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芯片--中国的阿喀琉斯之踵

一连语言中心 2018-12-05 16:51:03


美国商务部日前宣布,今后7年内将禁止向中国电信设备制造商中兴通讯出售任何电子技术或通讯元件。消息一出,一片哗然!

(4月19日消息)中兴遭到美国商务部制裁事件还在进一步发酵。据知情人士透露,中兴通讯在内部正式通告所有员工,必须立即停止所有与美国出口禁令相关的业务。

昨日晚间,一张疑似创始人侯为贵等中兴通讯最高管理层在机场奔走的照片在业界刷屏。



经过确认该图片的三个人分别为董事长殷一民、总裁赵先明以及已经退休的创始人侯为贵。网友纷纷评论表示,愈七十七岁的侯为贵亲自出马,老爷子坚毅的背影让人动容,希望中兴挺住。


4月20日讯,中兴通讯董事长殷一民说,美国的禁令可能导致中兴通讯进入休克状态


这不仅是贸易方面的出口禁运问题,而是直接暴露出了我国通信产业核心技术的痛点:“缺芯少魂”的问题,依然严峻!



诚然,中国通信产业近年来发展迅速,芯片自给率也不断提升。华为的麒麟芯片不断追赶世界先进水平,龙芯可以和北斗一起飞上太空,而蓝牙音箱、机顶盒等日用品也在大量使用国产芯片……

但这并不等于我们可以从此高枕无忧,而事实上,互联网核心技术是我们最大的“命门”核心技术受制于人是我们最大的隐患!

我们来看看,

在全球芯片生态链的各个版图里,

中国芯片,

到底是什么水平?

1.设计软件

 


芯片设计软件是芯片公司设计芯片结构的关键工具,目前芯片的结构设计主要依靠EDA(电子设计自动化)软件来完成。

然而,Cadence(美国铿腾电子科技)、Mentor Graphics(美国明导国际)、ALTIUM(澳大利亚ALTIUM公司)、Synopsys(美国新思科技)、Magma Design Automation(美国微捷码)、ZUKEN INC.(日本图研株式会社)等几家公司,几乎垄断了世界半导体设计软件。其中,仅美国的四家公司在全世界的EDA市场份额就占到70%以上。

目前,中国开发EDA软件的企业主要有展讯和华为。两家公司的设计软件主要供内部使用,市场份额还很低,总占比不到10%!

2.指令集体系

 


从技术来看,CPU只是高度集合了上百万个小开关,没有高效的指令集体系,芯片没法运行操作系统和软件。作为IT产业的土壤层,世界主流的指令集体系屈指可数。

由于处理信息的方式不同,CPU指令集分为复杂指令集和简单指令集两种。简单指令集有:ARM(英国ARM)、Power Architecture(美国IBM)、Mips(美国普思科技公司)。复杂指令集:X86(英特尔)。

目前,英特尔、Mips、ARM三家公司的指令集体系,几乎占领了全世界所有的智能手机、电脑及服务器等设备。中国芯片在这方面的占有率不超过3%!

3.芯片设计

 


芯片设计公司,作为芯片产业连接电子产品、服务的接口,是平时产业界乃至公众接触最多的企业类型。

全球芯片设计公司主要有高通、英伟达、联发科以及专注于物联网领域的美国博通等。有研究机构指出,在2015年全球前十大芯片设计公司排行及整体销售额显示,高通、博通、联发科排在前三位,这三家公司的销售总额超过后7家之和,接近380亿美元!

大中华地区共有三家企业上榜,台湾的联发科、大陆的海思及展讯。华为海思排名第6位,销售额为38亿美元左右,展讯为18亿美元。

4.制造设备

目前,世界半导体制造设备主要供应厂商是AMAT(美国应材)、ASML(荷兰艾司摩尔)、Lam Research(美国科林研发)、LKA-Tencor(美国科磊)、Dainippon Screen(日本迪恩仕)。这五家公司的销售额占世界总份额的80%以上。英特尔、台积电、三星电子、中芯国际等厂商的关键以及主要半导体设备均由这几家美国及欧洲公司提供。



值得注意的是,其中ASML是全球领先的光刻机生产制造商,20纳米左右制程的芯片,均需要其光刻设备才能生产。


刻机精度,决定了芯片的上限。高精度光刻机产自ASML、尼康和佳能三家;顶级光刻机由ASML垄断。目前国产的半导体生产设备厂商以七星华创、北方微电子、中国电科集团等为主,些企业也研发出了28纳米的等离子硅刻蚀机,但主要是在国内消化,应用于特种、军工等领域,从全世界范围来看,占比不超过3%


