安全芯片护航国计民生

安全芯片护航国计民生

4月15日是《中华人民共和国密码法》颁布实施后的第一个全民国家安全教育日。密码技术对保卫国家安全和人民利益有重要作用,随着5G、物联网、大数据技术的不断普及,密码技术正在发挥着越来越显著的作用。安全芯片是密码技术的载体,也是重要数据的保险箱。从每个人的身份证、银行卡、手机卡,到税务、通信、金融、交通、安防、医疗等涉及国计民生的方方面面,都离不开安全芯片的保驾护航。而5G、AI等新基建项目,也对安全芯片提出了新的挑战。

数据安全的最后一道堡垒

安全芯片是一种可独立进行密钥管理、加密传输及安全计算的硬件装置。业内人士刘权向记者表示,安全芯片是重要敏感数据的载体和最后一道堡垒,是保证关键数据计算的最终可信运算设备,对于网络安全至关重要。

华大电子销售中心总经理马靖将安全芯片比作“重要及敏感数据的保险箱”。她表示,安全芯片的必要性体现在三个方面。首先,安全芯片能将设备中涉及个人隐私、知识产权的敏感数据存储起来,进行加密保护;其次,数据加解密的处理过程都是在芯片内部,不会造成信息外泄;最后,在安全芯片内部是通过硬件方式实现的真随机数,并非软件方式的伪随机序列,可确保在设备和云端通信的过程中,同样的数据在不同时间、不同批次的上报中获得不同的随机密匙,以防范通信链路上的窃听攻击。

“信息流的安全控制与处理,是安全芯片的本质要求。”马靖告诉记者。

相比单纯的软件算法,安全芯片既可以抵御软件攻击,也可以防范硬件攻击。紫光国微高级业务副总裁苏琳琳向记者指出,网络攻击的终极目标是获取信息。在网络攻击中,密钥是最重要的信息。网络攻击除了通过软件方式进行,还可以通过分析信息存储的硬件来获得密钥。

“基于安全芯片来构建终端的安全解决方案,不仅能抵抗软件攻击,还能抵抗硬件攻击。没有密码芯片的系统缺乏根基。在安全芯片中,即便CPU也不能直接接触芯片的密码,从而从根本上解决安全问题。”苏琳琳说。

翱捷科技高级战略总监王鹏向记者表示,采用硬件实现加解密,可以有两方面好处:一是加解密的计算处理性能有较大提升;二是能更好地实现软硬件的强耦合,保障安全防护性能。

“以芯片方式实现密码算法,产品通过国推商用密码认证后,客户使用也更为方便。”王鹏说。

从智能卡走向物联网

目前,安全芯片已经渗入生产生活的方方面面。传统安全芯片包括智能卡芯片、用于支付等场景的终端芯片等,涉及身份安全、支付安全、通信安全、账户安全、终端安全等多个场景。从身份证、银行卡、交通卡、SIM卡等个人常用的民生卡片,到身份安全、账户安全等身份识别认证,柜台的POS机等,都有安全芯片的存在。华大电子、紫光国微、大唐微电子等企业都在智能卡和终端类安全芯片方面推出了多种方案。

物联网开启的智能家居、智慧交通等场景,也成为安全芯片的重要应用领域。刘权表示,5G及物联网技术将网络边缘的计算能力更好地进行应用,使得人们身边设备的服务能力极大增强,同时也对传感节点、智能终端的安全性能提出了较高要求,是密码安全芯片未来应用的主要方向。

物联网的安全需求主要包括设备的唯一标识、设备端与云端双向身份认证、数据加密传输以及远程OTA升级安全等。马靖表示,针对物联网的安全芯片部署主要有两个维度。一是满足物联网设备本地的数据安全或品牌安全,比如智能家电的配件防伪、智能门锁的指纹数据或密码等涉及使用者的生物特征及隐私数据等;二是满足物联网设备与云端之间的数据安全,比如智能表计场景下的抄表数据安全、智能安防场景下的IPC(网络摄像头)视频码流的数据安全等。

同时,物联网对成本、功耗高度敏感,需要兼顾性能和成本平衡。苏琳琳表示,安全芯片曾经以高可靠性为核心竞争力,但要满足物联网的部署需求,需要同时兼顾高性能和低成本。王鹏表示,在物联网场景下,终端核心通信芯片内置密码算法,对产品小型化和成本优化,都大有好处。

目前,华大电子推出了针对智能家居、智能安防、智能表计、智能交通以及车联网等场景的物联网安全芯片产品及解决方案,产品累计出货量达到上亿级。紫光国微也推出了智能家居、车联网等方案,旗下紫光同芯的THD89系列通过了金融级和车规级认证,支持商用密码算法。翱捷科技在物联网和泛智能终端芯片领域,都具备完整的软硬件安全和商用密码支持能力,可以为下游客户提供安全终端芯片解决方案。

新基建带来新挑战

5G、人工智能、工业互联网等新基建项目的加速部署,为安全芯片开启了新的应用场景,也带来了新的挑战。

5G有三大典型应用场景,增强型移动宽带(eMBB)、低时延高可靠通信(uRLLC)、大规模机器类通信(mMTC),都对安全加密有更高的要求,特别是后两者,对终端处理能力和性能要求相当敏感。王鹏表示,只有在芯片底层硬件内置相关的密码算法引擎,才能更好地确保通信性能和安全加密性能的均衡实现。

“5G的应用会有大约80%是行业场景,对于智能家居、金融支付、物联网、工业互联网等场景,有必要加强商用密码算法的进一步普及和规模应用,实现产业链良性循环,形成对信息及数据安全、应用与服务安全的坚实支撑。”王鹏说。

工业互联网对安全芯片的要求有三个方面。一是工业数据确权、交易和治理相对于消费数据更为复杂,对安全芯片的算法机制提出更多考验;二是工业控制对于芯片时延、功耗、灵活性要求更高;三是对芯片可靠性要求更高。苏琳琳表示,工业环境对终端的标准和要求非常严格,工业环境中往往会遇到低温、高温、高湿、强干扰、强震动等,都会给设备的安全、稳定性带来挑战,安全芯片必须满足能够在工控环境下稳定、安全使用的要求。

