2019-02-28 08:31     來(lái)源:中工云網(wǎng)     瀏覽:13400
美國(guó)商務(wù)部透露,美國(guó)企業(yè)被禁在未來(lái)7年內(nèi)向中興通訊銷(xiāo)售元器件,我國(guó)關(guān)鍵電子元器件長(zhǎng)期無(wú)法自主可控問(wèn)題又成為國(guó)人之痛,軍用芯片由于其在國(guó)防安全的重要地位和供應(yīng)體系相對(duì)封閉的特點(diǎn),其國(guó)產(chǎn)替代和自主可控有望迎來(lái)快速發(fā)展。
芯片是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱(chēng),是集成電路(IC,integratedcircuit)的載體,由晶圓分割而成。
而集成電路,是集合多種電子元器件實(shí)現(xiàn)某種特定功能的電路模塊,承擔(dān)著運(yùn)算和存儲(chǔ)等多種功能。集成電路應(yīng)用涵蓋了軍工、民用的幾乎所有的電子設(shè)備。
▌軍用集成電路分為芯片和模塊兩層級(jí)軍工電子產(chǎn)業(yè)鏈大致可分為:整機(jī)廠、分系統(tǒng)承包商、核心模塊和元器件供應(yīng)商這三類(lèi),相互之間的業(yè)務(wù)層級(jí)明確,從上而下依次傳遞產(chǎn)品需求,從下至上依次交付合格產(chǎn)品。軍工電子產(chǎn)品,尤其是應(yīng)用于現(xiàn)代化武器作戰(zhàn)平臺(tái)上的核心電子組件和小型系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品,一般為定制化軍用大規(guī)模集成電路,絕大多數(shù)軍用集成電路屬于專(zhuān)用集成電路的范疇分類(lèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì),在美國(guó)國(guó)防部研制的新型電子系統(tǒng)(包括導(dǎo)彈制導(dǎo)裝置、雷達(dá)、戰(zhàn)斗機(jī)載電子設(shè)備等)中,將近80%的非存儲(chǔ)器電路都是專(zhuān)用集成電路。
軍用集成電路:指的是在軍用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)特定功能的電路,可以分為兩個(gè)層級(jí):第一,芯片/元器件,如CPU(中央處理器)、GPU(圖形處理器)、DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)、MCU(微處理器)和FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)等;第二,模塊層級(jí),通常屬于混合集成電路,以軍用芯片為核心和外圍元件的二次集成,即在同一基片上將分立的半導(dǎo)體芯片、單片集成電路或微型元件通過(guò)膜工藝進(jìn)行混合組裝,這些模塊可直接安裝于不同的設(shè)備和系統(tǒng)中,可獨(dú)立或協(xié)同完成系統(tǒng)所規(guī)定的總體工作目標(biāo)。
▌軍工芯片現(xiàn)狀:國(guó)產(chǎn)化率不足
模塊層級(jí)基本具備集成能力,瓶頸在元器件層級(jí)的高端軍用芯片。在軍用集成電路中,模塊層級(jí)的混合集成電路,采用膜工藝(薄膜或厚膜工藝)以及更高密度集成的MCM和SIP封裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)。由于軍事電子裝備高性能、多功能、小型化、高可靠的迫切要求,隨著微組裝、封裝和材料等技術(shù)的進(jìn)步,混合集成電路技術(shù)發(fā)展很快。我國(guó)在混合集成電路領(lǐng)域起步較早,80年代引進(jìn)了一批膜集成工藝和設(shè)備,在軍用混合集成電路領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,基本具備集成能力。因此,我國(guó)軍用集成電路的瓶頸仍在軍工元器件層級(jí)的高端軍用芯片。
我國(guó)半導(dǎo)體芯片近5年來(lái)每年進(jìn)口高達(dá)2000億美元,我國(guó)每年進(jìn)口半導(dǎo)體芯片金額很大,自2013年起,每年用于進(jìn)口芯片的外匯高達(dá)2000多億美元。2017年我國(guó)進(jìn)口集成電路3770億塊,同比增長(zhǎng)10.1%;進(jìn)口金額2601億美元,同比增長(zhǎng)14.6%。
