全球最快物聯(lián)網(wǎng)市場,國產(chǎn)傳感芯片不能慢

責(zé)任編輯:zsheng

作者:趙妍

2018-07-10 07:36:45

摘自:通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)

2009年我國提出“感知中國”,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,開啟了我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新紀(jì)元。歷經(jīng)七年,我國物聯(lián)網(wǎng)形成了包括芯片、設(shè)備、軟件、應(yīng)用等相對完善的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,從市場規(guī)模來看,2016年物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模高達(dá)9000億。

2009年我國提出“感知中國”,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,開啟了我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新紀(jì)元。歷經(jīng)七年,我國物聯(lián)網(wǎng)形成了包括芯片、設(shè)備、軟件、應(yīng)用等相對完善的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,從市場規(guī)模來看,2016年物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模高達(dá)9000億。我國建成了全球最大的NB-IoT網(wǎng)絡(luò),形成了最為活躍的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場。

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)內(nèi)部層次分明,感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層與應(yīng)用層,各自形成獨(dú)立市場,各有專業(yè)玩家,呈現(xiàn)出不同生態(tài)。

我國物聯(lián)網(wǎng)各細(xì)分領(lǐng)域都處于高速發(fā)展階段,但與此同時(shí),我國在物聯(lián)網(wǎng)傳感器方面有待突破。“目前我們最缺乏的是感知能力。”工業(yè)和信息化部原副部長、北京大學(xué)教授楊學(xué)山在2018中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)大會上曾表示,中國的物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)歷了七年多發(fā)展,無論是在技術(shù)還是應(yīng)用領(lǐng)域,都取得了巨大的進(jìn)步,但總體來看還存在不足。

感知是瓶頸

在物聯(lián)網(wǎng)各項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)中,感知技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的根底和核心,同時(shí)也是制約我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最大瓶頸。數(shù)據(jù)顯示,我國傳感器市場中約70%的份額被外資企業(yè)占據(jù),我國本土企業(yè)市場份額較小,而主要集中在技能層次低的領(lǐng)域。

“由于傳感器門類眾多,技術(shù)門檻不一,我國在常規(guī)的傳感器方面有所布局,但高精度的傳感器是短板。”河南師范大學(xué)從事物聯(lián)網(wǎng)研究的教授袁培燕向《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》(網(wǎng))記者表示,集成電路的特征尺寸越小意味著該器件的集成度越高,性能越好,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中傳感器的尺寸越小對于系統(tǒng)在布置時(shí)也意味著更加方便、性能更優(yōu)。

作為智能化、小型化傳感器的代表,MEMS利用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝和材料,集微型傳感器、微型執(zhí)行器、微機(jī)械機(jī)構(gòu),以及信號處理和控制電路等于一體的微型器件或系統(tǒng),是未來傳感器的發(fā)展方向,也是物聯(lián)網(wǎng)的核心。廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星、運(yùn)載火箭、航空航天設(shè)備、飛機(jī)、汽車、機(jī)器人等領(lǐng)域。

如果我國不能掌握MEMS傳感器的制造技術(shù)并主導(dǎo)其生產(chǎn),無疑將阻礙本土物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)前進(jìn)的步伐。

追根溯源:物聯(lián)網(wǎng)大腦

感知能力的不足,追根溯源是芯片問題。作為物聯(lián)網(wǎng)的“大腦”,芯片是物聯(lián)網(wǎng)幾乎所有環(huán)節(jié)都必不可少的關(guān)鍵部件之一。依據(jù)芯片功能的不同,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中所需芯片既包括集成在傳感器、無線模組中, 實(shí)現(xiàn)特定功能的芯片,也包括嵌入在終端設(shè)備中,提供“大腦”功能的系統(tǒng)芯片——嵌入式微處理器,一般是MCU/SoC形式。

記者通過梳理發(fā)現(xiàn),在物聯(lián)網(wǎng)芯片廠商中,既有傳統(tǒng)的國際半導(dǎo)體巨頭,如ARM、英特爾、高通、飛思卡爾、德州儀器、意法半導(dǎo)體等。也有國內(nèi)廠商包括:華為海思、展訊、北京君正等。

