《電子技術(shù)應(yīng)用》
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深圳芯片往事:大陸IC設(shè)計(jì)第一城是如何煉成的

2019-06-22

眾所周知,深圳是一座活力十足的創(chuàng)新之城,很多新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)在這里都能生根發(fā)芽、不斷壯大,比如IC產(chǎn)業(yè)。中國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)起步晚于歐美是不爭(zhēng)的事實(shí),深圳的IC產(chǎn)業(yè)起步于上個(gè)世紀(jì)90年代,形成于21世紀(jì)初期,壯大于之后的十年。如今,深圳已經(jīng)發(fā)展成為中國(guó)IC設(shè)計(jì)第一城,在2018中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)集成電路設(shè)計(jì)分會(huì)年會(huì)上,深圳市半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)執(zhí)行副會(huì)長(zhǎng)劉娜女士表示,深圳集成電路行業(yè)2018年預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售897.94億元,其中集成電路設(shè)計(jì)業(yè)銷售額758.7億元。深圳IC設(shè)計(jì)銷售額在所有中國(guó)大陸城市中排名第一,也是唯一一個(gè)超過(guò)100億美金銷售額的城市。

集成電路是腦力密集型的技術(shù)型產(chǎn)業(yè),它的發(fā)展與很多因素密不可分,人才、環(huán)境、資金、時(shí)間、機(jī)遇等缺一不可。深圳的IC產(chǎn)業(yè)起步晚于北京和上海,它卻能超越很多城市成為大陸IC設(shè)計(jì)第一城,必有其過(guò)人之處。OFweek電子工程網(wǎng)編輯認(rèn)為,深圳成為大陸IC設(shè)計(jì)龍頭,有很多的原因,包括政策和產(chǎn)業(yè)環(huán)境、地理優(yōu)勢(shì)等等,但是本文想表達(dá)的是,深圳的本土企業(yè)是助推它成為大陸IC設(shè)計(jì)第一城的主要原因。

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目前在深圳從事IC設(shè)計(jì)的企業(yè)大約兩百家左右,其中銷售額也在呈指數(shù)型增長(zhǎng),年增長(zhǎng)率保持在20%左右。但是深圳IC企業(yè)從設(shè)計(jì)規(guī)模上,基本以中小企業(yè)為主,有4家企業(yè)實(shí)力雄厚,年?duì)I收超過(guò)30億元人民幣,它們是海思半導(dǎo)體、中興微電子、匯頂科技和敦泰科技。2018年華為海思半導(dǎo)體以361億人民幣的銷售額排在國(guó)內(nèi)第一,比排名第二的紫光展銳多出了250多億元人民幣,敦泰科技2018年銷售額99.19億元,中興微電子2018年銷售額76億元,匯頂科技2018年銷售額37.2億元。

除了四大龍頭IC企業(yè),深圳還有很多創(chuàng)新力十足的IC企業(yè),如成立于1999年的深圳市江波龍電子有限公司,它是國(guó)內(nèi)最早從事內(nèi)存儲(chǔ)芯片研發(fā)設(shè)計(jì)的企業(yè)之一,公司的存儲(chǔ)產(chǎn)品遠(yuǎn)銷全球,在嵌入式和無(wú)線等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。力合微電子專注于通信、網(wǎng)絡(luò)、多媒體領(lǐng)域集成電路芯片設(shè)計(jì),成立于2002年,它是國(guó)內(nèi)第二代電力線載波通信的開(kāi)創(chuàng)者。深圳市明微電子股份有限公司是2003年成立的集成電路企業(yè),它們?cè)O(shè)計(jì)的照明以及LED顯示驅(qū)動(dòng)芯片成為國(guó)內(nèi)眾多LED企業(yè)的王牌供應(yīng)商。成立于2003年的深圳安凱微電子技術(shù)有限公司是中國(guó)少數(shù)幾個(gè)能開(kāi)發(fā)大規(guī)模芯片的集成電路設(shè)計(jì)公司之一,其集成一千萬(wàn)個(gè)晶體管的安馳移動(dòng)多媒體應(yīng)用處理器芯片,是多媒體芯片界的代表。2004年成立的比亞迪微電子是比亞迪集團(tuán)旗下獨(dú)立子公司,其成產(chǎn)的IGBT芯片是國(guó)內(nèi)技術(shù)規(guī)格最高的芯片之一,比亞迪微電子在IC設(shè)計(jì)、制造和封裝測(cè)試上均有涉及,是國(guó)內(nèi)IC產(chǎn)業(yè)最完善的企業(yè)代表。

