中兴被禁暴露行业短板“芯”痛之后如何破局

最近,美国商务部发布公告称,美国政府在未来7年内禁止向中兴通讯出售元器件、软件和技术,中美贸易摩擦升级到高科技领域,让国内通信行业感受到“芯痛”。目前中国芯片制造处于什么水平?啥时咱也能有高端中国“芯”?

本报记者范佳

实习生马卓仪

芯片就像人的大脑

信号处理全都靠它

近期备受瞩目的芯片到底是什么?其实,它在我们身边,无处不在。国家超级计算济南中心副主任潘景山形容,芯片就像人的大脑,所有的信号处理、数值计算、符号推理全取决于它,如果没有芯片,相当于人处于假死状态,没有其他任何功能。

山东省物联网协会常务秘书长苏冠群介绍,小到玩具、水表、身份证,大到飞机、宇航飞船都有芯片,不带电的物品也可以加上rfid标识芯片和nbiot物联网芯片,比如自行车加上低功耗物联网芯片就可以变成远程控制并实现支付的共享单车。

山东大学微电子学院实验中心主任、山东省北斗卫星产业联盟秘书长、山东省集成电路产业联盟副秘书长邢建平教授介绍,芯片是半导体元件产品的统称,集成电路的载体,由晶圆分割而成,是指内含集成电路的硅片,体积很小,常常是计算机或其他电子设备的一部分。

“集成电路,泛指所有的电子元器件,是在硅板上集合多种电子元器件实现某种特定功能的电路模块。它是电子设备中最重要的部分,承担着运算和存储的功能。”邢建平说,集成电路的应用范围覆盖了军工、民用的几乎所有的电子设备。集成电路(IC)从上世纪50年代发明以来,极大地改变了我们的世界和生活,几乎一切的电子产品都离不开集成电路芯片,全世界市场超过数万亿美元。

在日常生活中,芯片是如何产生作用的?潘景山举例,用户可以通过手机连接到共享单车的后台,这个后台是一个大的数据中心,有成千上万个芯片来综合处理,根据用户余额、信用等数据,后台远程给共享单车发送解锁信号。共享单车内也有内置芯片,单车的位置信息可以通过芯片进行定位、发送、传输。

不少国产芯片

都是中低端产品

在苏冠群看来,中兴被制裁是一个标志性事件,让我们更清楚地认识到目前的现状,关键技术受制于人。邢建平说,每年我国进口的电子芯片就有两千亿美元之多,超过了石油的进口。翻检海关总署的数据可知,近些年的集成电路年进口额都超过2000亿美元,去年达2601亿美元,进出口贸易逆差也在2017年达到了最高值1932.6亿美元。进口额高、逆差大,源于我国高端中端集成电路产品对海外依赖度高。

邢建平分析,巨大的需求量显示了中国自主知识产权的研发、设计、制造的极端重要性。高技术产品出口中,我国很大部分仅赚取了加工费,高附加值的核心部件的利润往往是发达国家在中国的大公司掌握,或者核心部件直接从国外进口。所以说一旦占领技术的制高点,就得到了最大的利益。

目前的中国“芯”是什么样的现状呢?邢建平介绍,中国自主研发并生产制造的计算机处理芯片中,通用芯片有:龙芯系列、威盛系列、神威系列、飞腾系列、申威系列；嵌入式芯片有:星光系列、北大众志系列、湖南中芯系列、万通系列、君正系列、神州龙芯系列,这些基本属于中端到低端的产品,偶有华为麒麟芯片接近世界高端。但在真正高端芯片领域,例如高性能CPU、数字信号处理、海量存储、人工智能高性能芯片领域,跟国际上最先进的芯片机器制造工艺相比,至少还有3年到10年的差距。

“中兴事件”

也是一个机会

“从‘中兴事件\’可以看出我国存在核心技术的缺失,就是所谓的‘芯痛\’,现在我国中高端芯片,有一些自主研发能力,但绝大部分受制于国外发达国家。一旦国外的知识产权拒绝出售,就会面临困境。”潘景山拿手机举例,虽然我们已经有了一些自己的中高端芯片,但这些芯片的核心仍源自国外,有的是购买了一个架构,有的直接购买的ip核。购买架构授权,就像拿到了一个毛坯房,要想住先装修,比如华为的麒麟SOC芯片。购买ip核授权,就像直接拿到了样板房,不需再装修。而如果交付的是一套别墅,周边的环境等方方面面都弄好了,就相当于直接购买了使用权。

潘景山认为,“中兴事件”对我国芯片产业发展提供了机会,让我们提高了对自主知识产权的重视。之前全球化给国内的终端生产商提供了便宜组装的机会,为了成本考虑,快速组装、出货、销售,从而使我们不太重视知识产权。

“这已经不是第一次美国对中国的芯片打压了。”潘景山说,2015年美国奥巴马政府下令禁止英特尔、英伟达和AMD向中国销售高端计算机芯片。可见加强自主芯片研制力度的重要性,否则一旦出现特殊情况,很容易被别人卡住脖子。

山东还没有航母级

集成电路产业公司

山东目前的芯片研发又处于什么水平呢?邢建平介绍,目前山东芯片制作也有一些特色,比如山东大学微电子学院通过产学研合作流片(像流水线一样通过一系列工艺步骤制造芯片)了北斗接收机芯片并量产,目前正在研制北斗基带芯片、北斗一代短报文芯片；设计生产了显示驱动电路芯片,中维世纪设计生产了视频处理桥接芯片等。

但邢建平坦言,目前山东虽然在器件、材料和封装方面有一些公司,但在芯片生产制造方面主要还在板卡级别,鲜有从晶圆开始加工制造芯片和集成电路的核心企业,还没有航母级的集成电路产业公司,只有一些小型的芯片设计、工具研制和封装测试的公司。“我们缺少高端人才,山东的集成电路,从全国来看,还是任重而道远。”潘景山说。

“这样的产业需要巨大的投入和产业政策的引导,如果没有国家的特殊支持和专项扶持,没有尽早尽快地建立起中国自己的光芯片加工生产线,那么以上说的都难以实现。”邢建平说,未来,国产芯片行业必然会迎来新的发展机遇,两年前,国家布局包括山东大学微电子学院在内的全国26所示范性微电子学院,目的就是培养集成电路产业人才,重点发展这一产业。

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