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半導體

通信芯片承載數字未來

“這枚芯片的型號是T7520,是業界首款采用6nm EUV先進制程工藝的5G芯片。” 在紫光展銳的5G測試實驗室,紫光展銳全球創新測試中心負責人杜江自豪地向記者介紹道。據了解,這款產品是紫光展銳5G智能手機平臺的第二代產品,它集成了全球首顆支持全場景覆蓋增強技術的5G調制解調器,支持2G至5G七模全網通,在SA模式下,下行峰值速率超過3.25Gbps,是紫光展銳在成功推出2G、3G、4G、WiFi、藍牙、物聯網等一系列芯片之后,在5G通信芯片領域再次取得的重大突破。用行業資深人士的話來說,這款芯片的成功發布,意味著紫光展銳5G芯片已進入第一梯隊,與國際一線競爭對手的差距縮短到6個月;同時,這也是中國5G通信芯片領域的一次新的飛躍。

從2G的跟跑到5G的并跑

究竟何為通信芯片?發展通信芯片意味著什么?

采訪過程中記者了解到,在移動通信設備中,最重要的器件便是射頻芯片和基帶芯片,射頻芯片負責射頻收發、頻率合成、功率放大;基帶芯片負責信號處理和協議處理,具體來說,就是負責與移動通信網絡基站進行交流,對上下行的無線信號進行調制、解調、編碼、解碼工作。可以說,基帶芯片就是手機的心臟,沒有它,手機只能是一個擺設。

因而,通信芯片也責無旁貸地成為通信產業的中流砥柱,它事關通信產業的命脈,是整個通信產業發展的基礎。

中國通信芯片產業經歷了一個從低到高、從弱到強的逐漸發展壯大的漫長過程,而這大大得益于國家對集成電路產業的大力支持。

為大力發展集成電路產業,近年來國家相繼出臺了一系列重磅政策進行重點扶持。2011年,國務院出臺了《進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》(4號文),4號文強調了完善集成電路產業激勵措施,明確政策導向,對于優化產業發展環境、增強科技創新能力和提高產業發展質量和水平,具有重要意義。

2014年《國家集成電路產業發展推進綱要》的實施,以及“國家集成電路產業投資基金”的成立,推動中國集成電路產業發展駛上了快車道。

2020年,國務院發布《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》(8號文),囊括了集成電路全產業鏈,更加貼合企業的訴求,還特別強調了深化產業國際合作和產業生態建設。中國半導體行業協會副理事長于燮康曾介紹,在8號文中,對集成電路產業高質量發展中起到關鍵作用的先進晶圓制造企業(28納米)和重點集成電路設計企業,分別給予十年和五年的免稅期,政策的優惠力度明顯加大,鼓勵作用也更加明顯。

正是在國家政策的支持下,我國通信芯片產業取得了快速發展。“2G時代,我國還沒有推出自己的通信標準,很多方面都處于受制于人的狀態。到了3G時代,中國開始推出屬于自己的通信標準——TD-SCDMA。展銳一直積極投身我國自主通信標準的技術研發和商用推廣,為通信領域大規模商用貢獻了重要力量,曾先后五次獲得國家科技進步獎。其中,憑借對3G標準的貢獻,榮獲2012年國家科技進步一等獎。4G時代,展銳產品推動全球2G/3G用戶轉4G,榮獲了國家科技進步特等獎。目前,展銳已申請專利超過5000項,擁有3G/4G/5G、多卡多待、多模等核心專利。”紫光展銳高級副總裁夏曉菲對《中國電子報》記者說。

如今,世界進入5G通信時代。人們可以體驗到更加快捷的傳輸速度以及更實時高效的網絡應用,通信技術也變得越發復雜。紫光展銳持續追蹤著國際通信技術的發展腳步,絲毫不落后于其他國際大廠。2019年2月,紫光展銳在巴塞羅那發布了自主開發的5G技術平臺馬卡魯1.0和5G基帶芯片V510,單芯片支持2G/3G/4G/5G,完全支持NSA和SA,搭載該芯片的5G手機、5G CPE、5G模組等移動終端已實現商用。2020年2月,紫光展銳推出T7520,這是業界首款采用6nm EUV先進制程工藝的5G芯片。

“可以說,紫光展銳是目前國內唯一一家擁有從2G GSM/GPRS、3G TD-SCDMA/WCDMA,到4G TD-LTE/FDD-LTE以及5G全制式射頻芯片核心技術的中國芯片公司。”夏曉菲說道。

殘酷的“游戲”中適者生存

隨著技術的不斷演進,國際通信芯片企業間的競爭變得愈發殘酷。

“2G時代,曾經有20多家通信芯片供應商,而進入5G時代,面向公開市場僅剩4家,展銳、高通、聯發科、三星。自移動通信行業出現以來,這個殘酷的游戲,只有出局者,沒有新入者。隨著5G時代的到來,這個游戲也愈發殘酷,因為5G技術需要支持10余種標準制式,只有擁有這‘十全大補丸’的技術能力,才能成為合格的5G供應商。”夏曉菲告訴記者。

對于企業來說,只有不斷創新,不斷提升自身的能力,才能勇立潮頭。盡管紫光展銳從2G時代就緊密追蹤技術發展步伐,并在進入5G時代僅僅兩年就已成功推出兩代5G通信芯片,但面對的挑戰依然十分巨大。

2018年對于通信芯片產業來說是非常關鍵的一年。手機市場在持續多年的高速增長后出現了“見頂回落”,部分手機龍頭也加大了自研芯片的步伐,這使得通信芯片企業間的競爭變得更加激烈。紫光展銳原本在功能機市場占有絕對優勢,在競爭對手的“進攻”下一度不斷丟失“陣地”,導致市場占有率縮水至41.55%。

