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对话多家国产通信芯片企业缺芯拐点再推迟?

2021-09-20 03:50   来源:未知   作者:admin

  2021年,我国通信产业迅猛发展。截至目前我国已开通建设5G基站达99.3万个,覆盖了全国所有的地级市;2G、3G退网,业务加速向 NB-IoT/CAT1迁移;Wi-Fi 6逐步取代Wi-Fi 5,应用场景渐入佳境;低功耗蓝牙市场快速复苏,方案不断推陈出新;LoRa应用从室外拓展至室内,创新应用全面开花。

  另一方面,在多方因素影响下,“缺芯潮”席卷了网络通信行业,国际通信芯片厂商交期延长,市场呈现供不应求的态势。

  那么,AIoT时代需要怎样的通信芯片?我国通信行业目前受到哪些制约因素?缺货潮何时将得到缓解?

  由国内领先的半导体电子信息媒体芯师爷举办的第三届“硬核中国芯”,汇聚了百余家中国半导体芯片企业,其中不乏有影响力的、知名的、有潜力的安全芯片企业。为深入了解国产通信芯片如何把握机遇实现突破,芯师爷特邀部分代表企业进行探讨交流,听听他们的“硬核芯声”。

  经过数年的发展,越来越多的物联网(IoT)应用从蓝图变为现实,AIoT呈爆发式增长。AIoT时代需要怎样的通信芯片解决方案?

  在AIoT时代,通信芯片作为物联网应用的核心部件,产品性能稳定是第一位的;其次,要做到好的性价比;第三,满足更多差异化需求,物联网非常碎片化,满足差异化细分市场的需求,也是物联网芯片公司实现突破的新引擎。

  智联安是一个家致力于5G物联网芯片研发的IC设计公司,针对中低速物联网应用场景,产品有已经大批量出货的NB-IoT芯片;今年第4季度即将推出的CAT.1bis芯片;针对5G advanced和3GPP的演进,2022年上半年会推出5G高精度、低功耗定位的物联网终端芯片(5G LPHAP),一张5G网络,可以同时实现室内外定位,定位精度可以达亚米级;也在规划下一代5G物联网蜂窝通信芯片 5G NR RedCap芯片。智联安丰富的产品线为广大客户和产业界同仁提供了更多的选择。

  物联网是一个碎片化的市场,针对不同的市场需求,需要芯片供应商提供不同的AIoT芯片。从目前的应用需求来看,大致有两种:第一种是对成本、功耗、集成度要求比较高,结合一些传感器,从而达到物联网的基本数据采集功能,典型的应用如智能水表、气表、烟感等传感器网络。针对此类应用,芯翼信息科技的产品有已经推出并大规模商用的5G NB-IoT芯片XY1100,今年下半年将推出下一代集成度更高、功耗更低、性能更好的NB-IoT芯片XY2100。

  第二种是除了需要蜂窝网络功能以外,还需要短距通信能力以及定位能力,特别是全场景的定位能力、边缘处理能力等,典型的应用包括追踪器,学生卡等。针对此类应用,芯翼信息科技正在开发并计划在2022年发布集成了NB-IoT、蓝牙、室内室外定位功能的物联网智能芯片XY3100,XY3100采用更先进的工艺,集成了更强更多的资源,为AIoT提供了一个性价比超高,并且具备全场景定位及通信能力的芯片平台。

  AIoT由两部分组成,AI(人工智能)和IoT(物联网)合称“人工智能物联网”。AIoT本质上就是通过物联网产生、收集来自不同维度、海量的数据,再通过大数据存储、整理、分析,以及人工智能处理,实现万物数据化、万物智联化。

  物联网可以看作是互联网的升级版,互联网连接了计算机和智能手机等智能设备,这些具有较强计算处理能力,能够通过IP协议接入互联网,而物联网需要接入大量低成本设备,由于其硬件资源、计算能力受限,而无法处理复杂的IP协议。所以,这些设备需要以短距离通信技术,本地通过网关再接入互联网,从而实现万物互联。因此AIoT时代最需要的通信芯片就是物联网末端短距离通信接入芯片。

