从实践角度浅谈国产芯片推广存在的问题 附芯片产业现状与面临的问题.docx

从实践角度浅谈国产芯片推广存在的问题众所周知，目前从中央到地方，各级政府都在积极推进芯片的国产化战略， 各路资金和人马也纷纷涌进芯片行业。一时间，芯片从设计到制造都成为最炙手 可热的热点行业。各种专业媒体和新闻媒体都充斥各种乐观的情绪，让国人无不 感觉到芯片国产化的成功指日可待。笔者长期带领电子系统应用开发团队，从事过不同行业和产品的开发工作， 也实际大量使用过美欧日台湾产的芯片。几年前应用的国产的芯片基本还局限在 一些简单的门电路或驱动芯片等，近两年来逐渐接触到许多国产芯片，包括 MCU、音视频编解码芯片、电源芯片、语音识别、手势识别、图像识别以及很 多传感器芯片等。整体感觉下来，国产芯片行业目前还存在一些比较突出的技术 问题，严重影响或制约着电子工程师团队使用国产芯片的积极性和信心，进而阻 碍了国产芯片的行业推广和应用。首先很多国产芯片公司属于创业阶段，技术积累不足，产品线比较单一，很 多公司只是一颗或数颗功能比较单一的芯片，应用工程师可选择的余地太小；也 会增加后续的采购和系统维护成本；其次有不少公司的PPT做的很漂亮，性能指标数据也很华丽，但是推出的 样品或产品的计划经常延期，或是实际的产品的性能指标和宣称的指标出入很 大，久而久之影响工程师的使用信心，进而影响到团队负责人的决策和选择；还有一些公司的配套资料严重缺乏，仅有的一些资料要么语焉不详，要么存 在谬误或瑕疵；或是提供的Demo板评估功能的驱动或例程不完善，如仅能提供 部分特定的操作系统的支持，SDK、HDK资料不完善，开发环境搭建不容易， 和主流的软件开发平台兼容性不好等诸多让嵌入式系统开发团队头疼的问题。另外芯片的选择，特别是对单片机或核心功能芯片的选择是非常严谨的，除 成本外，通常要考虑芯片的稳定性、可靠性、扩展性、寿命周期，行业应用实例， 知名客户应用情况等。特别是对于大批量生产应用来说，这些要求会更加严格。 而这些恰恰是很多创业阶段国产芯片最难说服技术团队选择自家芯片的根本原 因。哪怕是你的销售再牛，或是你的价格已经让客户的采购或运营部门怦然心动， 要知道新的芯片的导入在正规的大公司可是由技术部门做出技术评估后最终决 定的。芯片的应用过程中还会牵涉到很多BUG以及FIX BUG等,特别是一些比较 复杂的芯片，需要大量的软硬件配置驱动等，单纯靠芯片公司自身的技术力量不 可能完全覆盖住客户需求，这时候一个庞大的客户群体和工程师应用生态圈就至 关重要了。如TI和ST等国际大厂，工程师遇到的几乎每一个问题都能在专业 的论坛或技术支持团队得到解答，再加上完整的勘误表等，工程师从开始着手设 计到定型的全过程都能够有信心高效及时处理各种技术问题。这个应用设计工程 师的生态圈的建设需要极大的时间和资金投入，对于国产芯片公司来说也是任重 坦迈。最后对于国产芯片来说，特别是在前期的版本，往往存在发热较大，稳定性 差，一致性不好等常见问题，而这些问题会让很多应用工程师望而却步。而很多 国产芯片公司的FAE往往经验不足，特别是行业应用经验和系统设计经验不足, 不能够在一开始就能够真正理解客户的技术需求和关切点，更不会通过优化系统 的软硬件设计，给用户提出系统解决方案等来弥补自家芯片的不足。单纯的强调 自家芯片的低价格和随叫随到的所谓优质服务对技术工程师来说没有什么吸引 力，对于最终说服技术团队选择一个不太稳定成熟、还没有行业知名大客户应用 的芯片来说帮助不大。因此，对于国产芯片公司来说，如果想在激烈的竞争环境下脱颖而出，除了 市场和商务活动外，对技术方面希望能够做到以下几点：产品的可靠性、稳定性、发热和功耗控制等需要稳步快速迭代，实际的芯片 和DEMO板是PPT根本无法比拟的；重视技术资料的编写、校审工作；重视开发环境和主流平台的兼容性，降低 开发的难度，尤其是项目启动阶段的上手难度；降低资料获取的难度。及早建立健全应用工程师的生态圈，增加工程师获取技术支持的途径和通 道；重视FAE的系统应用工程经验和能力，增强和客户应用工程师沟通的能力， 必要时能够通过方案设计弥补单一芯片的功能或部分性能不足，这对于很多通用 型芯片特别是MCU等软硬件依存度高的芯片厂商尤为重要。以上仅仅是从系统应用技术团队的一些想法，不当之处欢迎大家批评指正。 期待有越来越多的优秀的国产芯片公司成长起来，我们有越来越多的高性价比的 国产芯片可以选择应用。中国芯片产业现状与面临的问题作为国内最大的通讯设备商，中兴通讯的三大应用领域，芯片门槛最高的板 块是ITU基站，这一领域要想实现国产替代，需要较长时间。