国产芯片和国外芯片现在还有多大的差距
2021-03-18 16:21
近几年来，中国在集成电路领域仍然取得了显著的成绩，也产生了许多优秀的国内芯片企业，这些成功的企业大多成立于10年前，目标是取代国外低端的芯片产品，通过巨大的价格差距切入市场，再一次重复产品走向中高端。尽管许多领域的差距仍然很大，但在低端芯片和某些领域已经可以自给自足了。
在2010至2021年间，设计公司的数量从582家增至1698家，增长了近3倍。全球芯片设计公司数量最多，但其总收入仅占全球芯片收入的13%左右。
其中，年销售额低于1000万人民币的企业占50%，达到843家；销售额在1000-5000万之间的企业占24%，合计为406家；销售额在5000万-1亿之间的企业占14.19%，达到241家；销售额超过1亿以上的企业占12.25%，合计为208家。
近几年来，中国在集成电路领域仍然取得了显著的成绩，也产生了许多优秀的国内芯片企业，这些成功的企业大多成立于10年前，目标是取代国外低端的芯片产品，通过巨大的价格差距切入市场，再一次重复产品走向中高端。尽管许多领域的差距仍然很大，但在低端芯片和某些领域已经可以自给自足了。以下是一个对比表格：
存储：国内外存在较大差距。
当今世界的存储芯片主要有三种类型，根据销售规模的不同，分别是DRAM、NANDFlash和NorFlash。IDM工厂韩国三星和海力士在存储器和闪存领域拥有绝对优势，截至2017年，它们在两大领域的市场份额分别为75.7%和49.1%，而中国厂商的竞争空间非常有限，武汉长江存储公司试图开发3DNandFlash(闪存)技术，但目前只处于32层闪存样品阶段，而全球领先企业如三星、英特尔已经开始陆续推出64层闪存产品；在Norflash这个大约三四十亿美元的小市场，兆易创新是世界上最大的参与厂商之一，其他主流供应商有台湾旺宏、美国Cypress、美国镁光和台湾华邦。
紫光展锐，华为海思等在手机处理器上已经领先于世界。
中心处理器(CPU)：高端芯片中最难追赶的。
在全球市场中，英特尔几乎垄断了3-5家国内相关企业，但均未实现商业化量产，多仍靠申请科研项目资金和政府补贴维持。国内CPU设计企业，如龙芯虽然能生产CPU产品，并在单个或部分指标上超过国外CPU，但由于缺乏产业生态支持，仍不能与主流产品竞争。通过龙芯(MIPS架构)、海光和兆芯(X86架构，授权自AMD和VIA)、申威(购买DECalpha架构)，以及一些交换芯片、arm架构的处理器，中国基本上可以实现整个计算机和网络设备的完全自主。
平均：市场产值虽小，但门槛极高。
虽然GPU市场产值很小，但门槛很高，而且全球只剩下AMD、NVIDIA两家可以研发高性能GPU的厂商，无论技术、人才还是专利，都是AN两家公司面临的严重障碍。对于国内来说，GPU更糟糕，如果国产CPU仍能与英特尔、AMD等领先厂商相提并论的话，那么GPU方面可能是谁领先谁都不确定。
DSP芯片：目前有3家跨国公司占领国际市场。
DSP芯片制造商目前在全球拥有3家，分别是德州仪器(TI)、模拟器件(ADI)和摩托罗拉(Motorola)，其中TI占据了绝大多数国际市场份额，而ADI和摩托罗拉公司也拥有部分市场。华睿，魂芯DSP芯片逐渐打破了国外的垄断。
FPGA：国内外技术差距。
由于研究开发投资大，寿命周期长，短期内难以聚集经济效益，因而在国内企业层面发展比较缓慢，甚至有一些领域处于停滞状态。
就目前的情况来看，虽然国产FPGA厂商已经有了更多的投入，但是随着Xilinx和Intel相继推出大杀器，国产厂商与FPGA两大巨头之间的差距实际上在进一步拉大。外国厂商已经在进一步增加系统集成和软件部署能力，而我们国产的FPGA也在重点解决EDA软件工具的基础解决和丰富产品线这两个问题。
国内和国外差距很大。
在EDA行业，Synopsys、Cadence和Mentor这三家公司垄断了国内95%以上的芯片设计市场，为客户提供完整的前后端技术解决方案。在整个芯片设计过程中，国产EDA工具几乎没有贡献！
与国外主流EDA工具相比，国内EDA工具的设计原理没有明显的差别，但是软件性能方面的差距不大，主要表现在对先进技术和工艺的支持不足，与国外先进的EDA工具存在“代差”。在国家和地方政府大力支持集成电路产业发展的前提下，目前已有华大九天、广立微、芯禾科技、蓝海微、九同方微、博达微、概伦电子、珂晶达、创联智软等多家EDA企业，但大多数企业都是小工具型企业，缺乏全面支撑产业发展的能力，存在着产品不全、工艺不先进、工艺不配套、人才不足等问题。中国电子信息产业的发展需要实现从“点”突破到“线”、“面”。