  力合微电子是一家物联网通信芯片设计企业,其核心技术及产品就是电力线通信技术及电力线通信芯片。电力线通信是一种利用既有供电线路进行信息传输的短距离通信技术,简单理解就是一种无需布线的有线通信技术,兼顾了无线通信的方便性和有线年成立之初就开始相关技术研发,先后推出窄带和宽带多款电力线通信芯片广泛应用于电网市场、高铁市场、智慧城市、智能家居等市场。

  AIoT近年爆发式发展,对整个行业带来巨大影响,同时该领域也存在产品分散、平台复杂难以落地等痛点。从全屋智能的角度出发,AIoT时代需要一个“全-智-能”的通信芯片解决方案。“全”是连接载体,集成/兼容多种通信标准和模式;“能”是产品的基石,指性能稳定先进,用户体验顺畅;“智”是灵魂,把“全与能”的产品提升一个境界。

  博流智能基于“全-智-能”,目前推出了3~5个系列产品线,有单芯片集成WiFi/BT/BLE/Zigbee/Ethernet和AI边缘计算的音视频网关芯片,一个芯片涵盖了“全-智-能”的特点;也有WiFi最新标准的WiFi6芯片;还有针对传统终端WiFi only、WiFi/BLE双模芯片、BLE/Zigee双模芯片。这些产品广泛应用于智能家电、电工照明、航拍无人机、玩具、视频监控和电网MCU等领域。

  2014年谷歌收购NEST,业内普遍达成共识“2014年为物联网的元年”。经过7年的发展,从IoT到AIoT,从最简单基础的纯粹联网,到现在智慧家居真正走入千家万户。在AIoT时代,无线通讯方式越来越多,不管是WiFi、蓝牙、zigbee、lora、NB-IoT、4G、5G都在各自的领域发挥着作用。未来,通讯芯片不仅仅作为通讯功能,它可能要承担主控芯片的部分功能,而且需要传输的数据量也将越来越大,对于实时性有要求的产品也会越来越多,在AIoT时代,使用WiFi通讯的产品将会越来越多。

  珠海泰芯半导体的主要方向是WiFi芯片,率先量产了基于WiFi halow协议的TXW8301芯片,该芯片具有低功耗、远距离、大带宽、超强穿透能力等特点。今年,公司将会推出全新的WiFi芯片——TXW840X系列,仅用一颗芯片就集成了WiFi、蓝牙、音视频处理等,并支持多种外设。

  在一些外部力量的干预下,包括贸易冲突等方面,目前全球通信市场的秩序变得较为混乱。技术和价格不再是市场竞争的首要因素。我国通信行业目前受到制约的因素主要在于哪些方面?通信企业需要如何应对来自外部的发展阻碍?

  外因,国外环境对中国通讯产品不太友好,甚至是打压,会对我们的发展造成一定影响。

  内因,国内企业需要修炼内功,自我强大,冲破制约,我们才能发展的更快更强。

  受到制约的首要因素是晶圆代工,中美贸易战已经给我们敲响了一记警钟,过于依赖国外的晶圆代工乃至其他半导体产业链(EDA,IP等)会给我国的高科技产业带来隐患,而要解决这一隐患,单靠企业本身是不够的,需要芯片、电子、通信产业链的上下游一起努力,做大做强属于我们自己的芯片/电子/通信产业链。

