中國芯發(fā)展趨勢分析

李 勇

（武漢市人力資源和社會保障信息中心，湖北武漢 430015）

1 社?？ㄅc“中國芯”

在很多西方國家，公民往往僅有社保號，與社會福利相關(guān)的業(yè)務(wù)只需要提供社保號即可辦理。而在中國，通過政府行業(yè)對芯片行業(yè)的大力扶持，社?？ㄒ呀?jīng)實現(xiàn)了搭載銀行金融借記功能。社保部門負(fù)責(zé)社保金融IC卡項目的密鑰分散和管理、項目實施等工作。因為社?？ǖ尼t(yī)療保險使用場景都是在脫機(jī)模式下進(jìn)行的，所以其中會涉及銷售終端安全存取模塊（Purchase Secure Access Module，PSAM）的發(fā)行管理、終端布放、系統(tǒng)建設(shè)等環(huán)節(jié)[1]。

1999年，中國第一張社?？ㄔ谏虾ＵQ生；2011年8月30日，人力資源和社會保障部頒布了社?？ù钶d金融功能的消息；2009年起央行與人社部針對社?？虞d金融功能進(jìn)行了論證，制定了三步走戰(zhàn)略“視情況解決個案，隱蔽磁條過渡，最終芯片合作”。

初始階段：通過芯片（加載社保應(yīng)用）＋顯形磁條（加載金融應(yīng)用）的復(fù)合卡技術(shù)。社保應(yīng)用與金融應(yīng)用采用不同的存儲介質(zhì)，并在物理層面完全分離。

過渡階段：通過芯片（加載社保應(yīng)用）＋隱形磁條（加載金融應(yīng)用）復(fù)合卡技術(shù)手段進(jìn)行卡技術(shù)的迭代升級，相比初始階段的技術(shù)，利用隱形磁條使得卡界面有了更大的展示區(qū)域。

成熟階段：利用芯片技術(shù)的發(fā)展和集成，采用單芯片卡（加載社保應(yīng)用和金融應(yīng)用），通過“接觸+非接觸”通信模式，使用單片機(jī)雙接口技術(shù)和國內(nèi)加密算法，更加安全可靠。通過國家加入EMV遷移行列和政府針對社?？ㄉ痰姆龀郑饾u擺脫了IC卡芯片市場一直處于被國外廠商壟斷的局面。

社?？ㄐ酒夹g(shù)依托于中國芯片行業(yè)的整體發(fā)展，同時也會促進(jìn)IC卡產(chǎn)業(yè)整體水平的提升與進(jìn)步。目前中國芯片行業(yè)通過近十幾年的發(fā)展，在芯片設(shè)計與制造、模塊封裝、應(yīng)用開發(fā)等方面又是怎樣的情況呢？

2 “中國芯”整體現(xiàn)狀

芯片作為在集成電路上的載體，廣泛應(yīng)用在手機(jī)、軍工、航天等各個領(lǐng)域，是能夠影響一個國家現(xiàn)代工業(yè)的重要因素。但是我國在芯片領(lǐng)域卻長期依賴進(jìn)口，缺乏自主研發(fā)。中國是世界上第一大芯片市場，但芯片自給率不足10%。2017年，芯片進(jìn)口金額超過2500億美元，進(jìn)口額超過原油加鐵礦石進(jìn)口額之和[2]。

國外巨頭依靠在芯片領(lǐng)域長期積累的核心技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)，通過技術(shù)、資金和品牌方面的優(yōu)勢一直占據(jù)著集成電路的戰(zhàn)略要地，特別是芯片生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的制造技術(shù)、設(shè)計能力和編碼技術(shù)等方面[3]。常常會作為談判籌碼進(jìn)行貿(mào)易制裁和出口禁運(yùn)，對我國服務(wù)器、計算機(jī)、手機(jī)行業(yè)帶來了巨大困擾，針對政務(wù)、銀行等核心行業(yè)造成了安全影響。

2001年7月10日，方舟1號橫空出世，被媒體稱為“改寫了中國‘無芯’的歷史”。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，形成了初具規(guī)模的中國芯片企業(yè)：以華為海思為代表的手機(jī)芯片設(shè)計公司，專門給華為手機(jī)提供麒麟系列芯片；以寒武紀(jì)為代表的中國新生代芯片設(shè)計公司，主要制造云智能芯片，應(yīng)用于聯(lián)想、中科曙光、科大訊飛等產(chǎn)品；以龍芯中科為代表的的軍工CPU處理器設(shè)計企業(yè)，其相關(guān)產(chǎn)品已應(yīng)用到北斗導(dǎo)航衛(wèi)星；以中芯國際為代表的代工企業(yè)，即將引進(jìn)阿斯麥最先進(jìn)的光刻機(jī)用于晶圓廠。