国内和国际在技术和规模上存在明显的差距，进口替代空间巨大。对已经取得技术突破的低端市场，要检验销售能力；而对尚未取得技术突破的高端产品，要检验研发能力。
电力设备：欧美、日等高端厂商产品线领先，国内积极布局第三代半导体材料。
硅基MOSFET&IGBT：国内厂商正赶上，进口替代时机成熟；
半导体材料的第三代功率器件：国外技术领先，国内厂商处于布局阶段；
日欧三大厂商的崛起。在世界范围内，美国功率器件公司是世界领先企业，拥有TI,Fairchild,Maxim,ADI,ONSemiconductor,Vishay等众多厂商。Infineon、ST和NXP三个半导体工厂位于欧洲。在日本，主要有Toshiba,Renesas,Rohm,Matsushita,FujiElectric等等。在中国台湾，已有富鼎、茂达、安茂、致新、沛亨等厂商。有吉林华微电子，苏州固锝电子，无锡华润华晶微电子，扬州扬杰电子等多家供应商在中国大陆。
CMOS：索尼、三星、豪威等传统三巨头。
三巨头的CMOS传感器是各应用领域中的主流产品之一。目前市场上最受欢迎的手机都采用了索尼、三星和豪威科技(Omnivision，简称OV)的产品，这三家公司在消费电子领域占据着大多数CMOS传感器的市场份额。而且在汽车及安防等行业应用领域，一般选用安森美、OV、索尼三家的产品。
国内发展的CIS厂商与上述几家国际大厂家相比，在规模和技术上都还有一定差距，产品主要应用于中低端消费电子领域。
RF设备：高端市场基本被Skyworks,Qorvo，博通三家公司所垄断。
在2021年，RF芯片市场价值150亿美元；高端市场基本上是由Skyworks、Qorvo和博通三家公司所垄断，高通也是如此。另外一个重要的射频器件——滤波器，在国内和国外差距更大。SAW滤波器有着较长的历史，目前主要由日本(Murata,TDK)和美国(Skyworks,Skyworks)的厂商主导。国内原有部分基站SAW的IDM供应商，如好达电子、中电科德清华莹等，近年来也积极扩张，进军终端消费市场。与此同时，中国也有卓胜微、华远微电、开元通信、宜确等设计公司，通过fabless模式切入SAW滤波市场，并取得了不错的成绩，据报道已进入许多主流手机的供应链。不过，在BAW领域，中国厂商仍需加紧追赶。RF芯片投资相对较小，是一个很好的尝试和突破，性能提升是关键；国内RF芯片企业规模较小。
在2010至2021年间，设计公司的数量从582家增至1698家，增长了近3倍。全球芯片设计公司数量最多，但其总收入仅占全球芯片收入的13%左右。
其中，年销售额低于1000万人民币的企业占50%，达到843家；销售额在1000-5000万之间的企业占24%，合计为406家；销售额在5000万-1亿之间的企业占14.19%，达到241家；销售额超过1亿以上的企业占12.25%，合计为208家。
近几年来，中国在集成电路领域仍然取得了显著的成绩，也产生了许多优秀的国内芯片企业，这些成功的企业大多成立于10年前，目标是取代国外低端的芯片产品，通过巨大的价格差距切入市场，再一次重复产品走向中高端。尽管许多领域的差距仍然很大，但在低端芯片和某些领域已经可以自给自足了。以下是一个对比表格：
存储：国内外存在较大差距。
当今世界的存储芯片主要有三种类型，根据销售规模的不同，分别是DRAM、NANDFlash和NorFlash。IDM工厂韩国三星和海力士在存储器和闪存领域拥有绝对优势，截至2017年，它们在两大领域的市场份额分别为75.7%和49.1%，而中国厂商的竞争空间非常有限，武汉长江存储公司试图开发3DNandFlash(闪存)技术，但目前只处于32层闪存样品阶段，而全球领先企业如三星、英特尔已经开始陆续推出64层闪存产品；在Norflash这个大约三四十亿美元的小市场，兆易创新是世界上最大的参与厂商之一，其他主流供应商有台湾旺宏、美国Cypress、美国镁光和台湾华邦。
紫光展锐，华为海思等在手机处理器上已经领先于世界。
中心处理器(CPU)：高端芯片中最难追赶的。
在全球市场中，英特尔几乎垄断了3-5家国内相关企业，但均未实现商业化量产，多仍靠申请科研项目资金和政府补贴维持。国内CPU设计企业，如龙芯虽然能生产CPU产品，并在单个或部分指标上超过国外CPU，但由于缺乏产业生态支持，仍不能与主流产品竞争。通过龙芯(MIPS架构)、海光和兆芯(X86架构，授权自AMD和VIA)、申威(购买DECalpha架构)，以及一些交换芯片、arm架构的处理器，中国基本上可以实现整个计算机和网络设备的完全自主。