軍工元器件芯片也面臨著國(guó)產(chǎn)化率不足的問(wèn)題由于軍用芯片的特殊地位,世界各國(guó)均將其作為國(guó)家重點(diǎn)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展,采用國(guó)產(chǎn)自主研發(fā)芯片已成為各國(guó)共識(shí)。從上世紀(jì)70年代開(kāi)始,美國(guó)、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相繼通過(guò)大量研發(fā)投入掌握了行業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的工藝和技術(shù),而韓國(guó)、新加坡和我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)則從上世紀(jì)90年代起通過(guò)“民轉(zhuǎn)軍用”、聯(lián)合開(kāi)發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓等方式,在軍用芯片設(shè)計(jì)、芯片制造工藝、專(zhuān)用集成電路解決方案等方面取得了飛速發(fā)展。我國(guó)軍用芯片的研究整體起步較晚、由于缺乏高端人才,在核心元器件設(shè)計(jì)、制造設(shè)備、制造工藝水平等方面較落后,在高端元器件領(lǐng)域大多仍依賴(lài)進(jìn)口。
逆向+自主雙管齊下,軍工芯片逐款逐系列替代進(jìn)口芯片可得性不斷降低,模塊供應(yīng)商切入元器件核心領(lǐng)域。軍用模塊供應(yīng)商過(guò)去通常通過(guò)采購(gòu)國(guó)外商用芯片或已淘汰軍用芯片的方式獲得核心元器件,并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和集成,設(shè)計(jì)完成實(shí)現(xiàn)特定功能的子模塊。由于國(guó)外芯片的可得性不斷降低以及軍方整機(jī)廠對(duì)于核心元器件國(guó)產(chǎn)化率要求的不斷提高,已有一些模塊供應(yīng)商切入元器件核心領(lǐng)域,投入到核心芯片的研發(fā)設(shè)計(jì)。過(guò)去較長(zhǎng)的一段時(shí)間里,我國(guó)軍用芯片的研制,往往只能在參照國(guó)外產(chǎn)品功能及接口的基礎(chǔ)上,采取逆向設(shè)計(jì)的方法實(shí)現(xiàn)功能仿制,產(chǎn)品的各種性能參數(shù)等技術(shù)指標(biāo)基本不可能完全一致。對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)選用了進(jìn)口器件,因停產(chǎn)禁運(yùn)等原因需用國(guó)產(chǎn)器件替代的,往往由于存在差異或未有使用經(jīng)歷,導(dǎo)致很多國(guó)產(chǎn)軍用芯片替代較為困難?!峨娮釉骷?guó)產(chǎn)化替代工作探討》一文曾就電子元器件國(guó)產(chǎn)化替代采納情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,僅有35%可采納國(guó)產(chǎn)替代,其余的國(guó)產(chǎn)件由于封裝體積差異、關(guān)鍵性能指標(biāo)差異、沒(méi)有使用經(jīng)歷、質(zhì)量可靠性達(dá)不到等原因未能替代使用。與此同時(shí),國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)在一些重點(diǎn)領(lǐng)域取得一些突破,如軍用CPU、自主可控DSP、軍用GPU等。
▌軍工芯片產(chǎn)業(yè)鏈:設(shè)計(jì)為主導(dǎo),先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯
軍工芯片產(chǎn)業(yè)鏈三環(huán)節(jié)垂直分工,IC設(shè)計(jì)為主導(dǎo)芯片作為一項(xiàng)相對(duì)來(lái)說(shuō)軍民通用的電子器件,產(chǎn)業(yè)鏈在軍用和民用領(lǐng)域沒(méi)有顯著的差異。軍工芯片產(chǎn)業(yè)鏈也分為芯片設(shè)計(jì)、芯片制造和封裝測(cè)試三個(gè)環(huán)節(jié),上游的設(shè)計(jì)公司按照客戶(hù)要求設(shè)計(jì)出電路和版圖,然后由中游的加工制造廠將其建造在硅片上,硅片再送往下游的后工序廠進(jìn)行封裝測(cè)試,最后制成客戶(hù)所需要的產(chǎn)品。