5.圆晶代工

 


芯片生产方式一般分为两大类:一类叫IDM,通俗理解就是集芯片设计、制造、封装和测试等多个产业链环节于一身的企业。有些甚至有自己的下游整机环节,如英特尔、三星、IBM就是典型的IDM企业。

另一类叫Foundry,就是企业本身不设计、销售芯片,只负责生产。最著名的就是台积电。圆晶代工厂是芯片从图纸到产品的生产车间,它们决定了芯片采用的纳米工艺等性能指标。

从规模看,全球代工企业主要有台湾台积电、台湾联华电子、美国格罗方德半导体、韩国三星以及大陆的中芯国际等公司。

目前,前五家海外圆晶代工厂的市场份额超过全球70%。中芯国际、武汉新芯、上海华力微电子等大陆企业,虽然近年来增长较快,但大陆芯片代工企业的市场份额不超过15%。如果算上英特尔、IBM这样的IDM企业,中国芯片在圆晶制造方面的份额还会更低。


6.封装测试

封装测试,作为芯片进入销售前的最后一个环节,主要目的是保证产品的品质管理,对技术需求相对较低。像英特尔、AMD等芯片厂商内部都拥有封测部门及配套企业。

当然,也有一些企业比如台积电则将封测业务外包,这也就促成了全球近半的封测企业都集中于台湾地区的情况。2014年,台湾芯片封测业产值占全球比例达55.2%。




目前,规模较大的封测企业有台湾地区的日月光集团、矽品、京元电、美国的安靠等。

封测领域是中国芯片产业最早可赶超世界平均水平的领域,而中国大量的封测企业,正在抓紧并购全球的封测公司。

比如,2015年,长电科技与新加坡星科金朋的合并,造就了次于日月光(全球第一)和安靠(全球第二)的全球第三大封测厂,全球市场份额9.8%;南通富士通微电子出资约3.7亿美元收购AMD旗下的苏州厂和马来西亚槟城厂;目前,紫光集团也已入股矽品,占股份25%。从总量来看,中国企业在封测领域的占比接近20%。

整体来看,除了圆晶代工、封装测试等技术要求相对不高的环节,中国芯片产业在其他绝大多数板块都与欧美芯片产业企业存在较大差距,在指令集、设计等一些体现技术含量的环节,中国芯片产业的技术实力几乎可以用“堪忧”来描述。


看完这些,

感觉到“痛”了吗?

芯片是“痛点”毋庸置疑,

还有人做了比方,

芯片堪称中国的阿喀琉斯之踵!


关于日本留学


留学,选个好学校这是大家的共识,来日本留学同学们更是争先恐后想要考入自己认为理想的大学。可是那些是好学校?在这个问题上不得不说大部分同学的认识是片面的。

这个问题如果抛给国内的同学,回答无外肯定是,东大,早稻田,最多加个京大。在日本的同学由于多在东京和大阪,可能能说出旧帝国大学,早庆这样的一些名字。

可是好学校并不仅限于我们所认识的这些太有名气的,还有很多学校有着深藏不漏,一鸣惊人的底蕴和实力。

说起日本四大国立工业大学,大家也许会听说过日本东京工业大学,再知道多的学生也许会知道名古屋工业大学。

那另外两所院校呢?每所院校又都是什么情况呢?接下来我们介绍一下大部分学生不熟悉,但是纯正实力派的日本四大国立大学并为大家做一一解析。


1. 东京工业大学

东京工业大学是以工程技术为主,自然科学研究为辅的日本顶尖、世界一流的理工科大学 。东工大在人才培养、学术研究和技术创新等方面享有世界声誉。其毕业生中包括2000年诺贝尔化学奖得主白川英树在内的许多著名学者。

大学院课程有数学专攻,物理学,化学专攻,地球行星科学专攻,机械专攻,机械制御系统专攻,机械宇宙系统专攻,电气电子工学专攻,通信情报专攻,土木工程学专攻,建筑学专攻,国际开发工学专攻和原子核工学专攻等。


2. 名古屋工业大学

名古屋工业大学,简称名工大。

名工大是日本中部地区历史最为悠久的理工类院校,是日本著名工业大学之一,其工科实力在中部地区能与名古屋大学齐名。

日本首屈一指的大学升学补习学校河合塾公布的2018年国公立大学入试难度即偏差值的排行中,名工大的中心考试得点率为75%,偏差值57.5,位于七所帝国大学以及东京工业大学、横滨国立大学、筑波大学、神户大学之后,与千叶大学同为一个档次。

