給通信產品裝上“中國芯”

信息產業是近百年來發展最快的產業，信息產業的快速發展使人類的生活發生了重大改變。在中國，隨著電子信息產品制造業成為制造業的第一大產業，其在國民經濟中的重要地位日益凸現，而電子信息產品制造業的發展，又使電子產品的“糧食”——集成電路(IC)芯片的需求量越來越大。對此，國務院在2000年頒布了18號文件——《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》，以鼓勵和扶持發展集成電路產業。

1、集成電路的應用對信息產業的影響

由于信息產業的迅猛發展，中國已成為集成電路的消耗大國，2001年中國集成電路的需求量達全球總需求量的5%。預計到2003年，中國的芯片銷售額將占世界半導體市場總銷售額3120億美元的8.6%，達到268億美元；到2010年，中國有望成為僅次于美國的世界第二大芯片消費市場。

集成電路作為信息產業的基礎，對信息產業的發展起舉足輕重的作用。統計資料表明，集成電路1～3元的產值，可以為電子產品帶來10元左右的產值，為信息產業帶來100元左右的產值。集成電路對信息產業的影響是巨大的。但目前中國巨大的芯片消費市場絕大部分被國外芯片供應商所占有，中國自己生產的芯片不到所需總量的30%，且多為低檔芯片，在復雜的通信系統和計算機及外圍設備上，中國自己生產的芯片所占比例更少，從而造成每年要從國外進口大量的芯片的局面。

芯片是所有電子信息產品的“心臟”，在整機成本中占很大比例，在很多復雜的系統產品上，芯片的成本已經占整機成本的50%～60%，甚至更多。芯片還是核心技術和知識產權的重要載體之一，只有通過掌握核心技術，并且將核心技術固化在芯片上，才能真正提高產品的競爭力。因此，中國迫切需要發展集成電路芯片產業。

2、發展IC芯片所面臨的挑戰和機遇

2.1 面臨的挑戰

中國由于集成電路產業基礎薄弱，發展集成電路芯片面臨的挑戰是多方面的。

在芯片制造上，中國芯片制造業的整體水平不高，難以形成芯片制造優勢。中國的IC生產線仍然以0.35μm及以上的為主，而國際上一些主要的IC廠商的生產線已達到0.18μm和0.25μm，0.13μm生產工藝也已經成熟。國內的生產工藝與世界領先水平相差5～10年。

在芯片設計上，中國的芯片設計業基礎比較薄弱，一直鮮有超大規模的集成電路得到廣泛應用。國內所設計的芯片更多是中小規模的集成電路。在通信系統上應用的復雜芯片，幾乎全部是由國外設計和生產。

在應用和成本上，中國同樣存在著許多挑戰。對于應用，由于芯片設計和制造方面存在的差距，用戶對國內設計或者國內生產的芯片信心不足，特別是大規模或超大規模芯片產品很難被很快接受。對于成本，由于中國芯片設計基礎相對薄弱，缺少技術積累，缺乏相應經驗，加上大規模或超大規模芯片產業開始投入資金大，相對于不大的產出，芯片的設計成本和制造成本將會過高。

在設計人員方面，雖然中國不缺乏設計人員，但是缺乏高水平、有成功的產品設計經驗的研發人員。在人才結構方面也不合理，更多的IC設計人員熟悉IC設計本身的技術，而對IC如何應用，特別IC設計如何與系統相結合了解得較少。

2.2 難得的機遇

自從國務院頒布18號文件以來，北京、上海和深圳等地方政府也出臺了相應的政策，大力扶持芯片集成電路產業。

中國巨大的IC消耗量、供需矛盾的極不平衡、良好的投資環境決定了中國集成電路產業具有廣闊的前景，促成很多國際大企業在大陸投資，建立合資或獨資的Foundry(代工)廠。國內的一些單位也在IC生產上投入巨資。臺灣成功的Foundry經營經驗，增強了人們在大陸投資的信心。

2001年，國際半導體市場發生了劇烈的變化，全球的半導體行業效益出現了較大的滑坡。這種情況帶來了建廠成本較低的大好時機，如果像預測的那樣，從2002年開始美國等西方國家的經濟復蘇帶來相應的IC的需求量會上升的話。現在建設Foundry廠投入的巨額資金將會取得較好的回報。

綜合上面幾種因素，現在發展中國集成電路芯片產業應是一次難得的機遇。

3、發展通信IC芯片需要綜合各種因素

中國電子信息產業近幾年以年均30%的速度高速發展，中國通信產品對IC芯片的需求量越來越大，相應地開始對芯片提出個性化的要求，這些要求無法完全從市場上的通用芯片獲得，自己必須設計芯片以滿足自身的需求。從知識產權方面看，也迫切需要自己的芯片作為知識產權的載體和保障。但要給中國通信產品裝上“中國芯”還需要掌握SOC(System On a Chip)等核心設計技術，加強產業鏈建設，并做到設計與應用相結合。

3.1 掌握SOC等核心設計技術，實現跨越式發展

SOC的概念是20世紀90年代提出來的，其目標是為了克服多芯片集成系統所產生的一些困難，通過提高芯片集成的系統功能以簡化整機設計的復雜度，并獲得更高的系統可靠性和更優良的性能。

