2017年中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)國(guó)防信息化領(lǐng)域發(fā)展情況分析【圖】

    我國(guó)集成電路進(jìn)出口逆差嚴(yán)重。2016年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到3389.3億美元，同比小幅增長(zhǎng)1.1%。2016年我國(guó)集成電路進(jìn)口2271億美元，出口613.8億美元，逆差1657.2億美元。

    集成電路的逆差在過去七年處于不斷上升的狀態(tài)，從2010年的1277.4億美元上升到了2016年的1657億美元。2016年我國(guó)一年的進(jìn)口額占全球市場(chǎng)的67%，中國(guó)不僅是世界制造中心，而且在下游的消費(fèi)電子品牌的份額也在呈現(xiàn)向中國(guó)品牌集中的趨勢(shì)，所以相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)還會(huì)維持集成電路高進(jìn)口額的趨勢(shì)。

    2010年-2016年間，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)快速發(fā)展，年均增長(zhǎng)率11.54%。市場(chǎng)規(guī)模從7350億元增加至12000億元，占全球市場(chǎng)份額60%。預(yù)計(jì)未來幾年內(nèi)中國(guó)仍是全球最大的集成電路市場(chǎng)，且將保持20%左右的年均增長(zhǎng)率，2020年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到24883億元，市場(chǎng)前景廣闊。

近年集成電路政策梳理

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    相關(guān)報(bào)告：智研咨詢網(wǎng)發(fā)布的《2018-2024年中國(guó)半導(dǎo)體光電器件行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)及投資戰(zhàn)略研究報(bào)告》

    芯片國(guó)產(chǎn)化是國(guó)防事業(yè)的根基。核心元器件、高端芯片的研發(fā)和生產(chǎn)是軍工電子行業(yè)中最為關(guān)鍵和核心的領(lǐng)域，而國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域起步較晚，水平與國(guó)際差距較大，目前主要依賴進(jìn)口。

    按《中國(guó)制造2025》規(guī)劃，2020年中國(guó)芯片自給率要達(dá)到40%，2025年要達(dá)到50%，2025中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模占到全世界35%，超過美國(guó)位列世界第一。

集成電路市場(chǎng)規(guī)模（億美元）

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    軍用級(jí)核心元器件、高端芯片普遍受技術(shù)封鎖的限制。國(guó)內(nèi)軍工企業(yè)往往通過進(jìn)口商用級(jí)產(chǎn)品經(jīng)采取降額、加固等措施后用于軍用，商用級(jí)產(chǎn)品在性能匹配度、產(chǎn)品供應(yīng)的保障性等方面與軍用級(jí)產(chǎn)品存在較大差異，使得我國(guó)軍工電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制造在一定程度上受制于部分國(guó)家的政策策略和相關(guān)廠商的銷售策略，對(duì)我國(guó)軍工電子行業(yè)的研發(fā)和技術(shù)進(jìn)步造成了較大影響，也不利于我國(guó)國(guó)防安全。

    一、雷達(dá)的大腦：DSP芯片

    DSP芯片指能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的芯片，有完整指令系統(tǒng)，通過指令和數(shù)據(jù)工作，DSP在設(shè)備后端數(shù)據(jù)處理中扮演著關(guān)鍵角色，雷達(dá)作為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)千里眼和順風(fēng)耳，更離不開DSP芯片。

    長(zhǎng)期以來，DSP市場(chǎng)份額基本被美國(guó)德州儀器等廠商壟斷。在雷達(dá)、電子對(duì)抗等領(lǐng)域的電子裝備中，長(zhǎng)期以來一直采用國(guó)外的DSP芯片，比如飛思卡爾公司的MPC8640D等DSP芯片。

    目前隨著國(guó)產(chǎn)自主DSP芯片“華睿1號(hào)”的研發(fā)成功，國(guó)產(chǎn)DSP芯片研發(fā)工作正如火如荼的開展。

    二、“萬能芯片”FPGA

    FPGA（Field－ProgrammableGateArray），即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，與單片機(jī)不同，它一種半定制電路，F(xiàn)PGA被稱之為“萬能芯片”，是現(xiàn)代IC設(shè)計(jì)驗(yàn)證的技術(shù)主流。

    FPGA在電子、通信、導(dǎo)彈、雷達(dá)、聲納高端波束形成系統(tǒng)等軍事領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在低端領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)無論從事正向設(shè)計(jì)，還是從事反向設(shè)計(jì)的公司單位都能滿足武器裝備的基本需求，但高端武器和裝備的FPGA則完全依賴進(jìn)口。

2016-2025年中國(guó)軍用雷達(dá)市場(chǎng)預(yù)測(cè)

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    另外，對(duì)夜戰(zhàn)非常重要的紅外設(shè)備也離不開FPGA。美國(guó)國(guó)防后勤局就曾采購(gòu)過美國(guó)賽靈思公司的FPGA用于監(jiān)視、偵察和火控系統(tǒng)中紅外傳感器的數(shù)據(jù)處理。在航天遙感器的設(shè)計(jì)中，F(xiàn)PGA被廣泛地應(yīng)用于主控系統(tǒng)CPU的功能擴(kuò)展CCD圖像傳感器驅(qū)動(dòng)時(shí)序的產(chǎn)生以及高速數(shù)據(jù)采集。

    FPGA是裝備信息化必備芯片，90%以上的大型軍用電子設(shè)備依靠其發(fā)揮作用。如果沒有FPGA，我國(guó)J20、空警500等采用的新式國(guó)產(chǎn)相控陣?yán)走_(dá)的設(shè)備將成為一個(gè)擺設(shè)，所以說，F(xiàn)PGA是否能國(guó)產(chǎn)化，直接制約著我國(guó)國(guó)防信息化水平。

