台湾积体电路ღ★,半导体资源整合贝博ballbet体育ღ★,台积电从华为被传要自己建厂造芯的塔山计划传闻就可以看出ღ★,传闻是真也好ღ★,是假也罢ღ★,媒体和半导体行业圈都被这个新闻炸弹炸兴奋了ღ★,可见社会各界对于国产芯片的期待高居不下ღ★。
在政策层面来看ღ★,前不久国务院正式公布《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》ღ★,对集成电路财税ღ★、投融资ღ★、研究开发ღ★、进出口ღ★、人才ღ★、知识产权ღ★、市场应 用 ღ★、国际合作等八个方面入手ღ★。
在社会各界和政治层面来看ღ★,国内半导体产业ღ★,尤其是芯片等集成电路产业未来将会获得极大的发展动力ღ★。
按照主流的说法来看ღ★,半导体元件市场主要归为四类ღ★,集成电路(芯片)ღ★、光电子ღ★、分立器件和传感器ღ★。
2018年集成电路ღ★、光电子器件ღ★、分立器件和传感器的全球市场规模分别为3,933亿美元ღ★、380亿美元ღ★、241亿美元和134亿美元ღ★,占4,688亿美元半导体市场整体规模的比例分别约为83.9%ღ★、8.1%ღ★、5.1%和2.9%ღ★。
需要指出的是ღ★,由于占比的原因ღ★,所以很多内容将半导体与集成电路划上了等号ღ★,其实实际上并不是那么回事ღ★。
宏观来看ღ★,在2019年全球各地区半导体收入占比中ღ★,美国具有绝对优势海派甜心2ღ★,收入比达到了47%ღ★,韩国为19%ღ★,日本和欧洲各为10%海派甜心2ღ★,中国台湾省为6%ღ★,中国大陆只有5%ღ★。
虽然近来华为海思被美国制裁了ღ★,但是能看得出海思近几年在芯片领域的发展速度堪称神速ღ★,国外研究机构IC Insights近日公布2020年上半年(1H20)全球十大半导体(IC和OSD光电ღ★,传感器和分立器件)销售排名ღ★,海思位列第十ღ★。
同时ballbet贝博体育app下载ღ★,在榜单中ღ★,可以看到有6家美国企业(分别是英特尔ღ★、美光ღ★、博通ღ★、高通ღ★、英伟达以及德州仪器)ღ★,2家韩国企业(三星和SK海力士)ღ★,中国大陆1家(华为海思)ღ★,台湾省1家(台积电)ღ★。
虽说这些企业ღ★,都是处在半导体领域金字塔顶端ღ★,但是这些企业术业有专攻ღ★,在产业链所担任的角色也是不尽相同ღ★。
刚刚说过ღ★,半导体元件的类型中占比较大的就是集成电路(Integrated Circuit, 简称IC)ღ★,又称为芯片(chip)ღ★,所以集成电路海派甜心2ballbet贝博体育app下载ღ★、ICღ★、芯片ღ★、chip在绝大多数情况下指的都是一个东西ღ★。那么分立器件ღ★,传感器和光电子和集成电路的区别是什么呢?其实就是名字上的集成二字ღ★,集成电路中的晶体管数量现在都是以亿为单位进行计算的ღ★。
那么ღ★,芯片的分类方式有很多ღ★。按照芯片的使用功能来分类的ღ★,芯片可分为CPUღ★、GPUღ★、FPGAღ★、SOCღ★、ASICღ★、存储芯片等等一系列ღ★,具体功能可以自行查询ღ★。
按照信号来分ღ★,又可以分为模拟芯片和数字芯片两种ღ★,现在的芯片也不仅仅是单纯的模拟芯片和数字芯片ღ★,它既可以处理模拟信号又能处理数字信号ღ★,这种芯片的称呼主要依据模拟部分和数字部分的占比大小进行称呼ღ★。当然ღ★,还有最为人熟知的7nmღ★、14nm芯片ღ★,这种分类主要是按照工艺制程来进行分类ღ★。
说到工艺ღ★,就不得不提到芯片的制作流程ღ★,大体分为芯片设计→芯片制造→封装测试→整机厂商ღ★。在上面所说的2020年前十半导体厂商中ღ★,英特尔ღ★、三星ღ★、SK海力士ღ★、美光ღ★、德州仪器ღ★,这五家厂商都是属于从芯片设计到封装测试等流程一条龙包揽ღ★,博通ღ★、高通ღ★、英伟达ღ★、华为海思则是只负责芯片设计环节ღ★,而芯片制造ღ★、封装测试等环节ღ★,则交由台积电等第三方厂商来完成ღ★,所以台积电主要业务也就是为高通ღ★、华为海思这些芯片设计企业提供芯片制造服务ღ★。
