8月10日,中芯国际宣布,采用其28纳米工艺制程的高通骁龙410处理器已成功应用于主流智能手机。9月24日,赛迪顾问发布了《中国IC(集成电路)28纳米工艺制程发展》(以下简称白皮书)研究报告。赛迪顾问总裁李树翀对中国经济导报记者说:“攻克28纳米,意味着产能1年可以增加400万到600万片,相反,如果我们没有攻克28纳米,那这一市场就不会有我们的份。我们就只能集中在40纳米、60纳米等更低的领域竞争。可以说,一个小小的技术进步,为我们的产业带来了巨大的增长空间。”中国半导体行业协会副秘书长郑忠行表示,12英寸28纳米将是“十三五”期间我国IC产业重点发展的一个产品。
中外IC企业依然存在差距
工信部在解读《中国制造2025》时称,“集成电路是工业的‘粮食’,其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一,是实现中国制造的重要技术和产业支撑。国际金融危机后,发达国家加紧经济结构战略性调整,集成电路产业的战略性、基础性、先导性地位进一步凸显,美国更将其视为未来20年从根本上改造制造业的四大技术领域之首。”
白皮书的数据显示,2014年全球IC产业规模达到3331.51亿美元。根据工信部的统计,2014年,中国IC产业实现销售收入2672亿元人民币,同比增长11.2%,比上年提高3.6个百分点。
据郑忠行介绍,我国IC产业的规模在“十二五”期间继续扩大,占全球的比例不断增加,销售收入平均增长达到17.8%,据预测,2015年较2011年将增长1.72倍,产量增长1.9倍。占全球销售比例从2011年的10.15%提高到2015年的21.45%。从投资规模上看,根据工信部的统计,2012年到2014年,我国IC产业共完成固定资产投资1072.4亿元,2014年固定资产投资664亿元,预计今年投资规模会有较大增长。郑忠行透露,根据预测,“十三五”期间我国对IC的总体投资会有万亿元的规模。
从IC的市场规模看,中国占全球市场的比例,从2011年的52%增长到2015年的67%。值得一提的是,虽然我国进口的总量居高不下,但进出口逆差在逐步降低,“与2011年相比,2014年IC的进口额增长了1.27倍,出口额增长了1.86倍。”郑忠行说。
郑忠行表示,今年我国IC产业的销售额能达到3700亿美元。不过,他坦承和世界相比,我国的IC产业还存在着差距,他举例说:“在产业规模上,2014年,全球销售额近3000亿美元,而国内销售额则是3000亿元人民币;在投资规模上,全球半导体企业投资为649.71亿美元,我国则为105亿美元,只相当于英特尔公司的水平,比三星一家公司的投资还要低;从企业规模来讲,2014年,展讯在十大设计企业中排名第二,销售额为11.76亿美元,博通排名世界第二,销售额则高达191亿美元!”
在去年工信部颁布的《国家集成电路产业发展推进纲要》中,主管部门提出了指导性意见,其中包括:以技术创新、模式创新和体制机制创新为动力,充分利用全球资源,推进产业链各环节开放式创新发展,加强国际交流合作,提升在全球产业竞争格局中的地位和影响力。值得关注的是,工信部多次强调“模式创新”和“加强国际交流合作”。白皮书认为,传统的IDM模式面临巨大挑战,而行业分工模式也存在诸多不足,联合创新将开启IC产业发展新模式。
所谓IDM(Integrated Device Manufacturer),即从设计到制造、封装测试以及投向市场全包的运营方式。其特征是经营范围覆盖IC设计、芯片制造、封装测试,甚至下游终端产品制造,代表企业有三星、英特尔、德州仪器等。该模式具备内部资源整合能力强、利润高以及技术领先等优势,但弊端是生产运营成本高制约技术创新;技术进步难度大;产能和市场难以匹配。
而传统的行业分工模式源于产业的专业化分工。随着分工的逐渐深入,形成了IC设计、晶圆代工及封装测试厂商。模式的最大优点是灵活性强,但劣势是工艺对接难度加大,延缓产品上市时间;晶圆代工标准化的工艺研发,不利于满足客户特色需求;各IC设计工艺不统一,增加了适配难度。
在此背景下,白皮书提出,联合创新将开启IC产业发展新模式。这种模式可在实现分工的基础上合作,在合作的基础上分工。白皮书力挺“中高联合创新”。李树翀对中国经济导报记者说:“中芯国际以前曾帮助高通和博通做代工,属于产业上下游的基础合作,而新的合作模式在理论上两者并没有市场层面的利害冲突。”开放合作是IC发展方向
今年5月,工信部副部长怀进鹏表示,中国IC市场需求强大,中美双方在IC领域合作空间广阔。中国在实施《国家集成电路产业发展推进纲要》过程中将充分发挥市场配置资源的决定性作用,更好发挥政府作用,坚持开放发展原则,欢迎包括美国半导体企业在内的国外企业参与其中。