市場(chǎng)化程度低,先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯軍工芯片產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)化程度不高,先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯。軍工電子產(chǎn)業(yè)鏈大致可分為整機(jī)廠、分系統(tǒng)商、核心模塊和元器件供應(yīng)商,相互之間的業(yè)務(wù)層級(jí)明確,從上而下依次傳遞產(chǎn)品需求,從下至上依次交付合格產(chǎn)品。軍工電子產(chǎn)品,尤其是應(yīng)用于現(xiàn)代化武器作戰(zhàn)平臺(tái)上的核心電子組件和小型系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品,一般為定制化產(chǎn)品,客戶(hù)明確且高度集中。整個(gè)軍工電子產(chǎn)業(yè)鏈中,各大軍工集團(tuán)及下屬單位過(guò)去通常采用“元器件-模塊-子系統(tǒng)-整機(jī)”全包式的研制生產(chǎn)體系。隨著軍民融合的深入,一些民營(yíng)企業(yè)逐漸參與到軍工元器件和模塊的研發(fā)和生產(chǎn),為軍工集團(tuán)和下屬單位進(jìn)行配套生產(chǎn)。
▌長(zhǎng)期驅(qū)動(dòng)力:信息化是我軍軍隊(duì)裝備建設(shè)的重點(diǎn)
在人類(lèi)戰(zhàn)爭(zhēng)的形態(tài)不斷演進(jìn)。信息技術(shù)使得多軍種聯(lián)合一體化作戰(zhàn)、武器裝備的精確性和攻防能力倍增、內(nèi)部信息互聯(lián)互通更加快速,對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)逐漸從機(jī)械化向信息化轉(zhuǎn)變,作戰(zhàn)雙方從爭(zhēng)奪制空權(quán)和制海權(quán)到爭(zhēng)奪“制信息權(quán)”,信息化進(jìn)程從單項(xiàng)武器裝備信息化向一體化作戰(zhàn)系統(tǒng)信息化滲透。戰(zhàn)爭(zhēng)逐漸表現(xiàn)出多維度一體化特征,武器裝備的信息化程度以及信息化指揮系統(tǒng)能否發(fā)揮部隊(duì)間的協(xié)同效應(yīng)將成為能否打勝仗的關(guān)鍵。
縱向觀史:信息化在戰(zhàn)爭(zhēng)中所起的作用越來(lái)越大,信息化優(yōu)勢(shì)左右戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)程。自二戰(zhàn)雷達(dá)應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)以來(lái),信息技術(shù)在戰(zhàn)爭(zhēng)的應(yīng)用越來(lái)越多,所起作用越來(lái)越大。信息技術(shù)提升了戰(zhàn)場(chǎng)感知力,加快了戰(zhàn)場(chǎng)反應(yīng)速度,增強(qiáng)了精確打擊能力,延伸了作戰(zhàn)事件和空間,提高了戰(zhàn)場(chǎng)效能。信息化戰(zhàn)爭(zhēng)經(jīng)歷了孕育期、萌芽期、發(fā)展期,信息化的巨大威力一步一步在實(shí)戰(zhàn)中獲得檢驗(yàn)。以發(fā)展期的伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)為例,伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)被認(rèn)為21世紀(jì)第一場(chǎng)真正意義上的信息化戰(zhàn)爭(zhēng)。以情報(bào)和信息為主導(dǎo),數(shù)十萬(wàn)美軍部隊(duì)陸??樟Ⅲw協(xié)同作戰(zhàn),空中、地面多種偵察手段綜合運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)高效的戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)控。在戰(zhàn)爭(zhēng)中,美英聯(lián)軍使用有人偵察機(jī)、無(wú)人偵察機(jī)、預(yù)警偵察機(jī)和偵察通信衛(wèi)星能夠24小時(shí)不間斷地發(fā)送實(shí)時(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖像和情報(bào)信息。
