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星火燎原大湾区“强芯”进行时

2021年07月30日  05:00  21世纪经济报道  倪雨晴 

近两年全球科技博弈尤其是中美科技博弈之下,半导体及集成电路产业处于风口浪尖。

编者按

作为强周期性行业的半导体企业,今年上半年遇到了严重的“芯片荒”。行业景气周期也是产业和公司快速成长的机会期。粤港澳大湾区无论是产业还是政府,都在紧抓机遇,深入布局,加速培育“芯”力量。政府如何在政策和资金层面对半导体产业迅速加大支持力度?拥有314家半导体上市公司、全国第一的专利拥有量,大湾区如何持续强化区域内的半导体产业链?如何补足短板?区域内的企业生态如何?“高成长企业论·2021粤港澳大湾区瞪羚企业大型系列专题报道”,再次聚焦半导体与集成电路产业。

近两年全球科技博弈尤其是中美科技博弈之下,半导体及集成电路产业处于风口浪尖。作为国家综合科技实力的重要标志,半导体产业在国内进一步受到重视,而粤港澳大湾区正加速培育“芯”力量,持续强化区域内的半导体产业链,并补足短板,加大投入基础研究领域的力度。

公开数据显示,2019年广东省集成电路产业主营业务收入超过1200亿元。按照广东省发改委的规划,到2025年集成电路产业的年主营业务收入将突破4000亿元。

芯片设计领域是广东省的强项。除了华为、中兴、比亚迪等巨头外,奥比中光、航顺芯片、高云半导体等瞪羚企业在成长之中;同时,在更底层的芯片架构层面,睿思芯科等瞄准了RISC-V架构的机遇,RISC-V阵营欲在ARM、x86之外探索开源路径;在制造端,粤芯半导体是新兴的代表性晶圆制造企业,粤港澳大湾区在封测以及设备领域也正涌现出一批相关的新创公司。

广东省市场监督管理局(知识产权局)今年4月发布了最新的《广东省半导体及集成电路产业专利导航分析报告》,该报告指出,目前,从广东省创新企业数据来看,广东省半导体及集成电路产业规模较大,增速较快,有发明专利的企业数量在全国排名第一,主要分布在粤港澳大湾区。报告显示,截至2020年底,广东省半导体及集成电路产业的国家高新技术企业有9397家,上市公司达314家,融资成功且拥有专利申请的初创企业1405家,以上三类企业数量均分别在全国排名第一。

多位半导体行业投资者告诉21世纪经济报道记者,2021年以来,广东省在政策和资金层面,对半导体产业支持的力度迅速加强,同时非常关键的是,半导体企业应紧密结合市场需求来规划发展,而非追逐风口。

半导体创业公司云集大湾区

2013年,光学领域“大拿”黄源浩决定回国创业。他选择了创新之城深圳,成立了奥比中光科技公司。随后,奥比中光成为国内率先开展3D视觉感知技术系统性研发的公司,目前布局了结构光、iToF、双目、dToF、激光雷达等技术,覆盖了3D刷脸支付、手机3D摄像头、服务型机器人等多个应用场景。

“2013年到2016年是起步阶段,都在投入研发,到了2015年才有芯片出来,2016年我们才第一年有了营收和盈利,”奥比中光创始人、董事长兼CEO黄源浩向21世纪经济报道记者回顾道,“关键节点之一是2014年初开始做芯片,现在回想起来,在当时来说这是一个有点疯狂的做法。”

众所周知,进入芯片领域意味着大笔资金的投入和技术门槛,对于创立不久的企业而言,这是一个颇具挑战性的选择。

黄源浩说:“2013年奥比中光融资了1000万,1000万的公司刚做芯片好像还没怎么听过,但是当时我们做3D传感,做算法,然后自然要做到芯片层,不然整个系统做不下来、功耗降不下来,影响体验。所以就是2014年初自然做了芯片,这是一个重大的决策点。”

如今回头看,当时的奥比中光无疑做出了正确的选择。到了2015年,公司的第一颗芯片面世,结合3D传感的研究,为即将到来的3D视觉应用打下了技术基础。随着2017年苹果引入3D结构光进行人脸识别,奥比中光开始面对越来越多手机厂商的询问,因其具备3D深度相机计算芯片设计能力,并实现了3D结构光模组量产。