光通信和手机产业 链门槛相对较低，国内已经形成基本的产业链，但更多的还是偏低端应用。中兴之事，让举国之众都过了一把“管中窥豹”之瘾，中国芯片、半导体产业 近些年的发展历程与各种问题，被媒体如数家珍一般曝光在人们眼前，这不得不 引起重视。以此，”国芯当自强”等等口号都被喊了出来，芯片之事全民热议。还有一些媒体也会痛批美国如此对待中兴，亦会捎带着质疑中国芯片产业的 发展的种种问题。但是说到这里却还要感谢特朗普，在这个时代搞禁运，恰恰是 提醒了乘着互联网春风高速发展的中国，需要真正重视半导体、集成电路这样的 底层技术了，不然今后肯定更要吃瘪，即便中国有再大的市场。翻了翻各种新闻，各种说法很多，主流评论无非也就两个：第一，中国芯片 生产制造能力跟外国差距巨大，中国芯片当自强;第二，美日欧的芯片生产能力 再强，却没有中国的芯片应用市场。这两个观点看似对立，却分不出对错，俱反映出了中国当前的芯片市场的现 状。用一句话表达：芯片大国，却非芯片强国。在此观点之上，我认为中国要想 在今后成为芯片强国，首先应该正视中国芯片产业所面临的问题，然后才能对症 下药，但不管下什么药，必将是一个很长的疗程。根据观察并结合相关资料，总结起来中国芯片产业目前面临以下几大问题：问题一：市场需求占全球五成，九成靠进口。中国芯片严重依赖进口，中国 芯片需求量占全球50%（有些应用的芯片，占70-80%）以上，但国产品牌芯片只 能自供8%左右。2016年中国进口芯片2300亿美元，比排在第二名是原油进口 金额高出一倍之多。根据调研公司international business strategies inc.估计，中国 使用的总价值1,900亿美元的芯片中有近90%是进口或在华外企生产的。问题二：芯片价格不算高，但专利费用高昂。从芯片上看，中国芯片厂商不 管是采用arm架构，还是使用intel的x86价格，都需要向这两家厂商交付一定 的专利购买费用。从消费电子来看，国产手机除了华为使用自产海思芯片，其他安卓手机只要 是中、高端机型基本都搭载高通cpu。除了购买芯片的费用外，高通还向每台手 机收取专利费用。此前，魅族就与高通对簿公堂，魅族副总裁李楠称，有IOO 多家手机厂商都与高通签订了购买专利的协议。除了手机，还有更多使用高通 cpu以及英特尔cpu的智能终端，需要专利授权。问题三：芯片自给率不足，国产芯片处于低端极端。以中兴为例，其基站芯 片的自给率几乎为0;光通信领域，自给率尚可，高端芯片仍需突破;智能机产业 方面，自给率较高，国内产业链基本完善，但高端机型所需元器件仍需进口。中 兴所面临的情况，是国内电子产业厂商的共同的遭遇。问题四：与芯片巨头差距渐小，但设计、制造等方面仍是短板。中科院微电 子所所长叶甜春说：“我们在芯片设计、制造等方面确实存在短板，特别是制造 环节相对较弱，部分核心技术、关键设备没完全掌握，但这些技术我们都有布局， 而且与国外差距不断缩小。”虽然差距正在缩小，但是一些关键技术以及生产设 备短板，短时间内很难补齐。问题五：从业人员严重不足，人才缺口高达40万。芯片产业的发展，离不 开相应的专业人才，但中国目前所有企业都在重点推基于模式创新的互联网应 用，高额回报与更好的发展潜江，导致大量人才流向这个领域，芯片相关的集成 电路、新材料等领域却少有人问津。根据2017年5月发布的中国集成电路产 业人才白皮书Q016-2017）数据，我国集成电路从业人员总数不足30万人，但是 按芯片行业总产值计算，至少需要70万人。中国每年进口多少芯片?在今年两会上，中国电子信息产业集团董事长芮晓 武表示，中国每年仅芯片一项就要花费2400亿美元（约1.58万亿人民币）;集成电 路包括其他零件，还需要2000亿美元。海关总署公开信息显示，2017年中国集成电路进口量高达3770亿块，同 比增长10.1%;进口额为2601亿美元（约合17561亿元），同比增长14.6%,集成 电路进口额占中国总进口额的14.1%。也就是说，中国不只是芯片进口大国，同 时也是增量超过两位数的大市场。中国现在有多少手机用户?据美国Zenith最新研究报告，2018年，中国智能 手机用户数量将达到13亿，位居全球第一。据工信部统计，截至2017年11月 末，三家基础电信企业的移动电话用户总数累计达14.1亿。每部手机，至少有 20个左右的芯片，其中基带、高性能cpu以及部分无法国产化的芯片，都需要 进口。中国现在有多少基站?2017年，全国移动通信基站总数达619万个，其中4g 基站净增65.2万个，总数达到328万个。