国际市场背景下中国芯片产业的机遇与挑战研究

2021-11-25刘红宇

科技信息·学术版 2021年25期

刘红宇

摘要：本文主要阐述了国际市场背景下中国芯片产业发展现状，以芯片产业为切入点，对我国芯片产业面临的机遇与挑战，提出突破点及应对策略。

关键词：芯片;集成电路;机遇;挑战

引言

芯片具有广泛的工业应用。根据工业信号的感知、传输和处理过程，工业芯片可分为计算机芯片和控制芯片（处理器、控制器、FPGA等）、通信芯片（无线连接、RF、RF）和模拟芯片（放大器、时钟和定时器、数据转换器、接口和隔离芯片、电源、电源控制、发动机驱动等）可以说，工业瓷砖已成为新工业革命和新基础设施建设的核心支撑。

1芯片的全球市场规模和格局

全球芯片市场目前被欧、美、日等国家的大公司垄断，其整体水平及其对市场的影响具有明显优势，美国公司的利益最为明显。根据Gartner 2019年的数据，在全球领先的50家芯片制造商中，占市场份额21%的美国公司数量已经达到。此外，对于先进的工业芯片，如工业处理公司和FPGA、工业模拟芯片、工业DSP、工业存储、工业通信和RF，它们在80%以上的市场上具有垄断优势。在欧洲，英飞凌，NXP和意大利、法国、半导体在工业电源和MEMS传感器方面处于领先地位，并增加了对工业应用的投资。

2我国芯片产业发展现状

2.1我国芯片产业现状

目前，中国对芯片的拥有量和未来的潜在需求仍然巨大，这将带来巨大的芯片需求。由于近年来中国经济的快速发展，尽管汽车数量呈几何增长，每个国家车型的成本都远低于发达国家。芯片的高需求与有限的芯片研发和生产能力不符。国内汽车行业的公司技术能力不足，管理效率低下，发展速度无法满足快速增长的需求汽车工业的发展。

随着我国汽车行业的不断发展，对于高端芯片的需求将更加明显。从技术上讲，芯片与车辆本身的安全和控制关系较小，更容易实现突破。目前，国家替代芯片主要是外围辅助芯片，如：车辆导航、网络通信、声音、收音机、耳语器、甲板压力芯片，等等。如果国家芯片现在想在未来的汽车市场占有一席之地，那么从边缘到核心、从后面到前面的道路更为现实可行。

2.2我国芯片市场与技术分析

对汽车共享和联网的需求决定了芯片是芯片市场增长最快的部分。例如，新车中使用的芯片数量可能从几百个到数千个不等。考虑到从开发和设计到大规模生产的产品测试等一系列过程的需要，稳定的供应周期很长，因此，与其他行业相比，汽车行业对芯片的需求更为稳定。

从产业角度看，汽车产业与上下游产业链关联度高，发展密集，为了进入整个汽车供应链，汽车芯片必须符合严格的车辆规格认证标准。尽管控制核技术的上游芯片生产商处于活跃状态，但该技术的最终实施仍取决于下游生产商发挥的重要作用。同时，汽车行业的生产和购买者保持了相对稳定的关系，这使得中国汽车芯片很难找到合适的发展机会。直接结果是很难加入供应链。这就是为什么汽车芯片的核技术总是掌握在领先公司手中的原因。

3我国芯片产业面临的机遇与挑战

3.1机遇

3.1.1政策支持

芯片制造产业是长期的高资金投入的产业，从最初开始研发，到不断的更新技术、研发创新、试错更正等都需要巨额的资金投入，政府的扶持对我国芯片制造新的转机，首先政府补贴的资金，对于高精尖技术企业的大力扶持，其次申请政府补贴项目的企业众多，国家对这些项目中的企业也提供了一定的宽柔政策。

国内很多企业尝试进行芯片的研发设计，特别是高端芯片的设计，但是这些企业的研发转向市场导向。但是，由于自身研发芯片的费用过高，希望能从政府那里获得资金以弥补企业自身的亏空，只能求助于政府，政府的补贴会给企业带来新的转机。