美軍每次轟炸,尤其是兩次“斬首行動(dòng)”,都進(jìn)行了精心的情報(bào)準(zhǔn)備,從而大大提高了空襲的針對(duì)性和精度。
信息化建設(shè)是我軍軍隊(duì)建設(shè)的重中之重發(fā)布新版國(guó)防軍事發(fā)展戰(zhàn)略,將信息化軍隊(duì)建設(shè)作為軍事力量建設(shè)的重中之重。中國(guó)政府2015年5月26日發(fā)表《中國(guó)的軍事戰(zhàn)略》白皮書(shū),強(qiáng)調(diào)貫徹新形勢(shì)下積極防御軍事戰(zhàn)略方針,加快推進(jìn)國(guó)防和軍隊(duì)現(xiàn)代化。在武器裝備建設(shè)層面,把軍事斗爭(zhēng)準(zhǔn)備的基點(diǎn)放在打贏信息化局部戰(zhàn)爭(zhēng)上,把制信息權(quán)放在奪取戰(zhàn)場(chǎng)綜合控制權(quán)的核心地位,著眼破敵作戰(zhàn)體系進(jìn)行精確打擊,并強(qiáng)調(diào)運(yùn)用諸軍兵種一體化作戰(zhàn)力量,實(shí)施信息主導(dǎo)、精打要害、聯(lián)合制勝的體系作戰(zhàn)。
▌長(zhǎng)期驅(qū)動(dòng)力:信息化建設(shè)初期,軍工芯片率先突圍
信息化建設(shè)初期,以技術(shù)革命為主導(dǎo)、電子化為先鋒我國(guó)的軍隊(duì)信息化程度較低,正處于從機(jī)械化向信息化邁進(jìn)的階段,與美國(guó)等西方國(guó)家相比差距較大。按照國(guó)防和軍隊(duì)現(xiàn)代化建設(shè)“三步走”戰(zhàn)略構(gòu)想,我軍正在加緊完成機(jī)械化和信息化建設(shè)的雙重歷史任務(wù),力爭(zhēng)到2020年基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,信息化建設(shè)取得重大進(jìn)展,2050年基本實(shí)現(xiàn)信息化建設(shè)。我國(guó)的信息化武器裝備剛剛起步,大部分武器裝備依然是機(jī)械化、半機(jī)械化裝備,信息化武器裝備水平和占比均較低,與西方發(fā)達(dá)國(guó)家有不小的差距。自從20世紀(jì)80年代以來(lái),西方發(fā)達(dá)國(guó)家軍隊(duì)武器裝備的信息技術(shù)含量迅速提高。2010年,西方國(guó)家各類(lèi)武器系統(tǒng)的信息技術(shù)含量平均上升至60%以上。據(jù)美國(guó)電子協(xié)會(huì)測(cè)算,到上個(gè)世紀(jì)末,武器裝備的電子信息技術(shù)含量已升至:作戰(zhàn)艦艇為25-30%,導(dǎo)彈接近50%,一般作戰(zhàn)飛機(jī)在50%以上,戰(zhàn)略轟炸機(jī)和隱形飛機(jī)為60%,空間武器系統(tǒng)是75%,軍事信息系統(tǒng)則高達(dá)88%。
▌基于現(xiàn)狀:核心元器件國(guó)產(chǎn)化刻不容緩
國(guó)產(chǎn)化需求是現(xiàn)階段主要驅(qū)動(dòng)力,軍工芯片正逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。由于軍工芯片的核心戰(zhàn)略地位和 國(guó)防安全的考慮,采用自主研發(fā)的國(guó)產(chǎn)芯片已成各國(guó)共識(shí)。
受限于半導(dǎo)體技術(shù)和工藝,我國(guó)軍工芯 片自給率較低,加之國(guó)外芯片封鎖和在役在研芯片停產(chǎn)斷檔,軍工芯片國(guó)產(chǎn)化刻不容緩。
國(guó)防安全需要+國(guó)外封鎖,核心元器件國(guó)產(chǎn)化刻不容緩
保障國(guó)防安全,軍工芯片自主可控志在必得
從軟件到硬件,保障信息安全逐漸切入到核心-芯片國(guó)產(chǎn)化。近年來(lái),國(guó)家對(duì)于信息安全問(wèn)題重視 程度空前,軟件層面“去 ioe”的浪潮此起彼伏。
同時(shí),隨著各種信息源互聯(lián)滲透和融合,我國(guó)以 往采取的限制、隔離等簡(jiǎn)單安全策略已經(jīng)難以保障信息安全,硬件層面的芯片國(guó)產(chǎn)化等治本性措施 將成為主流。
