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通信芯片:亟待摆脱“被剥削”状态

发布于2018-06-20 16:37文章来源:《经济》2018第11期 寇佳丽

  如果我们深入理解通信芯片在国际上的买卖模式,也许我们会感到担忧。
 
  中国科学院计算技术研究所副研究员、北京中科晶上科技股份有限公司总经理助理苏泳涛在接受《经济》记者采访时表示,全球市场上,通信芯片的最大生产商是美国高通公司,主要靠芯片销售和专利授权获取巨额利润,其盈利模式与市场垄断方式,可以让大众明白,为什么生产自己的通信芯片至关重要。
 
  手机里面一般存在三大类芯片,一类是模拟类的,包括射频芯片、功放芯片;一类是处理器芯片,包括基带和应用处理器;还有一类就是外围芯片,包括存储芯片、电源芯片等。这些芯片中复杂度和难度最高的是基带芯片。
  我们所说的手机芯片是指主芯片,就是处理器芯片,目前大多处理器芯片都把基带和应用处理器做成了单芯片。
 
  当一家中国手机企业想要设计并生产一款使用高通公司芯片的手机产品时,它首先需要向高通公司支付数百万美金的“入门费”,即便是一部手机都没卖,这笔入门费都得交。然后,基于高通的某一款芯片要设计手机时,还需要再交几十万美金的“平台费”。换一颗芯片,这笔平台费还需要重新缴纳。当手机企业在市场上销售了手机以后,高通公司还会按照每部手机的销售价格进行提成。
 
  上述这些均是明面上的“代价”,不包括企业针对每一款高通芯片进行设计和生产所投入的巨大的人力和物力。即使中国企业自己能够独立设计手机芯片,它还是会面临高昂的专利授权费,这些技术专利主要体现在3G/4G/5G这些无线通信的标准规范中,而高通公司拥有很多这些方面的专利。这也是中国大多数手机企业往往市场占有率高,手机出货量大,但利润微薄的主要原因。
 
  “芯片是通信产业的核心,它不仅是一个国家集成电路设计制造水平的体现,也是知识产权的集中体现。如果我们拥有自己的知识产权,就能掌握通信产业的主动权。所以,在4G和5G技术研发中,我国十分重视在关键技术和核心器件上进行整体布局,以‘新一代宽带无线通信’国家科技重大专项(NationalScienceandTechnologyMajorProject)来支持无线移动通信标准和通信芯片的研发,在技术积累、产业应用和人才储备领域都成效显著。”苏泳涛这样强调。
 
  部分产品可与国际水平比肩
 
  北京中关村集成电路设计园发展有限责任公司董事长苗军告诉《经济》记者,通信芯片主要包括基带和射频,其中基带是整个手机的核心部分,主要功能是信号和应用处理,技术含量较高。
 
  针对该产品,国际上的主要生产商有高通、联发科、苹果和三星,国内有华为海思、展讯、小米松果。其中,技术实力最强的是高通,占据中高端市场,联发科和展讯争夺中低端市场,苹果的A系列芯片、三星的Exynos系列芯片、华为海思麒麟系列芯片、小米的澎湃系列芯片均供给自有品牌手机。性能指标上,华为海思的麒麟系列处理器已经达到国际领先水平,和高通的高端骁龙系列芯片不相上下,展讯SC9861G-IA采用先进的14纳米制程工艺也达到国际先进水平。
 
  中国是从2000年以后才真正做出可以商业化的基带芯片。到4G时,我国通信芯片的研制水平开始跟上国际步伐。
 
  苏泳涛说:“尽管中国通信芯片在国际市场上的占有率比起高通仍然有不小的差距,但是通信技术的发展和通信设备的更新换代都给我国通信芯片产业的发展带来契机。比如,3G时代,主要是CDMA(一种无线通信技术),高通当时垄断了这种技术的绝大部分专利,从而垄断市场。但到了4G时期,中国开始研发自己的通信技术,在这些核心技术上形成自己的知识产权,从而打破了通信芯片的专利壁垒。”
 