  制约因素其二是国内相对过剩的竞争,比如一些设计能力由于贸易战而无法输出到海外,只能在国内内卷(过度竞争)。

  应对这项挑战,企业首先需要做好长期奋战的思想准备;其次是紧跟国家的政策,从“一带一路”的相关国家突破,向海外输出“价廉物美”的国产智能芯片产品。

  因为芯片设计、生产制造中有很多核心技术,例如芯片EDA设计软件技术、光刻机制造技术、射频和模拟芯片设计技术等,这些技术仍被把控在欧美国家手里。若美国持续性地打压中国芯片发展,确实对中国芯片行业发展造成较大影响。通信企业突破外国封锁的途径就是走独立自主、自我发展的道路,虽然这条路会很艰辛、很漫长。同时这也需要国家和社会给与通信企业大力支持,凝聚合力才能突破。

  虽然短期内也许会受到一些非常规影响,但是回到产品的本质,技术、品质和价格最终仍然会是重要的竞争因素。目前,我国通信行业受到的制约主要是人才、产品创新、供应链稳定性等因素。面对这些困难,企业需要在各个方面努力。例如人才储备,人才是有聚集效应的,英雄识英雄,我们可以用人才吸引人才,好的团队会更好地吸引和招纳更出色的伙伴加盟。好的产品创新也很重要,目前国内芯片行业发展迅猛,但是同质化严重,最后就是内卷和恶性竞争。需要根据市场发展方向的把握,提前定义和规划有价值的产品,并且通过优秀团队的卓越执行,为行业奉献优质芯片才是核心竞争力。

  从WiFi芯片市场来看,状元红2020年香港最快开。国内起步比较晚,国产芯片的性能指标和兼容性与国际品牌存在着一定的差距。不过,通过近几年的发展,国内产品与国外品牌的差距在缩小,尤其在WiFi领域,国产芯片在国内市场的市占率已经取得相当可观的成绩。在传统WiFi市场,国产替代也正在发力。国产通讯芯片的发展首先需要IC设计企业不懈努力,寻求技术突破,其次需要应用厂商能够大胆尝试国产芯片,在很多领域国产芯片并不亚于国外产品。

  疫情爆发后,居家办公、远程教育,以及线上娱乐等需求大增;同时,全球在加快5G建设,通信业迎“换机潮”。如何看待2021年的通信业芯片供应紧张情况?这种情况何时将得到缓解?

  通信芯片的紧张是多方面原因造成,需求量的增长是其中一部分原因。关注整个半导体过去两年的供应情况,我们可以看到2019年全球IC需求量是下降的,2020年由于疫情的影响,需求量也下降,由于需求的下降,上游企业(尤其是晶圆厂)基本没有做任何增加产能的准备,也许还会收缩产能,2021年突如其来的爆量,让上游企业很难接盘。

  此外,由于美国对华存在部分不友好的政策,有些企业被制裁,被迫紧急备货,影响了全球供需的平衡体系,很多客户防患于未然,做了提前备货,增加了晶圆厂产能的压力。同时由于受缺货气氛的影响,下游客户为了保证供应的安全,备份了更多的供应渠道,一个的客户的需求,通过多个渠道反馈到上游(晶圆厂),无形中把一个需求放到了3-5倍,更加剧了缺货的态势,对全球整个供需系统产生了更大的影响。

  目前全球通信芯片供应链紧张情况是危机也是机遇,上下游产业链帮助整个行业一起优胜劣汰筛选出优秀的公司。

  全球疫情依然紧张,国外芯片加工厂开工率不足以及整体需求增加,造成了现在的芯片缺货现象。不仅仅是通讯芯片紧缺,可以说所有的芯片都处于供不应求的状态。未来,移动、数据中心、云计算服务器、汽车和工业市场、人工智能以及其他新兴应用的势头预计将激增。预计未来3-5年,芯片市场的年复合增长率超过10%。按照这个数据,即使国外产能恢复到疫情前的水平,依然是供不应求。

  现阶段,产能紧张主要体现在晶圆生产、封装、测试、以及材料/设备等环节,封测环节目前多家厂商已经快速扩容,预计明年初会有所好转,晶圆生产投入周期相对较大。由此可见,国产通信芯片企业普遍认为,芯片供应链紧张情况到2023年才能真正有所缓解。