多視角看成都集成電路產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)（上）

單祥茹

2019年7月11日，第二屆中國(guó)（成都）集成電路生態(tài)發(fā)展論壇在成都世紀(jì)城國(guó)際會(huì)議中心三層蜀都廳召開。本屆峰會(huì)聚焦成都市人民政府提出的打造中國(guó)‘芯’高地這一集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)，從全球視野出發(fā)，結(jié)合西部產(chǎn)業(yè)生態(tài)特點(diǎn)，邀請(qǐng)Cadence、arm、Soitec、海威華芯、摩爾精英、啟英泰倫、深思創(chuàng)芯、旋極星源、銳成芯微等長(zhǎng)期關(guān)注西部集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國(guó)際知名半導(dǎo)體企業(yè)的中國(guó)區(qū)領(lǐng)軍人物，以及本土具有國(guó)際視野的優(yōu)秀企業(yè)家，共聚一堂，探討成都乃至西部地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，助力成都市集成電路產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。根據(jù)嘉賓現(xiàn)場(chǎng)演講，本刊記者整理出本屆峰會(huì)部分嘉賓的主要觀點(diǎn)。

后摩爾時(shí)代的特色工藝及中國(guó)發(fā)展機(jī)遇

演講人：張波，電子科技大學(xué)集成電路中心主任，教授、博導(dǎo)

1965年，戈登·摩爾先生應(yīng)《電子學(xué)》雜志之邀在第38卷第8期上發(fā)表文章“CrammingMore Components onto Integrated Circuits"并提出，每一年芯片上的晶體管數(shù)量將增加一倍。1975年，戈登，摩爾在IEEE電子組件大會(huì)（Proceedings of the IEEE electron devicesmeeting）上提交了一篇論文，并對(duì)摩爾定律做了修訂：整個(gè)集成電路的發(fā)展將從早期預(yù)測(cè)的每一年晶體管數(shù)量翻一倍改為每?jī)赡攴槐?。著名的摩爾定律就此誕生。在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，英特爾公司更是將摩爾定律作為其發(fā)展的技術(shù)原則，并制定了Tick-Tock發(fā)展戰(zhàn)略，即奇數(shù)年更新制作工藝，偶數(shù)年更新微架構(gòu)。

張波教授在演講中表示，長(zhǎng)久以來(lái)，Moore定律指導(dǎo)著微電子的發(fā)展，人們一直追求通過(guò)線寬的降低來(lái)提升器件的性能。但是，線寬的持續(xù)降低帶來(lái)無(wú)論是建廠成本、工藝研發(fā)還是產(chǎn)品研制費(fèi)用的急劇增加。因此，集成電路工藝技術(shù)逐漸從單一追求尺寸依賴的先進(jìn)工藝，向先進(jìn)工藝、非尺寸依賴的特色工藝和先進(jìn)封裝三個(gè)維度并舉發(fā)展?！癕ore than Moore”的特色工藝得到迅速發(fā)展，應(yīng)用面也越來(lái)越大。

張波教授表示，根據(jù)More than Moore白皮書對(duì)More than Moore的定義，器件價(jià)值或者性能的提升，不完全靠尺寸縮小，而是通過(guò)功能的增加。因此，嵌入式非易失性存儲(chǔ)工藝、BiCMOS工藝、RFCMOS工藝、BCD工藝、MEMS工藝，乃至GaAs、GaN， SiC工藝等不完全靠尺寸縮小來(lái)提升性能的工藝現(xiàn)在都可以被稱為非尺寸依賴的特色工藝。

除了非尺寸依賴，特色工藝還有這些特點(diǎn)。一是建廠與維護(hù)成本低、工藝相對(duì)成熟、產(chǎn)品研發(fā)投入相對(duì)較少。二是平臺(tái)繁多、種類龐雜，多種工藝平臺(tái)可共存。三是產(chǎn)品品種眾多。比如美國(guó)安森美公司的功率MOs器件就高jt2000余種。德國(guó)英飛凌的功率MOS種類高達(dá)3315種。張波教授認(rèn)為，特色工藝產(chǎn)品品種之所以如此豐富，是因?yàn)楹芏嗵厣a(chǎn)品為模擬器件，產(chǎn)品性能與應(yīng)用場(chǎng)景密切相關(guān)，而市場(chǎng)上的應(yīng)用場(chǎng)景日趨多樣化。因此，這個(gè)行亞很難有壟斷企業(yè)出現(xiàn)。這也恰恰是中國(guó)企業(yè)的發(fā)展機(jī)遇。

改革開放40年來(lái)，我國(guó)建立了門類齊全的現(xiàn)代工業(yè)體系，工業(yè)經(jīng)濟(jì)的實(shí)力迅速壯大并躍升為世界第一制造大國(guó)，也是世界上唯一擁有完整的制造業(yè)體系、產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)鏈的大國(guó)。這也成就了我們成為全球集成電路應(yīng)用大國(guó)。不過(guò)，在大量應(yīng)用的集成電路中，絕大部分來(lái)自進(jìn)口。除了高端CPU外，我們也大量進(jìn)口了不需要先進(jìn)工藝的分立器件、電源管理集成電路、通用處理器、控制器等。張波教授表示：特色工藝產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)替代空間巨大！

