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“十四五”期间我国集成电路行业发展趋势特征分析

特征一:开放指令集与开源芯片迎来前所未有的历史性机遇。芯片是信息技术的引擎,推动着人类社会的数字化、信息化与智能化。随着摩尔定律濒临终结,维持芯片技术创新面临新挑战。开源芯片设计将是应对挑战的新的技术路线。
发布时间:2021-01-12 09:25        来源:赛迪顾问        作者:赛迪顾问

2020年8月,国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,为我国集成电路产业发展指明了方向,从政策层面加大了对产业发展的支持力度。“十四五”期间,我国集成电路产业将加快迈向高质量发展阶段,围绕产业发展“卡脖子”环节,关键共性技术集中攻关,不断增强产业链供应链自主可控能力。

特征一:开放指令集与开源芯片迎来前所未有的历史性机遇。芯片是信息技术的引擎,推动着人类社会的数字化、信息化与智能化。随着摩尔定律濒临终结,维持芯片技术创新面临新挑战。开源芯片设计将是应对挑战的新的技术路线。从市场需求角度来看,物联网、云计算以及5G的发展将催生大量IOT芯片应用需求。开放指令集与开源芯片将以全新的开发模式满足多元化需求,极大推动物联网、云计算、人工智能以及5G应用推广。从技术发展角度来看,开源芯片在各个关键点都已有相应的开放产品,包括开放指令集以及相应开发实现的出现以及各种EDA工具也已具有相应的开放版本。“十四五”期间,开源芯片将在市场需求牵引下,取得重大突破。

特征二:新兴应用场景将对我国集成电路产业形成新发展格局产生巨大带动效应。当前我国集成电路产业已进入到发展的重大转型期和变革期,随着新的应用场景的不断出现,如线上办公、视频会议、网络授课等新兴应用需求的兴起,将为我国集成电路产业发展带来更多新机遇。5G通信、VR/AR、物联网、人工智能与类脑计算、自动驾驶等新兴领域将成为集成电路市场发展的重要驱动力,新式算法的出现、海量数据的获取和存储、计算能力的提升都在于芯片技术的突破,具有超高运算能力、符合市场需求的芯片,将成为新兴产业可持续发展的重要因素。

特征三:数字化工具将为我国集成电路企业获得更多竞争优势。随着诸多新兴应用的到来,集成电路企业的下游客户对产品多样化、客制化、差异化的要求不断提高,集成电路企业需要更快、更灵敏地保持竞争力。“十四五”期间,我国集成电路行业将人工智能和分析工具应用在设计、制造、封装和测试等环节。在设计过程中,人工智能将改变整个设计流程,新的分析技术可以帮助集成电路设计人员综合分析所获取的数据,从数据和结果中提炼关系,进一步通过优化某些参数,制定决策或纠正错误。在制造过程中,各个流程产生的数据可以共享、直接分析、报告错误,以减少可能犯错误的人工检查,实现效率提升。在封测过程中,充分利用数据可以缩短测试时间,加快将产品推向市场的步伐。

特征四:新材料和新架构的颠覆性技术将成为后摩尔时代集成电路产业的主要选择。当前,摩尔定律虽仍在延续,但技术升级明显放缓,在算力和存储需求爆发的双重压力下,以硅为主体的经典晶体管难以维持集成电路产业的可持续发展。新材料将通过全新物理机制实现全新的逻辑、存储及互联概念和器件,推动半导体产业的革新。拓扑绝缘体、二维超导材料等能够实现无损耗的电子和自旋输运,可成为全新的高性能逻辑和互联器件的基础;新型磁性材料和新型阻变材料能够带来高性能磁性存储器如MRAM和阻变存储器。架构方面,存内计算架构将数据存储单元和计算单元融合为一体,能显著减少数据搬运,极大地提高计算并行度和能效。基于芯粒的模块化设计方法将实现异构集成,是增强功能及降低成本的可行方法,有望成为后摩尔定律的新路径。

特征五:整机厂商加速自研芯片进程。中美战略博弈日趋复杂,加之疫情影响,全球集成电路产业分工体系遭到严重破坏,整机企业逐步认识到系统创新和源头创新重要性,开始涉足芯片设计,从整机系统自上而下地定义芯片,以芯片功能提升和创新来提高整机产品的性能和竞争力,同时也可保证供应链的安全。“十四五”期间,整机大厂自研芯片意愿趋强。例如,部分龙头消费电子企业选择自研处理器芯片,把多个平台处理器统一到统一架构上,可为下游消费电子等产品开发相同的程序生态,无论对开发者还是消费者,一致性的系统体验感将会大幅增加。此外,终端厂商自研芯片可更好地控制产品性能、用户体验和产品成本。整机厂商可进一步切断对外来处理器芯片的依赖,自主掌控产品迭代升级的节奏,并进一步提升整机厂商产品竞争力。中小企业没有这个构建系统工程能力,只能被动参与专业化产业分工协作,或者联合起来“抱团取暖”。

赛迪顾问集成电路产业研究中心简介:

集成电路产业研究中心是赛迪顾问专业从事集成电路领域研究的部门。该中心致力于集成电路、半导体、行业电子等领域行业研究与市场分析。中心构建了目前中国最广泛深入、最完整科学的研究分析体系,并拥有目前中国最庞大、专业的信息数据资源。中心在产业市场趋势、企业投资决策、政府园区规划等方面具有多年的研究积累和咨询经验,并依托中国半导体行业协会等资源与业内重点半导体企业、行业及技术专家建立了长期的联系和战略合作关系,中心现已成为集成电路乃至半导体产业与市场研究机构中最为专业化、市场化、国际化的一支力量。

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