導(dǎo)讀:從2010年到2018年,設(shè)計公司數(shù)量從582家增加到1698家,數(shù)量增長近3倍。國內(nèi)芯片設(shè)計公司數(shù)量世界第一,總營收卻只占全球芯片營收的13%左右。
從2010年到2018年,設(shè)計公司數(shù)量從582家增加到1698家,數(shù)量增長近3倍。國內(nèi)芯片設(shè)計公司數(shù)量世界第一,總營收卻只占全球芯片營收的13%左右。
在1698家芯片設(shè)計公司當(dāng)中,50%的公司年銷售額小于1000萬人民幣,達到843家;1000-5000萬的公司數(shù)量占24%,合計為406家;而5000萬-1億的公司僅占14.19%,為241家;此外營收大于1億的公司占比為12.25%,合計為208家。
近些年,中國在集成電路領(lǐng)域還是取得了顯著的成績,也誕生了很多優(yōu)秀國內(nèi)芯片公司,這些成功的芯片公司大部分成立于10年前,目標(biāo)是取代國外低端芯片產(chǎn)品,通過巨大的價格差距切入市場,再不斷迭代產(chǎn)品走向中高端。雖然很多領(lǐng)域差距依然巨大,但在低端芯片和某些領(lǐng)域已經(jīng)可以做到自給自足。下面來看一張對比表:
存儲器:國內(nèi)外差距較大。
目前全球存儲芯片主要有三類產(chǎn)品,根據(jù)銷售額大小依次為:DRAM、NAND Flash 以及Nor Flash。
在內(nèi)存和閃存領(lǐng)域中,IDM 廠韓國三星和海力士擁有絕對的優(yōu)勢,截止到2017年,在兩大領(lǐng)域合計市場份額分別為75.7%和49.1%,中國廠商競爭空間極為有限,武漢長江存儲試圖發(fā)展 3D Nand Flash(閃存)的技術(shù),但目前僅處于 32 層閃存樣品階段,而三星、英特爾等全球龍頭企業(yè)已開始陸續(xù)量產(chǎn) 64 層閃存產(chǎn)品;在Nor flash 這個約為三四十億美元的小市場中,兆易創(chuàng)新是世界主要參與廠家之一,其他主流供貨廠家為臺灣旺宏,美國Cypress,美國鎂光,臺灣華邦。
移動處理器:國內(nèi)外差距相對較小。
紫光展銳、華為海思等在移動處理器方面已進入全球前列。
中央處理器(CPU) :追趕難度最大的高端芯片。
英特爾幾乎壟斷了全球市場,國內(nèi)相關(guān)企業(yè)約有 3-5 家,但都沒有實現(xiàn)商業(yè)量產(chǎn),多仍然依靠申請科研項目經(jīng)費和政府補貼維持運轉(zhuǎn)。
龍芯等國內(nèi) CPU 設(shè)計企業(yè)雖然能夠做出 CPU 產(chǎn)品,而且在單一或部分指標(biāo)上可能超越國外 CPU,但由于缺乏產(chǎn)業(yè)生態(tài)支撐,還無法與占主導(dǎo)地位的產(chǎn)品競爭。
從龍芯(MIPS架構(gòu)),海光和兆芯(X86架構(gòu),從AMD和VIA取得授權(quán)),申威(購買DEC alpha架構(gòu)),再加上一些交換芯片,arm架構(gòu)的處理器,中國基本上能實現(xiàn)整個計算機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的全自主。
GPU:市場的產(chǎn)值雖然小,但是門檻極高。
GPU市場的產(chǎn)值雖然小,但是門檻極高,全球也就剩下AMD、NVIDIA兩家能研發(fā)高性能GPU的廠商,不論技術(shù)、人才還是專利,對AN兩家之外的公司都是嚴重的障礙。
至于國內(nèi),GPU就更差了,如果說國產(chǎn)CPU還能看到英特爾、AMD等領(lǐng)先廠商的背影,那么GPU方面可能別人領(lǐng)先在哪里都不確定。
DSP芯片:目前3家國際公司占據(jù)國際市場。
目前,世界上DSP芯片制造商主要有3家:德州儀器(TI)、模擬器件公司(ADI)和摩托羅拉(Motorola)公司,其中TI公司獨占鰲頭,占據(jù)絕大部分的國際市場份額,ADI和摩托羅拉公司也有一定市場。華睿、魂芯DSP芯片逐步打破國外壟斷。
FPGA:國內(nèi)外技術(shù)懸殊。
具有研發(fā)投入大,生命周期長,較難在短期聚集起經(jīng)濟效益,因此在國內(nèi)公司層面發(fā)展較為緩慢,甚至有些領(lǐng)域是停滯的。
從現(xiàn)狀看來,雖然國產(chǎn)FPGA廠商一直有加大投入,但隨著Xilinx和Intel先后推出的大殺器之后,國內(nèi)廠商與FPGA頭部兩家公司的差距其實正在進一步拉大。國外廠商已經(jīng)在進一步加大系統(tǒng)整合和軟件部署能力,但我們國產(chǎn)FPGA還主要集中在解決基礎(chǔ)EDA軟件工具和豐富產(chǎn)品線這兩方面的工作。
EDA:國內(nèi)外差距巨大。
EDA行業(yè)存在高度壟斷,Synopsys、Cadence及Mentor這3家EDA公司壟斷了國內(nèi)芯片設(shè)計95%以上的市場,他們給客戶提供完整的前后端技術(shù)解決方案。國產(chǎn)EDA工具在整個芯片設(shè)計的過程中貢獻度幾乎為零!