有了市場(chǎng)空間，我們是否擁有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)呢？現(xiàn)在，特色工藝的機(jī)遇已經(jīng)被業(yè)內(nèi)所認(rèn)識(shí)，特色工藝在中國(guó)正在崛起，大量8英寸、12英寸已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)或正在建設(shè)。2018年中芯國(guó)際（TSMC） n12英寸線產(chǎn)能就達(dá)到了1200萬(wàn)片。值得注意的是，中國(guó)特色工藝的發(fā)展同樣面臨巨大挑戰(zhàn)：國(guó)外特色工藝企業(yè)常常是IDM形態(tài)，且大多是老牌企業(yè)、歷史悠久，人才濟(jì)濟(jì)。而國(guó)內(nèi)尚缺乏大型的IDM企業(yè)，產(chǎn)品同質(zhì)化也比較嚴(yán)重，缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。

張波教授最后提出，雖然有諸多挑戰(zhàn)，但我們也有很大優(yōu)勢(shì)。一是特色工藝產(chǎn)品與市場(chǎng)應(yīng)用密切相關(guān)，而中國(guó)恰恰是全球集成電路應(yīng)用大

智能系統(tǒng)時(shí)代下的中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)

汪曉煜：Cadence公司中國(guó)區(qū)副總經(jīng)理

汪曉煜在演講中首先講到，當(dāng)前，中國(guó)的實(shí)力不僅改變了自己，也改變了世界。根據(jù)MorganStanley Research的研究報(bào)告，2020-2025年中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展可能有四種情形，分別為產(chǎn)業(yè)升級(jí)、萌生新一代半導(dǎo)體公司、全球商業(yè)化和廉價(jià)替代。其中，產(chǎn)業(yè)升級(jí)是最好的情況，將由芯片設(shè)計(jì)和制造方面的技術(shù)突破帶來(lái)。最糟糕的情況是廉價(jià)替代，意味著企業(yè)無(wú)法創(chuàng)新，本土供應(yīng)鏈被用于生產(chǎn)低價(jià)值半導(dǎo)體。汪曉煜表示，新一代集成電路設(shè)計(jì)公司可能在未來(lái)引領(lǐng)中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。根據(jù)中國(guó)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)，到2020年，中國(guó)的芯片自給率將達(dá)到40%，2025年則要達(dá)到70%。這些數(shù)字不僅代表了中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，也將對(duì)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

汪曉煜還提到，只有不斷在新興市場(chǎng)中找準(zhǔn)機(jī)會(huì)才更容易獲勝。眾所周知，中國(guó)新四大“發(fā)明”正在改變著人們的生活方式。事實(shí)上，中國(guó)并沒有真正發(fā)明這些技術(shù)中的任何一種，但卻已經(jīng)引領(lǐng)了這些技術(shù)的廣泛應(yīng)用。對(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)而言，一些前沿技術(shù)和應(yīng)用對(duì)行業(yè)的發(fā)展非常重要。比如用于數(shù)據(jù)處理、語(yǔ)言分析、語(yǔ)音識(shí)別、圖像識(shí)別的人工智能;智能家居和工廠、醫(yī)療和各種商業(yè)應(yīng)用的傳感器/節(jié)點(diǎn)連接的物聯(lián)網(wǎng)革命;自動(dòng)駕駛;5G和AR/VR技術(shù)等。

談到中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機(jī)遇，汪曉煜表示，中國(guó)正在迅速成為獨(dú)角獸的故鄉(xiāng)。2018年，中國(guó)每3.8天創(chuàng)造一只獨(dú)角獸。新能源汽車、人工智能芯片、機(jī)器人、大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)視覺和云計(jì)算是這些新興獨(dú)角獸的主要領(lǐng)域?，F(xiàn)在，中國(guó)IC設(shè)計(jì)公司數(shù)量大幅增長(zhǎng)。2010年中國(guó)大陸擁有IC設(shè)計(jì)公司582家，經(jīng)過(guò)8年的發(fā)展，這個(gè)隊(duì)伍已經(jīng)擴(kuò)大到包括海思、比特大陸、紫光集團(tuán)等約1698家，增長(zhǎng)了近3倍。但是，也必須看到這一現(xiàn)狀：中國(guó)半導(dǎo)體人才的培養(yǎng)無(wú)法滿足快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。其中，2020年中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)人才需要70萬(wàn)人，現(xiàn)有中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)從業(yè)人才30萬(wàn)人，有近40萬(wàn)人的缺口。

最后，汪曉煜介紹了Cadence智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略，他表示，作為核心競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)（計(jì)算）軟件，Cadence的首要任務(wù)之一是確保在數(shù)字和定制設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證的核心引擎中發(fā)揮技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)作用。在過(guò)去五年中，公司相繼推出了20多個(gè)新產(chǎn)品，以支持高級(jí)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證日益復(fù)雜的問題。