SOC技術是微電子芯片進一步發展的必然方向。SOC技術的出現表明了微電子由現行的IC(電路集成)向IS(系統集成)發展。后者不只是許多集成電路的簡單的二次集成和向單芯片上的映射，而是從系統功能和性能出發，結合芯片結構，融合軟硬件，將系統功能在單個芯片上實現，在更高層次上發展芯片技術。SOC的設計技術包括：ASIC基片開發、邏輯設計、單元庫開發，以及具有自主知識產權的IP(Intellectual Property，指具有知識產權的標準單元)的集成。SOC設計過程中，在系統架構定義、邏輯設計、IP集成、功能驗證、布局布線和調試等方面，設計工程師面臨許多新的挑戰，它需要全新的設計方法和工具。現在的SOC發展還在初級階段，需解決一系列工藝(如DRAM、Flash與Logic技術的兼容)、設計(如IP模塊)技術和設計方法、測試策略及可測試性等技術課題。其中IP的集成和復用是SOC設計中解決設計層次、產品成本、設計周期以及風險的關鍵環節。

通過加大對IP研發的投入，開發自主知識產權的IP，可加速中國IC產業化的步伐。通過資金投入和市場行為，購買真正需要的IP，同時引進一流的設計人才，可為中國IP設計打下堅實的基礎。而大力進行SOC技術研究，開發具有中國自主產權的SOC芯片，是實現中國集成電路設計跨越式發展的關鍵。

3.2加強產業鏈建設，提高芯片制造能力

在芯片設計中如果沒有代加工廠商的支持，光有通信制造業的需求是沒有后勁的。隨著芯片設計復雜度的加大，就更加需要代加工廠商的專業支持服務，因此發展芯片制造業，推進IC的發展，需要系統結構、邏輯設計、電路設計和工業制造相結合。

由于專業分工協作的需要，芯片制造商在提高技術水平的同時，還要提供相關的專業化服務。因此，除了傳統的代加工業務外，芯片代加工廠商應與芯片設計商、單元庫供應商、知識產權持有者、后道封裝和測試供應商等需要密切配合，加強產業鏈建設，共同為芯片設計商提供全方位的服務，甚至設備和材料提供商也要被納入到產業鏈中來。這樣做的好處是加快了新產品、新技術的研發速度。

目前國內已建設了多條0.25 μm甚至0.18 μm生產線，高端芯片的技術水平和生產能力已大大提高。只要產業鏈上的各環節相互依存、相互促進，中國的芯片制造能力將會快速提高。經營芯片制造業是華人的特長，這從臺灣積體電路公司、臺灣聯電以及新加坡特許半導體3家芯片廠家的產量占全球總產量的70%就可看出。

3.3設計與應用相結合

需求促進發展，能夠得到成功應用的IC產品才是真正的產品。這需要IC設計和IC應用廠家的相互結合。IC設計和應用相結合，可以通過多種途徑，例如：合作開發(和自己的目標用戶共同開發)、定制開發(根據用戶的需要，為特定用戶開發)和替代開發(開發用戶的完全替代產品)。

通信產品用芯片目前主要集中在光傳輸和數據類產品的芯片上，在移動終端等產品上，中國自己設計的芯片仍然用得較少。第3代(3G)移動通信應用的推出，給中國發展通信芯片提供了較好的機會。中國應盡快集中精力，積累設計經驗，在3G和移動通信終端所需IC方面取得突破，在下一輪的競爭中取得優勢。在國際上，大的通信設備制造商都是應用自己的或者有長期合作關系的公司所設計的核心芯片制造相應的系統。這客觀上要求中國如果參與競爭，必須自己想辦法解決芯片問題。由于國內通信設備制造商已經經歷了較長時期的追趕過程，在經濟和技術上有了積累，在3G和一些數據產品的競爭中，與國際主要設備提供商幾乎站在同一起跑線上，加上有在新的通信設備開發過程中設計芯片的要求和條件，因而形成了國內通信芯片設計的一個很好機會。抓住這樣的機會，可以實現芯片設計的跨越式發展，為盡早在通信系統中裝上有國際競爭力的“中國芯”創造條件。

4、結束語

中興通訊作為國內大型通信設備供應商，在自主研發通信IC方面一直處于前沿位置。中興通訊早在1996年11月就成立了IC設計部門，2002年4月成立了中興通訊微電子研究所。公司自主設計的IC芯片大量應用于公司的產品上，不僅為公司帶來了直接的效益，也使公司的產品能夠根據用戶的需求提供自己的解決方案。IC芯片還將公司的知識產權，通過有形的芯片進行固化，從而保護了公司的知識產權。中興通訊微電子研究所目前正致力于數據通信類芯片、第3代移動通信芯片、光通信芯片，以及CDMA手機專用芯片等的設計研究。

中興通訊在整機設備上成功地進行集成電路芯片大規模應用的實踐說明中國的通信設備的在功能、性能和價格上已具有一定的競爭力，證明了通信設備供應商能夠很好地整合國內的芯片設計、制造和封裝力量，使企業具備更強勁的國際市場競爭力。

綜上所述，給中國通信產品裝上“中國芯”的時機已經成熟。□

參考文獻

1 王陽元.微電子科學技術和集成電路產業.見:中國電子學會通信學分會，編.2001年中國通信專用集成電路設計與應用高級研討會論文集，2001:1—11

2 吳基傳.抓住新機遇 迎接新挑戰 全面推進我國信息產業的改革與發展.北京:全國信息產業工作會議,2002

(收稿日期：2002-05-16)

作者簡介

馮海洲，東北工學院通信與電子系碩士畢業。現任深圳市中興通訊股份有限公司深圳微電子研究所所長。長期從事光傳輸產品的研發和管理，目前主要從事微電子產品的研發和管理工作。