3.1.2广阔市场

与发达国家相比，我国芯片制造企业虽然早期市场结构集中度不高、芯片制造企业市场采用IDM模式，也就是集芯片设计、制造与封装测试为一体，但是，随着技术的不断发展，我国芯片产业逐渐在市场上占有一席之位，并形成垄断竞争状态，市场集中度较高，例如（华为企业）。芯片行业是高资金投入行业，据计算28nm工艺研制的系统芯片所需资金至少是2000万元，如今已经发展到7nm的芯片制造花费只会更多。这需要企业在芯片研发制造中投入大量的资金，然而我国当前有这种资金承受能力的企业虽然不多。但是我国芯片产业发展周期还是很长的朝阳产业，这也是我国国家在对于在芯片产业市场持续投入主要的主要原因。我國家的芯片企业相较于发达国家，其市场份额和营业收入都相当可观，为其芯片创新提供了良好的资金基础。

3.2挑战

3.2.1严峻的国际环境

芯片产业在其发展过程中出现了三次产业转移，从美国转移至日本、韩国，再到我国，在这过程中美国始终保持着其在设计业的核心地位。例如，生产设备和EDA软件都来自于美国的企业，这样的垄断使得任何国家的芯片产业发展都离不开美国的支持。在手机芯片上，大部分手机制造商都与美国的芯片制造商保持着贸易关系，例如中兴，其手机芯片、基带芯片等核心芯片绝大部分是从美国进口的。

此外，在芯片方面的商业巨头为了防止其他企业占据市场，还采取了相关措施遏制其他企业的发展。首先是低价倾销，这些大企业依靠其雄厚的资本和营业收入，对刚刚崭露头角的企业所在的市场进行低价销售，使得企业因亏损而退出市场。其次比较常用的就是专利战，芯片巨头企业在芯片设计制造方面己经拥有很多发明专利，我国企业在研发过程中很难绕开相关专利，美国的企业便以此发动专利战。专利战会占据企业的资金，使得研发资金下降，此外还会降低消费者的信心，这对我国芯片企业来说是很大的损失。最后，在贸易方面常用手段就是进出口限制，例如中兴事件，就是美国限制软件和技术出口的典型例子，结果是中兴因为缺乏核心芯片进入终端而一度陷入瘫痪。商业巨头会严格控制其技术的流出，这对我国芯片技术的创新与更新是很大的阻碍。由此我们可以看出，当前较复杂的国际环境是我们高端芯片面临困境的重要因素之一。贸易和技术的限制流出导致我国芯片技术研发处于较低水平，难以有突破性进展。

与发达国家相比，我国工业芯片主要共性技术的研究开发还存在重大不足，，加工业质量发展要求也存在较大差距，工业芯片重要共性技术的整体供应体系仍面临许多问题，如国家发展战略缺乏统筹规划、技术创新能力不强等，研究和技术开发资源分散，缺乏效率，缺乏联合技术研究。因此，中国工业无法在基础研究和技术开发方面为中国工业和新基础设施的发展提供强有力的支持，这进一步削弱了中国的竞争力和高质量工业发展的竞争力。

3.2.2高端人才的缺乏

研发人员在高端芯片设计中处于关键地位，芯片产业的价值链核心是集成电路的设计产业，而设计业很大程度上是依赖于研发人员的智慧与能力。因而若想在高端芯片方面有所成就，对研发人员的投入十分重要。

华为一直以来推行员工持股计划，早在1987年就开始实施该计划。因为华为是民营企业，在最初发展时很难获得资金，规模较小也难以在政府那里得到补助。所以华为的股权激励是不间断的，依据不同时段的不同背景，采取的方式也不相同。在2007年和2013年进行过两次股权激励，激励对象大多偏于公司的高管和核心人员，占员工总数的比例不到10%。对高层员工的激励能够稳住公司发展的大方向，但是由于受众较少，对基层员工的激励不强，很难达到上传下达、全员共同奋斗的状态，因而短期内可能会呈现较好的效果，但很难长时间持续下去，所以在两次激励后的2012年和2016年中兴的净利润都出现了负数的现象。

结论

為了建设成为芯片产业的世界科技强国，今天，集成芯片产业的每个人的努力都在改变中国的智能发展道路，当今时代是科技的竞争更是人才的竞争，所以我国芯片的未来需要我们共同的努力和奋斗、不断专研和求索，俗语说：国家兴旺，匹夫有责。只有这样才能在世界芯片产业这个大环境中立于不败之地。

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