Arm中國(guó)——共建面向未來(lái)的智能生態(tài)

金勇斌：Arm中國(guó)生態(tài)發(fā)展副總裁、安創(chuàng)生態(tài)科技CEO

到2035年，全球有萬(wàn)億智能電子設(shè)備將實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，而芯片是其核心。意味著芯片將無(wú)所不在。作為全球芯片產(chǎn)業(yè)的標(biāo)桿，至2018年，Arm全球出貨量累計(jì)達(dá)到1460億，提供了業(yè)界唯一萬(wàn)億量級(jí)科技創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。其中，安創(chuàng)生態(tài)主要基于IP的縱深領(lǐng)域拓展。

中國(guó)是芯片應(yīng)用大國(guó)，在芯片供給側(cè)尚有很多挑戰(zhàn)。對(duì)于傳統(tǒng)智能手機(jī)等市場(chǎng)而言，由于同質(zhì)化的紅海市場(chǎng)，廠商往往靠規(guī)模取勝，現(xiàn)在的市場(chǎng)滲透率趨于飽和，增長(zhǎng)緩慢。不過(guò)在中后期行業(yè)整合中，芯片巨頭仍有較大機(jī)會(huì);對(duì)AIoT等新興垂直化市場(chǎng)而言，行業(yè)方興未艾、芯片需求蓬勃，孕育著差異化定制芯片的巨大需求，是差異化產(chǎn)品的藍(lán)海市場(chǎng)，定制化是剛需，在這些領(lǐng)域核心芯片的自主化能力至關(guān)重要。

金勇斌還提到，中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過(guò)程中還需要克服諸多挑戰(zhàn)，比如起步晚、人才短缺、產(chǎn)品開發(fā)周期長(zhǎng)、資金不足等。安創(chuàng)生態(tài)提供的集成電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新公共平臺(tái)（ICP），使得芯片設(shè)計(jì)門檻大大降低，芯片開發(fā)周期大幅縮短，企業(yè)可以降低重復(fù)性投入，開發(fā)成本也將明顯降低。

因此，安創(chuàng)生態(tài)確定了自己的市場(chǎng)目標(biāo)，即通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，以及芯片設(shè)計(jì)鏈供給側(cè)創(chuàng)新，滿足AIoT差異化需求，助力中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展。賦能天下用芯者，讓需要者皆有自主芯。搜狗智能錄音筆C1采用Nordic的nRF52810 SoC

Nordic Semiconductor宣布搜狗公司選擇使用Nordic的nRF52810低功耗藍(lán)牙系統(tǒng)級(jí)芯片，為其“搜狗智能錄音筆C1”提供無(wú)線連接。

搜狗智能錄音筆C1解決方案集成了便攜式低功耗藍(lán)牙語(yǔ)音錄制設(shè)備和專屬的智能手機(jī)APP，支持高清錄音、錄音轉(zhuǎn)文字和同聲傳譯等，用于采訪、筆記記錄、會(huì)議和培訓(xùn)等場(chǎng)景。這款錄音筆配備了全數(shù)字高靈敏麥克風(fēng)，并運(yùn)用搜狗自研SmartVoice數(shù)字降噪算法，實(shí)現(xiàn)人聲高保真還原。搜狗語(yǔ)音實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果顯示搜狗智能錄音筆C1能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)95%的語(yǔ)音轉(zhuǎn)文字識(shí)別準(zhǔn)確率。

Nordic nRF52810 SoC在搜狗智能錄音筆C1和用戶的藍(lán)牙4.0（及更高版本）智能手機(jī)或配備低功耗藍(lán)牙的設(shè)備之間提供低功耗藍(lán)牙無(wú)線連接，能夠以低延遲將錄制的語(yǔ)音數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)，并且通過(guò)“搜狗錄音筆”APP續(xù)轉(zhuǎn)換為文字。同時(shí)，用戶可以在APP內(nèi)將錄音文件進(jìn)行中英文互譯。通過(guò)APP，用戶可將錄音和文本文件發(fā)送到云端，進(jìn)行檢索和管理而無(wú)需轉(zhuǎn)錄。

搜狗智能錄音筆的可充電電池可在連續(xù)錄制模式下提供長(zhǎng)達(dá)16小時(shí)便用時(shí)間，以及長(zhǎng)達(dá)20天待機(jī)時(shí)間，這部分歸功于Nordic SoC的超低功耗特性。nRF52810具有2.4GHz無(wú)線電的4.6mA峰值RX/TX電流特性，能夠最大限度地降低功耗，其全自動(dòng)電源管理系統(tǒng)可將功耗降低至比nRF51系列SoC還要低80%。

此外，搜狗為其智能錄音筆C1選擇使用nRF52810 SoC，因其提供了藍(lán)牙5支持，包括兩倍無(wú)線原始數(shù)據(jù)帶寬（2Mbps），八倍廣告擴(kuò)展（將廣告數(shù)據(jù)包有效載荷大小增加至251字節(jié)）廣播能力，以及改進(jìn)的信道共存算法。