國產(chǎn)EDA與國外主流EDA工具相較,設(shè)計原理上并無差異,但軟件性能卻存在不小差距,主要表現(xiàn)在對先進技術(shù)和工藝支持不足,和國外先進EDA工具之間存在“代差”。
目前,在國家及地方政府大力支持集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前提下,已擁有華大九天、廣立微、芯禾科技、藍海微、九同方微、博達微、概倫電子、珂晶達、創(chuàng)聯(lián)智軟等EDA企業(yè),但大部分以點工具為主,缺乏全面支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的能力,存在產(chǎn)品不夠全、與先進工藝結(jié)合存在不足、人才不足等問題。
中國EDA的發(fā)展需要實現(xiàn)由“點”突破,向”線”、”面”發(fā)展。
模擬芯片:國內(nèi)與國際差距明顯,進口替代空間巨大。
從技術(shù)到規(guī)模,國內(nèi)與國際差距明顯,進口替代空間巨大。對于已實現(xiàn)技術(shù)突破的低端市場,考驗的是銷售能力;而對于未實現(xiàn)技術(shù)突破的高端產(chǎn)品市場,考驗的是研發(fā)能力。
功率器件:歐美日廠商領(lǐng)先高端產(chǎn)品線,國內(nèi)積極布局第三代半導(dǎo)體材料。
功率二極管:技術(shù)門檻較低,國內(nèi)廠商具有競爭力;
硅基MOSFET&IGBT:國內(nèi)廠商迎頭趕上,進口替代正當(dāng)時;
第三代半導(dǎo)體材料功率器件:國外技術(shù)領(lǐng)先,國內(nèi)廠商處于布局階段;
歐美日廠商三足鼎立。美國功率器件處于世界領(lǐng)先地位,擁有一批具有全球影響力的廠商,例如TI、Fairchild、Maxim、ADI、ONSemiconductor和Vishay 等廠商。歐洲擁有Infineon、ST 和NXP 三家全球半導(dǎo)體大廠。日本主要有Toshiba、Renesas、Rohm、Matsushita、Fuji Electric 等。中國臺灣擁有富鼎先進、茂達、安茂、致新和沛亨等一批廠商。
中國大陸擁有吉林華微電子、蘇州固锝電子、無錫華潤華晶微電子、揚州揚杰電子等一批廠商。
CMOS:傳統(tǒng)三強索尼、三星、豪威。
在各應(yīng)用領(lǐng)域的主流產(chǎn)品中,絕大部分采用了三巨頭的CMOS傳感器。市場熱門的手機都是采用索尼、三星與豪威科技(Omnivision,簡稱OV)的產(chǎn)品,這三家把持著大部分消費類電子領(lǐng)域CMOS傳感器的市場份額。而在汽車和安防等行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,一般都是選用安森美,OV與索尼三家的產(chǎn)品。
與以上幾家國際大廠相比,我國本土發(fā)展起來的CIS廠商在規(guī)模和技術(shù)上還存在一定的差距,且產(chǎn)品主要用于中低端消費類電子領(lǐng)域。
射頻器件:高端市場基本被Skyworks、Qorvo和 博通3家壟斷。
2018年,射頻芯片市場150億美元;高端市場基本被Skyworks、Qorvo和 博通3家壟斷,高通也占一席之地。
射頻器件的另一個關(guān)鍵元件——濾波器,國內(nèi)外差距更大。SAW濾波器的歷史比較悠久,目前主要是日本(如Murata、TDK)和美國(如Skyworks)廠商主導(dǎo)。我國原先一些基站SAW的IDM供應(yīng)商,例如好達電子、中電科德清華瑩等企業(yè),近些年也積極擴產(chǎn)進軍終端消費類市場。
同時,中國也有卓勝微、華遠微電、開元通信、宜確等設(shè)計公司通過fabless模式切入SAW濾波器市場,并取得了不錯的進展,據(jù)悉已經(jīng)進入了不少主流手機的供應(yīng)鏈。然而,在BAW領(lǐng)域,中國廠商還需要加緊追趕 。
射頻芯片投入相對小,是很好的嘗試點和突破口,性能提高是關(guān)鍵;國內(nèi)射頻芯片公司小而散,只有聯(lián)手、整合,放棄內(nèi)部低端市場的競爭,才有機會挑戰(zhàn)國際巨頭。
WiFi、藍牙芯片:國內(nèi)產(chǎn)品還比較低端,占據(jù)高端的都是國際大廠。
WiFi芯片,藍牙芯片,中國的FABLESS企業(yè)都有布局,都有產(chǎn)品,只不過產(chǎn)品還比較低端,占據(jù)高端的都是國際大廠。