3 “缺芯失魂”的關(guān)鍵要素

中國芯經(jīng)過近十余載的快速發(fā)展，雖然取得了非常大的進(jìn)步，但從全球集成電路產(chǎn)業(yè)橫向?qū)Ρ葋砜?，中國的集成電路產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模較小、整體發(fā)展水平仍處于落后水平、自身供給能力不足，總結(jié)起來主要有以下幾個關(guān)鍵要素：

（1）缺乏大而強(qiáng)的龍頭企業(yè)

產(chǎn)業(yè)需要企業(yè)的支撐，企業(yè)是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。集成電路產(chǎn)業(yè)是全球性競爭的產(chǎn)業(yè)，資源的整合是一個重要的趨勢，大而強(qiáng)的龍頭企業(yè)能夠利用資源優(yōu)勢在競爭中獲利。目前中國還缺乏類似英特爾、高通、三星這樣具有國際影響力和競爭力的企業(yè)[4]。

（2）工藝水平差距懸殊，投入不足

目前中國實現(xiàn)量產(chǎn)的工藝與國際先進(jìn)工藝相比還有兩代工藝的差距，而且國際先進(jìn)工藝正在向著1xnm層級快速演進(jìn)。而伴隨著工藝越來越先進(jìn)，資金和市場投入也會越來越大。目前如果要建立一個代工廠，預(yù)估需要投入100億美元的資金才可建設(shè)完成28nm的生產(chǎn)線，采用16nm的技術(shù)則需要120億～150億美元的投入[5]。英特爾公司2016年研發(fā)支出達(dá)到127億美元，而中國最大的半導(dǎo)體公司海思半導(dǎo)體年研發(fā)投入與10億美元還有一定距離。

如果沒有國家長期、穩(wěn)定、持續(xù)的投入，僅僅依靠市場投資機(jī)構(gòu)，資本市場根本沒有能力和魄力進(jìn)行如此的巨額投入，企業(yè)也無法跟隨世界先進(jìn)工藝的水平，乃至中國的芯片產(chǎn)品將失去使用高端工藝進(jìn)行設(shè)計開發(fā)機(jī)會。

（3）技術(shù)專利積累不足，專業(yè)人才缺失

美國、韓國、日本企業(yè)非常重視在中國集成電路領(lǐng)域的專利布局，當(dāng)前國外專利權(quán)人申請的中國集成電路產(chǎn)業(yè)專利已達(dá)41%[6]，部分外國企業(yè)針對國內(nèi)企業(yè)以訴訟或談判等形式收割相應(yīng)權(quán)益，利用知識產(chǎn)權(quán)武器壓制中國企業(yè)。

同時，中國集成電路產(chǎn)業(yè)中大多都是中小企業(yè)，一個芯片從設(shè)計到量產(chǎn)投入資金大、市場周期長，互聯(lián)網(wǎng)新興軟件行業(yè)相比更能獲得資本市場和高端人才的青睞，長此以往導(dǎo)致高端人才儲備不足。

（4）行業(yè)生態(tài)未形成

集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，脫離不了EDA等生態(tài)配套技術(shù)的支撐。而美國的三大EDA廠商已壟斷了全球95%的份額[7]。中國僅有少數(shù)幾家企業(yè)從事EDA相關(guān)研發(fā)工作，且未形成系統(tǒng)的解決方案。根據(jù)全球集成電路發(fā)展的歷程來看，中國集成電路產(chǎn)業(yè)生態(tài)的形成仍需要努力追趕和完善。

4 芯片自強(qiáng)的破局與機(jī)遇

方寸之間的芯片，凝結(jié)著信息科技的智慧，是一個國家和民族工業(yè)水平的重要象征。中國芯片市場一方面被國外廠商的壟斷和壓制，一方面國內(nèi)芯片企業(yè)創(chuàng)新不足、缺乏生態(tài)環(huán)境。在目前的大格局之下，中國芯片產(chǎn)業(yè)將何去何從，如何破局？又面臨哪些機(jī)遇呢？

（1）產(chǎn)業(yè)機(jī)遇

中國集成電路行業(yè)經(jīng)過十幾年的發(fā)展，已經(jīng)初步具備了市場基礎(chǔ)、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)平臺的廣泛引用，和互聯(lián)網(wǎng)+在中國的飛速發(fā)展，巨大的中國市場勢必為國際資本產(chǎn)生巨大的吸引力。

只要貼近用戶需求，貼近市場，結(jié)合資本的持續(xù)投入，就能夠為中國集成電路行業(yè)騰飛奠定堅實的基礎(chǔ)。目前中國具備從芯片設(shè)計、芯片制造到芯片封裝測試的集成電路公司，從全球集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史來看，全世界范圍內(nèi)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移為中國集成電路行業(yè)做大做強(qiáng)提供了產(chǎn)業(yè)機(jī)遇。

