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国产芯片未来如何发展更有效?

时间:2020-10-27 23:09:52

中兴事件揭示了国内芯片产业结构现状:国内芯片主要应用在中低端领域,高端通用芯片市场自给率近乎为零。表面虚假的繁荣揭露开后,让浮躁的归浮躁,泡沫的归泡沫,作为产业投资人,希望与各位一起客观探讨,在尊重规律的前提下,国产芯片未来如何发展更有效?

国产芯片未来如何发展更有效?

除了市场需求外,通用芯片领域的另一大制约因素是开发商不使用。国内芯片缺乏开发工具和操作系统的生态培育,所以没有人使用它们。说到底,做出好的芯片只是第一步。芯片的软硬件生态系统并不完美,即使芯片是生产的,中国制造也不是首选。

关于未来发展策略,星河互联吕永昌认为除了政府资金支持、带动需求外,芯片企业找准市场、选择正确路径也是关键。

为什么我们有些国产芯片进行企业,可以在巨头垄断的市场,撕出5%的市场经济份额,有些芯片作为企业文化甚至学生可以通过主导全球金融市场能够获得高毛利率和高净盈利额,而有些中小企业在经历了十余年发展,仍然在靠国家资金和投资者提供资金勉强维持,产生影响这些都是截然不同研究结果的原因分析是什么?除了学习历史遗留下来的技术、人才工作本身的难题,还有很重要的原因是对生态和市场命门的把握、竞争的卡位、产品创新研发节奏和商业化运作的娴熟设计。

国内芯片产业现状:高端通用芯片自给率近乎为零
物联网产业链分成八大环节,前四部分包括传感器、计算与控制系统、通讯网络、前端平台,后四部分包括PAAS平台、管理平台、通用能力、行业应用产品/解决方案。

有八大行业的六个方面的芯片,只能用于纯软件做的PaaS平台,管理平台供应商这一类,软件服务的主要工作,将在芯片的其他领域。

整体发展来看,目前我国国产和进口芯片的构成社会结构大概是这样:

比例的芯片国产化是非常低的,不到20%,其中大部分需要出国购买,全世界大约有40一般来说,领先的芯片公司的重要组成部分。

国产芯片聚焦于少数领域,比如部分通讯芯片,显示处理芯片、电源管理芯片、分立器件、MCU、定位导航等,绝大部分属于中低端,芯片单价低、利润率低,而中高端性能的芯片以及关键器件基本上都是国外厂商垄断。从芯片产业全流程角度来看,国内企业在封测领域不弱于国外厂商,部分数字芯片设计领域不落后国外厂商,模拟芯片设计仍然远远落后于国外,芯片制造设备和工艺仍然落后于国外IDM或代加工企业1-2代技术。

国内研究比较领先的,将来有机会发展成为我们一个重要平台级的2C端的产品,用到的通用芯片,基本都采购自国外厂家(华为通过手机用的麒麟SoC全是海思采用ARM的ip,自己进行设计,台积电代工),中国传统制造公司企业的核心问题能力是做功能结构设计、工业建筑设计、算法可以设计。2C和2B领域常见的芯片应用方法主要有:

2C端应用

第一类是智能家庭。 各种家居智能产品,提高便捷性,节省人力,即使一次操作节省几秒钟,未来也能形成不可逆转的用户习惯。

第二类,可穿戴设备。就是人身上可携带的智能产品。

第三类,智慧医疗技术设备。比如说在家里我们可以通过自己需要使用电子信息设备测血糖,或者是监测各种生命体征的医疗设备。

第四类,各类垂直生活实际应用人工智能单品,如智能交通管理工具、体育运动智能技术装备等。

2B端应用

2B领域包括智慧城市、工业互联网等,其中传感器、各种控制单元、边缘计算模组、通讯模块都需要用到芯片,这其中,小到滤波器、功率放大器,大到嵌入式微处理器,大部分来自国外厂家,当然,国内自主嵌入式微处理器、MCU、Wifi芯片、蓝牙芯片、5G通讯芯片、存储控制芯片等数十个细分领域在近20年中正在崛起并占有少量市场份额。

国产芯片厂商面临4座大山,然而高端芯片国产化趋势不可逆
中兴事件揭示了国类厂商一直存在的问题,就是80%以上的芯片部件,其实都还依赖于国外的厂家,甚至部分领域国内厂商完全没有能力设计,这是把本质上比较虚的繁荣面目揭开。

