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中国家电网|遭遇技术封锁，国产芯片该如何突围？


10月29日 ， 由中国家用电器协会主办的2020年中国家用电器技术大会在宁波正式召开 。 会上 ， 围绕中美贸易战引发的尖端科技封锁问题 ， 复旦大学微电子学院黄煜梅副教授、上海晶丰明源AC/DC家电辅助电源FAE总监谢厚林和无锡芯朋微电子股份有限公司牟坤昌三位技术专家 ， 分享了国产芯片替代进口技术所面临的的机会和挑战 ， 并对家电电源芯片国产化进行了评估 。
中国大陆追赶集成电路产业“一超三强”
但多个环节自给率仍偏低
目前集成电路产业的世界格局存在非常明显的差异 ， 呈现出一超三强的状态 。 其中 ， 美国产业链完善度、企业竞争力全面领先 ， 尤其以先进工艺、设计、设备和EDA工具最为突出;韩国通过存储器的发展 ， 拉动了技术水平的突飞猛进 ， 并拓展到代工领域 ， 以此提高其全产业链的竞争力;中国台湾地区则在集成电路制造及封装领域居于世界前列 ， “专业代工模式”成为其在芯片领域中的核心竞争力 ， 台积电就是其中一家标志性的企业;日本则依靠相对齐全的、尤其以材料见长的半导体产业占据一强的位置 ， 不过总体竞争力日趋下降 。 目前来看 ， 中国大陆处于美国(一超)和日本、韩国、中国台湾(三强)之后的第三层级 。
根据SEMI数据 ， 2018年全球电子系统市场规模达1.6万亿美元 ， 其中半导体市场规模达5041亿美元 ， 但放眼全球市场 ， 中国大陆半导体产业的自给率偏低 ， 半导体自给率仅为14% ， 涉及IC(集成电路)设计的EDA自给率和IP自给率分别为5%和不足3% ， IC封测自给率也仅为3% ， 只有逻辑封测自给率可以达到41% 。
中国大陆在半导体产业各环节的自给率偏低 ， 主要由于半导体产业是劳动密集型、资本密集型、技术密集型、知识密集型为一体的产业 ， 对这些因素的要求均极高 。 以晶圆为例 ， 建立一条晶圆生产线往往需要数十亿美元的投入 ， 如果对这个数据没有概念 ， 可以对比特斯拉的汽车工厂和晶圆工厂所需要得的资金：特斯拉在上海投资70亿美元建立了超级工厂 ， 但投资一条10nm晶圆生产线则需要130亿美元 。
除了资金的大量投入外 ， 投资晶圆生产线还需要将当地政局是否安定、基础设施和自然灾害等问题纳入到考虑范围 。 此外 ， 晶圆研发成本相当高 ， 会随着工艺的提高而急剧上升 ， 10nm工艺的研发成本已超过25亿美元 ， 半导体行业对于从业人员的要求也相当高 ， 这些因素都进一步提高了行业的门槛 。
中国集成电路产业高速成长
未来将迎来四项机遇
中国集成电路产业正处于不断攀升的阶段 ， 不仅在近20年保持高速增长 ， 其中的设计产业也是全球增速最高 。 根据中国半导体行业协会数据 ， 2018年集成电路全球市场规模从2016年的3389亿美元增长到4016亿美元 ， 中国集成电路设计业产值从2016年的247亿美元增至368亿美元 ， 在全球集成电路市场规模的占比也从7.3%增长至9.1% 。
中国集成电路的设计产值保持增长 ， 但与此同时 ， 进口总额也一路水涨船高 ， 从2300亿美元增至3120.6亿美元 ， 超过原油的进口总量 ， 也超过了农产品、铁矿、铜、铜矿、医药品的进口总和 ， 占国家进口总额14.6% ， 成为中国最依赖进口的一类产品 ， 集成电路也被称为卡住脖子的基石型产业 。
目前消费电子、通信、信息、互联网、医疗电子、电力、电网、汽车、国防等产业的发展 ， 均与集成电路密切相关 。 《科技日报》曾在2018年列举了35项“卡脖子”技术 ， 其中光刻机、芯片、触觉传感器、手机射频器件、高端电阻电容、核心工业软件、光刻胶、微球、高端焊接电源、超精密抛光工艺等技术均与集成电路产业有关 ， 近些年发展集成电路产业也被提到了国家安全布局战略的高度 。
虽然中国集成电路产业仍处于追赶阶段 ， 且较依赖于进口 ， 但其在面对全球大环境变化之时 ， 仍有找到一些机会 。 黄煜梅认为 ， 目前中国集成电路产业拥有四大机遇 。 一是其驱动力已经由过去单一利用重点产品的驱动 ， 转化为多元化应用驱动 。 应用场景分散、客户分散、订单分散;单品需求适量、创新迭代变快、市场响应速度较高;品牌门槛降低、技术积累变少……多元市场具备的特点 ， 也是中国集成电路产业最为擅长的 。


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