全球云服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模（單位：百萬美元）

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我國(guó)人工智能產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模（億元）

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    FPGA以其可同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)并行和任務(wù)并行計(jì)算，在處理特定應(yīng)用時(shí)有更加明顯的效率的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在深度學(xué)習(xí)、云服務(wù)、5G通信等方面都具有廣闊應(yīng)用前景，F(xiàn)PGA市場(chǎng)在2015~2022年間將出現(xiàn)8.4%的年復(fù)合成長(zhǎng)率，屆時(shí)規(guī)?？赏^99.8億美元。

    三、厚膜集成電路廣泛運(yùn)用于國(guó)防領(lǐng)域

    厚膜混合集成電路是一種微型電子功能部件，是一種用絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)等厚膜工藝在同一基片上制作無源網(wǎng)絡(luò)，并在其上組裝分立的半導(dǎo)體器件芯片或單片集成電路或微型元件，再外加封裝而成的混合集成電路。

    集成電路業(yè)包括了半導(dǎo)體集成電路、膜集成電路、集成電路芯片、微型組件、集成電路及微型組件的零件等細(xì)分行業(yè)，威科電子主營(yíng)的厚膜集成電路業(yè)務(wù)則屬于膜集成電路細(xì)分行業(yè)。厚膜混合集成電路與半導(dǎo)體集成電路相互補(bǔ)充、相互滲透，廣泛應(yīng)用于軍用、民用系統(tǒng)設(shè)備中，對(duì)電子設(shè)備的微型化起到了重要的推動(dòng)作用。

    隨著制造工藝和技術(shù)的不斷成熟，厚膜混合集成電路的適用范圍不斷擴(kuò)大，目前主要應(yīng)用于航天電子設(shè)備、衛(wèi)星通信設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)、通訊系統(tǒng)、汽車工業(yè)、音響設(shè)備、微波設(shè)備及家用電器等。

厚膜混合集成電路應(yīng)用領(lǐng)域

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    由于厚膜集成電路其在高頻、高功率密度等領(lǐng)域擁有極大的優(yōu)勢(shì)，目前軍用裝備仍然是膜集成電路的第一大用戶，其使用量占整個(gè)膜集成電路的近一半。
2014年，國(guó)內(nèi)膜集成電路的市場(chǎng)規(guī)模為99.4億元，增速達(dá)到31%。其中用于軍事裝備的厚膜集成電路占40%，而用于軍事裝備的薄膜混合集成電路占比高達(dá)70%。

    而在近年來隨著世界地區(qū)安全局勢(shì)日益緊張，大國(guó)之間對(duì)太空、海洋等資源的爭(zhēng)奪會(huì)愈演愈烈，高技術(shù)武器裝備尤其是軍事電子裝備的需求有增無減。隨著我國(guó)不斷加大在武器裝備領(lǐng)域厚膜集成電路技術(shù)的投入，未來軍事電子裝備類膜集成電路市場(chǎng)將繼續(xù)保持穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)。

    四、SIP立體封裝技術(shù)

    System-in-Package(SIP)，系統(tǒng)級(jí)封裝，是在一個(gè)封裝中組合多種IC芯片和多種電子元器件(如分立元器件和埋置元器件)，以實(shí)現(xiàn)與SOC同等的多種功能。

    SIP立體封裝技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。立體封裝突破了傳統(tǒng)的平面封裝的概念，組裝效率高達(dá)200%以上；它使單個(gè)封裝體內(nèi)可以堆疊多個(gè)芯片，可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)容量的倍增，比如對(duì)SRAM、SDRAM、FLASH芯片進(jìn)行堆疊，可以使存儲(chǔ)容量提高8～10倍。

SIP產(chǎn)品五大優(yōu)勢(shì)

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    SIP立體封裝將芯片直接互連，互連線長(zhǎng)度顯著縮短，信號(hào)傳輸?shù)酶?，抗干擾能力更強(qiáng)；再則，它將多個(gè)不同功能芯片堆疊在一起，使單個(gè)封裝體實(shí)現(xiàn)更多的功能，比如將CPU、SRAM、FLASH等芯片經(jīng)立體封裝后，形成一個(gè)小型計(jì)算機(jī)機(jī)系統(tǒng)，從而形成系統(tǒng)芯片(SIP)封裝新思路；

    采用立體封裝的芯片還有功耗低、速度快等優(yōu)點(diǎn)，這使電子信息產(chǎn)品的尺寸和重量減小數(shù)十倍。正是由于立體封裝擁有無可比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，才使這一新型的封裝方式擁有廣闊的發(fā)展空間。

SIP技術(shù)主要類型

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    半導(dǎo)體集成電路行業(yè)是電子信息行業(yè)的基礎(chǔ)行業(yè)，隨著國(guó)家對(duì)“信息安全”整體戰(zhàn)略需求的深入，“信息安全”的關(guān)注點(diǎn)逐步向國(guó)產(chǎn)集成電路領(lǐng)域演進(jìn)，作為電子信息行業(yè)的基礎(chǔ)，集成電路的國(guó)產(chǎn)化被重點(diǎn)關(guān)注。軍事工業(yè)相較于其他產(chǎn)業(yè)，更是“信息安全”戰(zhàn)略推行的重點(diǎn)領(lǐng)域，軍用集成電路的國(guó)產(chǎn)化是保障我國(guó)國(guó)防信息安全的基礎(chǔ)核心。