任何科技产品、物联网设备、都需要很多芯片、很多控制单元。整个芯片产业可以细分为上千个细分领域。这些细分领域,国外厂家已经普遍经历了30年以上的研发积累,而中国的集成电路企业发展是最近20年的事。美国英特尔已经垄断了几乎所有PC服务器CPU的市场,并且多年不断的去砸重金,去投入新的芯片设计,投入新的生产线,并且以自己的x86体系为核心,培育了一个巨大的生态体系,不断加深壁垒,这个体系壁垒是很难突破的。

国产芯片厂商面临的4座大山是:
1、对长期研发投入的积累和高忍耐度。体现在微架构设计、底层操作系统的设计能力缺失、通用CPU无自己的微架构(大部分国产PC/服务器操作系统仍然以Linux为基础,在这些方面,国外ARM等厂商实际上是经历了20年以上的研发积累之后才爆发),或快速引进和抢夺顶尖芯片设计人才。

2.实现重资本投资,高产出的正周期。

3、短期内进行性能和稳定性上超越国外竞争对手。

4、硬件开发者生态的培育。Intel和MS在国内研究高校多年经济发展教育课程管理体系、认证服务体系、生态环境培育体系,国内生产企业鲜有如此跨级战略操作。

但在未来,新的领域可能会打破现有的生物、化学、物理和光学系统,比如仿生芯片和人工智能芯片,其中许多正在欧洲和美国开发,国内企业有大量的新机会起步。

我坚信,未来的高端PC,手机,服务器这个市场,国产化的趋势是不可逆转的。 这种发展需要市场容忍国内芯片企业,让国内厂商犯错。

如今中国国内市场需求端企业和国产芯片供应商是一起互相成长,2018或许会是一个芯片技术行业的转折年,先从行业分析客户关系开始用起,在一些专用网络设备里开始用起,逐步在这个工作过程中不断提升自己产品的性能和稳定性,然后延伸C端领域。按照社会这个问题路径,将来在通用芯片设计领域和高销量芯片研究领域,也会逐渐用国产的芯片去替代。

4类芯片发展机会,生态体系才是核心竞争力
? ? ? ? ?目前国内芯片相关市场机会,分成这四大类。

第一,通用芯片

也有通用芯片初创公司都在做,但性能,产量,产品质量稳定,关系到国外芯片已经有很大的差距,因此,没有人买,始终处于状态的实验。芯片类股??有一个很大的特点,就是需要找到一个问题,即生产过程,完善的问题,以提高性能。国内芯片一直没有大量的生产,不能满足客户的要求,还没有被开发出来。

除了市场需求之外,通用芯片领域还有一个很大的制约因素就是开发商不使用。

一个芯片必须由一群开发人员来开发使用,没有人会使用你的芯片,我们肯定不会购买。 英伟达GPU为什么这么热? 但是为什么这么多的公司用它的GPU架构来训练和推理,因为它的开发人员系统是完美的,有一系列的开发工具供开发人员使用,而且在过去积累了很多开发人员,这是一个积极的循环。

国产芯片缺少一个成熟技术开发研究工具和操作管理系统,不能够配套资金使用发展起来,就没有人去使用。而开发者没有人用是因为网络终端产品生产企业没有人购买它的芯片,这是个恶性循环。

如果你准备就业的,需要学习新的工具时,该工具可能没有一个完成购买后,你肯定不会学习,你必须学会??更好的通用性,整个行业正在使用或操作系统和芯片支持工具。

说到底,制作出好芯片只是第一步,与芯片配套的软件硬件建设生态经济体系制度不完善,即使芯片造出来了,中国传统制造依然不会自己成为首选。中国社会制造如果学生想要达到这个世界顶级芯片标准,还需要建立一个与中国芯片配合良好的操作控制系统,只有生态环境完善了,中国汽车制造的CPU才真正获得了市场竞争力。