AI是数字经济时代的“水电煤”,对安全芯片的性能提出挑战。马靖表示,安全芯片要符合商用密码算法的技术规范,满足温度、湿度等环境参数要求,还要结合应用领域对芯片功能、性能及可靠性的特定需求。以AI为例,一款安全芯片要成为支持AI处理的芯片,在保护AI算法知识产权的基础之上,对安全芯片的性能要求也是一个飞跃。

“安全芯片在可靠性的每一步跨越都是非常大的挑战,从消费级到工业级再到车规级。”马靖说。她表示,目前华大电子安全芯片已在国计民生的多个应用领域实现规模应用,其中带商用密码的安全芯片更是大批量出货。针对新基建的新场景和新挑战,华大电子将结合国计民生重点领域和自身业务方向,持续加强布局。

“尽管《中华人民共和国密码法》已颁布实施,但是在物联网领域,由于缺少行业安全规范,基于商用密码算法的安全芯片在物联网领域的应用推进进展缓慢;作为安全芯片企业,华大电子正积极推进商用密码算法在物联网领域的应用推广,但力量有限,希望行业主管部门能从规范和标准方面多引导商用密码算法的应用。”马靖表示。

苏琳琳也表示,紫光国微将继续提供系统可信根、数据安全存储,保障安全运行以及安全连接,从硬件层面对终端设备进行完整保护,为5G、AI、工业互联网等新基建重要领域构建安全隧道。

对于商用密码安全芯片的发展,王鹏提出了两点建议。一是突出市场和需求引导,对物联网、金融支付、智能家居、工业互联网等应用场景,加强商用密码算法的应用需求牵引和产品市场导向。二是注重软硬件协同的产业链和生态链建设。在相关基础软件环节上,同步加强软硬件协同工作,为上层应用和服务创造更为便捷的开发环境和产业支持。他表示,翱捷科技会发挥技术优势,积极贡献自己的一份力量。

俄罗斯科技公司开发Multiclet S2处理器,或采用台积电16纳米打造

俄罗斯科技公司开发Multiclet S2处理器,或采用台积电16纳米打造

目前全世界发展自家处理器的厂商仍属少数,不过现在又有新的参与者加入。根据外电报导,日前俄罗斯科技公司「Multiclet」宣布,正在开发 Multiclet S2 通用型处理器,可在 Windows 及 Linux 系统运作,宣称性能甚至超过处理器大厂英特尔(Intel)Core i7 系列,预计最快 2020 下半年问世。

外电报导,Multiclet 公司开发的 Multiclet S2 处理器与现在市面处理器都不同,有不同的运算单元,能同时跑整数及浮点。预设如果有 256 个运算单元,以及 2.5GHz 的频率运算,总和性能高达 81.9TFLOPS,非常接近针对 AI 加速运算开发的 Google TPU-3 处理器 90TFLOPS 性能。

目前看来,Multiclet S2 处理器较像 AI 加速芯片,但 Multiclet 表示,Multiclet S2 处理器依然是通用型处理器,且性能比英特尔 Core i7 系列处理器还强。据 Multiclet 的说法,Multiclet S2 处理器性能同时超过英特尔 XeonPhi 7290 及 Core i7-5960 处理器。虽然 Core i7-5960 处理器是 2014 年发表的 Haswell E 架构处理器,但仍是颗 8 核心 16 执行续的处理器、具备最高 3.5GHz 运算频率,性能仍相当有实力。

虽然 Multiclet 一直强调 Multiclet S2 处理器有诸多不同,不过这款芯片展示的还是计划中的东西,完成度约 20%。另外,Multiclet 的 Multiclet S2 处理器也同样看上台积电先进制程,预计以台积电 16 奈米制程打造,预计 2020 下半年问世。

Multiclet 在 2018 年就曾发表 Multiclet S1 处理器,当时也预计采用台积电 28 奈米制程,且预计以当时热门的挖矿机市场为主要销售对象,不过后来芯片完成度不足,结果并不理想,因此这次 Multiclet S2 处理器会有什么样的发展,有待持续观察。

1.2亿美元!华创投资收购Synaptics移动LCD TDDI业务

1.2亿美元!华创投资收购Synaptics移动LCD TDDI业务

12月19日,知名触控IC企业Synaptics宣布已签署一项最终协议,将其亚洲移动LCD TDDI业务以1.2亿美元的交易价格出售给HuaCapital(北京清芯华创投资管理有限公司,以下简称“华创投资”)。

该交易已获得Synaptics董事会和华创投资的批准,受惯例成交条件的限制,预计将于2020年第二季度完成。Synaptics预计该交易不会对本季度的财务业绩产生重大影响结果。

Synaptics成立于1986年,总部在美国加利福尼亚州圣何塞,是一家全球领先的移动计算、通信和娱乐设备人机界面交互开发解决方案设计制造公司,TDDI(Touch and Display Driver Integration,触控与显示驱动器集成)最早由Synaptics提出。

TDDI最大特点是把触控芯片与显示芯片整合于一体,被称为新一代显示触控技术,目前主要是与In-Cell技术结合应用于智能手机等电子产品中。TDDI的优势包括:TDDI显示触控一体化的系统架构可减少显示噪声,提供更好的触控性能;外型更薄,有利于超薄设计及窄边框设计;触控屏层数减少提升透光率,可使提高显示器亮度或延长电池寿命;工艺简单及功能集成,还可节省成本、简化供应链等。

今年年初,有调研机构指出,2018年智能手机显示器的TDDI芯片出货量达4亿片,Synaptics和Novatek两家企业的市场份额合计约在60%以上;该机构预测,2019年智能手机对TDDI芯片的需求将扩大至5.5亿片。

尽管TDDI需求增长,但近年来随着手机市场成熟,Synaptics开始将目光投向了物联网领域。2017年,Synaptics收购了Marvell多媒体业务部门和科胜讯,进入多媒体和语音领域。同时,Synaptics也多次传出卖盘消息,2018年Dialog有意并购Synaptics,但最后两者谈判未达成同意,Synaptics宣布终止与Dialog之间的并购谈判。

