一旦美國晶片全面封鎖,中國半導體業如何填補空白?

三月以來,中國和美國的貿易摩擦愈演愈烈。美國時間4月17日早上,中興案又有新進展,美國商務部宣佈禁止美國公司在未來幾年內將芯片、半導體元器件和軟件銷售給中興。這一舉措無疑給了中國半導體業重大鞭策:今天美國能針對中興禁售,明天就有可能針對華為禁售,那麼一旦美國全面封鎖對中國的芯片銷售,中國半導體業如何能填補其中的空白?

毫無疑問,中國半導體行業在芯片領域還落後美國一大截。我們正在迎頭趕上,但是差距畢竟需要一步一個腳印地追趕。事實上,芯片領域的差距取決於兩個因素,一是時間/人才積累,二是工程規模。顯然,在某個領域我們開始得越晚,而且如果該領域工程規模越大,則越難追上。下面我們具體分析幾個中國半導體芯片落後的領域,並且來看一下這些領域如何能追上世界領先水平。

高性能模擬/混合信號電路

時間/人才積累:4顆星

工程規模:3顆星

在消費級的模擬/混合信號電路芯片領域,中國已經完全能實現自給自足。然而,在民用的其他高性能模擬/混合信號領域,例如超高速SerDes,高速AD/DA等,目前中國還難以生產出能達到國際領先水準的芯片。這個領域的最頂尖設計還掌握在TI,ADI等美國公司手裡,需要大量時間積累和工程實踐才能實現最優性能。不過,模擬/混合信號電路的設計工程規模通常不大,因此如果需要的話可以通過人才引進加資源扶植的方法在幾年內設計出與全球領先水平相差不大的芯片。

射頻前端

時間/人才積累:5顆星

工程規模:4顆星

射頻前端主要包括PA,SAW/BAW Filter,多路開關等元器件。這些元器件需要電路和工藝的協同優化,可以說是電路設計和Fab缺一不可。因為需要從工藝層面到設計層面都打通,所以技術積累需求極高且工程規模很大。目前射頻前端最好的設計掌握在Qorvo,Skyworks,Avago等美國(或馬上要搬到美國)的公司手裡。隨著美國對於自己的科技保護越來越嚴格,中國通過收購美國廠商獲取技術越來越難,那麼中國除了自主研發之外,還可以考慮去日本,韓國或歐洲看看有沒有一些合適的標的可供收購或者獲得技術授權。當然,隨著5G的興起,毫米波技術對於射頻前端的需求和4G完全不同,大家都是從頭做起,因此在毫米波頻段中國和美國的差距較小,這也是中國有機會實現趕超的領域。

FPGA

時間/人才積累:5顆星

工程規模:5顆星

FPGA是一個需要相當長時間積累且工程量巨大的芯片項目,需要從底層電路設計,中層架構設計一直到上層綜合以及佈局佈線算法都需要打通,因此沒有數百人的團隊十數年的努力難以跟上。目前FPGA技術主要掌握在美國的Xilinx,Altera(已被Intel收購)等巨頭手中,中國最近曾嘗試收購FPGA領域的Lattice但是被美國CFIUS否決了。看來FPGA還需要中國自主研發,任重而道遠!

處理器

時間/人才積累:3-5顆星

工程規模:3-5顆星

無論是Intel還是ARM,在高端處理器領域的架構設計和指令集都經過了長時間的積累。而且這些處理器芯片的工程規模巨大,因此中國想要獨立做類似ARM或者Intel的自主知識產權架構則會需要十年以上的努力才能追上國際水準。

不過,目前開源的RISC-V卻是中國在處理器領域的一個重要機遇。RISC-V是這兩年興起的開源指令集,全球幾乎都處在同一起跑線。而且由於其開源的特性,全球的RISC-V開發者都會把自己的IP貢獻到RISC-V社區,所以中國公司在基於RISC-V做開發的時候等於是站在了國外同行的肩膀上。此外,中國還可以在RISC-V的基礎上做自己的一些專門特性,例如基於RISC-V的安全特性可以成為新的國家標準,從而可以獨闢蹊徑走有中國特色的RISC-V道路。我們看到華為,中科院等中國的公司和科研機構都已經加入了RISC-V開源社區,我們可望在不久的未來看到中國在RISC-V領域走在世界前列。

EDA工具

時間/人才積累:5顆星

工程規模:5顆星

Synopsys,Cadence等EDA工具是目前芯片設計流程中密不可分的一部分,其開發難度和工程規模都意味著中國在幾年內沒有趕超的希望。因為眾所周知的原因,此類軟件沒法一朝一夕做到對中國禁售。然而,中國的許多小公司在享受免費使用這些軟件的時候,我們也必須從另一個方面看到:國外EDA巨頭縱容中國半導體公司免費使用這些軟件其實也是一種變相傾銷,這樣一來中國本土就不可能開發出自己的EDA軟件與他們競爭。對此,我們是不是也該有所警惕呢?

結語

中興被美國禁售芯片一事為我國半導體行業敲響了警鐘,中國半導體行業離完全芯片自足還有很長的一段路要走。在不同的領域,我們有不同的追趕策略,但是無論如何都離不開數代人勤勤懇懇踏踏實實地工作。中國半導體加油!


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