作為國內高科技公司榜樣的中興通訊,無論技術實力還是專利數量均在國內外名列前茅,但面對美國的禁令卻難有招架之力,這背后反映出的是國內集成電路乃至整個電子信息產業仍面臨內核“空芯化”的挑戰。經此一役,業界再次引發了國內芯片產業如何擺脫受制于人狀態的討論。對此,專家表示,芯片產業的競爭歸根結底是綜合國力的比拼。國內集成電路產業的發展不能單兵作戰,而應充分發揮國家、行業協會等的作用,通過培育龍頭企業,以點帶面,利用專利運營等手段形成協同帶動效應,促進產業能力的整體提升。
高端芯片遭國外壟斷
芯片,是指內含集成電路的硅片,體積微小,是手機、計算機或者其他電子設備的核心所在,可以將其看作電子設備的“大腦”。在信息時代,芯片是各行業的核心基石,電腦、手機、家電、汽車、高鐵、電網、醫療儀器、機器人、工業控制等各種電子產品和系統都離不開芯片。可以說,芯片產業是一個國家高端制造能力的綜合體現,是全球高科技領域的戰略必爭制高點。
據了解,通信類芯片可分為成熟度、可靠性較高的基站芯片和一般的消費終端芯片。前者是中興通訊等信息通訊技術服務商所要用到的高端芯片,基本被外國廠商如高通所壟斷。IC Insights發布的報告顯示,目前全球半導體市場規模達4385億美元,前十大半導體廠商占據了整個市場份額的58.5%,這些廠商分別是三星、英特爾等,其中并沒有出現中國廠商的身影。而在最常見的智能手機芯片中,雖然國產芯片中已有華為海思推出的麒麟芯片,OPPO、小米也都有研發布局,但國外芯片仍然占據主導地位。“智能手機主要采用的芯片有基帶芯片、射頻芯片、存儲芯片、MCU芯片、顯示芯片等,這些芯片控制支撐了數據通信、數據處理、數據存儲、顯示等幾乎手機所有的功能。”
集成電路產業是一個技術密集型、人才密集型和資金密集型產業,其產業鏈包括設計、制造、封裝、測試、設備和材料等多個環節,目前在材料、設備、制造這些環節中,國外企業還占據絕對優勢。中國工程院院士倪光南對記者表示,芯片設計類似于軟件,依賴于人類的智力,我國跟國外差距不是太大,但芯片制造是我國芯片產業的短板,它類似于傳統工業,依賴工業基礎。雖然中芯國際等制造企業在加緊研發,但在全球化市場競爭中還不具有優勢,導致我國企業在集成電路的重點核心領域布局較少,只能在應用端尋找市場突破。
此外,中國半導體行業協會發布的數據顯示,2015年至2017年,我國集成電路產業的進口量與進口額依次為3140億塊、2300億元,3425.5億塊、2270.7億元,3770.1億塊、2601.4億元。而SEMI發布的數據顯示,2015年至2017年,中國國內芯片需求額為570億美元、660億美元、780億美元。從上述數據可以看出,在我國逐年遞增的芯片需求下,是對國外芯片依賴程度的加深。
專利壁壘待各個攻破
依賴國外芯片產品的現狀背后,折射出的是國內芯片產業在核心技術和基礎專利方面的缺失。近日,中國集成電路知識產權聯盟發布了《集成電路專利態勢報告》,對集成電路領域全球公開的專利以及DRAM(動態隨機存取存儲器)領域、FPGA(現場可編程門陣列)領域、光刻設備領域3個核心領域公開的專利進行了態勢分析。截至2017年底,集成電路領域全球公開的專利申請約209.7萬件,美國、日本排在前兩位,二者占據集成電路領域申請量的45.87%,中國的專利申請量約為46.4萬件,排在第三位。
“中國集成電路專利申請量大,說明中國是國內外企業都很重視、規模很大的芯片市場,但無法說明我國芯片產業創新實力很強。”楊曉麗分析,中國的集成電路專利申請人排名前10中有5家是國外企業;從全球布局來看,排名前10的專利申請人均為國外企業,如三星、NEC、高通、日立、富士通、松下等;從細分的核心領域專利布局來看,國外巨頭的專利壁壘依然存在,國內芯片產業擁有的自主知識產權狀況不容樂觀。
在DRAM領域,全球公開的專利申請達14萬余件,日本、美國、韓國申請量位居全球前列,占比達76%,中國的DRAM產業技術基礎薄弱,相關專利申請量很少,占比僅為4%。該領域排在前10的專利申請人均為國外企業,中國企業未進入排名。“我國需要的存儲器芯片有九成以上需要進口,國內DRAM的專利布局也掌握在韓國海力士、三星、NEC、IBM等外資廠商手中。我國DRAM領域的專利基礎及布局相對薄弱,相關企業面臨著較高的知識產權風險。”楊曉麗分析稱。目前在國家相關政策的引導推動下,我國正在武漢、合肥、晉江三地打造集成電路產業園區重點發展存儲器,國內也涌現出兆易創新、長江存儲等代表性企業,我國企業在存儲器領域的專利申請數量將迎來高峰。
在FPGA領域,全球公開的專利申請達8萬余件,其中中國專利申請達2萬余件,全球排名第一。排在前10位的專利申請人有5位來自美國、2位來自中國、3位來自日本,其中美國公司ALTERA和Xilinx的專利申請量遙遙領先,中國的專利申請人則主要為高校及科研院所。“中國是FPGA技術的主要應用國,作為全球主要的應用市場,中國市場受到了各國企業的關注。但國內主要專利申請人為高校及科研院所,說明國內芯片產業在該領域存在專利市場化應用程度不高的問題。”楊曉麗表示。
在光刻設備領域,全球公開的專利申請達8.2萬件,美國專利申請占比為37.48%,居全球首位,日本申請總量占比較高,達到24.36%,中國專利申請量約為1萬件,只占12.84%。排名前列的專利申請人主要被美國、日本和韓國的大企業占據,未有中國公司出現。“在光刻設備領域,國內企業起步較晚,與國外巨頭相比仍有較大差距。”楊曉麗表示。但在整個設備領域,經過國家專項的大力支持,目前在北京、上海等地形成了幾家骨干企業。以北京的北方華創為例,北方華創知識產權總監宋巧麗告訴記者,北方華創產品品類豐富,包括刻蝕機、PVD、CVD、氧化爐、擴散爐、清洗劑、MFC等,并提交了大量專利申請,尤其在刻蝕機和PVD領域具有明顯優勢,其PVD設備能與國外產品相抗衡。