科技｜芯片占据制造业价值链核心位置

　　4G即为第四代移动电话行动通信标准，是第四代移动通信技术。芯片是一个广泛的概念，种类很多。半导体芯片包括各种微处理器芯片、存储器芯片（动态随机存储器、磁存储器、电阻存储器等）、传感器芯片（压力和光纤传感器芯片等）、生物芯片（基因芯片等）、光子芯片等。芯片产业是国民经济和社会发展的战略性、基础性、先导性产业，在计算机、消费类电子、 网络通信、 汽车电子等几大领域 起着关键作用。芯片产业是信息产业中科技含量最高、附加值最大、前景最好的产业之一，更是全球主要国家抢占的战略制高点，国际竞争十分激烈。

　　2016年，全球芯片产业已经进入深度调整与转折期，大规模的并购案不断发生，强强联合成为新常态。全球移动芯片市场竞争激烈。处于第一阵营的国际领先企业在技术、产品、市场和知识产权等方面拥有雄厚的综合实力，稳固占据高端市场。处于第二阵营的国内部分企业，在2G、3G时代的中低端市场拥有较好的技术基础和服务能力，同时在市场上具有一定的影响力，但在4G时代背景下，企业在先进技术、高端产品研发、上下游整合能力、市场控制力等方面还有明显不足。同时，由于国内芯片厂商生产的芯片产品大多只支持3种通信模式，难以满足市场更多模式要求，在4G芯片市场中的比例不足 1/10。

　　以苹果手机为例，苹果公司掌控产品研发设计及销售。每部iPhone为苹果公司创造了360美元的价值，而它的关键零配件基本由美国、日本、韩国和中国台湾掌控，这些关键零配件可以创造187美元价值，中国做组装，落入富士康袋中的只有6.54美元。正是因为我国集成电路产业在核心技术、设计、制造工艺、产业规模等方面，与世界先进水平相比有较大差距，所以大量高端和主流产品依赖进口。可见发展4G芯片制造业对我国来说尤为重要。

　　面对如此严峻的形势，2013年12月4日，工信部正式向三大运营商发放4G牌照，标志着我国通信业进入4G新时代，这为我国移动芯片技术及产业的进一步升级营造了良好的发展环境。“中国制造2025”“互联网 +”行动指导意见及“国家大数据战略”相继组织实施，为中国集成电路产业提供了前所未有的机遇与挑战。目前，我国借助于国内市场的有力带动和对国际开放性技术成果的积极利用，在移动芯片领域已初步实现核心技术和市场应用的双重突破。2015年，各厂商加大了对多种通信模式4G芯片的研发力度，例如展讯推出多款同时支持5种通信模式的LTE芯片并实现量产，生产工艺从28纳米到16纳米不断提升，并应用于多款4G终端中。另外，国内多家手机厂商加大自主研究或定制芯片的采用比例，例如华为海思推出多款多种通话模式的4G芯片并应用于华为手机中，国内市场4G+手机采用麒麟芯片的比例超过50%。手机厂商小米则与联芯科技有限公司合作开发定制芯片，并将芯片应用于其红米2A手机。

　　芯片是集成电路的一个重要应用领域。智能手机和平板电脑对移动芯片的需求正在不断增长，可以预料到未来芯片市场会呈现出多技术路线共同演进的发展趋势。尽管中国企业在芯片制造和设计方面处于落后局面，但4G时代的来临，为我国逐步完善产业链提供了契机。2016年6月，中国首款嵌入式神经网络处理器（NPU）“星光智能一号”诞生。该技术采用先进的过亿门级集成电路设计技术及超深亚微米芯片制造工艺，在中国台湾积体电路制造股份有限公司（TSMC）成功实现投片量产。该成果的发布标志着我国在神经网络处理器领域的研究和开发上取得了重大突破，意味着我国在基于“数据驱动并行计算”架构的深度学习人工智能领域达到国际先进水平，使我国视频监控行业发展由模拟时代、数字时代跨入智能时代，实现产业化并促进整体水平提升，在全球确立了领先地位。

　　Mobileye公司作为无人驾驶算法提供商的龙头，与全球最大的芯片制造商英特尔强强联合，“算法 + 芯片”与车厂深度合作，力争实现从辅助驾驶向终极的完全无人驾驶迈进。

　　科学家选择使用一种石墨烯材质的光学电容器，将神经形态的芯片架构和光电子完美结合，从而保证光学神经形态电路中激光晶体管的稳定工作。美国教授开发的“大脑之门”仿生系统，首次将4毫米见方的电子芯片植入瘫痪患者大脑运动皮层的中央前回处并训练患者借助意念完成各项动作。我国新一代北斗卫星上使用“龙芯”处理器的星间链路计算机，用于卫星自主运行和通信链路的数据处理，这表明我国真正掌握了处理器技术，逐渐从跟随模仿转变为自主发展。

　　此外，移动芯片也在加速向可穿戴设备与智能电视等领域渗透。目前已发布的可穿戴设备大多基于成熟的移动芯片产品，包括谷歌眼镜、三星手表等。针对未来可穿戴设备市场的巨大潜力，移动芯片设计企业纷纷为可穿戴设备推出了更低功耗、更高集成的芯片产品，如英特尔的超小超低功耗Quark处理器等。在智能电视领域，晨星半导体（Mstar）已能通过一颗SoC芯片实现智能电视所有功能，国内的TCL等企业也在积极尝试。移动芯片与开源硬件的融合更为其在物联网的创新应用提供了更多可能。

　　硅谷创投专家马克·安德森（Marc Andreessen）对芯片的未来趋势做出大胆预言，认为物联网2.0时代即将到来，智能手机会在10年内成为历史，20年后所有实体物品都会装有芯片。未来每张桌子、每面墙壁、每个平面都有屏幕，不是屏幕也能投影画面；所有灯泡、门把都会联网，相关用途多种多样。芯片的广泛应用可达到提高能源效益、确保食品安全等目的。在理论上而言，我们走近墙面，靠近桌子，对着耳机或眼镜说话，就能打电话，普适计算也会成为现实。

来源：科协改革进行时