移動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析＊

宋麗娜 中國(guó)信息通信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所工程師

亓瑞倩 中國(guó)信息通信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所工程師

陳倩 中國(guó)信息通信研究院電信設(shè)備認(rèn)證中心工程師

李文宇 中國(guó)信息通信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所高級(jí)工程師

專家視點(diǎn)

移動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析＊

宋麗娜 中國(guó)信息通信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所工程師

亓瑞倩 中國(guó)信息通信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所工程師

陳倩 中國(guó)信息通信研究院電信設(shè)備認(rèn)證中心工程師

李文宇 中國(guó)信息通信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所高級(jí)工程師

在LTE全球快速發(fā)展的形勢(shì)下，作為移動(dòng)終端核心的移動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)，同樣面臨著一個(gè)不容錯(cuò)失的發(fā)展機(jī)會(huì)。我國(guó)移動(dòng)終端芯片企業(yè)在2G時(shí)代的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)非常薄弱，但經(jīng)過(guò)3G時(shí)代國(guó)家對(duì)TDSCDMA產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持和培育，已在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中爭(zhēng)取了一席之地。本文結(jié)合當(dāng)前全球和國(guó)內(nèi)移動(dòng)通信領(lǐng)域發(fā)展情況，對(duì)移動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)及演進(jìn)趨勢(shì)進(jìn)行了分析和討論，并對(duì)我國(guó)移動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了政策建議。

LTE/LTE-Advanced 移動(dòng)芯片 產(chǎn)業(yè) 現(xiàn)狀 趨勢(shì) 建議

1 引言

全球移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展推動(dòng)了移動(dòng)應(yīng)用和業(yè)務(wù)的多樣化和多元化需求，使得移動(dòng)智能終端市場(chǎng)逐步進(jìn)入爆發(fā)性增長(zhǎng)階段。同時(shí)，LTE在全球的快速部署和產(chǎn)業(yè)鏈的日趨成熟，也為L(zhǎng)TE產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)，尤其是移動(dòng)終端產(chǎn)品帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。根據(jù)相關(guān)咨詢公司的最新預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2014年全球消費(fèi)電子出貨量將達(dá)25億臺(tái)，同比增長(zhǎng)7.5%，其中大約有75%將是手機(jī)設(shè)備。在此形勢(shì)下，作為移動(dòng)終端核心的移動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)，同樣面臨著一個(gè)不容錯(cuò)失的發(fā)展機(jī)會(huì)。國(guó)內(nèi)外芯片廠商紛紛布局和發(fā)力，爭(zhēng)取在這一輪新的市場(chǎng)爆發(fā)中掌握關(guān)鍵技術(shù)，占據(jù)一定的話語(yǔ)權(quán)。

2 移動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 LTE成為拉動(dòng)移動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要力量

移動(dòng)通信依然是通信產(chǎn)業(yè)最大的拉動(dòng)力量。據(jù)預(yù)測(cè)，2014年移動(dòng)通信芯片出貨量將同比增長(zhǎng)21.6%，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到338億美元，同比增長(zhǎng)23.5%。在全球各國(guó)家電信監(jiān)管部門(mén)、運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商的共同推動(dòng)下，LTE的產(chǎn)業(yè)化和商用化發(fā)展迅猛，LTE產(chǎn)業(yè)鏈迅速成熟。如圖1所示，GSA數(shù)據(jù)表明，截至2014年11月底，全球共有119個(gè)國(guó)家和地區(qū)開(kāi)通357個(gè)LTE商用網(wǎng)絡(luò)，其中28個(gè)國(guó)家和地區(qū)開(kāi)通40個(gè)LTETDD網(wǎng)絡(luò)。截至2014年第3季度，全球LTE用戶數(shù)已達(dá)3.7億戶，年底則超過(guò)4億戶。