平均：市场产值虽小，但门槛极高。
虽然GPU市场产值很小，但门槛很高，而且全球只剩下AMD、NVIDIA两家可以研发高性能GPU的厂商，无论技术、人才还是专利，都是AN两家公司面临的严重障碍。对于国内来说，GPU更糟糕，如果国产CPU仍能与英特尔、AMD等领先厂商相提并论的话，那么GPU方面可能是谁领先谁都不确定。
DSP芯片：目前有3家跨国公司占领国际市场。
DSP芯片制造商目前在全球拥有3家，分别是德州仪器(TI)、模拟器件(ADI)和摩托罗拉(Motorola)，其中TI占据了绝大多数国际市场份额，而ADI和摩托罗拉公司也拥有部分市场。华睿，魂芯DSP芯片逐渐打破了国外的垄断。
FPGA：国内外技术差距。
由于研究开发投资大，寿命周期长，短期内难以聚集经济效益，因而在国内企业层面发展比较缓慢，甚至有一些领域处于停滞状态。
就目前的情况来看，虽然国产FPGA厂商已经有了更多的投入，但是随着Xilinx和Intel相继推出大杀器，国产厂商与FPGA两大巨头之间的差距实际上在进一步拉大。外国厂商已经在进一步增加系统集成和软件部署能力，而我们国产的FPGA也在重点解决EDA软件工具的基础解决和丰富产品线这两个问题。
国内和国外差距很大。
在EDA行业，Synopsys、Cadence和Mentor这三家公司垄断了国内95%以上的芯片设计市场，为客户提供完整的前后端技术解决方案。在整个芯片设计过程中，国产EDA工具几乎没有贡献！
与国外主流EDA工具相比，国内EDA工具的设计原理没有明显的差别，但是软件性能方面的差距不大，主要表现在对先进技术和工艺的支持不足，与国外先进的EDA工具存在“代差”。在国家和地方政府大力支持集成电路产业发展的前提下，目前已有华大九天、广立微、芯禾科技、蓝海微、九同方微、博达微、概伦电子、珂晶达、创联智软等多家EDA企业，但大多数企业都是小工具型企业，缺乏全面支撑产业发展的能力，存在着产品不全、工艺不先进、工艺不配套、人才不足等问题。中国电子信息产业的发展需要实现从“点”突破到“线”、“面”。
国内和国际在技术和规模上存在明显的差距，进口替代空间巨大。对已经取得技术突破的低端市场，要检验销售能力；而对尚未取得技术突破的高端产品，要检验研发能力。
电力设备：欧美、日等高端厂商产品线领先，国内积极布局第三代半导体材料。
硅基MOSFET&IGBT：国内厂商正赶上，进口替代时机成熟；
半导体材料的第三代功率器件：国外技术领先，国内厂商处于布局阶段；
日欧三大厂商的崛起。在世界范围内，美国功率器件公司是世界领先企业，拥有TI,Fairchild,Maxim,ADI,ONSemiconductor,Vishay等众多厂商。Infineon、ST和NXP三个半导体工厂位于欧洲。在日本，主要有Toshiba,Renesas,Rohm,Matsushita,FujiElectric等等。在中国台湾，已有富鼎、茂达、安茂、致新、沛亨等厂商。有吉林华微电子，苏州固锝电子，无锡华润华晶微电子，扬州扬杰电子等多家供应商在中国大陆。
CMOS：索尼、三星、豪威等传统三巨头。
三巨头的CMOS传感器是各应用领域中的主流产品之一。目前市场上最受欢迎的手机都采用了索尼、三星和豪威科技(Omnivision，简称OV)的产品，这三家公司在消费电子领域占据着大多数CMOS传感器的市场份额。而且在汽车及安防等行业应用领域，一般选用安森美、OV、索尼三家的产品。
国内发展的CIS厂商与上述几家国际大厂家相比，在规模和技术上都还有一定差距，产品主要应用于中低端消费电子领域。
RF设备：高端市场基本被Skyworks,Qorvo，博通三家公司所垄断。
在2021年，RF芯片市场价值150亿美元；高端市场基本上是由Skyworks、Qorvo和博通三家公司所垄断，高通也是如此。另外一个重要的射频器件——滤波器，在国内和国外差距更大。SAW滤波器有着较长的历史，目前主要由日本(Murata,TDK)和美国(Skyworks,Skyworks)的厂商主导。国内原有部分基站SAW的IDM供应商，如好达电子、中电科德清华莹等，近年来也积极扩张，进军终端消费市场。与此同时，中国也有卓胜微、华远微电、开元通信、宜确等设计公司，通过fabless模式切入SAW滤波市场，并取得了不错的成绩，据报道已进入许多主流手机的供应链。不过，在BAW领域，中国厂商仍需加紧追赶。RF芯片投资相对较小，是一个很好的尝试和突破，性能提升是关键；国内RF芯片企业规模较小。