一台通信基站中就有上百颗芯片负责 实现不同功能，基站核心跟电脑类似，要实现各种功能并支持更多的手机，就需 要速度更快，芯片也就更复杂。单是基站所用芯片量，就有多少？一辆无人驾驶汽车，所用的传感器及相关芯片数量要远远大于手机。一个智 能楼宇项目，预计使用传感器大概要十几到几十万的样子。相关数据机构预测， 2019年中国智能硬件（包括智能家居）市场规模将达到4000亿元，智能硬件数量 可想而知，每个智能硬件所用传感器芯片数量至少会有1-3个。中国正在推动智慧家庭、智慧交通、数字中国、中国制造2025,这些将为 智能硬件提供更多的应用场景。同时，还有大量的企业，在用云计算、大数据、 人工智能、物联网等技术为广大企业提供服务，促进农林牧副渔以及能源、化工、 建筑等生产制造业领域的全行业转型升级。所有互联网/物联网技术，全都离不开云、网、端的支持，这些都需要底层 硬件的支持，全都离不开芯片。上面所列，存量市场是一个很大的份额，但增量市场将会有更大的份额。正 是因为看到这个未来绝大的市场，国外大量芯片、云计算等厂商才会在中国争先 恐后的抢占市场。但是美国政府当前的做法，却是在阻止这些厂商的发财梦。从高通、intel、微软、arm,到苹果、亚马逊、思科、甲骨文，没有哪个企 业不在中国积极布局，数不完的战略合作与项目投资。原因无他，一是因为这些 商家看到了中国市场的发展机会，二是中国市场已经成为其利润来源的重要组成 部分。如果没有了中国市场，美国芯片企业乃至更多科技企业的损失至少都是数十 亿起。以高通而言，高通是中兴手机最主要的芯片供应商，根据研究机构ihsmarkit 数据，去年中兴手机全球出货量为4640万部，超过一半的手机产品使用的是高 通芯片骁龙芯片。如果每块芯片价格按25美元计算，高通仅从中兴产生的收入 就接近5亿美元。如果今年高通不能继续为中兴供货，显然就是损失这5亿美元。相比处理器销售利润，专利授权才是高通的主要利润来源。财报显示，2017 年，高通处理器销售的利润率为17%,专利授权的利润率为80%。仅是2017下 半年，小米、opp。、ViVO就与高通签订了 120亿美元的芯片采购合同，更不用说, 还有更多的国产手机厂商从高通采购芯片并上交专利费。高通新任总裁阿蒙近期甚至还亲至oppo位于深圳的总部拜会，可见oppo 对高通的影响。在现有机型当中，仅是小求、oppo> ViVO搭载高通CPU的机型， 就多达295款，主流国产手机搭载高通印U的机型已经超过IlOO款。从产业链来看，目前高通CPU主要供给中国市场100多家手机厂商，以及更 多的移动设备厂商。三星本身具备全产业链能力，因为高通昂贵的专利费用，三 星更多的机型开始采用自研exynos芯片，三星的半导体生产研发能力已经很强， 以后不需要再更多的向高通买单。眼下的中国市场，已经成为高通不可缺少的利 润供给地。之前很长的一段时间，国产手机存在着贬低国产芯片的情况，包括台湾联发 科芯片也经常被厂商讥讽。事实上，高通CPU不会强太多，联发科也不至于差到 掉渣。近期就有消息传出，OPPOH7将采用联发科p65芯片。如果中国手机厂商因美国阻击中兴事件影响，在相关规定下不再继续采用高 通的cpu,高通很有可能会就此一蹦不振。高通最近的现金流不是很好，并且会 在今年6月大量裁员，加上贸易战以来在中国市场诸多不确定因素，其股价也从 今年1月至今累计下跌了近25%。可以说，中国市场可以在很大程度上决定高通 今后的命运。事实上，中国的终端厂商并没有大家想象的那么孱弱，即便是当前缺少核心 技术，也仍旧是各大上游供应商极力讨好的对象。因为没有中国这些全球toplO 的安卓手机厂商以及通讯设备厂商，整个产业链上、中、下游的厂商都会受到牵 连，严重者甚至会倒闭，苹果的一些供应商就层因为苹果自行供应而关门大吉。这本来应该是产业链各厂商合作共赢的局面，却因为美国禁运中兴通讯，导 致全球供应链出现合作上的危机意识。虽然全球化的供应链趋势是不可逆的，但 是具备先进技术实力的厂商随时都能找个理由拒绝供应，或者是因为地缘政治等 原因而不能供应。因此，打铁还需自身硬，还是要供应链最大限度的国产化，才 能从根本上杜绝此类风险。摆在中兴眼前的，即便中美关系缓和，也要考虑今后是否退出美国市场，以 及退出后如何继续发展的问题，这并不是单纯的政治风险，与自身经营及商业模 式都有绝对的关系。同样，摆在中国所有电子消费企业面前的，是如何借助中国 市场规模这个优势，进一步在产业链上做纵向后者横向的延伸。不仅能做到下游 做出优秀的成品，还要进一步参与上、中游的环节中去，以此来提高抵御风险的 能力。