10月25日,2019第十四届“中国芯”集成电路产业促进大会暨 “中国芯”优秀产品征集结果发布仪式成功举办。本次大会由中国电子信息产业发展研究院(赛迪研究院)、青岛高新技术产业开发区管委会、中国半导体行业协会共同主办。
2019第十四届“中国芯”集成电路产业促进大会——5G通信芯片高峰论坛于10月26日在青岛顺利召开。此次论坛由中国电子信息产业发展研究院主办,由赛迪智库集成电路研究所夏梦阳主持。论坛以“乘5G之风,铸中国之芯”为主题,邀请了业内知名企业代表和专家,围绕小基站、射频前端、芯片制造技术、创新平台、射频滤波器、FEM产业化等多角度进行了交流讨论。
京信通信系统(中国)有限公司京信集团研究院院长杨波先生作了题为《5G小基站的发展思考》的报告,核心观点包括:
1、Massive MIMO和UDN(超密集组网)是解决容量问题的两大技术方向。Massive MIMO技术随着5G的发展已经家喻户晓,Massive MIMO技术的问题在于对空间隔离度的要求较高,功耗和成本都相对较高。UDN是高通公司主推的技术方案,UDN技术的主要问题在于低频时干扰过大,实际使用效果提升有限。
2、面向未来,毫米波小基站融合了Massive MIMO和UDN技术,是提供超大容量的完美方案。5G通信应用毫米波技术后,小基站的发展能够更上一个台阶。
3、面向未来,频谱、网络、终端和应用是5G取得成功,尤其是在垂直行业取得成功的四个关键要素。5G网络发展的趋势:一是5G需要更加开放频谱的管理策略,二是在垂直行业应用会和WLAN进行竞合。
4、小基站的核心芯片主要包括基带芯片、交换芯片、前传和射频芯片。小基站基带芯片具有三个特点:一是普遍定制,二是通用处理芯片的通信运算能力已能媲美DSP,三是5G小基站基带芯片方案仍较碎片化。交换芯片一般采用FPGA,随着小基站IP化和标准化的逐步推进,一些通用的交换机芯片也可以支持5G。小基站前传和射频芯片链路与终端相似,其指标要求高于终端设备,集成度低于终端设备。
北京昂瑞微电子技术有限公司副总裁黄鑫先生作了题为《全球射频前端发展趋势与中国公司的对策和出路》的报告,核心观点如下:
1、射频前端是推动无线连接的核心引擎。5G时代,射频前端是增长最快,最确定的方向之一。
2、5G射频前端频段数目和价值会快速增加,5G旗舰机全部射频前端芯片的合计价值可能会超过基带芯片。
3、国产射频前端芯片主要集中在中低端,同质化比较严重,竞争非常激烈,国产射频前端芯片毛利率较低,高品质滤波器与国际先进水平差距很大。国内厂商以设计为主,制造外包。国外厂商以IDM为主,门槛较高,产能保证和品质管控会比较好。
4、中国公司的对策及出路是从保证供应链安全、上下游协同发展、知识产权保护、5G国产化、人才培养、持续投入、走向全球等方面努力,走协同化、高端化、全球化、市场化的发展道路。
中国半导体行业协会专家委员会委员余山先生作了题为《5G通信核心集成电路制造技术和测试》的报告,核心观点包括:
1、先进Si基CMOS逻辑工艺,用于制造基带芯片和应用处理器等SoC芯片,目前最新先进的制造工艺是7nm第二代含EUV的工艺。FPGA目前最先进制造工艺是14nm FinFET工艺。
2、Si基RF CMOS工艺主要应用于制造射频收发器,最先进的工艺节点为22nm,带有RF无源器件工艺模块,如电容和电感等。
3、Si基模拟电路CMOS工艺主要用于数字和模拟信号的相互转换和处理芯片制造,如ADC/DAC和DSP,目前最先进的工艺节点为28nm。目前国内ADC/DAC多用8英寸0.13μm和0.18μm工艺制造。
4、Si基LDMOS工艺,工艺节点不太先进,多用8英寸0.13μm和0.18μm工艺,具备大功率高频线性的特点。GaAs和GaN基半导体器件工艺,不太强调工艺节点和晶圆尺寸,依据材料的特性,用于手机终端和基站的功率放大器件的制造。陶瓷/介质材料的半导体器件工艺,用于制造滤波器。
广东省未来通信高端器件创新中心(深圳市汇芯通信技术有限公司)副总经理许明伟先生作了题为《广东省中高频器件创新中心介绍和思考》的报告,核心观点如下:
1、手机SoC芯片,更像是一个现代大工业的产品,依赖于先进的工艺集成和良好的团队合作。从产业分工角度,手机SoC芯片把设计和制造进行了比较好的分离,在一个相对较短的周期里不断更新产品,一旦企业错失一代产品机遇,就很有可能会被淘汰出局。手机SoC芯片市场是一个高度垄断的市场。
2、基站射频芯片市场,更像是一个具有工匠性质的小市场,基于对产品多品种小批量的基本需求特征,以及对产品可靠性的高要求,使得基站射频芯片市场更多依赖垂直性的积累,既包括IDM的垂直整合,也包括基于长期迭代性的产品积累。基站射频芯片市场也基本都是寡头垄断的市场。
3、寡头垄断的细分市场背后重要的原因:一是“软件”的积累,从特色工艺、生产制造到产品设计的垂直整合技术积累,尤其是长期的技术“Know-How”的积累,为企业提供高技术门槛,保障“工艺-制造-设计”的多重产品技术优势。二是“硬件”的积累,加载了特色工艺、投资在数亿至十美元的专用FAB厂为多重技术积累提供了后续的支持,而且这样的FAB厂基本完成设备折旧,让企业没有资产回报率的包袱。
4、企业在高性能细分芯片市场中遇到的很多困难都集中在从中试到量产之间的过程。从中试到量产之间的验证过程是一个非常高风险、高投入的过程。
深圳市麦捷微电子科技股份有限公司副总经理王磊先生作了题为《射频滤波器产业现状及发展趋势》的报告,核心观点包括:
1、未来多种滤波器会呈现共存关系。射频环境是多频段多功率的复杂环境,需要多种滤波器协同,因此SAW、BAW、IHP、LTCC、IPD等滤波器将共存共生。
2、5G频段增加会带来了滤波器需求的倍增,频段划分的变化也会增加射频前端的复杂性。BAW和LTCC将成为高频滤波器的主流。
3、预计到2027年,BAW滤波器年出货量约150亿只,金额约27亿美元;SAW滤波器年出货量约600亿只,金额约20亿美元;IPD滤波器年出货量约为300亿只,金额约12亿美元;LTCC滤波器年出货量约280亿只,金额约9亿美元。
4、滤波器未来的应用场景主要包括授权辅助接入(LAA)、IoT、多工器、上行载波聚合(ULCA)、4×4 MIMO等。其中,4×4 MIMO滤波器市场增速最大,未来十年复合增长率约40%。预计到2027年,滤波器应用在FEM模块的比例将达70%左右。
重庆西南集成电路设计有限责任公司副总经理余晋川先生作了题为《高性能FEM产业化的挑战》的报告,核心观点如下:
1、FEM模组是多器件的组合,在Sub-6GHz频段,主要采用SiP工艺;在毫米波频段,将采用Fanout工艺。
2、随着通道数增加,每一个通道对发射功率的要求降低,未来FEM可能有机会用硅基来做。
3、FEM器件/模组要经过的三个考验,一是性能指标的适应性和兼容性,二是性能指标的一致性和可靠性,三是产品交付能力的体系支撑。