在更早之前的2015年,传闻以华创投资为主的中国财团提出以40亿美元整体收购Synaptics,但后来双方未达成一致,交易谈判以失败告终。

时隔数年,华创投资如今再次发起收购,虽然这次只是收购Synaptics的部分业务,但有业内人士指出,在目前的大环境下实现国际并购已实属不易。

资料显示,华创投资是由国内资深半导体投资团队牵头,联合清华控股和聚源资本共同组建,2016年初,华创投资联合多家财务投资人斥资19亿美元完成收购美国豪威;2015年,华创投资与武岳峰资本等联合收购美国存储厂商ISSI。

从美国豪威、ISSI两家来看,这些企业被华创投资等投资平台收购后,后续均被国内企业收购接盘,这次华创投资收购Synaptics的移动 LCD TDDI业务后将如何处理是业界所关注的。

三年前冲刺创业板折戟 力合微携亮丽业绩转战科创板

三年前冲刺创业板折戟 力合微携亮丽业绩转战科创板

又一家芯片设计企业来叩门科创板。11月7日晚,上交所受理深圳市力合微电子股份有限公司(简称“力合微”)科创板上市申请,该公司本次拟募资3.18亿元,兴业证券为公司保荐机构。据查,力合微此前曾冲刺创业板未果。

据披露,力合微是一家专业的集成电路设计企业,自主研发物联网通信核心基础技术及底层算法,并将研发成果集成到自主设计的物联网通信芯片中,主要产品包括电力物联网通信芯片、模块、整机及系统应用方案。针对国内的电网环境,力合微自主研发了新一代窄带电力线通信核心技术和算法、多模通信技术和算法,形成了核心专利。

持续高比例的研发投入,凸显力合微的科创含金量。2016年至2018年,公司研发投入占营业收入的比例分别为27%、25.24%、18.99%。截至2019年6月30日,力合微已有27项发明专利和21项布图设计获得授权,已获授权发明专利中算法类专利共26项,电路类专利1项,力合微合计算法类专利在所有发明专利中占比高达96%以上。此外,尚有实质审查或公开的发明专利共26项,全部为算法类专利。

事实上,此次并非力合微首次启动证券化征程。早在2015年,公司就曾冲刺IPO欲登陆创业板上市。不过2016年底,公司IPO便终止审查。从公开资料来看,业绩下滑甚至亏损是彼时导致公司IPO止步的主要因素。

时隔3年,力合微此次征战科创板可谓有备而来。其中,强劲的业绩增势为公司IPO之旅增色不少。财务数据显示,公司2016年至2018年分别实现营业收入1.13亿元、1.35亿元、1.88亿元,净利润分别为840.13万元、1370.8万元、2271.4万元。今年上半年,公司实现营业收入1.43亿元,归属于母公司所有者的净利润2238.2万元,已接近去年全年净利润。此次公司选择第一套上市标准。

力合微本次拟募资3.18亿元,投向研发测试及实验中心建设项目、新一代高速电力线通信芯片研发及产业化、微功率无线通信芯片研发及产业化项目,以及基于自主芯片的物联网应用开发项目。力合微表示,公司将继续聚焦在物联网“最后1公里”连接和通信、感知、处理、传输技术及核心芯片开发,在现有技术和产品的基础上,持续开展芯片产品技术提升、性能提升的研发,不断加强多模通信、系列化芯片产品的开发,并针对更广泛物联网应用场景需求开发应用方案。

力合微股权结构较为分散,公司前五大股东力合科创、Liu Kun、古树园投资、冯震罡、沈陈霖的持股比例分别为17.81%、11.36%、5.48%、4.63%、4.57%,因此,公司不存在控股股东和实际控制人。

不过记者注意到,本次IPO前公司已设置股权激励平台。其中,目标创新直接持有公司187.25万股,占总股本的2.57%;志行正恒直接持有153万股,占公司总股本的2.10%。两大员工持股平台背后共有44名合伙人。

英特尔起诉软银实施垄断:积攒专利只为打官司

英特尔起诉软银实施垄断:积攒专利只为打官司

美国电脑芯片巨头英特尔公司过去被指垄断芯片市场,遭到许多国家多年的反垄断调查,不过有趣的是,据外媒最新消息,英特尔公司日前对全球科技行业风险投资巨头软银集团发起了一项反垄断诉讼,指控软银下属的一个子公司囤积大量专利,只是为了通过无数诉讼来获取收益,阻碍其他科技公司的发展,

据国外媒体报道,英特尔公司周一在美国加州圣何塞的加州北区联邦地方法院提起了诉讼。英特尔指出,软银集团2017年以33亿美元收购的堡垒投资集团(Fortress Investment Group)获得了1000多项美国技术专利的控制权。

英特尔表示,堡垒投资集团及其控制的其他公司曾经对本公司提起诉讼,声称自2011年以来生产的几乎每一款英特尔处理器都侵犯了这些公司从恩智浦半导体收购的技术专利。

英特尔在诉状中指出,堡垒集团试图扭转其业绩,证明软银投资的合理性的一种方式是增加专利诉讼和牟利机会。

“英特尔提出这一投诉是为了结束堡垒发起的反市场竞争专利收购运动以及堡垒拥有或控制的(专利主张实体)网络。”英特尔如此表示。

对于英特尔的起诉,软银集团没有立即回复置评请求。

值得一提的是,软银还拥有英国芯片公司ARM,该公司的技术正在打入个人电脑和数据中心等英特尔关键市场。

ARM公司本身并不直接生产芯片,而是把相关的技术专利和设计方案授权给了大量的芯片制造商。高通等公司利用这些方案推出了骁龙等著名芯片。另外,包括苹果等公司也准备利用ARM授权的技术架构来研发用于个人电脑的芯片,这将会对英特尔的个人电脑业务产生直接威胁。