（2）市場機(jī)遇

伴隨著大數(shù)據(jù)的興起，我國根據(jù)“互聯(lián)網(wǎng)+”的政策逐步建設(shè)政府信息化和數(shù)字化，通過政務(wù)和信息有機(jī)結(jié)合，智慧城市的概念逐漸落地生根。而這一切都需要集成電路行業(yè)的支撐。如：早在2013年，工信部、發(fā)改委、科技部就聯(lián)合成立IMT-2020(5G)推進(jìn)組，針對5G的應(yīng)用進(jìn)行研發(fā)和布局；寒武紀(jì)開發(fā)出了國際首個深度學(xué)習(xí)指令集，并成功產(chǎn)出，只要國產(chǎn)AI指令集成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，把國內(nèi)市場培養(yǎng)起來，我國就有望在AI芯片設(shè)計領(lǐng)域率先登陸市場制高點(diǎn)；在指紋識別領(lǐng)域，匯頂科技已經(jīng)做到全球頂級，與國內(nèi)的主流手機(jī)廠商都有合作，在安卓陣營與瑞典FPC形成雙子星[8]。

眾所周知，芯片設(shè)計搶占市場先機(jī)非常重要，在傳統(tǒng)的CPU、手機(jī)領(lǐng)域國際巨頭已經(jīng)占據(jù)，而新興領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還未確立，存在中國芯片企業(yè)破局的機(jī)會。

（3）政策機(jī)遇

2011年，國務(wù)院出臺《進(jìn)一步鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策》，進(jìn)一步優(yōu)化了集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境。2014年6月，工信部發(fā)布《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，將集成電路產(chǎn)業(yè)提升到國家戰(zhàn)略。2018年3月初，在政府工作報告中，集成電路被列為加強(qiáng)制造強(qiáng)國建設(shè)的首要任務(wù)。2018年3月末，中美貿(mào)易摩擦下，四部委聯(lián)合發(fā)布集成電路生產(chǎn)企業(yè)的稅收優(yōu)惠政策，再度表明高層對于發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的決心[9]。

科技創(chuàng)新是支撐中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的永恒動力，通過政府政策的傾斜和扶持，將會為集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新的活力。

5 核“芯”發(fā)展趨勢與對策

芯片強(qiáng)國的戰(zhàn)略已刻不容緩，然而通過對芯片行業(yè)發(fā)展的趨勢分析，中國集成電路行業(yè)的破局和趕超充滿了挑戰(zhàn)。只有從全球發(fā)展的視角打通上下游產(chǎn)業(yè)鏈，營造生態(tài)圈，聚市場資本之力允許試錯和失敗，快速迭代，利用創(chuàng)新合作的模式發(fā)展才是正道。

（1）引領(lǐng)資本，吸納高級人才

集成電路行業(yè)面臨著針對人才要求高，但是相關(guān)待遇不匹配的窘境，加上集成電路行業(yè)產(chǎn)品周期長，這讓很多高級人才投身到了互聯(lián)網(wǎng)軟件行業(yè)。只有通過正確的價值引導(dǎo)，吸引更多的市場資本，提高相關(guān)崗位的價值匹配，才能夠打造一個復(fù)合技術(shù)團(tuán)隊。

（2）重視研發(fā)，持續(xù)投入

立足全球，英特爾等行業(yè)巨頭動輒數(shù)百億美金的研發(fā)投入。而中國集成電路行業(yè)大多都是中小企業(yè)，資本和政府投入資金不足以支撐產(chǎn)品迭代。研發(fā)作為高科技產(chǎn)業(yè)的核心動力，只有得到持續(xù)的資金投入，較為寬松的發(fā)揮空間，才能夠激發(fā)研發(fā)團(tuán)隊的靈感，創(chuàng)造出更契合市場需求的產(chǎn)品[10]。

（3）立足全球化，面向市場化

中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須具備全球化的視角，也需要全球化的合作，開放與合作是未來的主流。同時，中國集成電路行業(yè)雖然需要國家政策和資金的扶持，但是沒有充分的市場競爭，忽視市場真正的需求，無視資本市場資金關(guān)注的要素，一味的閉門造車也是很不可取的[11]。

市場化也是中國集成電路產(chǎn)業(yè)不得不面臨的一個課題，只有在全球化和市場化的基礎(chǔ)之上，結(jié)合政府持續(xù)的政策扶植和資金投入，才能迎來中國集成電路產(chǎn)業(yè)的春天。

6 結(jié)語

“中國芯”的發(fā)展無法脫離全球化的發(fā)展背景和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際規(guī)律，只有通過對關(guān)鍵要素的分析，才能尋找到產(chǎn)業(yè)發(fā)展的破局和機(jī)遇，從而提出更好的應(yīng)對措施。

同時伴隨著載有金融功能和“非接觸”功能的第三代社?？ㄔ谏绫Ｃ裆徒鹑陬I(lǐng)域的廣泛推廣使用，針對社保卡加載金融功能帶來的對芯片容量、芯片安全防護(hù)的更高要求，有利于推動我國芯片安全第三方檢測水平的提升，促進(jìn)自主創(chuàng)新型企業(yè)的發(fā)展，給我國微電子產(chǎn)業(yè)的快速崛起帶來新的機(jī)遇。