芯片作為信息技術(shù)的硬件基礎(chǔ),保障芯片的自主可控是我國(guó)信息安全的必經(jīng)之路。芯 片的國(guó)產(chǎn)化將徹底扼住美國(guó)挖掘我國(guó)情報(bào)的最重要渠道,無(wú)論從國(guó)家信息安全還是市場(chǎng)空間角度, 集成電路的國(guó)產(chǎn)化都將是國(guó)家重點(diǎn)投入推廣的方向。
檢驗(yàn)是否自主可控,有一條基本的標(biāo)準(zhǔn)——信 息安全不受制于人,產(chǎn)業(yè)發(fā)展不受制于人。這就必須做到知識(shí)產(chǎn)權(quán)自主可控、能力水平自主可控、 發(fā)展自主可控、供應(yīng)鏈自主可控、具備“國(guó)產(chǎn)”資質(zhì)、利潤(rùn)不受制于人。
保障國(guó)防信息安全,我國(guó)使用國(guó)產(chǎn)軍工芯片的重要性不言而喻。
我國(guó)芯片大量從國(guó)外進(jìn)口,給信息 安全帶來(lái)了重大威脅。軍用芯片關(guān)乎國(guó)防安全,國(guó)產(chǎn)替代亟不可待。
國(guó)外的軍用芯片安全性無(wú)法保 障,國(guó)外芯片制造商一旦通過(guò)在芯片面板某一程序上植入木馬,就可以竊取數(shù)據(jù)或機(jī)密,也可以通過(guò)病毒、惡意軟件來(lái)操控控制系統(tǒng),引發(fā)信息安全的重大事故。從國(guó)外進(jìn)口的軍用芯片無(wú)疑是我國(guó) 國(guó)防安全的危險(xiǎn)后門(mén),給我國(guó)的國(guó)防信息安全埋下了巨大隱患。
國(guó)外封鎖,軍工芯片國(guó)產(chǎn)問(wèn)題迫切
美日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)先,全球前 20 大半導(dǎo)體公司中,美國(guó) 8 家,日本 3 家,韓國(guó) 2 家。 以美國(guó)為首的西方國(guó)家,一直對(duì)我國(guó)實(shí)行嚴(yán)格的軍用級(jí)芯片材料禁運(yùn)措施。
2015 年 4 月 9 日,美 國(guó)商務(wù)部決定對(duì)以中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)“天河”為業(yè)務(wù)主機(jī)的三家超級(jí)計(jì)算中心和“天河”的研制者國(guó) 防科大采取限售措施,限售的產(chǎn)品則直指已在“天河二號(hào)”上裝配近 10 萬(wàn)的英特爾“至強(qiáng)”CPU。
從上世紀(jì) 90 年代末至今,美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了一系列法案,禁止對(duì)華出口航天技術(shù)以及用于航天等軍 事用途的元器件,美國(guó)商務(wù)部列出了控制對(duì)華出口清單,同時(shí),通過(guò)施加壓力等多種手段,干預(yù)其 它國(guó)家對(duì)華軍事及配套出口。
歐洲對(duì)華出口限制也已長(zhǎng)達(dá)半個(gè)多世紀(jì),先后有“巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)議 案”和“瓦森納協(xié)議”,多種元器件物資被納入華戰(zhàn)略禁運(yùn)的特別清單上。另外已用軍用芯片停產(chǎn)斷 檔,也使得軍工芯片國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題更為迫切。
政策引導(dǎo),資金推進(jìn),助力芯片國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程
扶持集成電路政策力度空前,軍工芯片將獲益。
我國(guó)一直很重視核心電子器件和芯片的技術(shù)和產(chǎn)業(yè) 發(fā)展,曾在 2006 年將“核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品”列為 16 個(gè)重大科技專(zhuān)項(xiàng)。
近年來(lái),我國(guó)對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)政策支持力度空前,力圖增強(qiáng)集成電路的技術(shù)實(shí)力、縮小與國(guó)際先進(jìn) 水平的差距、培育一批富有創(chuàng)新活力、具備一定國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的骨干企業(yè)。整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 和技術(shù)工藝的進(jìn)步,將對(duì)高端軍工芯片帶來(lái)強(qiáng)有力的促進(jìn)作用。