國外廠商在無線通信芯片、傳感器芯片、嵌入式微控制設(shè)計(jì)等領(lǐng)域均占據(jù)一席之地,而國內(nèi)廠商從特定細(xì)分領(lǐng)域入手,包括無線通信芯片、安全芯片等,在設(shè)計(jì)、制造、封測等也有涉足。但在傳感器芯片領(lǐng)域幾乎看不到國內(nèi)企業(yè)的身影。

突破瓶頸 任重道遠(yuǎn)

“物聯(lián)網(wǎng)芯片是比較復(fù)雜的一個(gè)產(chǎn)業(yè),涉及到研發(fā)、設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)等環(huán)節(jié)。”中國移動北京集成電路創(chuàng)新中心總經(jīng)理肖青向《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》(網(wǎng))記者表示,“我國在材料、制程以及工藝等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域缺乏積累,所以這是一個(gè)長期的過程。”

以MEMS為例,它用微加工技術(shù)將各種產(chǎn)品整合到基于硅的微電子芯片上,MEMS工藝與傳統(tǒng)的IC工藝有許多相似之處,如光刻、薄膜沉積、摻雜、刻蝕、化學(xué)機(jī)械拋光工藝等,但有些復(fù)雜的微結(jié)構(gòu)難以用IC工藝實(shí)現(xiàn),必須采用微加工技術(shù)制造。包括硅的體微加工技術(shù)、表面微加工技術(shù)和特殊微加工技術(shù)。除此之外,MEMS制造還廣泛地使用多種特殊加工方法,法包括鍵合、LIGA、電鍍、軟光刻、微模鑄、微立體光刻與微電火花加工等。

同通用芯片一樣,傳感芯片的生產(chǎn)制作過程尤為復(fù)雜。而且,在芯片生產(chǎn)加工中需要的材料中國產(chǎn)材料的使用率不足15%,高端制程和先進(jìn)封裝領(lǐng)域,半導(dǎo)體材料的國產(chǎn)化率更低,且部分產(chǎn)品面臨嚴(yán)重的專利技術(shù)封鎖。

物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)的薄弱,需要長期投入和重視,基礎(chǔ)技術(shù)的進(jìn)步最大的動力來自于科技的突破。袁培燕表示。中國目前的科研體系包括經(jīng)費(fèi)體系、科研考核體系都需要改革。

自主創(chuàng)新是必須要走的路,此外引進(jìn)吸收和國際合作必不可少。“芯片產(chǎn)業(yè)是一個(gè)高度分工協(xié)作的產(chǎn)業(yè)。一部手機(jī)里面就有幾十顆芯片,全部靠自主來解決并不現(xiàn)實(shí)。”肖青表示。

此外,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要生態(tài)的建設(shè)。矽力杰市場總監(jiān)王永斌表示,物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模應(yīng)用需要平臺的搭建,巨頭企業(yè)的加入,以及5G網(wǎng)絡(luò)的成熟。

記者手札

暗自生長的力量

翻閱了一些中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的報(bào)告之后,因?yàn)橄敫蟪潭鹊牧私庵袊锫?lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的真實(shí)情況,采訪了高??蒲腥藛T、集成電路研發(fā)人員以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用企業(yè)人員。“傳感器芯片是短板,很大程度上是源于目前缺少平臺和規(guī)模應(yīng)用來帶動,有了平臺和應(yīng)用,芯片研發(fā)1-2年應(yīng)該可以出來。”,“我們局部在追趕,像NB-IoT我國已經(jīng)掌握很大的話語權(quán),在NB-IoT芯片設(shè)計(jì)研發(fā),產(chǎn)業(yè)化方面都做得不錯(cuò),尤其是隨著5G中國領(lǐng)跑,將帶來更多改變。”“在一些常規(guī)的傳感器領(lǐng)域,我國已經(jīng)有不少應(yīng)用。”采訪中,這些來自不同領(lǐng)域的受訪者表達(dá)著對中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的樂觀。我想,這些樂觀并非盲目,中國巨大的應(yīng)用市場,以及越來越多的本土巨頭企業(yè)的加入,讓中國物聯(lián)網(wǎng)有了更遒勁的暗自生長的力量。

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