事实上,以高通为代表的海外企业已经深度参与中国的IC产业。去年,高通与中芯国际宣布了将双方的长期合作拓展至28纳米晶圆制造,即“中高联合创新”模式合作项目之一。中芯国际藉此成为中国内地第一家在最先进工艺节点上生产高性能、低功耗手机处理器的晶圆代工企业。
而在今年6月份,高通携手中芯国际、华为、IMEC,共同投资中芯国际集成电路新技术研发公司,该公司目前以14纳米先进逻辑工艺研发为主,此项目是IC制造企业与国际业界公司、研究机构合作模式上的重大突破。
此外,近日中芯国际、国家集成电路产业投资基金股份有限公司和高通宣布达成向中芯长电半导体有限公司投资的意向并签署不具有法律约束力的投资意向书,投资总额为2.8亿美元。如本轮拟进行的投资一旦完成,将帮助中芯长电加快中国第一条12英寸凸块生产线的建设进度,从而扩大生产规模,提升先进制造能力,并完善中国整体芯片加工产业链。
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128纳米:IC工艺制程发展的关键节点
白皮书认为,纵观集成电路50年来的发展历程,自发明以来所取得的成功和产品增值主要归功于半导体制造技术的不断进步。工艺技术持续快速发展,新技术不断涌现,带动了芯片集成度持续迅速提高,单位电路成本呈指数式降低。白皮书认为,综合技术和成本等各方面因素,28纳米都将成为未来很长一段时间内的关键工艺节点。
根据半导体工艺路线图的演进,40纳米的下一代工艺节点应该是32纳米,然后是22纳米。然而,产业界从40纳米向下演进时,中间经过32纳米却很快跳跃到28纳米。因为当工艺演进到32纳米时,使用基本相同的光刻设备便可以延伸缩小至28纳米。在成本几乎相同的情况下,使用28纳米工艺制程可以给产品带来更加良好的性能优势。从工艺角度看,与40纳米工艺相比,28纳米栅密度更高、晶体管的速度提升了大约50%,而每次开关时的能耗则减小了50%。此外,目前28纳米采用的是193纳米的浸液式方法,当尺寸缩小到22/20纳米时,传统的光刻技术已无能为力,必须采用辅助的两次图形曝光技术(double patterning,简称为DP)。然而这样会增加掩膜工艺次数,从而致使成本增加和工艺循环周期扩大。这就造成了20/22纳米无论从设计还是生产成本上一直无法实现很好的控制,其成本约为28纳米工艺成本的1.5~2倍左右。因为成本等综合原因,14/16纳米不会迅速成为主流工艺,因此,28纳米工艺将会在未来很长一段时间内作为高端主流的工艺节点。
考虑到中国物联网应用领域巨大的市场需求,28纳米工艺技术预计在中国将持续更长时间,为6~7年。2015年至2016年,28纳米工艺主要的应用领域仍然为手机应用处理器和基带。2017年之后,28纳米工艺虽然在手机领域的应用会有所下降,但在其他多个领域的应用将迅速增加,如OTT盒子和智能电视等应用领域市场的增长速度较快。
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IBM推进OpenPOWER
2014年4月25日,OpenPOWER基金会在北京宣布接纳6位来自中国的成员,包括苏州中晟宏芯信息科技有限公司、江苏产业技术国际研究院、北京华胜天成科技股份有限公司、浪潮集团、中兴通讯股份有限公司和北京创和世纪通讯技术股份有限公司。
OpenPOWER基金会基于业内最开放的POWER系统平台,由谷歌、IBM、Mellanox科技公司、NVIDIA和泰安计算机于2013年8月联合倡导成立,将POWER硬、软件用于开源开发,同时向其他厂商开放POWER知识产权许可,从而极大扩展了基于POWER平台的创新生态系统,使客户和整个产业受益。
微软开放.NET软件开发框架
2014年11月13日,微软宣布将开放.NET软件框架,并要将.NET发布到GitHub平台。微软还向Linux和Mac OS X平台发布.NET。现在,Windows、Linux和Mac OS X的开发者可以使用.NET软件框架。
在微软发布.NET12年后,大约有600万开发者使用.NET框架。自此,三大系统平台的开发者就可以利用一个通用代码库开发软件。
微软开源.NET框架并不是一个孤立的开源事件,.NET开源的背后,是微软对技术开放的重新认识和实践,是微软实施基于开源软件的企业发展新战略的重要环节。
英特尔并行计算中心落户中国
英特尔继2014年9月以90亿元取得清华紫光集团有限公司20%的股份后,又于今年4月21日与中科院计算机网络信息中心超级计算中心在京携手启动中国首家英特尔并行计算中心。据了解,英特尔并行计算中心于2013年正式启动,至今已在全世界15个国家数十所大学和科研机构协作成立了超过50个并行计算中心。英特尔并行计算中心落地中国,标志着英特尔与中国高性能计算社区的合作迈入新阶段。中国首家英特尔并行计算中心在支持中国本地发展并行计算技术和推进代码现代化进程的同时,也会将其成果开源并分享到全球各个角落。