“大基金”成立,資本驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。集成電路產(chǎn)業(yè),特別是制造環(huán)節(jié),工藝的提升、產(chǎn)量的擴(kuò)大 等都離不開(kāi)長(zhǎng)期的大量資金支持。
2014 年 9 月份正式成立國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金,基金總 規(guī)模達(dá)到 1387.2 億元。截止目前,大基金已參與投資了近 600 億的相關(guān)產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目,包括 IC 設(shè)計(jì)、 制造、封測(cè)、設(shè)備四大領(lǐng)域的四大龍頭紫光集團(tuán)、中芯國(guó)際、長(zhǎng)電科技、中微半導(dǎo)體以及艾派克和 格科微兩大具備特色的公司。
在軍民兩用芯片領(lǐng)域,“大基金”也參與了 GPU 龍頭景嘉微、MEMS制造龍頭耐威科技等龍頭公司的定增。“大基金”的投資,將啟動(dòng)資本驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的進(jìn)程,制造 等環(huán)節(jié)的提升將大大促進(jìn)軍工芯片產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
▌新變化:軍民兩用,軍民融合助力芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展
軍民融合上升為國(guó)家戰(zhàn)略
近年來(lái),政府高層高度重視,政策支持不斷加強(qiáng),軍民融合已經(jīng)成為國(guó)家戰(zhàn)略。
習(xí)近平主席多次提 出要推進(jìn)軍民融合的深度發(fā)展,總裝備部、工信部等也相繼出臺(tái)了相關(guān)政策進(jìn)一步降低民營(yíng)企業(yè)進(jìn) 入軍工行業(yè)的門(mén)檻,引導(dǎo)并鼓勵(lì)民營(yíng)資本參與軍工科研和生產(chǎn)。我國(guó)的軍民融合逐漸從”初步融合 “向”深度融合“過(guò)渡。
軍民融合政策對(duì)于民參軍從“限制”到“鼓勵(lì)”,并且越發(fā)寬松。2016年 7 月 21 日,中共中央、國(guó)務(wù)院、中央軍委印發(fā)了《關(guān)于經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)融合發(fā)展的意見(jiàn)》。
《意見(jiàn)》提到加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域統(tǒng)籌,建設(shè)中國(guó)特色先進(jìn)國(guó)防科技工業(yè)體系。“推進(jìn)軍工企業(yè)專(zhuān)業(yè)化重 組,擴(kuò)大引入社會(huì)資本”,“加快引導(dǎo)優(yōu)勢(shì)民營(yíng)企業(yè)進(jìn)入武器裝備科研生產(chǎn)和維修領(lǐng)域”,鼓勵(lì)民 營(yíng)企業(yè)參與國(guó)防建設(shè)。
民用市場(chǎng)發(fā)展較快,“民技軍用”成為可能
軍民兩用技術(shù):芯片
半導(dǎo)體芯片,作為實(shí)現(xiàn)某特定功能的模塊,軍用芯片和民用芯片本質(zhì)上沒(méi)有不同,由于軍用芯片應(yīng) 用在武器裝備上,應(yīng)用環(huán)境比較特殊和復(fù)雜,對(duì)于芯片的可靠性、安全性、低功耗和特殊性能(如: 抗震、抗輻射、耐腐蝕、耐高溫)有著更高的要求,對(duì)計(jì)算性能要求相對(duì)低一些。
民用電子發(fā)展較快,使用、檢驗(yàn)和驗(yàn)證的機(jī)會(huì)多,“民技軍用”成為可能。
近年來(lái),我國(guó)民用高技 術(shù)特別是電子信息技術(shù)已獲得長(zhǎng)足發(fā)展,已有很高的水平,具備了為軍隊(duì)信息化建設(shè)服務(wù)的條件。 在整個(gè)芯片市場(chǎng)上,民用市場(chǎng)占比很高,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于軍用市場(chǎng)。民用信息技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)廣闊,競(jìng)爭(zhēng)激 烈,需要量大,使用、檢驗(yàn)和驗(yàn)證的機(jī)會(huì)多,因而發(fā)展很快。
