高端IC芯片已被打破,

信息来源:互联网

在当前智能化的信息时代,芯片,如此小巧的小工具,从未像现在这样重要,但也支撑着一个巨大的市场。

数据显示,2016年全球芯片市场达到3397亿美元,同比增长1.5%。 2017年,预计将超过4000亿美元,增幅超过10%。

然而,令人尴尬的是,面对如此大的蛋糕,尽管中国消化了近三分之一的市场需求并成为世界上最大的芯片消费者,但繁荣背后有一个残酷的事实:中国的自给自足利率不到30%,产值不到世界的7%,市场份额不到10%,这意味着中国的“核心”超过90%依赖进口。截至2016年底,影片进口额约1.3万亿元,同期原油进口不足0.7万亿元。中国在芯片进口方面的支出接近原油的两倍。

制作项链比制作项链更好吗?

上周一(2017年10月23日),工业和信息化部人才交流中心(MIITEC)与比利时微电子研究中心(IMEC)联合主办了“着名核心思维”—— 2017国际设计方法论会议在南京召开。

此次活动邀请了IEEE研究员Giovanni De Micheli,中国科学技术大学林福江教授,浙江大学韩焱教授,南京大学王忠峰教授,香港科技大学Patrick Yue和谢先生来自Synopsys亚太区的中汇产品总监。 “学习”的主题是共享的。圆桌论坛讨论了IC设计的技术创新和发展趋势,以及开发过程中遇到的一些问题。

我们在会议期间听到了两个小故事。

但这是两个非常无助的故事。

故事1:4G芯片几乎破产

这是一个制造商告诉我们进行芯片FIB故障修改的故事。据说一位客户原本制作了2G/3G基本设备。后来,我听说4G是一个大趋势,很快就会到来。他转向开了一家工厂,雄心勃勃地进军4G,准备抓住桥头堡。

为了做得好,他投入了80%的净资产来开发4G芯片。结果,我很快失去了我的家人,并没有成功。最后,我再也忍不住了。我不得不启动3G设备,最终恢复了破产的惨淡结局。

我听说他的妻子终于同意睡在床上。

故事2:制作项链比制作项链更好

这个故事由韩燕教授讲授。据说有一位朋友,原本开了一家珠宝加工厂,生意很好。后来,在政府的要求和鼓励下成立了一家工厂。

然而,这家包装厂的利润简直令人尴尬,而且在惨淡的经营中无法摆脱困境。

根据他的说法:“我可以赚几块甚至十几块钱来处理一件珠宝,但是当我打包芯片时我只赚了几美分甚至几美分!你说,高科技在哪里?”

是的,因为制作项链比制作项链更好,为什么人们仍坚持这样做呢? (文章末尾会有答案)

国内高端芯片领域的困境

众所周知,高端复杂性很高。目前,即使4G芯片也无法在中国完成,其中大部分仍处于2G/3G计算水平。

芯片市场的恶性循环

浙江大学教授/浙江大学博士 - 美国UCF大学ESD联合实验室常务副主任说:“中国高端射频芯片的发展面临困境。存在明显的恶性循环:因为流程落后于——,客户出国了.——国内流程缺乏流线型验证,使得——流程更加落后。“

具体来说,这个周期是:由于国内芯片加工和制造工艺的落后,许多设计公司选择在国外流动。因此,国内制造商严重缺乏流线型验证,无法升级,最终国内芯片工艺将被推迟。没迟到。

目前,芯片行业的拍摄成本是几百万元甚至一千万元。任何公司都无法获得这样的成本。它必须谨慎(一般来说,普通芯片最多每六个月流一次)。像麒麟970这样的高端芯片,如10nm或AI芯片,由于长期的开发过程,从开发到逐渐减少将需要数年时间。因此,许多国内芯片设计公司选择出国或合资企业来提高其成功率。英特尔,富士通,Tower Jazz,GlobalFoundries,三星,台积电,MagnaChip等通常是业内首选,这使得大陆制造商难以开展业务。

由于国内晶圆代工厂没有业务,因此自然难以生存。尽管近年来紫光,中芯国际和华力威等重点企业突然出现,但无论从流程还是经验来看,国际一线制造商还有很长的路要走。

从长远来看,这样的周期将给我们的芯片制造业带来很大的限制和障碍。

国内芯片加工技术粗糙,不稳定

自1971年以来,芯片制造工艺经历了10微米,6微米,3微米,1.5微米,1微米,800纳米,600纳米,350纳米,250纳米,180纳米,130纳米,90纳米,65纳米。 45nm,32nm,22nm,14nm,达到目前主流的10nm高端工艺。更高水平的7nm(GlobalFoundries)最近也取得了良好的进展。

虽然10nm工艺已经成为高端芯片加工的象征,但大多数国产工艺仍然保持微米级(0.18um,0.35um等),大多数硬件设备也是微米级芯片。这也是我们所说的第一个故事背后的真实场景,这是无助的。

光刻是芯片制造业的核心,决定了芯片的元件尺寸。随着半导体行业“摩尔定律”的延续,极紫外光刻(EUVL)被公认为最有前途的下一代光刻技术。然而,100%最先进和稳定的光刻设备被欧美国家垄断,严格禁止技术转让。