近期能看到国家加大推动的趋势,国家发挥的作用:
第一方面是提供大量的资金,同时在芯片企业创始团队对的持股比例上有足够的空间以保持团队对企业的控制力,留住稀缺人才。芯片设计和芯片制造都需要大量资金投入,比如28nm芯片,也需要投入一到两个亿的资金去做芯片设计、做流片,这些都需要成本,需要投入大量资金,如果是芯片制造,投入资金会更大,是上百亿美金的投入,一般的企业根本投入不起,所以国家做一些股权投资、低息贷款资金支持和出口退税等政策支持。同时,在保持团队对企业的持股比例上做到恰到好处,不因资金的投入而牺牲创始团队的控制力。

第二个方面是国家政策引导国有企业采用以国产芯片为核心的PC、服务器、移动终端等产品,而国有芯片企业则强制使用国产芯片生产设备和服务来驱动需求。 只有驱动需求才能带动行业的发展,当需求旺盛时,龙信,上海微电子厂商逐渐走出实验室产品,迭代产品。

不带动发展需求,如果我们仅仅是给钱支持,做课题做研究,永远无法及时得到提高市场的认可。因为在实验室管理阶段,只要能出来作为一个小样,一个Demo实现经济基础教育功能就可以拿尾款,但是,距离经受住市场环境考验学生还是要走很长的路。

三是政府主导产业格局,保留市场自主实力。

统计分析数据进行显示一个国家对集成电路产业发展投入的资金已达上千亿规模,我们中国政府是很支持重要信息科技自主研发的,但是这么多年效果甚微。

民营市场上,有些做国产操作系统和国产芯片的厂家,已经配合起来一起去发展。除了国家支持,要求国有企业使用以外,未来越来越多的民营企业也会使用国有芯片。将分散的资源整合,在芯片的关键领域和大项目上在政府支持下形成主导格局来推动芯片的国产化,同时保留市场力量,小的项目由市场自主决定,通过竞争的方式去实现优胜劣汰。

像中兴这样的事件让国内企业意识到,美国或国外的芯片限制注定会在未来某个时候爆发,导致企业在一夜之间失去多年来积累的收益,因此市场将逐渐把重点放在国有芯片上,这是一个共识,没有人想成为下一个中兴。

这是我们一个企业长期经济发展,但是这段路必须得走,亡羊补牢为时未晚。

第二,ASIC芯片

ASIC芯片路径从高端产品入手,终于取得专用芯片。该芯片直接风险更大。

类似这种传感器可以这样的产品,先卖产品,不做一个芯片,基于FPGA先试市场,前期量不大的时候进行比较经济划算。

另外就是一个发展思路是先基于数据异构芯片做模组,未来量很大问题之后,再ASIC化。

FPGA+主控芯片+其他组件,组成一个SOC,先做一款在终端能够用的芯片,在终端上面做人工智能,把一些经过裁减的算法,放到终端的芯片上面。这个芯片是多种芯片组合起来的系统模块,先做出解决方案,给下游终端产品厂商用。

很多安防摄像头厂家,用这个模组,就可以让摄像头可识别技术动作,一台摄像机可以进行识别几千个人脸,可以有效识别方法简单的物体,能够得到满足企业日常生活需求,能够更加直接智能化迭代。先销售给厂家,进入中国市场,当量逐渐建立起来之后再做成专用的ASIC芯片,这是我们一个具有比较好的路径。

从发展路径上看,很多人工智能企业都在走弯路,但有一个企业,比特大陆的思维路径非常清晰。

比特大陆专做用于挖矿的ASIC芯片和矿机,它把产品形态做成直接拿过来就能用的产品,而不是做早期半成品给客户。AI领域卖算法行不通,大互联网企业平台可以免费提供算法给用户用,但创业企业得生存。微软卖操作系统、办公软件License的策略是最开始用户使用微软盗版的产品,我不管,大家先用起来,等用户习惯已经养成了,用户再转移到其他软件上转移成本会很高,这个时候微软再开始面向企业用户卖License,特别是针对大的行业客户,你必须购买,否则就涉及侵权。

另外,早期人工智能的算法通过不断迭代,只卖License客户可以自己企业需要我们投入的工作还很多,只有变成这样一个终端形态的产品以及用户才愿意付费且才能实现真正用起来,才能逐步构建社会生态。