由于ARM技术在全球的风行,英特尔在智能手机应用处理器市场遭到了彻底失败,目前已经退出。不过英特尔的技术架构和产品在电脑和服务器市场仍然拥有主导优势。

英特尔表示,堡垒集团收集专利的行为构成了反竞争行为,因为其动机是购买专利的成本低于科技公司避免诉讼、同意支付的授权费用。

事实上,在美国等全球科技市场上存在一大批所谓“专利流氓”的企业,已经成为科技行业的“公敌”。这些公司并不使用所拥有的的技术专利开发真实的产品或者软件,而仅仅是大量收购专利,然后在全球范围内对可能构成侵权的公司发起诉讼,寻求巨额专利授权费或赔偿金,以此作为一种长期的商业模式。

此前,“树大招风”的苹果公司也曾经遭遇了大量“专利流氓公司”的侵权诉讼,在一些诉讼中苹果遭到败诉,损失了真金白银。

上述的软银堡垒投资集团是否利用所拥有的技术专利开发真实产品或者服务,尚不得而知。

对于软银集团来说,实施市场垄断、损害消费者利益的指控并不陌生。在过去几年中,软银集团向行业领先的新创科技公司投资入股,甚至对同行业多个被投资公司进行幕后运作,让他们进行有利于投资方的收购兼并,软银集团已经多次遭到了实施垄断市场行为的批评。这当中包括软银集团入股网约车巨头Uber、以及运作印度市场的网约车公司合并(后来因为创始人反对而遭到了失败),以及让Uber将东南亚地区的业务转让给本地对手Grab(软银集团同时是两家公司的大股东)。

传ARM助力苹果开发Mac处理器,取代x86

传ARM助力苹果开发Mac处理器,取代x86

据快科技报道,ARM公司正在给苹果未来的产品开发更高性能的CPU核心,将用于Macbook笔记本中。消息指出,苹果正在跟ARM紧密合作,后者会为苹果开发更高性能的CPU架构,不过目前还没有多少详情。这些高性能ARM处理器将首先用于苹果的MacBook Air笔记本,当然也有可能用于Macbook Pro及iMac电脑上,最快2020年问世。

之前消息指出,苹果也会在2021年前发布通用程序(Marzipan“杏仁糖”计划),可同时运行在Mac、iPhone和iPad上,类似于微软此前的UWP。这非空穴来风,去年,苹果就将iOS平台上的语音备忘、股票和家庭移植到macOS上,今年,苹果计划允许开发者将iPad APP移植到macOS上,2020年再接入iPhone,并最终实现2021年前,在所有平台只需下载相同的APP即可。显然,这与Mac启用ARM架构处理器可谓紧密呼应。

今年六月,原ARM首席CPU架构师Mike Filippo低调加盟了苹果,他的新头衔是芯片架构师,Filippo在ARM曾主要负责过Cortex-A76以及未来的Hercules、Zeus等高端型号CPU的开发。同时他还曾参与过基础设施、汽车类组件相关的工作,并且在AMD、英特尔产品的设计中也做出过贡献。

按照知名分析师郭明錤的说法,从2020年或2021年开始,台积电将开始为Mac电脑机型生产苹果自主设计的基于ARM的处理器。其实早在今年4月份就有来自彭博社的消息称,苹果计划最早从2020年开始,将以自家定制的Mac芯片取代英特尔芯片,只不过郭明錤在其最新的报告中又重申了这一点。

定制设计的Mac芯片有多种好处。很显然,苹果一旦有了自主定制的Mac芯片,自家的Mac产品更新换代将不再需要看英特尔脸色,毕竟近些年英特尔不仅挤牙膏,而且芯片发货的时间总是一推再推。不仅如此,苹果一旦掌握控制权,还能够基于自主定制的Mac芯片更快的整合区别于竞争对手的新功能,让生态更快向前发展,从而换取更高的利润。

郭明錤在其最新的报告中也认同以上观点,并且列出了四个他总结的优势:

(1)苹果可以完全控制Mac电脑的设计和生产,就像对iPhone和iPad那样,并且可以摆脱英特尔处理器出货量变化的负面影响。

(2)直接与芯片代工制造商谈价,处理器生产成本更低,利润更高。

(3)如果苹果降低价格,Mac电脑的市场份额或许还可能更进一步增加。

(4)将Mac电脑与其他同类产品区分完全开来,但这也是“双刃剑”,传统app需依赖虚拟化解决方案

无论如何,郭明錤这份报告的重点还是在于基于ARM芯片的Mac电脑,因为很长一段时间以来,或者说过去十年时间里,一直有消息认为苹果正默默将Mac转移到ARM平台上,而且这不会是一夜发生的事情,反而会从低端的Mac产品线开始,例如从MacBook,或者Mac mini开始。

也许2020年或2021年确实将会是推出基于ARM芯片MAC产品的最佳时机,而且到那时不止A系列芯片更强大,能够塞进多少晶体管和组件,而且专为Mac定制ARM芯片媲美大多数桌面PC性能更不是问题,毕竟Mac限定的功耗没有手机那么严格,更能突显出苹果自主CPU和GPU内核每瓦的性能极限。

当然,对于Intel来说将是不小的打击,据称苹果贡献了Intel年收入约5%的量。

日韩贸易争端背后:谁是半导体的幕后玩家

日韩贸易争端背后:谁是半导体的幕后玩家

日韩贸易战未停火。

最新消息显示,10月11日,日本与韩国在瑞士日内瓦举行会谈,寻求解决两国近期的贸易纠纷,双方会后同意继续会面。

随着贸易争端愈演愈烈,日本与韩国双双迎来了连续九个月的出口数据下滑—韩国产业通商资源部数据显示,韩国8月出口额为442亿美元,进口额为424亿美元,虽然继续保持贸易顺差,但顺差额远低于去年同期;日本财务省数据显示,8月出口较去年同期下降8.2%,创下2015年10月至2016年11月连降14个月以来的出口最长持续下降纪录。

上一次大规模的半导体战争还要追溯到30年前的日美博弈,彼时日本几乎输掉了所有的半导体芯片领地。与此同时,韩国则趁机入场,三星、SK海力士等企业迅速崛起,填补了上游产业链中的部分空白。