還有很多深圳本土IC企業(yè)實(shí)力不俗,成立于20世紀(jì)初期,可以說(shuō)這個(gè)階段是深圳集成電路百花齊放的一段時(shí)間,也是發(fā)展最快的時(shí)期。從事混合信號(hào)集成電路設(shè)計(jì)的芯海科技、智能電表計(jì)量芯片設(shè)計(jì)的銳能微科技、數(shù)?;旌闲酒K設(shè)計(jì)的美芯集成、汽車電子芯片設(shè)計(jì)的艾科創(chuàng)新等等,深圳的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)涉及領(lǐng)域多(汽車、工業(yè)、通訊、消費(fèi)電子、醫(yī)療等),翻蓋產(chǎn)業(yè)廣,創(chuàng)新能力足等,它們是深圳IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的縮影。

中國(guó)IC設(shè)計(jì)銷售額最大的半導(dǎo)體企業(yè)——海思半導(dǎo)體

作為一家半導(dǎo)體設(shè)計(jì)企業(yè),海思半導(dǎo)體有限公司成立于2004年10月,前身是創(chuàng)建于1991年的華為集成電路設(shè)計(jì)中心。經(jīng)過(guò)20多年的研發(fā),海思已經(jīng)建立了強(qiáng)大的IC設(shè)計(jì)和驗(yàn)證技術(shù)組合,開(kāi)發(fā)了先進(jìn)的EDA設(shè)計(jì)平臺(tái)。多年來(lái),海思硅已成功開(kāi)發(fā)了200多種擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的模型,并申請(qǐng)了8000多項(xiàng)專利。

海思半導(dǎo)體一直在刷新人們對(duì)中國(guó)IC設(shè)計(jì)能力的認(rèn)知,創(chuàng)造了世界矚目的成績(jī),如1993年,海思第1塊數(shù)字ASIC開(kāi)發(fā)成功,2002年,海思第1塊COT芯片開(kāi)發(fā)成功,2008年3月,海思發(fā)布全球首款內(nèi)置QAM的超低功耗DVB-C單芯片,2014年6月,海思發(fā)布八核海思麒麟920芯片,2017年1月,麒麟960被Android Authority評(píng)選為“2016年度最佳安卓手機(jī)處理器”,2018年8月,麒麟980橫空出世,它是世界上第一個(gè)采用臺(tái)積電7nm工藝制造的商用手機(jī)SoC芯片組,集成69億個(gè)晶體管以提高性能和能源效率,備受關(guān)注的麒麟810、麒麟985、麒麟990等也將在未來(lái)面世。

中國(guó)本土最大的觸控IC設(shè)計(jì)公司——匯頂科技

匯頂科技成立于2002年,主要從事人機(jī)交互技術(shù)、生物識(shí)別技術(shù),以及低功耗數(shù)?;旌闲酒?、近距離無(wú)線通信等技術(shù)的研發(fā),是安卓陣營(yíng)應(yīng)用最廣的生物識(shí)別解決方案提供商。公司陸續(xù)推出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的Goodix Link技術(shù) 、指紋識(shí)別與觸控一體化的IFS技術(shù) 、活體指紋檢測(cè)技術(shù) 、屏下光學(xué)指紋識(shí)別技術(shù)等。匯頂科技基于芯片設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā),目前主要面向智能終端、物聯(lián)網(wǎng)及汽車電子領(lǐng)域提供領(lǐng)先的半導(dǎo)體軟硬件解決方案,華為、OPPO、vivo、小米、一加、Google、Amazon、Samsung、Nokia、Dell、HP、LG、ASUS等國(guó)際國(guó)內(nèi)知名品牌均是其客戶。