然而,紫光展銳并沒有因此退縮,而是用實際行動證明,作為國際一流的通信芯片企業,紫光展銳實至名歸。僅僅過了兩年的時間,紫光展銳就在產品、技術、市場上全面提升。2020年,紫光展銳在功能機市場占有率高達76.92%,其中4G功能機出貨量增長1.5倍,斬獲80%的市場份額。同時發現并引領2G/3G轉4G機會,在功能機這種傳統產品上不斷創新。

5G更是全面追上,從2G、3G、4G技術分別落后于一線競爭對手15年、8年、10年,到5G差距縮短到6個月,且全球首發6nm工藝,徹底扭轉工藝技術大幅落后的局面,從容進入第一梯隊,在市場競爭中站穩了腳跟。

“在市場競爭中站穩腳跟的根本在于對企業人才進行科學、正規化的管理。主芯片的開發極為復雜,以5G為例,5G承載的軟件量超過1億行代碼,僅新增的代碼量就達到2000萬行,可見,沒有科學、正規化的管理,做不出如此復雜的芯片。這對管理團隊的管理能力有極高的要求。2019年開始,展銳推行了業界先進的IPD、CMM流程,提升研發效率。同時緊跟市場變化趨勢,聽取并洞察客戶的需求。例如在疫情期間,線上辦公和在線教育的需求倍增,展銳迅速看到市場機會,1個月內推出7套平板方案,橫掃平板市場,出貨量同比翻了一番。”夏曉菲說道。

國家在集成電路人才方面也提供了大力的支持,從人才落戶、調整集成電路成為一級學科等各方面推進集成電路產業的“產學研”融合,也為通信產業提供了雄厚的后備軍團。“在人才政策上,得益于地方政府人才落戶政策對于重點企業的傾斜和扶持,展銳在去年大幅吸引到眾多行業優秀、年輕潛力人才。受惠于新人才落戶政策的變化,2020年展銳應屆生落戶,人才引進落戶以及留學生落戶均較上一年大幅增長,也使得我們未來在5G的發展過程中更加有動力,更有信心。”夏曉菲說道。

杜江先后帶記者參觀了紫光展銳的無線通信綜合實驗室、無線通信一致性實驗室、WCN綜合實驗室以及功耗實驗室,面對著這些琳瑯滿目的設備,以及紛繁復雜的測試儀器,杜江同《中國電子報》記者說道:“經過多年建設,我們先后通過了ISO17025實驗室CNAS認可,通過中國移動、中國聯通的能力驗收,成立創新聯合實驗室,紫光展銳全球創新測試中心出具的檢測報告,能夠被相關運營商直接認可,可以加速客戶上市進程。這些都說明了我中心的技術與管理能力達到了國際一流實驗室水平。”

力爭成為產業生態“承載者”

如今通信芯片產業在海內外已經發展成巨大的市場。市場研究機構Strategy Analytics報告顯示,2019年全球基帶芯片市場209億美元。2020年第三季度全球5G基帶芯片出貨量增長10倍以上,首度超越4G芯片,占整體基帶芯片市場規模一半以上。

在國家網絡強國戰略的推動下,中國通信產業下一階段的使命就是借助5G機遇實現產業升級。夏曉菲指出,若想在這個市場中搶占主導權,中國企業不僅要掌握更多核心技術,更關鍵的是要成為這個領域產業生態的“承載者”。

“信息產業與傳統產業不同,是一個動態、充滿生機的生態系統。信息產業的生態大致分為兩個部分,一是提供基礎的‘承載者’,二是在其上繁榮發展的公司。生態承載者的作用重大,承擔著引導產業發展的重任,紫光展銳就是要做產業生態的‘承載者’。”夏曉菲說道。

如今,5G通信技術還處于起步階段,未來,將有更多新的應用場景以及技術有待落地和開發,以5G為基礎的數字世界也在正在悄然而至,而作為5G通信的核心,5G通信芯片對此發展幾乎承載著所有的希望。

在建設未來的數字世界中,連接與智能是關鍵,紫光展銳在這兩方面都有所布局。在連接方面,展銳實現了全球網絡驗證,與全球128個國家,200+運營商實現了網絡驗證,其中120個網絡是骨干網絡。“這是手機芯片供應商必須測試驗證的,是入門門檻。”夏曉菲說道。

在智能方面,連接與智能之間的關系是相輔相成的,如果沒有連接,智能就是一條擱淺的船,如果沒有智能,信息世界就是一條空船,連接也毫無用途。因此,紫光展銳在智能方面也在努力布局。例如,作為彌散性技術,紫光展銳在AI上有全面布局,努力保證所有產品都具備智能能力。與此同時,紫光展銳還掌握多種CPU核心技術,如Arm、RISC-V等。

當前5G發展正處于初級階段,即帶寬的提升,大量的基礎設施處于正在搭建的狀態,為對帶寬有高需求的高清視頻、AR/VR、云游戲的應用提供發展基礎。5G的市場仍在穩步增長的態勢中,5G技術革新所帶來的用戶體驗提升也將在未來一兩年中體現。

未來,5G將迎來發展階段,即蓬勃發展的起點,意味著5G的低時延uRLLC特性的釋放,將更多應用于工業制造、自動駕駛、遠程醫療等垂直行業和海量市場。5G的未來將更加廣闊,更多的應用場景和領域應用將催生海量終端形態多樣化。“在此過程中,紫光展銳將以持續的技術創新賦能整個產業,加速數字未來的到來。”夏曉菲說道。

責任編輯:沈叢


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