去年6月份,日企巨头东芝又将旗下的半导体业务出售给美国私募股权机构贝恩资本,似乎为日本失落的平成30年画下了句号。

但当世界重新审视这位昔日霸主时才蓦然惊觉,日本在全球半导体生态中已经从芯片大国退至更上游的材料大国,并为全世界提供超过一半的半导体材料和1/3的半导体制造设备。

据统计,2018年全球TOP 15半导体生产设备厂商中,日本厂商独占7席。

这亦是日本在这场漫长战役中的底气所在。

日本隐形冠军

今年7月1日,日本政府经济产业省便宣布将对韩国实施严格的半导体出口限制,控管用于制造手机屏幕、OLED面板的氟聚酰亚胺(Fluorine Polyimide)、用于半导体制造的光刻胶及高纯度氟化氢等三种化学原料的采购合约。

2019年8月2日,日本内阁更趋强硬,会议中通过相关法案的修订,决定将韩国剔除出贸易优惠白名单,并于8月28日起正式实施。作为回应,韩国政府随即宣布把日本移出韩国的出口白名单。

日本作为上述三种材料的主要输出国,氟聚酰亚胺与氟化氢的产量约占全球9成,光刻胶也占有7成,因此,在世界经济增长放缓、半导体芯片价格下跌的背景下,韩国的压力与日俱增。

根据韩国经济研究院试算,日本的管制措施将造成韩国GDP减少2.2%,而日本将减少0.04%。此外,韩国针对有冲击的269家中小企业的调查显示,有59%表示恐难撑过六个月,仅有两成企业反映能撑过一年。

这并非杞人忧天。国际半导体产业协会数据显示,2018年整年全球半导体市场总营收达519亿美元,韩国以17%的份额位居第二。但在半导体市场上,看似风光无限的韩国仍高度依赖日本的材料供应—当前,生产半导体芯片有19种必备材料,其中多数均有极高技术壁垒。而日本在硅晶圆、合成半导体晶圆、光罩等14种重要材料方面分别占据超过50%的份额,在全球半导体材料行业长期保持着绝对优势。

这过半的市场份额分别被信越化工(Shin-Etsu)、三菱住友(SUMCO)、住友电木(Sumitomo)、日立化学(Hitachi Chemical)、京瓷化学(KYOCERA)等日本厂商紧紧攥在手中,这些巨头并不如索尼、松下等广为人知,但从某种意义上来讲,更像是半导体市场中的幕后玩家。

1990 年,德国管理学家赫尔曼?西蒙提出过隐形冠军的概念。他认为德国连续23 年保持世界出口第一,靠的并非是世界 500 强之类的大企业,而是不为人知的杰出中小型企业。

纵观信越化学的发展史,它能成功躲开日本半导体产业的衰落,最重要的一点,就在于它是一家重视市场需求的隐形冠军企业。

这家低调的老牌日企成立于1920年代中期,从1939年就开始生产硅产品,最早研制成功了最尖端的300mm硅片,并实现了SOI硅片的量产。早在2017年11月13日,信越化工就曾宣布在全球提高其所有有机硅产品的价格—但这个涨价并没有任何商量的余地,因为它已经占据了全球约27%的硅片供应,其同行三菱住友则垄断了全球约26%的硅片供应。

这不仅是30年前那场世纪之战中留下来的宝贵遗产,更是日本半导体材料制造业坚固的护城河。

韩国寻求突围

近40年的全球化浪潮,令各国之间共同组成世界产业链条上的不同环节。但随着贸易争端的加剧,这一原有的格局或将被打破。

据日本经济新闻报道,当前三星的半导体主要零件中很大一部分依赖于日本企业—在三星公开交易关系的100家主要供应商名单中,日系企业为23家,排在第2位,仅次于韩国企业(39家)。

作为全球存储芯片和显示器面板的主要提供者,韩国企业在DRAM的市场占有率已然超过70%,其重要客户包括苹果、高通等科技巨头,如果因为材料进口受限导致生产受阻,全球供应链都将受到冲击;韩国半导体与显示技术协会会长朴在勤指出,若韩国限制OLED面板或半导体出口,则将影响索尼、夏普等日企巨头的电子产品生产。

作为曾经相互依存的两个半导体大国,韩国也正在寻求解决方案。

8月6日,韩国宣布将投入近65亿美元,用于研发国内零部件、半导体原材料和设备。与此同时,韩国也在寻找其他海外材料供应商。有分析师指出,三星将最迟在明年1月从其供应链逐步淘汰日本产品,包括Soulbrain在内的韩国化工企业的股价今年已上涨逾50%。

此前,LG化学首席执行官兼副董事长Shin Hak Cheol曾表示,公司计划加强业务组合和扩大研发活动,并将销售额目标从今年的31万亿韩元增加到2024年底的59万亿韩元(500亿美元)—不难看出,LG化学正在积极抢占全球前五名的市场份额。

对于日韩而言,这场因半导体而起的争端还没有结束,未来将会给他们的产业改善和创新带来更艰巨的挑战。

芯片研发成本上升30%~50%,异构集成渐成新潮流

芯片研发成本上升30%~50%,异构集成渐成新潮流

摩尔定律是否失效了?近年来,这一讨论不绝于耳。

随着芯片工艺技术不断演进,芯片设计和制造成本都在呈指数级增加,去年开始有两家大型芯片制造商先后放弃先进工艺研发,同时,先进工艺每一代至少较上一代增加30%~50%的设计成本。

“技术会继续发展,芯片集成度会继续增加,但是像过去那样提高性能、降低功耗而不增加成本已经不存在了。”近日,在接受第一财经记者专访时,赛灵思中央工程部芯片技术副总裁吴欣告诉记者,除了继续通过晶体管微缩来提高密度之外,异构集成(Heterogeneous Integration,HI)也被认为是增强功能及降低成本的可行方法,是延续摩尔定律的新路径。

研发成本越来越高

芯片行业是典型的人才密集和资金密集型高风险产业,如果没有大量用户摊薄费用,芯片成本将直线上升。华为曾向媒体透露7nm的麒麟980研发费用远超业界预估的5亿美元,紫光展锐的一名工作人员则对记者表示,(5G Modem)研发费用在上亿美元,光流片就特别费钱,还有团队的持续投入,累计参与项目的工程师有上千人。

