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半导体进口额是原油的两倍 华大扛起MCU国产化大旗

2017-08-08 15:49:41 来源:大比特资讯 作者:石云云

【大比特导读】电机作为机械装备上不可或缺的组件之一,在当今世界中的应用非常广泛,甚至可以说有运动的地方就可能有电机的存在。

电机作为机械装备上不可或缺的组件之一,在当今世界中的应用非常广泛,甚至可以说有运动的地方就可能有电机的存在。

目前,我国电机产业经过40多年的发展,特别是改革开放20多年以来的快速发展,取得了长足进步。报告显示:现代化的快速发展带动了电机产业的迅速增长,我国电机行业发展前景广阔。作为高性能电机系统的灵魂,控制芯片和驱动技术将扮演越来越重要的作用。

然而调查显示,电机控制芯片的国产化率还非常低,关键技术仍掌握在外国企业手里。面对高附加值的关键零部件技术缺失状况,民族企业应如何出招?

市场巨大 严重依赖进口

全球知名市场研究机构Markets and Markets公开发布消息称,全球微电机市场将会从2015年的282.6亿美元增长到2020年的355.9亿美元,期间年均增长率达到4.56%。

全球微电机市场需求节节攀升,我国的微电机市场更是风生水起:调查数据显示,中国微小电机产量约占全球的70%,接近100亿台,已经成为全球最大的微电机制造基地。

中国微电机产销量占优,然而据调查显示,作为微电机核心部件的电机控制和电机驱动芯片,接近100%依赖进口。如此巨大而重要的市场,被国际化大公司所占领,如欧洲的英飞凌(收购IR)、美国的德州仪器、日本的瑞萨等。同时国外的其他公司也在大举进入此市场,如美国的Microchip(收购Atmel)、欧洲的意法半导体。而国内企业,基本没有一家可以在工业控制、甚至白色家电的电机控制和驱动上有所建树的公司。

其实不止是电机控制芯片依赖进口,据统计数据显示,我国目前有接近九成的芯片产品是依靠进口国外产品的。海关统计显示,2016年集成电路进口3425.5亿块,同比增长9.1%;进口金额2270.7亿美元,同比下降1.2%。而同期中国的原油进口仅为6078亿。中国在半导体芯片进口上的花费已经接近原油的两倍。

另据贝恩咨询公司(Bain & Co)的数据显示,中国每年消费的半导体价值超过1千亿美元,占全球出货总量的近1/3,但中国半导体产值仅占全球的6%~7%。许多进口芯片被装配于个人计算机、智能手机以及其他设备,随后出口至海外,但中国芯片商生产的半导体数量与中国本身消费的半导体数量之间,仍存在巨大缺口。

以手机为例。据国家统计局数据:截至今年10月底,中国智能手机产量高达12.38亿台。差不多占了全球产量的七成。但一些调查表明:手机自主芯片占比不足5%。

门槛高 我国芯片产业积弱

随着信息技术和IT产业的飞速发展,芯片已经被誉为一个国家的“工业粮草”,芯片技术也从某种程度代表了一个国家信息技术的水平。

芯片作为所有整机设备的中心,被普遍应用于计算机、消费电子、网络通信、汽车电子等几大领域,在电脑和服务器等行业当中。当今,芯片研发现在已经不仅仅是硬件设计,还需要软硬件同时设计。也就是在设计电路的同时,还需要把怎么使用这个电路的软件写好。产业链的整体发展水平和垂直整合水平也是影响国内芯片产业发展的关键因素。

然而,芯片制造业的核心技术长期被控制在英特尔、AMD等行业巨头企业手中,国内芯片产业在产业规模、技术水平、市场份额等方面都与英特尔、三星、高通等国际领军企业有较大差距,即便与台资企业相比也有不小差距。

我国芯片产业起步较晚,技术的劣势比较明显:在高端IC设计上滞后,生产的芯片比较粗糙,质量无法保证。

这很大程度是因为芯片产业入门的门槛较高,企业需要投入大量资金,然而芯片产业回报速度不快,所以很多芯片企业由于资金缘故半途而废。

因此,就会有很多国内芯片企业通过购买国外的知识产权来加快产品的投资回报率,但这也从另一方面加剧了我们对国外芯片技术的依赖程度。

事关大局 政府扶持半导体发展

中国的出口和制造业总产值已经高居世界榜首,但很多高附加值的关键产品和零部件仍掌握在外国企业手中。芯片即为其一,如前文所言,我国因为自主芯片无法满足要求,只能花巨资大量进口芯片,耗费的支出屡屡超过原油进口。