國際大廠如英特爾、博通、Marvell等,都養(yǎng)了一大批研究人員,對未來幾年的技術(shù)進行研究,同時在IEEE的WiFi標(biāo)準(zhǔn)化組織里投遞研究成果,和同行PK,爭取把自己的專利寫進下一版標(biāo)準(zhǔn)中去。同時工程部門同步做實現(xiàn),能在IEEE開會的時候拿出樣品做成果展示。當(dāng)WiFi標(biāo)準(zhǔn)一定稿,立即推出產(chǎn)品。
國內(nèi)做WiFi芯片的小廠根本沒有這個實力參與這個游戲,只能等WiFi新版標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之后,拿到文檔,仔細研究,然后研發(fā)生產(chǎn)。更多的時候,最新標(biāo)準(zhǔn)還無法實現(xiàn),只能生產(chǎn)老版標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。這就是低端產(chǎn)品和高端產(chǎn)品的主要差別。
激光雷達:國產(chǎn)沒有話語權(quán)。
在該領(lǐng)域,國貨幾乎沒有話語權(quán)。目前能上路的自動駕駛汽車中,凡涉及激光雷達者,使用的幾乎都是美國Velodyne的產(chǎn)品,其激光雷達產(chǎn)品是行業(yè)標(biāo)配,占八成以上市場份額。
光芯片:技術(shù)壁壘最高,國內(nèi)亟待突破。
光芯片在光模塊中成本占比30%-50%,高端產(chǎn)品中占比甚至能夠達到50%-70%。國外大廠占據(jù)高端光芯片90%以上市場份額,可以說目前被美、日廠商壟斷;國內(nèi)光芯片廠商以10G 及以下產(chǎn)品為主,核心技術(shù)能力亟待突破。
半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備:低端制程實現(xiàn)國產(chǎn)替代,高端制程有待突破。
目前,我國半導(dǎo)體設(shè)備的現(xiàn)況是低端制程實現(xiàn)國產(chǎn)替代,高端制程有待突破,設(shè)備自給率低、需求缺口較大。關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)壁壘高,美日技術(shù)領(lǐng)先。
高端電容電阻:日本做得最好。
電容和電阻是電子工業(yè)的黃金配角。中國是最大的基礎(chǔ)電子元件市場,一年消耗的電阻和電容,數(shù)以萬億計。但最好的消費級電容和電阻,來自日本。電容市場一年200多億美元,電阻也有百億美元量級。
所謂高端的電容電阻,最重要的是同一個批次應(yīng)該盡量一致。日本這方面做得最好,國內(nèi)企業(yè)差距大。國內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品多屬于中低端,在工藝、材料、質(zhì)量管控上,相對薄弱。
連接器:我國生產(chǎn)的連接器仍以中低端為主,高端需求還得不到滿足。
我國生產(chǎn)的連接器主要以中低端為主,高端連機器占有率比較低,但需求增速較快。目前我國連接器發(fā)展正處于生產(chǎn)到創(chuàng)造的過渡時期,對高端連接器,特別是汽車、電信與數(shù)據(jù)通信、計算機及周邊設(shè)備、工業(yè)、軍工航空等領(lǐng)域需求巨大,使得高端連接器市場快速增長。
晶振:中高端產(chǎn)品對國外依賴性強,國產(chǎn)化替代必要性強。
高端晶振國外依賴性強,2016年全球晶振市場,國內(nèi)企業(yè)占比只有6%左右。時頻為國家經(jīng)濟命脈,非常核心,國產(chǎn)化替代必要性強。
操作系統(tǒng):隨時被“斷糧”。
普通人看到中國IT業(yè)繁榮,認為技術(shù)差距不大,實則不然。3家美國公司壟斷手機和個人電腦的操作系統(tǒng)。數(shù)據(jù)顯示,2017年安卓系統(tǒng)市場占有率達85.9%,蘋果IOS為14%。
其他系統(tǒng)僅有0.1%。這0.1%,基本也是美國的微軟的Windows和黑莓。沒有谷歌鋪路,智能手機不會如此普及,而中國手機廠商免費利用安卓的代價,就是隨時可能被“斷糧”。
結(jié)語:我國企業(yè)在FABLESS設(shè)計行業(yè)的布局已經(jīng)展開,發(fā)展也是非常之快。主要的問題是,仍然有一些空白點需要填補,已有的產(chǎn)品偏向低端,需要慢慢向高端拓展。