学校的专业由单独的工科系专业组成,大学院有物质工学专攻,机能工学专攻,情报工学专攻,社会工学专攻,都市循环系统工学专攻,产业战略工学专攻,未来材料创成工学专攻及仿真工学专攻。


3. 室兰工业大学

室兰工业大学的前身是室兰高等工业学校,位于北海道的重工业城市室兰。该校的成长与两所帝国大学-东北大学和北海道大学有着密不可分的关系,曾先后两次合并这两所学校的土木专业。后来就以土木专业为学校的核心学科发展了起来。

有建设系统工学科、机械系统工学科、信息工学科、电气电子工学科、材料物性工学科、应用化学科等相关专业。

在情报工学(信息工程)学科领域开展的感性工学和人工生命研究在日本具有很大影响,为此,日本文部科技省在该校设有卫星风险事业实验室重点进行“适应生命与人类活动的新一代软件关键技术”的研究和开发。

该校还有另一个强势机构是航空宇宙机系统研究中心,所具备的风洞研究设备在日本大学中首屈一指。


4. 九州工业大学

九州肯定是九州大学的天下,但另一所理工类国立大学九州工业大学的实力绝对不可小嘘。

九州工业大学的前身明治专门学校。

它是当时的旧东京帝国大学的校长山川健次郎一手创立的,可不要小看这个明治专门学校,这个学校培养出了一位目前著名大学的创始人,那就是早稻田大学的大隈重信,当时他在东京创办了早稻田大学的前身-东京专门学校。

1949年正式更名为九州工业大学。

此后发展创立了日本最早的情报科学技术学科。目前在该学科上仍然具有很强的优势。同时在航天卫星,机器人等高端领域内也有不错的建树,是一所具有特色强势的综合理工国立大学。

2000至今,这18年间日本涌现了一批诺贝尔奖得主。


物理学奖:


2002小柴昌俊东京大学理学部毕业、罗彻斯特大学大学博士课程修了(Ph.D.)、理学博士(东京大学)
对于天体物理学、特别是宇宙微子检验有卓越的贡献
2008小林诚名古屋大学理学部毕业、理学博士(名古屋大学)
发现小林-益川理论与CP破坏源自粒子物理学的贡献
益川敏英名古屋大学理学部毕业、理学博士(名古屋大学)
发现小林-益川理论与CP对称性破裂源自粒子物理学的贡献
南部阳一郎东京帝国大学理学部毕业、理学博士(东京大学)
粒子物理学之中自发对称性破缺的发现
2014
  
赤崎勇
  
工学博士(名古屋大学)毕业
发明高亮度蓝色发光二极管,带来了节能明亮的白色光源的贡献
天野浩名古屋大学工学部电子工学科毕业,工学硕士学位,工学博士学位
发明高亮度蓝色发光二极管,带来了节能明亮的白色光源
中村修二德岛大学工学部电气工程科毕业,德岛大学工学硕士学位。
发明高亮度蓝色发光二极管,带来了节能明亮的白色光源
2015梶田隆章

埼玉大学理学部物理学科毕业。理学博士(东京大学) 发现基本粒子中微子存在质量


化学奖:


2001野依良治京都大学工学部毕业、工学博士(京都大学)
手性触媒之不对称合成研究
2002田中耕一东北大学工学部毕业、东北大学名誉博士
活体高分子同定与构造解析手法的开发
2008下村脩长崎医科大学附属薬学専门部毕业、理学博士(名古屋大学)
绿色萤光蛋白(GFP)的发现与生命科学的贡献
2010铃木章北海道大学理学部毕业、理学博士(北海道大学)、北海道大学工学部名誉教授
发现铃木耦合反应
根岸英一东京大学工学部毕业、宾夕法尼亚大学博士课程修了(Ph.D.)、普渡大学教授
发现根岸耦合反应



生理学或医学奖:


2012山中伸弥神户大学医学院毕业、大阪市立大学医学研究科博士毕业
诱导多功能干细胞(iPScell)创始人之一
2015大村智日本有机化学者。东京大学药学博士学位,东京理科学大学化学博士学位 治疗盘尾丝虫症和淋巴丝虫病(象皮病)方面作出的贡献


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