匯頂科技在成立不到2年的時(shí)間里就研發(fā)了高效取電的多功能電話芯片,2008年其自主研發(fā)的電容觸控按鍵芯片大批量發(fā)貨,2010年匯頂科技設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)首家10點(diǎn)電容觸摸屏芯片投入量產(chǎn),2012年成功研發(fā)出單層多點(diǎn)觸摸屏芯片,2015年發(fā)布支持玻璃蓋板的指紋識(shí)別芯片并商用量產(chǎn)。匯頂科技立足全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)革新,打造智能終端、汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)三大業(yè)務(wù)布局,持續(xù)引領(lǐng)IC設(shè)計(jì)行業(yè)創(chuàng)新,致力于成為全球領(lǐng)先的綜合型IC設(shè)計(jì)公司和世界一流的創(chuàng)新科技公司。

深圳第一家集成電路企業(yè)——國(guó)微電子

深圳第一家集成電路企業(yè)是深圳國(guó)微電子,它是首家啟動(dòng)的國(guó)家“909”工程集成電路設(shè)計(jì)公司,1996年3月,國(guó)家對(duì)建設(shè)大規(guī)模集成電路芯片生產(chǎn)線的項(xiàng)目正式批復(fù)立項(xiàng),也就是“909工程”,這是電子工業(yè)有史以來(lái)投資規(guī)模最大的國(guó)家項(xiàng)目,表現(xiàn)了當(dāng)時(shí)黨和國(guó)家的領(lǐng)導(dǎo)人迫切希望提高我國(guó)集成電路水平。

國(guó)微電子成立于1993年,主要從事特種集成電路研發(fā)、生產(chǎn)與銷售,產(chǎn)品涵蓋高性能微處理器、高性能可編程器件、存儲(chǔ)類器件、總線器件、接口驅(qū)動(dòng)器件、電源芯片六大系列,為用戶提供ASIC/SOC設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)服務(wù)及國(guó)產(chǎn)化系統(tǒng)芯片級(jí)解決方案。2015年,國(guó)微電子發(fā)布了Titan系列產(chǎn)品,它是我國(guó)第一款自主千萬(wàn)門級(jí)的高性能FPGA,成功地打破了美國(guó)壟斷FPGA的局面,如今它設(shè)計(jì)的可編程器件已經(jīng)成為眾多企業(yè)的首選品牌。

深圳第一家本土IC上市企業(yè)——國(guó)民技術(shù)股份有限公司

國(guó)民技術(shù)是中國(guó)集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)和國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè),具有十余年商用密碼應(yīng)用的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),擁有國(guó)家級(jí)博士后科研工作站。2010年4月在創(chuàng)業(yè)板上市??偛课挥谏钲?,在北京、上海、香港、洛杉磯均設(shè)有分部。國(guó)民技術(shù)曾多次承擔(dān)國(guó)家級(jí)集成電路專項(xiàng)工程的設(shè)計(jì)研發(fā),是909”超大規(guī)模集成電路專項(xiàng)工程的集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)之一。

國(guó)民技術(shù)致力于為人們安全、便捷、智能的生產(chǎn)生活提供芯片及解決方案,產(chǎn)品涵蓋網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證安全芯片、智能卡芯片、MCU芯片、可信計(jì)算芯片、RCC及移動(dòng)安全創(chuàng)新產(chǎn)品、低功耗藍(lán)牙芯片、非接芯片以及相應(yīng)的解決方案。公司研發(fā)的N32G020系列是基于ARM Cortex-M0內(nèi)核的32位物聯(lián)網(wǎng)MCU產(chǎn)品,具有大容量嵌入式存儲(chǔ)體、加載多種加解密硬件算法引擎,同時(shí)支持安全啟動(dòng)、多用戶分區(qū)管理等特性,是國(guó)內(nèi)做得最好的MCU芯片產(chǎn)品之一。