第三,垂直细分领域芯片

整体芯片产业各领域销量,呈现显著的长尾特征。顶部的高销量芯片包括通用芯片、存储芯片、AD/DA等通用组建芯片,而大量的包括采集、传输、控制在内的各行业各类型芯片/SOC/SIP/MCU,则仍然有上千个市场机会。每个市场机会,不会产生巨无霸芯片企业,但可能产生隐形赚钱公司和上市公司,而这些领域巨头无暇顾及,市场对产品的关注更多是需求匹配度和服务。毫无疑问,这些细分市场的领先企业可以形成垄断优势。

垂直细分研究领域的芯片技术设计,国外发展情况分析来看,欧美日韩四十多家芯片作为企业的一些小部门在做,但是对于这类国外相关企业在国内的支持我们团队、客户提供服务管理能力比较差,在中国经济市场存在部分厂家已经开始逐渐用国产芯片,因为他们这类细分行业领域对芯片的纳米级别、工艺级别要求学生不是一个非常高,可能55nm芯片国内的终端厂家也能用,但是对成本和功耗比较敏感,厂家更关注社会成本和性能/功耗的比例,做到那么高的性能,芯片价格上去了没有根据客户买。

第四,产业链机会

中国将来会有很多芯片公司,做芯片制造商,需要很多工业服务。单晶圆加工就包括30多个环节,围绕芯片的设计、加工、切割、封口和检测需要使用大量的设备和服务,这些都有国内企业的创新机会,我们将继续关注。

案例:晶圆加工有大量的污染的过程中,有企业以创新的方式做市场上的清洁,达到降低清洗成本,减少污染,该服务是一个很大的产业。

芯片设计企业的四大发展路径
1、产品倒推:终端向芯片演进。面向终端厂商、行业系统集成商提供模组、算法的端到端解决方案,自主培育市场和试验市场需求,待获得稳定市场需求后再进行芯片设计和量产,实现芯片化;

2、捆绑大流量:与大出货量终端技术企业发展进行参股式合作。抓细分领域的龙头终端企业,与之进行一个互相持股,或者可以获得其投资,同时能够获得其持续订单信息需求,之后学生进行管理芯片量产;

3.领先生态:构建工具链,客户群生态系统。 通过提供完整的工具链和应用模块,与操作系统供应商捆绑,开发第三方定制开发伙伴,制定应用案例基准,奖励社区/校园开发人员,并积极将BD扩展到后面,领导生态企业BD,并在该领域为客户服务和培养身份;

全能王: 独立完成整个产业链布局。独立于细分客户的终端产品品牌运作和高覆盖率的市场,同时培育自己的整套芯片产品,形成自己的闭环生态。

产品是否完全依赖进口芯片,或成未来投资考虑因素
除了前面提到的芯片产业4大机会我们会重点布局,其他与芯片相关的物联网机会我们关注以下4大类别:

首先,由于在下降,国内成熟的芯片和芯片价格,通过新的终端应用,芯片相关的终端产品或产品,我们会更关心的上升所带来的。

过去有很多企业产品,因为学生核心市场价格太高,芯片价格降不下来,无法应用在C端产品信息进行分析销售。

案例:例如,视觉加工芯片的最后三D主要是由TI等企业垄断的,价格一直很高,但在过去的三年里,这种芯片的价格发生了巨大的变化,一直在下降,国内芯片正在成熟。 芯片价格下降后,许多机器人或工业测试设备将在C端增加图像采集模块的三D或图像采集的三D。

有三维图像采集,可以做身份验证,运动识别,二维图像在过去是不可能的,这种技术可以用于广泛的 c 终端产品。

第二类,大规模采用国产芯片设计制造并实现高性能的产品企业。

举一个问题大家熟悉的例子,比如中国国内研究众多手机厂商中的华为,尽管华为公司自主创新研发的芯片仍然具有极其有限,但至少在基带芯片和CPU方面进行逐步具备自主研发芯片工作能力,供应端更稳定,这类教学模式的企业需要我们会更关注。

第三类中,使用创新的技术,传感器芯片通信芯片设计,各种类型的芯片部件,边缘嵌入式芯片设计公司。虽然现有的四种以上的芯片已经历了30多年的发展,但仍存在生产从材料创新生物物理化学理论创新的新芯片的机会,指令架构创新。

第四类,在应用端进行SOC/SIP持续发展迭代升级,构筑应用技术壁垒的集成电路设计企业。此类企业需要在管理成本、应用市场需求匹配、异构性能分析方面可以找到平衡点,在对客户、生态深度学习服务中不断强化自身优势。


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