我國(guó)4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和用戶發(fā)展同樣進(jìn)入加速期。截至2014年11月底，中國(guó)移動(dòng)已建成的4G基站超過(guò)60萬(wàn)個(gè)，預(yù)計(jì)2014年全年建設(shè)4G基站將達(dá)到70萬(wàn)個(gè)。中國(guó)聯(lián)通于近日組織的新一輪4G建網(wǎng)設(shè)備招標(biāo)規(guī)模約為5萬(wàn)基站，覆蓋多達(dá)143個(gè)城市。中國(guó)電信計(jì)劃2015年在100～120個(gè)城市做4G厚覆蓋，剩下的城市薄覆蓋。截至2014年10月，中國(guó)移動(dòng)用戶達(dá)5445萬(wàn)戶，突破5000萬(wàn)戶大關(guān)；中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信也已突破百萬(wàn)用戶。

LTE網(wǎng)絡(luò)和用戶的爆發(fā)增長(zhǎng)，推動(dòng)LTE終端芯片產(chǎn)業(yè)鏈快速成熟，截至2014年9月，LTE終端數(shù)量達(dá)2218款，其中智能手機(jī)已超千款，達(dá)1045款（見(jiàn)圖2）。工信部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2014年10月全國(guó)4G手機(jī)出貨量2126.1萬(wàn)部，達(dá)到了全部手機(jī)出貨量的63.3%，3G則下降到了21.3%。

圖1 LTE網(wǎng)絡(luò)和用戶發(fā)展情況（數(shù)據(jù)來(lái)源：GSA/CATR 2014.11）

圖2 LTE終端增長(zhǎng)趨勢(shì)（數(shù)據(jù)來(lái)源：GSA 2014.10）

2.2 全球移動(dòng)通信芯片市場(chǎng)趨于集中

相關(guān)統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)表明，全球移動(dòng)通信市場(chǎng)在2014年取得超過(guò)5%的增長(zhǎng)，芯片總出貨量將超過(guò)23億顆，營(yíng)收超過(guò)210億美金。其中，市場(chǎng)需求逐漸向3G和4G市場(chǎng)芯片集中。2015年，3G移動(dòng)芯片（含TD-SCDMA、WCDMA和CDMA 1x）出貨預(yù)計(jì)將超過(guò)10億顆，占據(jù)近43%的市場(chǎng)份額。LTE依然快速增長(zhǎng)，出貨量預(yù)計(jì)約5.6億顆，比2014年增長(zhǎng)76%，占據(jù)24%的市場(chǎng)份額。3G和4G移動(dòng)芯片合計(jì)占據(jù)了2/3的市場(chǎng)份額。

隨著移動(dòng)芯片在多模支持能力和工藝水平方面日益提高，行業(yè)門(mén)檻不斷抬高，市場(chǎng)漸成少數(shù)芯片企業(yè)的舞臺(tái)。高通、聯(lián)發(fā)科等少數(shù)企業(yè)憑借在產(chǎn)品和服務(wù)方面的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)地位，市場(chǎng)份額逐步提高，其它廠商生存空間被極大壓縮，多家國(guó)際知名芯片廠商（如TI、博通等）紛紛選擇退出。

2.3 國(guó)內(nèi)移動(dòng)芯片市場(chǎng)取得一定突破

從移動(dòng)基帶芯片市場(chǎng)出貨量統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)看，國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)展訊市場(chǎng)排名繼續(xù)提升（見(jiàn)圖3）。憑借在2G、3G方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)份額，展訊在2013年移動(dòng)基帶芯片市場(chǎng)占比中超過(guò)Intel，位居全球第三，并于2014年繼續(xù)保持該位置。有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2014年展訊在全球基帶芯片全球出貨量大于4億顆。

我國(guó)TD-LTE牌照的正式發(fā)放，也為國(guó)內(nèi)移動(dòng)芯片企業(yè)在LTE市場(chǎng)的發(fā)展帶來(lái)助力。憑借在LTE、TD-SCDMA、WCDMA領(lǐng)域的技術(shù)積累，海思已于2012年推出支持五模多頻的LTE基帶芯片，并在2013年底將芯片工藝由40nm提升至28nm。展訊、聯(lián)芯等國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)，均已推出28nm LTE多?；鶐酒?，并達(dá)到商用水平。