一方面,制造成本不断攀升。吴欣指出,由于使用多次曝光(multi-patterning),从20nm开始,芯片制造成本便上升很快。“本来一次曝光,现在两次:本来一个机台一天做4000片wafer(晶圆),现在两次曝光只能做2000片了。一片晶圆从头到尾大概需要几十步的光刻过程,假如光刻占设备成本的一半,有一半都需要两次曝光,成本就增加了25%。”

作为芯片制造业中最核心的设备,光刻机也越来越昂贵。“整个业界花了二三十年的时间把EUV(极紫外光)做出来,今后几代光刻都会使用EUV。一台EUV光刻机就可能需要2亿美金。台积电、英特尔的新工艺生产线都需要十几台这样的设备。”吴欣告诉记者。

越来越高的费用也让晶圆代工厂望而却步。格芯(GlobalFoundries)去年8月正式对外宣布放弃7nm和更先进制程的研发,并调整相应研发团队来支持强化的产品组合方案。此前,台联电也宣布放弃12nm先进制程的投资。

据预测,未来5年有能力投入先进制程的晶圆代工厂只有台积电、三星和英特尔,在激烈竞争之下,一定会让定价压力会一路延烧。

另一方面,设计成本也不断上涨,每一代至少增加30~50%的设计成本,主要是“人头费”。吴欣表示,对于芯片设计而言,此前迭代无需考虑新的工艺问题,“只需了解65nm比90nm小多少,可以直接把90nm上的设计拿到65nm工艺上,重新设计一下马上就能做,整个过程半年、一年就完成了。但现在7nm和16nm有很多不一样的地方,不能把16nm的设计直接放到7nm上,从架构到设计到后端都要做很多改变。”

由于芯片设计越来越复杂,设计的周期和人数都要增加。“过去设计一年现在需要两年;过去1000人一年,现在2000人两年,变成四倍了。”对于绝大多数芯片制作厂商而言,这无疑是一个非常大的负担。

因此,对于一些超大数据企业纷纷自己造芯的现象,吴欣指出,“这些芯片本身不一定赚钱,但谷歌、百度、阿里巴巴这些数据公司会想做自己的芯片是因为这会让企业自己的搜索引擎等业务更有效率,在系统层面上能够享受到好处。”

但是对于创业企业而言,资本、人才和客户都存在问题,“即使大如谷歌,做TPU的团队也并不大,远不够设计芯片并维持芯片迭代,需要外包给芯片公司,其他的创业公司又有多少钱和人?”

异构集成成为新潮流

在芯片设计和制造成本越来越高的情况下,异构集成作为先进封装技术越来越受关注,被认为是增加芯片功能,及降低成本的可行方法,也被视为延续摩尔定律的新路径。

异构集成主要指将多个单独制造的部件封装到一个芯片上,以增强功能性和提高工作性能,可以对采用不同工艺、不同功能、不同制造商制造的组件进行封装。通过这一技术,工程师可以像搭积木一样,在芯片库里将不同工艺的小芯片组装在一起。

吴欣举例称,“我们做第一颗异构集成芯片是V2000T。如果当时不用异构集成的话,芯片要大很多。这么大的芯片良率太低,一片12寸的晶圆在当时只能出两个通过良品测试的芯片。“

他解释称,良率和面积并不是线性关系,而是呈指数关系,“如果把这颗原本很大的芯片切分成四块,每片晶圆能有100个通过良品测试的裸晶片,再把每四个组成一颗完整的芯片,就可以有25颗芯片。考虑到额外的一些损失,即使损失一半也还剩12颗;对客户来说,也不需要花6倍的价钱去买。”

以赛灵思的FPGA产品为例,吴欣告诉记者,通过采用异构集成技术,最近几代FPGA容纳的最大逻辑单元数量比起仅靠摩尔定律增加了70%甚至一倍以上。

不过,异构集成在延续摩尔定律的同时也面临可靠性、散热、测试难度等多方面的挑战。

更复杂的封装技术意味着测试也更难。常规的芯片测试中,一个芯片测试后进行封装再进行整体测试。而系统化封装中,对每个小芯片的性能测试以及整体系统的测试无疑让芯片测试变得更加复杂。

吴欣指出,异构集成并不简单,要让集成的芯片和单片芯片具有一样的可靠性需要很多工作。

同时,他强调,异构集成时代更看重终端应用场景,而不是功能越强越好,“以前摩尔定律的黄金时代,芯片工艺从90nm到65nm到40nm,不用想,40nm肯定比65nm要好。 但是异构集成不是这样,能力越强成本也越高,并不存在哪种技术一定更好,而是说你的产品最适合哪个就去选哪个。”

投资60亿元 中科北方鞍山12英寸芯片基底材料项目已开工

投资60亿元 中科北方鞍山12英寸芯片基底材料项目已开工

据鞍山日报报道,近日,总投资60亿元的中科北方芯片基底材料项目已经奠基开工。此外,中科北方鞍山项目指挥部和辽宁科兴半导体科技有限公司也已经揭牌,吹响了中科北方全面进军鞍山的号角。

鞍山日报指出,这是20多年来,在鞍山高新区落地投资规模最大、采用水平最高、技术创新能力最强的一个高新技术项目。

资料显示,中科北方投资发展有限公司此前在鞍山高新区注册了辽宁科兴半导体科技有限公司,注册资本30亿元,拟建设芯片基底材料(SOI)基地项目。

据了解,该项目预计总投资60亿元,征地9.4万平方米。建设年产12寸芯片基底材料(SOI)100万片,预计年销售收入60亿元。项目分两期建设,项目一期投资30亿元,建设年产12寸芯片基底材料(SOI)50万片。建筑面积3.5万平方米,其中洁净厂房3000平方米、研发办公楼5000平方米。

氮化镓市场风口来临 国内哪些企业在布局?

氮化镓市场风口来临 国内哪些企业在布局?