2017 年全球前十的 IC 設(shè)計(jì)公司,我 國(guó)有兩家企業(yè)上榜:海思第七、紫光第十。
這些民營(yíng)高科技企業(yè),利用靈活、簡(jiǎn)捷、高效、低耗的 運(yùn)行機(jī)制和充滿活力創(chuàng)新體制,加大科研投入,開(kāi)發(fā)核心技術(shù),使新產(chǎn)品的水平與國(guó)際接軌,大大 提高了新產(chǎn)品的研究起點(diǎn),增強(qiáng)了創(chuàng)新能力。
特別是,華為海思等一些企業(yè)在商用消費(fèi)領(lǐng)域,通過(guò) 架構(gòu)授權(quán)方式自主開(kāi)發(fā)的 SoC 技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界一流水平,性能優(yōu)越??偟膩?lái)看,我國(guó)民營(yíng)科技 企業(yè)正在逐漸做大做強(qiáng),高科技產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模,已經(jīng)有條件、有實(shí)力支援軍隊(duì)信息化建設(shè)。
軍工芯片或可稱(chēng)為自主可控芯片突破口
盡管我國(guó)民用集成電路設(shè)計(jì)業(yè)經(jīng)過(guò)發(fā)展已取得了不俗的成績(jī),但在微處理器(MPU)、半導(dǎo)體存 儲(chǔ)器、可編程邏輯陣列器件(FPGA)和數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)等大宗戰(zhàn)略產(chǎn)品上,產(chǎn)品尚未進(jìn) 入主流市場(chǎng),產(chǎn)品性能和國(guó)際先進(jìn)水平的差距依然十分巨大。 在核心元器件層面,軍工芯片或可成為芯片國(guó)產(chǎn)化的突破口。
現(xiàn)階段,不論軍用民用在元器件層面 都處于吸收和模仿階段,逐漸實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代。
由于軍工芯片技術(shù)開(kāi)發(fā)難度較低、看重自主可控對(duì) 價(jià)格相對(duì)不敏感等特點(diǎn),認(rèn)為芯片國(guó)產(chǎn)化將從軍工領(lǐng)域率先突破。 性能弱于民用,發(fā)展軍工芯片技術(shù)難度降低。
半導(dǎo)體電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,根據(jù)“摩爾定律“:當(dāng)價(jià) 格不變時(shí),集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔 18-24 個(gè)月便會(huì)增加一倍,性能也將提升 一倍。民用電子器件的發(fā)展迅猛,更新?lián)Q代的速度很快。與民用電子器件相比,軍用芯片在計(jì)算速 度等指標(biāo)上相對(duì)較弱。
▌軍工芯片進(jìn)口替代百億空間,將快速發(fā)展
軍工芯片每年進(jìn)口替代空間 200 億以上
軍工芯片國(guó)產(chǎn)化率低,每年進(jìn)口額預(yù)計(jì) 300 億以上。
2017 年,我國(guó)集成電路市場(chǎng)需求達(dá)到 2601億美元,增長(zhǎng)率為 14.6%,是世界最大的集成電路需求市場(chǎng)。
2015 年我國(guó)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信和消 費(fèi)電子仍然是集成電路產(chǎn)品最主要的應(yīng)用市場(chǎng),三者銷(xiāo)售額合計(jì)共占集成電路市場(chǎng) 80.7%的份額。
相比較而言,我國(guó)軍工芯片的市場(chǎng)較小。據(jù)統(tǒng)計(jì),在過(guò)去進(jìn)口的 2000 多億美元的芯片中,航天芯 片約 1%,即 20 億美元左右。由于我國(guó)航天技術(shù)相對(duì)發(fā)達(dá),國(guó)產(chǎn)化程度較高,相比軍工其他方面 應(yīng)用,航天芯片的體量較小,考慮到相對(duì)空間較大的航空領(lǐng)域以及加速裝備信息化的陸海軍裝備, 粗略估計(jì)我國(guó)軍工芯片的國(guó)產(chǎn)替代空間在每年 200 億以上。