3 我國(guó)移動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

在LTE進(jìn)入商用發(fā)展期之后，LTE-Advanced（LTE-A）技術(shù)成為提升終端芯片性能，適應(yīng)新應(yīng)用的技術(shù)演進(jìn)方向。同時(shí)，制式和頻段的多樣化，也為移動(dòng)芯片的發(fā)展提出了需求和方向。

3.1 多模多頻仍是移動(dòng)芯片研發(fā)的核心需求

移動(dòng)通信2G/3G/LTE等多制式將長(zhǎng)期并存，全球各個(gè)國(guó)家和地區(qū)通信制式的多樣化及頻段組合的多樣化也會(huì)長(zhǎng)期存在。國(guó)際主流芯片廠家均已開(kāi)發(fā)出5模多頻芯片產(chǎn)品。終端芯片支持5模甚至6模十多個(gè)頻段將是芯片企業(yè)滿足市場(chǎng)需求和最大化規(guī)模效益的主要方向。截止2014年10月，在國(guó)內(nèi)獲得進(jìn)網(wǎng)許可的634款4G手機(jī)共有11種模式組合（見(jiàn)表1）。TD-LTE/ TD-SCDMA/GSM三模、TD-LTE/LTEFDD/WCDMA/ GSM四模制式、TD-LTE/LTEFDD/cdma2000/CDMA 1x/GSM五模制式三類手機(jī)占比最高。

圖3 2010—2013年基帶芯片出貨量

表1 我國(guó)各種制式4G手機(jī)進(jìn)網(wǎng)款累計(jì)數(shù)（數(shù)據(jù)來(lái)源：CATR 2014.10)

3.2 LTE-Advanced成為主要演進(jìn)方向，推動(dòng)芯片工藝進(jìn)一步升級(jí)

LTE-Advanced可有效地提高移動(dòng)終端芯片的數(shù)據(jù)傳輸速率，更好地滿足快速增長(zhǎng)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求。從典型運(yùn)營(yíng)商上架終端的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)看，聲明支持LTE-A的終端已有224款（見(jiàn)圖4）。

圖4 國(guó)際典型運(yùn)營(yíng)商上架LTE-A終端款數(shù)（數(shù)據(jù)來(lái)源：工信部2014.11）

為滿足LTE-A的技術(shù)要求，基帶和射頻芯片需提升對(duì)大數(shù)據(jù)量的接收和處理能力，同時(shí)需平衡成本和功耗性能。雖然28nm工藝可較好滿足LTE類型3（Cat3）和類型4（Cat4）終端芯片的需求，但從功耗、性能和芯片面積角度，更高能力等級(jí)（Cat6及以上）的終端芯片對(duì)20nm甚至16nm工藝節(jié)點(diǎn)提出了要求。

3.3 芯片集成和一體化成為移動(dòng)芯片發(fā)展的新趨勢(shì)

隨著終端支持的頻段數(shù)量不斷增加，射頻芯片需要提供更多的發(fā)射/接收通道，并集成更多的射頻前端器件。體積、性能、干擾成為越來(lái)越大的技術(shù)挑戰(zhàn)。前端器件寬頻化、集成化（PA、開(kāi)關(guān)、濾波器等）設(shè)計(jì)，成為射頻前端器件的發(fā)展趨勢(shì)?；鶐酒蛻?yīng)用處理器共同構(gòu)成的片上系統(tǒng)（SoC）方案、基帶和射頻一體化方案，將繼續(xù)在降低芯片成本和終端設(shè)計(jì)難度發(fā)揮重要作用。