日前,华为旗下哈勃投资入股山东天岳的消息,以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料再次走入大众视野,引起业界重点关注。

事实上,随着半导体技术不断进步,对半导体器件性能、效率、小型化要求的越来越高,传统硅半导体材料逐渐无法满足性能需求,碳化硅、氮化镓等第三代半导体材料凭借着优异的性能,早已成为当前世界各国竞相布局的焦点,我国在加速发展集成电路产业的同时,把发展第三代半导体技术列入国家战略。

如今5G时代到来,将推动半导体材料实现革命性变化。其中,氮化镓器件以高性能特点广泛应用于通信、国防等领域,其市场需求有望在5G时代迎来爆发式增长。风口来临,我国目前有哪些企业在布局?下面将从衬底、外延片、制造及IDM几大分类盘点国内氮化镓主要企业。

GaN衬底企业

· 东莞市中稼半导体科技有限公司

东莞市中镓半导体科技有限公司成立于2009年1月,总部设于广东东莞,总注册资本为1.3亿元人民币,总部设立厂房办公区等共17000多平方米,并在北京有大型研发中心,为中国国内一家专业生产氮化镓衬底材料的企业。

官网显示,中镓半导体已建成国内首家专业的氮化镓衬底材料生产线,制备出厚度达1100微米的自支撑GaN衬底,并能够稳定生产。2018年2月,中镓半导体实现4英寸GaN自支撑衬底的试量产。

· 东莞市中晶半导体科技有限公司

东莞市中晶半导体科技有限公司成立于2010年,是广东光大企业集团在半导体领域继中镓半导体、中图半导体后布局的第三个重点产业化项目。

中晶半导体主要以HVPE设备等系列精密半导体设备制造技术为支撑,以GaN衬底为基础,重点发展Mini/MicroLED外延、芯片技术,并向新型显示模组方向延展;同时,中晶半导体将以GaN衬底材料技术为基础,孵化VCSEL、电力电子器件、化合物半导体射频器件、车灯封装模组、激光器封装模组等国际前沿技术,并进行全球产业布局。

· 苏州纳维科技有限公司

苏州纳维科技有限公司成立于2007年,致力于氮化镓单晶衬底的研发与产业化,实现了2英寸氮化镓单晶衬底的生产、完成了4英寸产品的工程化技术开发、突破了6英寸的关键技术,现在是国际上少数几家能够批量提供2英寸氮化镓单晶产品的单位之一。

据官网介绍,目前纳维科技GaN单晶衬底产品已提供给300余家客户使用,正在提升产能向企业应用市场发展,重点突破方向是蓝绿光半导体激光器、高功率电力电子器件、高可靠性高功率微波器件等重大领域。

· 镓特半导体科技(上海)有限公司

镓特半导体科技(上海)有限公司成立于2015年4月,主要从事大尺寸的高质量、低成本氮化镓衬底的生长,以推动诸多半导体企业能够以合理价来购买并使用氮化镓衬底。镓特半导体已自主研发出HVPE设备,并用以生长高质量的氮化镓衬底。

官网显示,借助自主研发的HVPE设备,镓特半导体已成功生长出4英寸的自支撑氮化镓衬底。镓特半导体表示,未来几年内将建成全球最大的氮化镓衬底生长基地,以此进一步推广氮化镓衬底在半导体材料市场上的广泛应用,并将依托自支撑GaN衬底进行中下游的高端LED、电力电子及其他器件的研发和制造。

GaN外延片企业

· 苏州晶湛半导体有限公司

苏州晶湛半导体有限公司成立于2012年3月,致力于氮化镓(GaN)外延材料的研发和产业化。2013年8月,晶湛半导体开始在苏州纳米城建设GaN外延材料生产线,可年产150mm氮化镓外延片2万片;2014年底,晶湛半导体发布其商品化8英寸硅基氮化镓外延片产品。

官网介绍称,截至目前,晶湛半导体已完成B轮融资用于扩大生产规模,其150mm的GaN-on-Si外延片的月产能达1万片。晶湛半导体现已拥有全球超过150家的著名半导体公司、研究院所客户。

· 聚能晶源(青岛)半导体材料有限公司

聚能晶源(青岛)半导体材料有限公司成立于2018年6月,专注于电力电子应用的外延材料增长。针对外延材料市场,聚能晶源正在开发硅基氮化镓材料生长技术并销售硅基氮化镓外延材料作为产品。

2018年12月,聚能晶源成功研制了达到全球业界领先水平的8英寸硅基氮化镓(GaN-on-Si)外延晶圆。该型外延晶圆在实现了650V/700V高耐压能力的同时,保持了外延材料的高晶体质量、高均匀性与高可靠性,可以完全满足产业界中高压功率电子器件的应用需求。

· 北京世纪金光半导体有限公司

北京世纪金光半导体有限公司成立于2010年12月,经过多年发展,世纪金光已成为集半导体单晶材料、外延、器件、模块的研发、设计、生产与销售于一体的、贯通第三代半导体全产业链的企业。

在碳化硅领域,世纪金光已实现碳化硅全产业链贯通,氮化镓方面,官网显示其目前则以氮化镓基外延片为主。

· 聚力成半导体(重庆)有限公司

聚力成半导体(重庆)有限公司成立于2018年9月,是重庆捷舜科技有限公司在大足区设立的公司。2018年9月,重庆大足区政府与重庆捷舜科技有限公司签约,拟在重庆建设“聚力成外延片和芯片产线项目”。

2018年11月,聚力成半导体(重庆)有限公司举行奠基仪式,项目正式开工。该项目占地500亩,计划投资50亿元,将在大足高新区建设集氮化镓外延片、氮化镓芯片的研发与生产、封装测试、产品设计应用为一体的全产业链基地。2019年6月5日,该项目一期厂房正式启用,预计将于今年10月开始外延片的量产。

GaN制造企业

· 成都海威华芯科技有限公司

成都海威华芯科技有限公司成立于2010年,是国内首家提供6英寸砷化镓/氮化镓微波集成电路的纯晶圆代工企业。据了解,海威华芯由海特高新和央企中电科29所合资组建,2015年1月,海特高新以5.55亿元收购海威华芯原股东股权,并以增资的方式取得海威华芯52.91%的股权成为其控股股东,从而涉足高端化合物半导体集成电路芯片研制领域。