进入到手机场景后,奥比中光又在2018年底开始设计感光芯片,因为市面上的产品不满足它的3D传感的各种特性,并且定制成本高昂。最终,这些都形成了奥比中光的核心竞争力,即视觉技术领域的芯片设计、深度算法及光学设计都可以自己完成,不仅形成一体化能力,还能够在3D传感方面做出差异化。黄源浩告诉记者,目前奥比中光正在规划AIoT数字算力芯片,把AI算力和3D感知进行结合,针对细分领域推出算力芯片。

奥比中光在视觉技术上具有敏锐性,专注于技术研究,抓住了人脸识别市场需求的窗口期。近期,奥比中光公布了招股书,计划在科创板上市。

与奥比中光同时期成立的深圳市航顺芯片技术研发有限公司,则一开始就选择了芯片赛道,目前聚焦于MCU领域,其32位MCU/SoC产品已经应用于家电、工业、智慧城市等多个场景中。

在MCU市场上,航顺芯片是后来者,国外有意法半导体、瑞萨电子等老牌半导体公司,国内也有兆易创新等成熟的大企业,而近两年来,航顺芯片在销量上异军突起,增长迅速。航顺芯片创始人刘吉平告诉21世纪经济报道记者:“我们在进入MCU第二年就突破销售额千万元,第三年就突破亿元,今年营收应该能在3亿~8亿元之间。”

对于高增长,刘吉平谈及有多方因素,首先是选对了32位MCU赛道,“行业以前是做8位MCU,后来转向16位,但是16位一直推不起来,但是我们看到了32位的MCU/SoC市场量会很大,比如指纹锁、摄像头、智慧城市家庭等带来巨大的需求。”

其次,航顺芯片收购了高端32位MCU核心研发团队,积累了技术能力;同时,公司的销售能力较强,并且落地深圳后更接近市场,和市场需求紧密贴合。

从行业整体看,一方面在全球贸易环境变换之下,市场对国内芯片产品的接受度变高了,在MCU急缺的情况下,航顺芯片迅速卡位切入市场。另一方面,疫情增长了新的芯片需求,包括呼吸机、血氧仪和额温枪,以及体脂仪等医疗健康产品,都有爆发式的需求。据介绍,目前航顺芯片的客户包括汇顶、康佳、创维、TCL、海信、国家电网等企业。

尽管此前曾遇到资金紧张,从2020年开始,航顺芯片迎来资本青睐,合计获得数亿元融资。2021年6月24日,航顺芯片对外宣布获得顺为资本C轮投资,此前航顺芯片获得了汇顶科技B+轮战略投资、中国科学院国科投B轮战略投资、深圳产业基金加法投资A轮投资、中航集团中航联创PRE A轮战略投资。

这是半导体企业在粤港澳大湾区扎根的一个缩影,其间有政策的支持、也有市场需求的吸引,以及企业对于综合营商环境的考量,尤其是一众芯片设计企业们在大湾区崛起。

成长的创业新势力

近年来,新一批的半导体创业公司正在成长中,并且在更底层的技术上进行研发,其中,RISC-V架构备受关注。尤其是近年来面对着异构计算的趋势,甚至有业内专家预测,未来x86、ARM、RISC-V有机会三分天下。

发展至今,CPU主要有两大指令集,复杂指令集(CISC)架构x86,精简指令集(RISC)架构阵营有ARM、MIPS和RISC-V。而RISC-V正是基于“精简指令集”原则的第五代指令集架构,并且对外开源,由于开源、中立、精简的属性,且不太受美国政策的影响,因此被不少国家视为弯道超车的机会。

2018年8月,谭章熹博士来到深圳创立了睿思芯科(深圳)技术有限公司。在当年科技制裁事件发生后,业内认为RISC-V将在中国迎来发展机遇。而睿思芯科主要研发基于RISC-V指令集的高端处理器和DSP/AI芯片,可应用于可穿戴设备、工业视觉、汽车等场景中。

谭章熹是加州大学伯克利分校RISC-V原创项目组中的主力成员之一,他的博士生导师David Patterson教授是2017年图灵奖得主,并且早在1979年就提出了精简指令集。近年来,精简指令集在物联网等领域大有风生水起之势,也包括后起之秀RISC-V。

睿思芯科创始人兼CEO谭章熹告诉21世纪经济报道记者:“对比来看,我觉得国内对RISC-V的需求度会更高。国外比较多的是大厂自己做,然后或者说替代一些核心之外的产品。国内热情更高,因为在国外ARM并不是一个问题,但对于中国来讲,ARM长期来看存在系统性的风险,所以中国的企业会更激进,未来会有比较大的发展。”