3.4 移動(dòng)芯片企業(yè)向著合并和深入合作的方向發(fā)展

由于進(jìn)入門(mén)檻低，大多企業(yè)選擇Fabless（無(wú)晶圓）模式，而芯片設(shè)計(jì)企業(yè)的迅速出現(xiàn)和成長(zhǎng)，導(dǎo)致其產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也愈來(lái)愈激烈。近期，高通收購(gòu)英國(guó)芯片設(shè)計(jì)公司CSR，以加強(qiáng)其在藍(lán)牙、物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力；Intel公司與瑞芯微展開(kāi)合作，聯(lián)手進(jìn)入移動(dòng)通信領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)紫光集團(tuán)接連收購(gòu)了本土優(yōu)秀的兩家芯片設(shè)計(jì)企業(yè)展訊和銳迪科，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提出了打造世界級(jí)芯片巨頭的目標(biāo)。國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)未來(lái)可考慮在本土企業(yè)間開(kāi)展深入合作，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，揚(yáng)長(zhǎng)避短，以期在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中有所突破。

4 我國(guó)移動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)和問(wèn)題

盡管國(guó)內(nèi)廠商已積極加大對(duì)LTE產(chǎn)業(yè)的投入和研發(fā)，但從目前已有的市場(chǎng)看，最先進(jìn)移動(dòng)通信制式的終端芯片市場(chǎng)仍被發(fā)達(dá)國(guó)家的幾家主流企業(yè)主導(dǎo)。我國(guó)移動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力與國(guó)際移動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)的差距仍然比較明顯。

4.1 關(guān)鍵技術(shù)能力缺失或落后、競(jìng)爭(zhēng)力不足

在國(guó)家扶持和培育下，我國(guó)芯片企業(yè)大多在TDD領(lǐng)域（TD-SCDMA、TD-LTE）優(yōu)勢(shì)明顯，但在FDD領(lǐng)域（WCDMA、LTEFDD）等方面存在短板。在向LTE-Advanced能力的發(fā)展中，為了提升移動(dòng)終端芯片處理能力，芯片工藝的提升成了必然方向。從國(guó)際芯片市場(chǎng)來(lái)看，28nm芯片已是LTE終端芯片的主流，領(lǐng)軍企業(yè)已經(jīng)向22/16nm邁進(jìn)，對(duì)我國(guó)芯片企業(yè)又提出了新的挑戰(zhàn)。

4.2 射頻芯片企業(yè)關(guān)鍵元器件“空心化”現(xiàn)象嚴(yán)重

在國(guó)家政策的扶持和引導(dǎo)下，國(guó)民技術(shù)、銳迪科等國(guó)內(nèi)一批具有較強(qiáng)技術(shù)能力的射頻芯片設(shè)計(jì)企業(yè)發(fā)展迅速，并推出TD-LTE射頻芯片產(chǎn)品，支持多模多頻能力，滿足商用要求。但大部分關(guān)鍵元器件均需依賴進(jìn)口，產(chǎn)業(yè)“空心化”現(xiàn)象嚴(yán)重。國(guó)內(nèi)材料工藝水平落后，元器件領(lǐng)域國(guó)外巨頭專利壁壘嚴(yán)密，對(duì)我國(guó)產(chǎn)業(yè)突破核心技術(shù)造成了很大困難，嚴(yán)重制約了我國(guó)移動(dòng)通信元器件的設(shè)計(jì)、研發(fā)和生產(chǎn)。同時(shí)，元器件企業(yè)多采用自己設(shè)計(jì)、自己生產(chǎn)方式，產(chǎn)品研發(fā)投入大，我國(guó)企業(yè)普遍規(guī)模小、實(shí)力弱，亟需國(guó)家扶持。

4.3 移動(dòng)芯片企業(yè)面臨較大的核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)

不管從無(wú)線通信技術(shù)本身，還是芯片設(shè)計(jì)時(shí)采用的IP核授權(quán)，我國(guó)企業(yè)仍存在核心專利缺失的現(xiàn)狀，在芯片研發(fā)和商用過(guò)程中，大量采用第三方IP核來(lái)降低設(shè)計(jì)門(mén)檻的代價(jià)是大量專利使用費(fèi)的繳納。這些費(fèi)用的支出，不但增加了我國(guó)移動(dòng)芯片企業(yè)產(chǎn)品的成本，而且加重了對(duì)國(guó)外IP核的依賴程度，在一定程度上降低了芯片產(chǎn)品的核心研發(fā)能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