目前,国内光刻机可以达到28nm,而另一种13nm技术正在开发中。然而,10nm已经在国际上实现,7nm技术即将成功开发。这是差距。

由于国内加工设备缺乏成熟,国内芯片制造设备需要从美国进口,这受到其“出口限制”,如军工产品的生产,开发具有非常先进指标的芯片。

特殊芯片是未来的新增长点

关于通用芯片和专用芯片的争论从未停止过。虽然通用芯片在通用性和可修改性方面具有很大优势,但专用芯片在特性和功耗方面是未来的新增长点。

国家“千人计划”专家,中国科技大学微电子学院副院长林福江表示:“功耗是目前最大的问题(芯片产业)。哪种芯片可以降低功耗和寿命它可以扩展,竞争力自然会出现。功耗是目前所有芯片的最大瓶颈。

“通用芯片需要考虑到修改的多功能性和灵活性。在设计时,需要添加大量预留模块,因此功耗会很高,而且销售成本会很高。但是专用芯片有一个明确的目的和目的。所以在设计之初,我直接添加了很多东西。

“虽然专用芯片的灵活性不高,但由于它是专门设计的,许多东西已经硬化和封锁,所以它快速,低功耗,相应的价格低,而且销售便宜。” p>

“也就是说,通用芯片在实现相同性能时需要消耗更多资源,并且不需要专用芯片,因此未来开发专用芯片是不可避免的趋势。”

浙江大学教授韩妍持相同观点。她说:“特殊芯片比通用芯片(面积)小,功耗低,大批量生产。特别是对于数字模拟混合电路,只能使用特殊芯片。不能使用通用芯片。 “

就业形势的硬件

“现在大多数学生不太愿意做硬件,他们更愿意转向软件!”

这可能是许多大学和研究机构的普遍现象。原因很简单:制造硬件,赚钱少,工资低!

在今年年初的一项调查中,摩根士丹利宣布,一家成功的半导体公司通常可以实现40%或更高的利润率,而计算机,电子和其他硬件行业的利润率通常不到20%。

显然,这一数据在中国并不准确,因为国内利润率远低于40%。毕竟,高端芯片设计,架构和其他巨头掌握在英特尔,ARM,高通以及三星,英特尔,台积电等大型厂商的处理和制造工艺中,缺乏国内芯片的核心技术和精密技术公司,盈利能力可想而知。

韩燕教授一直致力于做基本的硬件,自我贬低,他正在“制砖”,而其他人正在建设。虽然她有一份好工作,但她也有自己的担忧。

韩焱说:“因为做软件的成本很低(有时你甚至可以在家里不用办公室工作),相对利润很大,工资很高。

“相反,硬件会受到硬件设备的巨大购置成本以及测试和拍摄等巨额支出的影响。在成本压力过高的情况下,工资自然不高。”

林福江教授也深深感受到这一点:“虽然现在是智能硬件的时代,毕竟物联网物联网,手机/通讯,自动驾驶等都高度依赖传感器和芯片,但很多人现在都做不想这样做。我不想学微电子,我不想做设备硬件,而且我要学习时尚,快速发展的专业领域,这让人心疼。

“只能说有些学生没有长远的眼光,他们的心态有点浮躁!”林福江说无奈。

然而,从就业情况来看,许多学生不愿意做硬件并且可以被软件行业接受。这表明软件行业仍未饱和。作为社会需要,可以理解而不是不情愿。

许多人不愿意这样做,这是不对的

通常,核心芯片技术包括五个要素:系统(ASIC),通信(RFIC),建模(MDL),微波(MMIC)和仿真(AMS),其中建模是核心要素。

在这五个要素中,测量分析建模是RF芯片设计的基础。任何芯片经过设计过程,在进入批量和商业生产之前,必须经过几次甚至几十次的测量分析,试图找出设计中的BUG,找出不合理的,以便有效降低成本并提高电影的成功率。

然而,目前的情况是,与理论知识相比,中国的许多人不是很有能力,甚至可以说是弱者。

林福江说:“(在射频芯片的设计中),很多中国人不愿意这样做。这是不对的。只有理论不好,我们必须学到更多的技能和动手能力需要不断增强。“

对于该芯片的未来发展,林福江教授认为,“芯片每单位面积可容纳的元件数量限制”将是一个重大突破。

“这个极限值与芯片的最小尺寸有关。现在设备的最小尺寸已达到3纳米。已经是极限。尺寸小,设备小,最小尺寸已达到极限,林福江说,“单个分子来自分子。”在达到极限后,未来的芯片技术将向哪个方向发展。现在说起来并不容易。“

总结:整个行业将投入并加强团结,芯片行业将有一个未来。

让我们看看文章开头的第二个故事:由于制作项链比制作项链更好,为什么人们坚持这样做呢?

浙江大学教授韩焱的答案是:对于国家的芯片产业不再受人们的影响,我们需要做出贡献!

韩妍说:“我认为这也是一个IT人员对社会和人类的贡献!我们努力使用各种电子产品,这些产品越来越好,越来越便宜。生活质量越来越高。较高的“。

根据中国在2014年宣布的政策计划,政府将花费1000亿至1500亿美元,推动中国在2030年前赶上世界领先的公司。其中,从事设计,装配和包装的公司各种类型的芯片都可以得到政府的支持。不仅如此,2015年,中国政府进一步提出了一个新目标:在10年内将芯片的自制率提高到70%。

从芯片行业的垂直整合(如英特尔的一家工厂),分工现在越来越细化,规模将越来越大。因此,只有整个社会才能在各个领域和环节中共同努力,国内芯片产业才能拥有未来。



 
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