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回看天鹅奖之二:从器件到生态,中国5G手机还缺什么?

2019-12-13高超

通信产业报 2019年41期
关键词:半导体芯片制程器件

高超

2019中国手机创新周暨第七届中国手机设计大赛已经落下帷幕,共有多件与5G相关的作品获得了天鹅奖和单项奖,给中国2019年5G终端的发展做了最好注脚,但是透过这届大赛,也应看到中国5G手机的创新设计还有很大的进步空间。

据统计,今年前9个月,中国手机市场总体出货量达到2.87亿部,其中5G手机出货量达到78.7万部,上市的5G手机新机型达到了18款。从这组数据看得出来,今年前9个月5G手机出货量占比不到0.5%,那么除了5G商用刚刚起步,网络覆盖尚未完全之外,中国5G手机设计创新本身还缺什么?

第一,在半导体芯片集成、材料制备、制程工艺等方面的关键技术依然面临发展瓶颈。

在芯片集成层面,《通信产业报》全媒体与赛迪智库联合发布的《5G终端产业白皮书》指出,5G基带芯片与处理器、射频前端电路的整体集成度不高,分散的器件挤压了终端设备本并不宽裕的物理空间,并且较低的集成度会产生更大的功耗从而缩短设备续航时间。

在半导体芯片材料方面,以氮化镓(GaN)为代表的氮化物材料与器件性能优异,是固态照明、电力电子、微波射频、航空航天器件的“核芯”,对我国的国民经济与国防建设至关重要。

然而,在日前召开的2019中国5G终端创新峰会暨第七届中国手机设计大赛天鹅奖颁奖礼上,华南理工大学教授、河源众拓光电技术公司总经理李国强表示,III族氮化物的衬底材料选择少、生长温度高,因此高质量材料生长困难。同时,材料与器件的结构复杂,器件能量转化效率有待进一步提升。

而在半导体芯片制程工艺方面,深圳市汇芯通信技术有限公司首席架构师樊永辉表示,中国缺乏先进成熟的半导体制造工艺,整体落后于世界先进水平两代以上。

据了解,目前世界上已商用的最先进的制程工艺为7nm,有实力的大厂已开始转向3nm制程工艺的研发。而国内的14nm制程工艺才刚刚商用,下一代制程工艺,比如10nm的研发工作尚未正式启动。

第二,中高频器件发展存在滞后,特别是5G高端滤波器面临国外在相关领域中严密的专利布局和技术封锁,尚不能完全实现国产化。

5G使用的频率较高,5G设备还要向下兼容2G/3G/4G网络,因此必须采用新型滤波器才能很好地支持5G网络部署。李国强表示,目前这种新型FBAR滤波器,只有美国公司能够制造,占据全球90%以上市场份额,且垄断了所有技术专利,导致我国无法沿用原技术路线来生产制造这类滤波器。

在《5G终端产业白皮书》中指出,我国目前通信射频器件主要是面向2G/3G/4G的中低端产品,在高频电路等基础领域的积累薄弱,在高頻硅基集成芯片等前沿领域缺乏布局,难以有效支撑中高频器件技术的创新发展。

第三,产业上下游协同不足。缺乏长期有效的协同合作机制,器件企业与整机设备企业间未形成密切合作、互利共赢的生态体系。樊永辉指出,芯片和器件研发生产投入大,没有整机设备企业的支持,很难市场化。

事实上,从国内智能终端产业布局来看,高端元器件领域上述情况基本属实。以SoC芯片为例,高通骁龙系列芯片覆盖了国内大部分高、中、低端终端市场,华为海思麒麟系列仅有华为、荣耀两大品牌终端搭载,国内其他厂商的芯片很难成为主流,且这种趋势在5G终端发展初期依然没有大的改观。

不过,中低端元器件市场基本已由国产厂商占据,比如扬声器、话筒、摄像头模组等领域形成了一定的产业优势。显然,中国智能手机产业链由中低端向高端发展任重道远。

第四,手机终端应用处于商业探索阶段。目前5G终端有强大吸引力应用偏少,杀手级应用有待培育。

赛迪智库电子信息产业研究所副所长陆峰指出,5G商用初期主要提供增强型移动宽带服务,但需要借助5G大带宽特性的超高清视频、虚拟现实等领域内容制作、分发能力较弱,并未形成足够的市场影响力。

不仅如此,面向超可靠低时延和海量连接的应用场景的5G独立组网尚未完成,终端生态商用化发展还需要等待网络完善。

正视差距,才能有不断突破进取的动力,中国5G终端产业链生态企业正在奋起直追,不仅积极参与5G白皮书的撰写工作和相关技术的研发工作,而且也在积极参与5G国际标准的制定,在3GPP组织提交了上千件技术提案,影响力在全球名列前茅。

不仅如此,主管部门也将继续营造宽松有度、兼容并包的环境,推动产业高质量发展。一是着力突破核心技术瓶颈,二是加强5G终端创新和应用推广,三是提升产业链协同创新能力,四是构建产业开放合作新局面。

通过有效的产业扶持政策,以及产业链企业协同合作,中国5G手机设计创新有新的突破,5G终端产业将有更大的发展。

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