)。

在這三種方式中，聯(lián)合開發(fā)最有發(fā)展前景。當然，在聯(lián)合開發(fā)之前，應事先簽訂好知識產(chǎn)權(quán)保密協(xié)議。雙方的合作形式可以包括共建聯(lián)合實驗室，共同推進整機產(chǎn)品的定義、開發(fā)、測試、認證，共同進行品牌宣傳和推廣等。在此過程中，公共服務機構(gòu)可以為雙方牽線搭橋，通過與雙方共建聯(lián)合技術(shù)創(chuàng)新中心等形式，充分發(fā)揮公共服務機構(gòu)的行業(yè)影響力。

組織形式四種

● 母子公司-華為與海思模式，這種組織形式的好處是共同的目標使得整機廠商與芯片廠商能夠自然地實現(xiàn)心貼心的合作;

● 項目帶動-中移動與展訊模式，這種形式的優(yōu)點是項目發(fā)標方的監(jiān)督和考核機制，保證聯(lián)動的企業(yè)目標明確和合作的高效率;

● 資本紐帶—聯(lián)想與譜瑞模式，整機企業(yè)投資IC設計公司，等同于整機廠商引進一家IC戰(zhàn)略伙伴供應商;

● 對接平臺-第三方公共服務機構(gòu)組織的上下游企業(yè)技術(shù)高層深入研討、需求對接會議以及上下游企業(yè)組成的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、應用聯(lián)盟等都在一定程度上發(fā)揮著整機與芯片聯(lián)動功能。

由于中國的整機大多面向中低端市場，并且沒有自身的產(chǎn)品定義能力，在選用芯片上往往看重方案成熟度，并對價格要求比較苛刻。在這種情況下，如果沒有刺激政策或者獎勵方針，那么芯片和國內(nèi)整機的聯(lián)動很難實現(xiàn)。政府應該積極推動國產(chǎn)整機采用國產(chǎn)芯片，但僅僅是“鼓勵”肯定是不夠的，要變“鼓勵”為“獎勵”，從而使政策真正成為國內(nèi)電子產(chǎn)業(yè)鏈上下游積極互動的催化劑。

聯(lián)動方式四種

● 整機廠商直接投資、創(chuàng)辦或收購IC企業(yè);

● 以自主創(chuàng)新為主線，在政府信息化系統(tǒng)設施及其終端產(chǎn)品的采購政策中，設定具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的“芯片+軟件”的一定比例的約束條件，建立起“整機與芯片聯(lián)動”的相應機制和政策;

● 實施數(shù)字電視、移動智能終端、汽車半導體等若干個包含整機與芯片在內(nèi)的國產(chǎn)化一條龍工程，推進整機與芯片聯(lián)動，在同等技術(shù)水平條件下，優(yōu)先采用國產(chǎn)芯片，可以對采購國產(chǎn)芯片達到一定比例的國內(nèi)整機廠家在稅收、退稅或融資等等方面給與獎勵。

● 發(fā)揮第三方公共服務機構(gòu)作用，搭建上下游聯(lián)動橋梁。在這方面，CSIP已經(jīng)有了一些成功的經(jīng)驗，已為杭州中天微與珠海賽納牽線搭橋，通過政、產(chǎn)、學、研、用、金等6個方面的協(xié)同創(chuàng)新，把重大專項的科研成果——國產(chǎn)嵌入式CPU應用于打印機SoC芯片，實現(xiàn)整機企業(yè)與芯片企業(yè)的聯(lián)合創(chuàng)新，合作共贏。而且，國產(chǎn)打印機SoC芯片的研制成功，解決了黨政軍等關(guān)鍵用戶的信息安全問題，為日后其他類似行業(yè)應用的開發(fā)提供了借鑒和思路，值得推廣。