海威华芯6英寸第二代/第三代半导体集成电路芯片生产线已于2016年8月投入试生产。官网显示,海威华芯已开发了5G中频段小于6GHz的基站用氮化镓代工工艺、手机用砷化镓代工工艺,发布了毫米波频段用0.15um砷化镓工艺。砷化镓VCSEL激光器工艺、电力电子用硅基氮化镓制造工艺在2019年也取得了较大的进展。

· 厦门市三安集成电路有限公司

厦门市三安集成电路有限公司成立于2014年,是LED芯片制造公司三安光电下属子公司,基于氮化镓和砷化镓技术经营业务,是一家专门从事化合物半导体制造的代工厂,服务于射频、毫米波、功率电子和光学市场,具备衬底材料、外延生长以及芯片制造的产业整合能力。

三安集成项目总规划用地281 亩,总投资额30亿元,规划产能为30万片/年GaAs高速半导体外延片、30万片/年GaAs高速半导体芯片、6万片/年GaN高功率半导体外延片、6万片/年GaN高功率半导体芯片。官网显示,三安集成在微波射频领域已建成专业化、规模化的4英寸、6英寸化合物晶圆制造产线,在电子电路领域已推出高可靠性、高功率密度的SiC功率二极管及硅基氮化镓功率器件。

· 华润微电子有限公司

华润微电子有限公司是华润集团旗下负责微电子业务投资、发展和经营管理的企业,亦是中国本土具有重要影响力的综合性微电子企业,其聚焦于模拟与功率半导体等领域,业务包括集成电路设计、掩模制造、晶圆制造、封装测试及分立器件,目前拥有6-8英寸晶圆生产线5条、封装生产线2条、掩模生产线1条、设计公司3家,为国内拥有完整半导体产业链的企业。

2017年12月,华润微电子完成对中航(重庆)微电子有限公司(后更名为“华润微电子(重庆)有限公司”)的收购,重庆华润微电子采用8英寸0.18微米工艺技术进行芯片生产,并在主生产线外建有独立的MEMS和化合物半导体工艺线,具备氮化镓功率器件规模化生产制造能力。

· 杭州士兰微电子股份有限公司

杭州士兰微电子股份有限公司成立于成立于1997年,专业从事集成电路芯片设计以及半导体相关产品制造,2001年开始在杭州建了第一条5英寸芯片生产线,现已成为国内集成电路芯片设计与制造一体(IDM)企业。

近年来,士兰微逐步布局第三代化合物功率半导体。2017年,士兰微打通一条6英寸的硅基氮化镓功率器件中试线。2018年10月,士兰微厦门12英寸芯片生产线暨先进化合物半导体生产线开工,其中4/6英寸兼容先进化合物半导体器件生产线总投资50亿元,定位为第三代功率半导体、光通讯器件、高端LED芯片等。

GaN IDM企业

· 苏州能讯高能半导体公司

苏州能讯高能半导体有限公司成立于2011年,致力于宽禁带半导体氮化镓电子器件技术与产业化,为5G移动通讯、宽频带通信等射频微波领域和工业控制、电源、电动汽车等电力电子领域等两大领域提供高效率的半导体产品与服务。

能讯半导体采用整合设计与制造(IDM)的模式,自主开发了氮化镓材料生长、芯片设计、晶圆工艺、封装测试、可靠性与应用电路技术,目前公司拥有专利256项。该公司在江苏建有一座氮化镓(GaN)电子器件工厂,厂区占地55亩,累计投资10亿元。

· 江苏能华微电子科技发展有限公司

江苏能华微电子科技发展有限公司成立于2010年6月,是由国家千人计划专家朱廷刚博士领衔的、由留美留澳留日归国团队创办的一家专业设计、研发、生产、制造和销售以氮化镓为代表的复合半导体高性能晶圆、以及用其做成的功率器件、芯片和模块的高科技公司。

能华微电子先后承担了国家电子信息产业振兴和技术改造专项的大功率GaN功率电子器件及其材料的产业化项目、国家重点研发计划战略性先进电子材料重点专项的GaN基新型电力电子器件关键技术项目等。2017年,能华微电子建成8英寸氮化镓芯片生产线并正式启用。

· 英诺赛科(珠海)科技有限公司

英诺赛科(珠海)科技有限公司成立于2015年12月,该公司采用IDM 全产业链模式,致力于打造一个集研发、设计、外延生长、芯片制造、测试与失效分析为一体的第三代半导体生产平台。2017年11月,英诺赛科的8英寸硅基氮化镓生产线通线投产,成为国内首条实现量产的8英寸硅基氮化镓生产线,主要产品包括30V-650V氮化镓功率与5G射频器件。

2018年6月,总投资60亿元的英诺赛科苏州半导体芯片项目开工,今年8月30日项目主厂房封顶,预计12月底生产设备正式进厂,2020年可实现规模化量产。该项目聚焦在氮化镓和碳化硅等核心产品,将打造将成为集研发、设计、外延生产、芯片制造、分装测试等于一体的第三代半导体全产业链研发生产平台。

· 大连芯冠科技有限公司

大连芯冠科技有限公司成立于2016年3月,该公司采用整合设计与制造(IDM)的商业模式,主要从事第三代半导体硅基氮化镓外延材料及电力电子器件的研发、设计、生产和销售,产品应用于电源管理、太阳能逆变器、电动汽车及工业马达驱动等领域。

官网介绍称,芯冠科技已建成首条6英寸硅基氮化镓外延及功率器件晶圆生产线。2019年3月,芯冠科技在国内率先推出符合产业化标准的650伏硅基氮化镓功率器件产品(通过1000小时HTRB可靠性测试),并正式投放市场。

· 江苏华功半导体有限公司

江苏华功半导体有限公司成立于2016年5月,注册资本为2亿元人民币,一期投入10亿元人民币。官网介绍称,目前公司已全面掌握大尺寸Si衬底高电导、高耐压、高稳定性的GaN外延技术并掌握具有自主知识产权的增强型功率电子器件制造技术。

根据官网显示,华功半导体可提供2英寸、4英寸、6英寸及8英寸GaN-on-Si功率电子器件用外延片产品,并基于华功自有知识产权的GaN-on-Si外延技术设计和制造,提供650V/5A-60A系列化高速功率器件。

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