为了改变这种长期仰赖他人提供半导体芯片的处境,政府从2014开始就开始采取各种措施来扶持半导体产业,过去曾经用“广泛撒网”方式推动半导体发展,同一时期在逾15个省份投资了130家半导体工厂。

2014年6月,《国家集成电路产业发展推进纲要》正式发布实施;十三五规划期间,中央政府对半导体产业于财税优惠相关政策主要延续十二五规划期间的国发(2011)4号文与财税(2012)27号文,成为半导体产业利好。

不过十三五规划期间,中央政府在IC企业资格认定与支持领域较十二五规划期间都出现不同程度的限缩,取而代之的是通过以半导体产业投资基金(以下简称为大基金)以直接入股方式,对国内半导体企业给予财政支持或协助购并国际大厂。

被称为国家队的"大基金"国家集成电路产业投资基金股份有限公司(CICIIF)的首轮基金约为200亿美元,但据市场估算,当地政府与国有企业的投资总额将首轮超过了1000亿美元。截至2016年9月,在CICIIF批准的100亿美元基金中,约60%投向了芯片制造,27%投向芯片设计,8%投向封装与测试,3%投向设备,物料投资则占比为2%。

众多政策均为推动国内半导体产业的发展,以达到十三五期间最重要的政策目标:2020年国内核心基础零组件与关键基础材料自给率达40%,2025年进一步提升至70%。

华大扛起国产化大旗

虽然半导体产业发展得到了政府扶持,但是以2015年国内IC内需市场自给率尚不及20%来看,十三五规划期间,除晶圆代工与封装测试产能必须大幅扩充外,国内IC设计企业需要在关键核心产品上投入更多研发。

市场研究机构IC Insights指出,要实现中国政府的十三五规划中的IC自制率达70%的目标,需要依靠两个基本要素:资金和技术,缺一不可。

技术、市场、需求这三点或许是最值得现在的国内芯片企业所关注的,要想摆脱单纯依赖国外芯片产业的现状,企业需要以国内用户的需求为根本出发,同时结合自身产品和技术的特点,集中研发和资金的投入,只有这样,才能让国产芯片逐渐的占据一席之地,从而脱离国外芯片市场的很多制约。

面对耗资巨大、研发时期极长的挑战,华大半导体有限公司(以下简称华大半导体)作为一家中央直属企业、中国电子集体CEC旗下的唯一半导体设计企业,自觉扛起了电机控制、电机驱动芯片相关的核心技术国产化的大旗。

众所周知,电机控制芯片作为微电机行业的基础,历来以高资本和高技术为壁垒,这两项高特征决定了最终能够在控制芯片领域具备话语权的企业必须具备相当强劲的实力。尤其是电机系统的高可靠性需要电机、控制芯片和系统设计三方共同参与,这对于起步较晚的国内电机控制芯片厂商而言,无论是技术实力还是知名度都难以与国外企业相匹敌。

又因为电机本身、电机所涉及的行业(白色家电、工业伺服、汽车等)需要极大的资本投入和极长的投资周期,所以在国内半导体产业还处于幼小阶段的时期,很难诞生一家有实力的专注于电机控制、电机驱动相关的芯片设计公司。

在这种境况下扛起重任的华大半导体,不断进行技术创新,终不负众人所望,在电机芯片方面有所突破。

在7月28日举办的第九届大比特微电机驱动与控制技术研讨会上,华大半导体展示了最新的高性能电机MCU产品,以及基于该产品开发的风扇解决方案。这是华大半导体首次公开展示电机芯片最新研发成果以及未来布局规划,吸引了业界的广泛关注。

半导体进口额是原油的两倍  华大扛起MCU国产化大旗

本次亮相的HC32F150系列产品是华大半导体研发的基于ARM-Cortex M0+的32位MCU,并且对电机控制进行了特别设计优化。例如提供强大的专用PWM控制器,专用电机控制ADC、运算放大器和比较器,用于相电流的检测和过流保护,提供周边模块反射联动功能,极大程度的简化用户PCB设计。该系列MCU在芯片资源方面提供高达128K的Flash 以及 8K RAM,适合多种应用场景;超宽电压设计,极大减少了用户在电源设计上的困扰。该系列产品支持多种开发环境,可以在最低成本上支持各种等级客户的开发和量产需求。

半导体进口额是原油的两倍  华大扛起MCU国产化大旗

华大半导体将会在未来5到10年内,着力于电机的变频和伺服控制领域,其应用将逐步覆盖工业变频器、伺服驱动器、电动汽车、白色家电等电机控制领域。产品线布局囊括ARM-CortexM0+、M3、M4等内核。除此之外,还将利用集团优势资源,逐步将电机驱动MCU和功率器件、模拟前端等进行整合。

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