  他告诉记者,中国在无线移动通信技术和芯片核心技术方面的专利越多,国产通信芯片就越能掌握市场的主动权。“到5G的时候,情况会更好。”苗军则认为,尽管美国在通信芯片领域内的优势非常明显,国内企业高速发展的态势仍在持续。
 
  “从规模上看,华为海思和紫光展锐分别是国内第一大和第二大集成电路设计企业,技术上达到世界先进甚至领先水平。中国拥有世界上最大的移动通信市场,全球手机终端前五大厂商中,有三家是中国的,全球前五大通信设备公司中,中国占两家。华为长期占据通信设备第一位置。此外,中国拥有全球最大的消费群体,终端市场需求潜力巨大。而我们自己的芯片,在国家政策支持、企业研发投入、人才培养体系健全的情况下,也会不断朝着世界第一梯队发展。”他这样分析。
 
  2018年4月底,国家主席习近平调研武汉长江存储和烽火通信。苗军认为,这释放了强烈的信号,即中国要坚持在核心技术上的自主。他说:“我们面对的是危机,也是机遇,国内的芯片企业,想要进入国际第一梯队,不能依靠单打独斗,一定要在中国集成电路优渥的产业土壤中发展壮大。”
 
  尽管中国通信芯片在国际市场上的占有率比起高通仍然有不小的差距,但是通信技术的发展和通信设备的更新换代都给我国通信芯片产业的发展带来契机。
 
  抢占5G市场,布局物联网
 
  当前,信息通信技术仍在不断前进,而相应的芯片技术也需要不断发展。在苏泳涛看来,这就是科学研究和产业应用的未来方向。
 
  “手机芯片的设计需要权衡性能、功耗和面积,前两个指标决定用户体验,后一个指标决定芯片成本。如何在有效的成本控制下实现最佳的用户体验,比如数据传输速率更快,芯片发热更少,非常关键,因为这样的芯片产品很容易获得市场的青睐。”
 
  苏泳涛对《经济》记者透露,5G作为下一代移动通信技术,目前还没有完全成熟。尽管主要的几家芯片厂商已经发布了5G芯片,但都还没有实现量产。中国芯片企业要把握2020年5G商用的重要时间节点,不断测试和完善基带芯片设计,实现5G系统和终端芯片的同步成熟,快速占领5G市场的制高点。
 
  信息化经历了以计算机一元世界为特征的IT1.0时代,到以“人-机”二元世界为特征的IT2.0时代,正在向以“人-机-物”三元世界为特征的IT3.0时代发展,信息技术的范式正在发生变革。IT2.0时代“人(十亿级)-机(亿级)”间的二元互联,催生出智能手机和云计算等核心技术,IT3.0时代“人(百亿级)-机(十亿级)-物(千亿级)”间的三元融合将给信息通信系统带来巨大挑战。这是由中国科学院计算技术研究所提出的在“IT3.0”实现引领创新的总体战略规划。
 
  苏泳涛解释说:“万物互联是IT3.0的重要特征之一。比如我们在做的车联网芯片,应用到农用拖拉机上,不仅可以实现拖拉机的自动驾驶和智能化耕作,而且还能把拖拉机自身的运行状态信息、土壤中化学元素含量信息等采集并回传给网络,进行大数据分析,从而提升农业耕作效率和粮食产量。这种人机物的互联使信息通信产业深入渗透到各行各业,带来更大的价值”。
 
  IT3.0的另一个重要特征就是无所不在的连接。目前,在地面移动通信网络覆盖有限的条件下,卫星通信是最佳解决方案。它可以实现任何时间、任何地点的随遇接入,无论是在人口密集的城市,还是在乡村、高山、海洋、沙漠,手机都能保证用户随时在网。在苏泳涛看来,融合卫星和地面移动通信的基带芯片将满足用户多样化的需求,带来更好的使用体验,将成为通信芯片的重要发展方向。
 
  

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