大陸最大的晶圓代工企業(yè)——中芯國(guó)際

成立于2000年的中芯國(guó)際,它是世界領(lǐng)先的集成電路芯片代工企業(yè)之一,也是中國(guó)內(nèi)地規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的集成電路芯片制造企業(yè),中芯國(guó)際是純商業(yè)性集成電路代工廠,提供0.35微米到28納米制程工藝設(shè)計(jì)和制造服務(wù)。深圳坪山新區(qū)有一座中芯國(guó)際代工廠,據(jù)說(shuō)它是華南地區(qū)的第一條8英寸產(chǎn)線。

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(中芯國(guó)際100萬(wàn)片產(chǎn)出紀(jì)念)

中芯國(guó)際與世界級(jí)設(shè)計(jì)服務(wù)、標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)和EDA工具等廠商建立了合作伙伴關(guān)系,為客戶提供廣泛且高靈活度的設(shè)計(jì)支持,公司裝備了大陸最先進(jìn)的光掩膜生產(chǎn)線,技術(shù)能力跨越0.5微米到45納米,其中測(cè)試服務(wù)針對(duì)邏輯電路、存儲(chǔ)器、混合信號(hào)電路等多種芯片。

大陸IC設(shè)計(jì)第一城的不足與對(duì)策

相對(duì)于大陸的其它城市,深圳IC產(chǎn)業(yè)在規(guī)模上已經(jīng)取得了領(lǐng)先,但它并非沒(méi)有不足之處,如深圳集成電路產(chǎn)業(yè)鏈不完善,IC設(shè)計(jì)非常發(fā)達(dá),但是IC制造和封裝測(cè)試不足,企業(yè)相對(duì)較少,龍頭企業(yè)不多,這就造成了IC設(shè)計(jì)企業(yè)在進(jìn)行制造時(shí),增加了很多的物流、交流、維護(hù)的成本,未來(lái)深圳IC產(chǎn)業(yè)仍有提升的空間。

對(duì)于深圳發(fā)展遇到的難題,政府和業(yè)內(nèi)人士都看在眼里,2019年5月31日,深圳下發(fā)《進(jìn)一步推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展五年行動(dòng)計(jì)劃(2019-2023年)》以及配套的《關(guān)于加快集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干措施》兩份文件,應(yīng)對(duì)深圳集成電路發(fā)展遇到的問(wèn)題。其中提到,深圳計(jì)劃到2023年集成電路產(chǎn)業(yè)整體銷售收入突破2000億元,其中設(shè)計(jì)業(yè)銷售收入突破1600億元,制造業(yè)及相關(guān)環(huán)節(jié)銷售收入達(dá)到400億元。

總結(jié):

深圳作為中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)崛起的關(guān)鍵性城市,承擔(dān)著技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展的關(guān)鍵使命。雖然目前深圳的IC實(shí)力還無(wú)法和美國(guó)、歐洲等老牌“芯”城相提并論,但是發(fā)展的機(jī)遇是很大的。如今我們正處在第三代半導(dǎo)體材料與產(chǎn)業(yè)壯大的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上,這對(duì)于深圳是莫大的機(jī)會(huì)。

如今的深圳在集成電路產(chǎn)業(yè)上已經(jīng)領(lǐng)跑全國(guó),但是仍有很大的進(jìn)步空間。OFweek電子工程網(wǎng)編輯認(rèn)為,深圳要想繼續(xù)穩(wěn)固中國(guó)第一“芯”城的地位,必須要不斷補(bǔ)齊芯片制造業(yè)和先進(jìn)封測(cè)產(chǎn)業(yè),同時(shí)加大對(duì)龍頭IC產(chǎn)業(yè)的扶持,比如打造出更多類似于海思半導(dǎo)體這樣的企業(yè),形成全球有影響力的集成電路產(chǎn)業(yè)集群。只有強(qiáng)大的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈,才能讓中國(guó)芯更強(qiáng)大,深圳生產(chǎn)的IC才更有優(yōu)勢(shì),成為市場(chǎng)的主流與核心產(chǎn)品。


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