5 移動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策建議

當(dāng)前，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和智能終端的發(fā)展，全球集成電路產(chǎn)業(yè)進(jìn)入重大調(diào)整變革期。在新的歷史時(shí)期下，國(guó)務(wù)院于2014年6月印發(fā)《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》（簡(jiǎn)稱“推進(jìn)綱要”），指導(dǎo)我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加快產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)升級(jí)轉(zhuǎn)型。移動(dòng)芯片，是目前集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引擎和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)與技術(shù)創(chuàng)新的熱點(diǎn)，也是我國(guó)初步實(shí)現(xiàn)集成電路核心技術(shù)和市場(chǎng)應(yīng)用的雙重突破的重心。我國(guó)移動(dòng)芯片企業(yè)應(yīng)抓住此次難得的歷史發(fā)展機(jī)遇，借助政策支持、利用市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，縮短核心技術(shù)短板，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的協(xié)同，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)趕超。

（1）頂層布局方面

加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮國(guó)家的政策支持和引導(dǎo)作用，統(tǒng)籌集成電路國(guó)家產(chǎn)業(yè)基金、國(guó)家科技重大專項(xiàng)、產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)等機(jī)制，將移動(dòng)芯片作為發(fā)展重點(diǎn)，做好移動(dòng)芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、IP核等關(guān)鍵環(huán)節(jié)與整機(jī)系統(tǒng)的整體產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同。制定今后5～10年的總體發(fā)展規(guī)劃及綜合技術(shù)發(fā)展路線圖，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，建立和完善協(xié)同機(jī)制，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)核心技術(shù)研發(fā)以及專利授權(quán)等的支持。

（2）關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域

緊跟市場(chǎng)需求，鞏固在多模多頻、高性能高工藝等芯片設(shè)計(jì)核心技術(shù)基礎(chǔ)，加大對(duì)LTE演進(jìn)技術(shù)的研發(fā)支持，密切關(guān)注和參加國(guó)際前沿技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工作，注重知識(shí)產(chǎn)權(quán)積累。擴(kuò)大對(duì)外開(kāi)放，鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)集成電路企業(yè)聯(lián)合科研院所、高校開(kāi)展競(jìng)爭(zhēng)前的共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，在國(guó)內(nèi)較薄弱環(huán)節(jié)加強(qiáng)研發(fā)實(shí)力，力爭(zhēng)取得突破。

（3）產(chǎn)業(yè)協(xié)同方面

發(fā)揮產(chǎn)業(yè)拉動(dòng)效應(yīng)，政策扶持，鞏固中低端市場(chǎng)，突破國(guó)際市場(chǎng)。支持國(guó)內(nèi)芯片龍頭企業(yè)發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制作用，吸收外部投資，實(shí)施兼并重組，擴(kuò)大規(guī)模和業(yè)務(wù)范圍，縮短與國(guó)際龍頭企業(yè)的差距。

DevelopmentAnalysisonMobileChip Industry

W ith the rapid developmentof LTE,mobile chip vendors,the criticalelementofmobile term inalindustry chain, are facing an important developmentopportunity.Benefit from the developmentof TD-SCDMA and strong demand for mobileshandset,China’smobilechip industry grow s rapidly and hasgained itsown place in themarketcompetition.In this paper,weanalyze the currentstatusofmobile chip industry,aswellas theevolution of key techonoligiesand development trends.Basedon theanalysis,somesuggestionsareconductedonChina’smobilechip industrydevelopmentin thefuture.

LTE/LTE-Advanced,w irelesschip,industry,currentstatus,trend,suggestion

2015-01-01）

國(guó)家科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目（2013ZX03001003）資助