“RISC-V的优势在于在指令集发展上以开源方式为主,在RISC-V基本的指令集不变的情况下,任何人(或厂商)皆可以在基本指令集上,进一步建构属于符合市场所需的指令集。由于开源的关系,社群彼此之间可以交流互通有无,对于RISC-V社群形成更多贡献,进而有助于技术上的长足发展。商业化发展最为重要的关键,还是终端应用是否有意愿大量使用RISC-V架构的主流产品,例如智慧电表、智慧穿戴或是智能马达控制。”TrendForce集邦咨询分析师姚嘉洋向21世纪经济报道记者表示。

目前RISC-V仍处于发展初期,企业的商业化、生态的建设还在推进之中,国内外创新企业不断涌现。面对竞争,谭章熹告诉记者:“第一要看产品好不好用,第二是相应的技术能不能给客户提供足够的价值。很多时候竞争对手是原先的解决方案,而不是RISC-V同行。我认为,真正这个领域有大的发展,RISC-V真正去挑战ARM、英特尔x86,一定要在核心的场景下(比如处理器)进行挑战,而不是在边边角角的领域。”

同时,谭章熹也谈到,眼下发展的难点在于高性能的处理器和高端的产品还不够多,导致软件生态等发展受到瓶颈,可能未来两三年内会有得到改善,“我认为未来5年内应该能看到一些核心场景下的 RISC-V版的方案,ARM当年获得成功前,也做了10多年的低端市场,最后发现可以用于手机这个主流的计算平台,对于RISC-V而言,也会有类似平台出现的时候,届时它才会成为主力,其间三至五年是需要的。”

而随着物联网时代的来临,RISC-V作为新兴架构,以其精简的体量、中立的特性,已经成为半导体产业的新机遇点,大湾区也正在以更开放的姿态吸引上下游产业链的聚集。

“强芯”进行时

来到2021年,企业们也面临着挑战和机遇,对于大湾区的创业公司们而言,挑战来自疫情影响、商业化落地、人才供给等方面。

面对商业化挑战,黄源浩表示:“第一个我们要找出刚需性最强又拥有购买能力的行业,重点把它服务好;第二是技术投入,其实3D视觉技术门槛很高,目前处于比较前期阶段,3D视觉技术包括其所需的深度引擎芯片、感光芯片、算力芯片等技术发展,还有很长的路要走。技术还是需要不断投入的同时,行业需要有营收考量,面临平衡的问题。”

在黄源浩看来,现在奥比中光正在技术拓宽、加深和行业的打磨迭代过程当中。随着迭代后成本下降、行业市场增大,会逐步进入腾飞阶段。

对于初创企业而言,如何在研发和盈利之间做好平衡确实是考验,尤其对于半导体行业而言,本身就是重投资、长周期的产业,更需要政策、资金、人才等各个层次的支持。在人才方面,多位创业者都认为,大湾区需要建立好本地的人才培养机制,或者提高本地从业者的水平,这需要长期的教育培养,人才的供给才更扎实稳定。

而粤港澳大湾区近年来也在为企业提供更多的助力和机遇,一方面是大湾区拥有广阔的市场需求,另一方面政策红利不断。进入2020年以来,广东省发布若干半导体产业方面的新政策,目标是到2025年形成一批销售收入超10亿元和3家以上销售收入超100亿元的设计企业,EDA软件实现国产化,高端通用芯片设计能力明显提升,芯片设计水平整体进入国际先进行列,将大湾区建设成为具有国际影响力的半导体及集成电路产业集聚区,推动制造业高质量发展。

从广东省整体情况来看,《广东省半导体及集成电路产业专利导航分析报告》指出,广东省半导体和集成电路产业链具有覆盖面全的特点,而且在产业链的重点环节均具有较多企业和人才,并布局了大量专利,整体来看产业链分布较为合理。

从发明专利申请公开量、企业数量和发明工程师数量及各自在全国的排名情况来看,具有优势的产业是集成电路设计、封测和光电器件;其中,集成电路设计产业的发明专利申请公开量为22869件、发明工程师42721人、创新企业3875家,均在全国排名第一,具有绝对优势;封测产业的发明专利申请公开量为11227件(排名第二)、发明工程师33041人(排名第一)、创新企业2729家(排名第二),发展动力较好;其中稍有不足的产业是单项制造工艺、集成制造工艺、材料、分立器件和传感器,尤其需要重视的是集成电路的制造环节。

眼下,奥比中光、航顺芯片、睿思芯科等企业在芯片设计以及芯片架构层面进行突围,粤芯半导体正在带动大湾区半导体制造领域的发展,封测、设备厂商们也在纷纷涌现,大湾区正在强芯之路上乘势而起。

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