摘要：芯片設(shè)計(jì)在半導(dǎo)體行業(yè)中處于產(chǎn)業(yè)鏈的上游，是半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展較為迅速的領(lǐng)域。特別是在國(guó)產(chǎn)替代需求增加、國(guó)家政策大力支持的背景下，我國(guó)的IC 設(shè)計(jì)行業(yè)一直在快速發(fā)展。

我國(guó)在芯片設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展迅猛但產(chǎn)品仍然嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口，經(jīng)過(guò)中興、華為事件，自主可控的重要性再一次擺在了人們面前。從目前產(chǎn)業(yè)的情況看，我國(guó)在存儲(chǔ)芯片、高性能運(yùn)算芯片CPU/GPU/FPGA以及高性能模擬芯片領(lǐng)域仍然未能突破國(guó)外壟斷的格局，國(guó)內(nèi)資本海外收購(gòu)萊迪思被否事件標(biāo)志著只有自主發(fā)展才是破局的根本。

芯片設(shè)計(jì)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)模式

芯片設(shè)計(jì)行業(yè)具有極高的技術(shù)壁壘，需要大量的人力、物力投入，且需要較長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)積累和經(jīng)驗(yàn)積累。芯片設(shè)計(jì)一般包括五個(gè)步驟：規(guī)格制定、設(shè)計(jì)芯片細(xì)節(jié)、畫(huà)平面藍(lán)圖、電路布局和光罩。其產(chǎn)業(yè)模式分為IDM(全產(chǎn)業(yè)鏈模式)、Fabless(無(wú)工廠芯片供應(yīng)商)、Foundry(代工廠)三種類(lèi)型。

表1 芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)模式分類(lèi)

(資料來(lái)源：公開(kāi)資料整理)

芯片設(shè)計(jì)行業(yè)仍然以美國(guó)為主，中國(guó)是重要參與者

從國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域的龍頭企業(yè)來(lái)看，中國(guó)的海思和紫光展銳已經(jīng)是移動(dòng)通信領(lǐng)域重要的芯片設(shè)計(jì)廠商，并在產(chǎn)值上殺入全球前十大Fabless供應(yīng)商排名，分列第七位和第十位;同時(shí)中國(guó)在一些細(xì)分領(lǐng)域也有一些公司取得了較好的成績(jī)，比如在500MB以下的CIS市場(chǎng)格科微是絕對(duì)的龍頭企業(yè)，在指紋識(shí)別芯片市場(chǎng)匯頂科技位居世界前列，兆易創(chuàng)新在Nor Flash市場(chǎng)份額名列前茅，中興的NB-IoT芯片、寒武紀(jì)和地平線的AI芯片也在國(guó)際上嶄露頭角。但同時(shí)我們應(yīng)該意識(shí)到，當(dāng)前全球IC設(shè)計(jì)仍以美國(guó)為主導(dǎo)，我國(guó)只是重要參與者，尤其是在核心通用芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域，如CPU、存儲(chǔ)器、FPGA以及高性能模擬芯片等領(lǐng)域占有率幾乎為零。

表2 國(guó)內(nèi)外主要芯片設(shè)計(jì)廠商分布

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全球CPU/GPU市場(chǎng)仍然高度壟斷

英特爾與AMD壟斷了全球CPU市場(chǎng)，市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)HIS iSuppli發(fā)布的研究報(bào)告稱(chēng)，2018年二季度英特爾全球市場(chǎng)份額達(dá)到81.8%，環(huán)比增加了1.1個(gè)百分點(diǎn)，AMD公司占據(jù)了剩余市場(chǎng)份額。國(guó)產(chǎn)CPU經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展，較為知名的品牌有龍芯、兆芯、飛騰等CPU產(chǎn)品。對(duì)于龍芯而言，現(xiàn)在市場(chǎng)上智能手機(jī)和平板電腦等強(qiáng)調(diào)低功耗的移動(dòng)設(shè)備以ARM架構(gòu)為主，PC、服務(wù)器、高性能計(jì)算機(jī)等則以X86架構(gòu)為主，而基于MIPS開(kāi)發(fā)的龍芯在Linux的適用性上仍然有所不足，在性能、工藝水平上與Intel和AMD相比還有很大差距;2018年兆芯推出的國(guó)內(nèi)第一款支持雙通道DDR4內(nèi)存的國(guó)產(chǎn)通用CPU，在測(cè)試結(jié)果來(lái)看與國(guó)際主流CPU幾乎沒(méi)有差別并可同時(shí)兼容X86和Linux系統(tǒng)，但距離民用還有很遠(yuǎn)的距離且基于28nm的制造工藝與國(guó)外主流的7nm工藝仍有相當(dāng)大的差距。

GPU在大規(guī)模并行計(jì)算中具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)視覺(jué)、人工智能、大數(shù)據(jù)處理等多個(gè)領(lǐng)域，前景異常廣闊。GPU市場(chǎng)被英偉達(dá)和AMD壟斷，國(guó)內(nèi)唯一的GPU廠商是景嘉微。為保障黨政軍信息系統(tǒng)安全，國(guó)家產(chǎn)業(yè)基金10.88億入股景嘉微，期望加速推進(jìn)國(guó)內(nèi)GPU芯片的發(fā)展以期盡快實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。

模擬芯片產(chǎn)業(yè)是重要一環(huán)，替代空間同樣巨大

模擬芯片是處理連續(xù)性的光、聲音、速度、溫度等自然模擬信號(hào)的芯片，主要應(yīng)用在工業(yè)、通信、汽車(chē)、電腦和消費(fèi)類(lèi)電子領(lǐng)域，比如智能手表、手機(jī)、Pad、AR/VR、無(wú)人機(jī)、共享單車(chē)等都會(huì)用到。

WSTS數(shù)據(jù)顯示，2018年全球模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模為574億美元，其中中國(guó)市場(chǎng)占全球份額約為60%左右，而我國(guó)模擬芯片產(chǎn)量?jī)H占全球的10%左右。如圣邦股份是國(guó)內(nèi)模擬芯片的龍頭企業(yè)，在技術(shù)積累、制造工藝、封裝工藝上與國(guó)外企業(yè)的差距較小，部分產(chǎn)品甚至已達(dá)到世界領(lǐng)先水平，但公司市場(chǎng)份額仍不足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的1%，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品替代空間巨大。

結(jié)語(yǔ)

國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展在移動(dòng)通信和特定細(xì)分領(lǐng)域取得了不錯(cuò)的成績(jī)，甚至做到了全球領(lǐng)先，但在高端通用芯片尤其是CPU、GPU、模擬芯片等領(lǐng)域與國(guó)外仍然有較大差距，振興國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、早日實(shí)現(xiàn)“中國(guó)芯”任重而道遠(yuǎn)。