传感器在半导体中市场规模虽然不大ღ★,但是作用不容小视ღ★。尤其ღ★,在物联网时代下ღ★,传感器成为收集数据ღ★、分析数据的基石ღ★。在物联网实际应用场景中ღ★,涉及到温湿度ღ★、烟雾ღ★、光ღ★、空气等各类传感器ღ★,并且有很多场景待开发ღ★。
就目前全球市场规模来看ღ★,美ღ★、日ღ★、德三国占据了全球传感器约70%的市场份额ballbet贝博体育app下载ღ★,已经形成了三足鼎立的格局ღ★,包括博世ღ★、欧姆龙ballbet贝博体育app下载ღ★、德州仪器ღ★、ADI这些耳熟能详的企业ღ★。
与芯片的制造流程类似ღ★,传感器需要通过设计ღ★、制造ღ★、封测等环节ღ★。而在整个环节中ღ★,国内传感器芯片以及敏感元件等环节的自主研发能力较弱ღ★,仅在传感器芯片上的进口率高达90%多ღ★,同时ღ★,跨国公司在中国 MEMS 传感器市场占比高达 60%海派甜心2ღ★。
对于分立器件ღ★,现在有很多说法ღ★,笔者的个人理解就是没有封装进集成电路的半导体二极管ღ★、半导体三极管ღ★、电阻ღ★、电容以及逻辑器件等都属于分立器件ღ★。
因为ღ★,通用型的IC并不能满足部分厂商的需求ღ★,配备不同的分立器件能够实现对应的功能ღ★;IC的优点是运算快ღ★,控制性强ღ★,但是对于大功率产品来说ballbet贝博体育app下载ღ★,单纯IC很难实现ღ★,所以需要分立器件来提高输出功率ღ★;同时ღ★,像工厂等一些高温ღ★、高压的恶劣环境下ღ★,IC并不能适应ballbet贝博体育app下载ღ★,同时逻辑简单ღ★,此时分立器件可以用来代替ICღ★。
对于普通老百姓来说ღ★,最常见的光电子就是普通的LED和OLED等显示设备了ღ★,包括打印机里面的发射器和光纤都是应用了光电子技术ღ★。
具体来说ღ★,光电子技术是光子技术和电子技术结合而成ღ★,通过光子激发电子或者电子跃迁产生光子ღ★,实现光能与电能转换的新技术ღ★。
按照应用领域来分ღ★,光电子主要分为信息光电子(通信ღ★、大数据计算ღ★、人工智能ღ★、智能驾驶ღ★、无人机等)ღ★、能量光电子(固体ღ★、气体ღ★、光纤激光器ღ★、光伏系统等)ღ★、消费光电子(光显示ღ★、光照明等)ღ★、军用光电子(红外传感等)四大领域ღ★。
在光电子领域ღ★,国外入局时间较早ღ★,国外从20世纪80年代开始在光子学领域投入了大量精力ღ★,美国宣布的光子集成技术国家战略ღ★,日本部署的光电子融合系统技术开发项目ღ★,德国的地平线计划光电子集成研究项目ღ★。
当然ღ★,国内也有布局ღ★,2011年科技部《国家重大科学研发计划》对高性能纳米光电子器件进行重点支持ღ★;2017年发布的《十三五材料创新专项规划》指出大力研发新型纳米光电器件及集成技术海派甜心2ღ★,加强示范应用ღ★;2017年工信部正式公布智能制造试点示范项目名单ღ★,加快发展光电子器件与系统集成产业ღ★,推动互联网ღ★、大数据ღ★、人工智能和实体经济深度融合ღ★;2018年3月科技部十三五《国家重点研发计划》在光电子领域进行部署ღ★。
不过海派甜心2ღ★,与芯片技术类似ღ★,国内外差距也比较明显ღ★,国内产业链源头的光电子材料ღ★、核心光电子器件的制备ღ★,与发达国家相比存在较大差距ღ★,且 生产 工艺复杂ღ★、对外技术依存度高ღ★,平均成本和利润率超过整个产品的50%甚至达到70%ღ★。
从半导体领域来看海派甜心2ღ★,不论是集成电路ღ★,还是传感器ღ★、光电子海派甜心2ღ★,这些半导体技术国内起步都相对来说较晚ღ★,同时ღ★,差距仍然较大ღ★。最近一段时间ღ★,美国对于华为芯片的制裁ღ★,不仅仅只是停留在芯片方面ღ★,与半导体相关的器件都将会成为隐形的定时炸弹ღ★。
笔者此前与几家国内传感器厂商交流时发现ღ★,无一例外ღ★,所用的传感器芯片都是国外进口的ღ★。并且ballbet贝博体育app下载ღ★,他们也不是不想用国产替代ღ★,而是从目前整个国内半导体产业发展现状来看ღ★,几乎是无芯可替ღ★。