受益于我軍信息化建設(shè),國(guó)產(chǎn)軍工芯片將迎快速發(fā)展
信息化武器裝備造價(jià)較高。由于信息化武器裝備的造價(jià)要大大高于機(jī)械化裝備,且信息化程度越高 造價(jià)越高,推行軍隊(duì)信息化建設(shè),發(fā)展信息化武器裝備,是一項(xiàng)需要耗費(fèi)巨資的大工程。
二戰(zhàn)時(shí), 美國(guó)一艘航母造價(jià) 5500 萬(wàn)美元,一架作戰(zhàn)飛機(jī)為 50 萬(wàn)美元;80 年代,一艘核動(dòng)力航母為 40 億 美元,一架 F-22“猛禽”戰(zhàn)斗機(jī)為 1.3 億美元,一架 B-2 隱形轟炸機(jī)為 21.6 億美元,美國(guó)主導(dǎo)、 多國(guó)參與開(kāi)發(fā)的第五代戰(zhàn)機(jī)——“F-35”的總研制、生產(chǎn)與采購(gòu)費(fèi)高達(dá) 2450 億美元, 縱覽外軍經(jīng)驗(yàn),武器裝備信息化時(shí)期,我軍信息化裝備的采購(gòu)支出未來(lái)將有明顯的提升。
從美軍、 俄軍的信息化建設(shè)經(jīng)驗(yàn)看,在信息化建設(shè)初期,武器裝備信息化迅速提升,通常伴隨著采購(gòu)費(fèi)用的 迅速增長(zhǎng)。上世紀(jì) 90 年代以后,各國(guó)為加快軍隊(duì)信息化建設(shè),加緊發(fā)展以信息技術(shù)為主導(dǎo)的高新 技術(shù)武器裝備,采購(gòu)費(fèi)用迅速攀升。
美軍從 1998 年到 2008 年,裝備采購(gòu)費(fèi)增長(zhǎng)超過(guò)3倍,達(dá)到1647 億美元的峰值,年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá) 11.6%。俄軍 2012 年裝備采購(gòu)支出 243 億美元,占軍費(fèi) 預(yù)算的 40.6%,十年累計(jì)增長(zhǎng) 10 倍。
同樣地,我軍的信息化武器裝備的采購(gòu)費(fèi)用也將隨著信息化 武器裝備率的提升而快速增長(zhǎng)。
當(dāng)前我國(guó)軍費(fèi)支出中,人員、裝備和訓(xùn)練各占 1/3,預(yù)計(jì) 2021 年 我軍武器裝備的采購(gòu)支出在軍費(fèi)的比例會(huì)上升到 35%。其中,信息化武器裝備 2016 年約為 30%, 預(yù)計(jì)每年增長(zhǎng) 1%。以我國(guó)未來(lái) 5 年軍費(fèi)預(yù)算以 7%的增速增長(zhǎng)計(jì)算,預(yù)計(jì) 2021 年我國(guó)信息化裝 備的采購(gòu)支出將達(dá)到 1656 億,年復(fù)合增長(zhǎng)率為 11.6%。
基于軍工芯片低國(guó)產(chǎn)化率現(xiàn)狀,未來(lái)國(guó)產(chǎn)軍工芯片市場(chǎng)將迎 20%左右的高速發(fā)展。隨著我軍信息 化武器裝備率的提升,未來(lái)對(duì)軍工芯片的需求也將快速增長(zhǎng)。特別是,鑒于軍工芯片在信息化武器 裝備和核心作用和目前國(guó)產(chǎn)化率低的現(xiàn)狀,國(guó)產(chǎn)芯片需求非常強(qiáng)烈。
隨著軍工芯片研發(fā)制造的進(jìn)一 步突破,國(guó)產(chǎn)軍工芯片市場(chǎng)將以高于其他信息化建設(shè)裝備和器件的速度得以高速發(fā)展,預(yù)計(jì)未來(lái) 5年年復(fù)合增長(zhǎng)率將在 20%左右。
▌軍工芯片技術(shù)趨勢(shì)和未來(lái)突破方向
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展,軍工芯片也在不斷進(jìn)行發(fā)展和突破。在模塊層級(jí),看好將完整系統(tǒng)集 成在一塊芯片的 SoC 技術(shù)和將多個(gè)芯片及器件封裝在一起的 SIP 技術(shù);在元器件層級(jí),應(yīng)用廣泛、 國(guó)產(chǎn)化難度很大的 FPGA 是未來(lái)急需突破的主要方向。
原文標(biāo)題:國(guó)產(chǎn)自主可控芯片重要突破口,軍工芯片將迎快速發(fā)展
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