超全面的芯片百寶箱，十種最常見的芯片產(chǎn)業(yè)特點

芯片作為一種最常見的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于生活的方方面面，隨著國家對芯片產(chǎn)業(yè)的重視加強，越來越多的中國芯片企業(yè)開始在全球市場上嶄露頭角。芯片并非千篇一律，目前廣泛應(yīng)用的芯片有近百種，常見的也很多，比如下面的十種芯片，它們的產(chǎn)業(yè)特點是什么，一起來學(xué)習(xí)下吧！

一、ADC芯片產(chǎn)業(yè)的特點

目前ADC芯片主要的供應(yīng)商是德州儀器、亞德諾等公司，中國是全球最主要的ADC芯片需求方，但是國內(nèi)能造出高精度的ADC芯片企業(yè)微乎其微，即便造出來了，性能和價格也無法跟上市場的節(jié)奏。可以這么說，在核心的ADC芯片供給率上，國產(chǎn)占有率幾乎為零。

芯片有幾千種，ADC芯片就是最難造的幾種之一。ADC也叫模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是指將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號的器件。真實世界的模擬信號，例如溫度、壓力、聲音或者圖像等，需要轉(zhuǎn)換成更容易儲存、處理和發(fā)射的數(shù)字形式。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器可以實現(xiàn)這個功能，在各種不同的產(chǎn)品中都可以找到它的身影，在實際應(yīng)用中，為了實現(xiàn)微型化，通常做成ADC芯片。

造芯片是非常精密的工藝，通常芯片單位為納米，一納米也就是十萬分之一毫米，這對設(shè)計、制造工藝都有非常嚴(yán)格、高標(biāo)準(zhǔn)的要求。僅從產(chǎn)品種類來說，芯片的種類就有幾十種大門類，上千種小門類，如果涉及設(shè)備流程的話就更多了。以通信基站為例，里面有上百顆芯片，基站發(fā)射回收信號，收回信號后首先要有芯片濾波；然后還有芯片將這種特別小的信號放大；再有芯片進(jìn)行解析、處理；然后是芯片負(fù)責(zé)傳輸、分發(fā)等等，每個過程都需要芯片處理。

由于系統(tǒng)的實際對象往往都是一些溫度、壓力、位移、圖像等模擬信號，要使計算機或數(shù)字產(chǎn)品等能識別、處理這些信號，必須首先將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，這就需要ADC。而經(jīng)計算機分析、處理后輸出的數(shù)字量也往往需要將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模擬信號才能為執(zhí)行機構(gòu)所接受。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2017年ADC芯片銷售額為545億美元，預(yù)計到2022年，全球ADC芯片市場規(guī)模可達(dá)748億美元，市場前景非常可觀。未來幾年支撐ADC芯片增長的主要驅(qū)動力是5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子等新興應(yīng)用，這些相關(guān)的產(chǎn)品或技術(shù)對信號處理的需求大漲。

高精度的ADC芯片難造，目前幾乎一半的電子產(chǎn)品中，都有ADC芯片，隨著客戶對電子產(chǎn)品信號要求越來越高，高精度的ADC芯片成市場剛需。全球能生產(chǎn)出高性價比的高精度的ADC芯片的企業(yè)不到十家，而又以美國企業(yè)為主。一款好的ADC芯片體現(xiàn)在高精度、低功耗、轉(zhuǎn)換效率等指標(biāo)上，目前制造ADC芯片的溫度傳感器和高精度振蕩器非常緊缺，這也是國內(nèi)企業(yè)的一大痛點。

除此之外，隨著全球微型化工藝的進(jìn)步，ADC芯片在尺寸上越來越??；同時客戶對芯片的耐操性逐漸提升，這要求芯片在選型上更加精確，這給芯片的通道選擇、PGA選擇、輸出速率等選擇上增加了很大的難度，對于初創(chuàng)企業(yè)而言，進(jìn)軍ADC芯片就是一個不斷挑戰(zhàn)的“巨坑”。

ADC芯片產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代快，芯片產(chǎn)業(yè)遵循摩爾定律，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍，也就是每一美元所能買到的電腦性能，將每隔18-24個月增加一倍。ADC芯片產(chǎn)業(yè)比普通的芯片更新迭代更快。據(jù)悉，全球ADC芯片行業(yè)大致以4-6年為一個周期，更新的速度與宏觀經(jīng)濟、下游應(yīng)用需求及自身產(chǎn)能庫存等因素密切相關(guān)，電子產(chǎn)品更新快，那么ADC芯片性能必然也快。

ADC芯片生產(chǎn)工序多，芯片制造本來涉及的工藝多，幾千道工序想想就可怕。ADC芯片相對于普通芯片，生產(chǎn)的工序非常復(fù)雜。ADC芯片一般包含操作寄存器、中斷寄存器、轉(zhuǎn)換存儲控制器，在工藝制造過程中，ADC芯片有一個步驟需要消除ADC發(fā)泡劑工序產(chǎn)生的酸霧和雜質(zhì)，這樣才能保住轉(zhuǎn)換信號的精度，在制造上，對機器和環(huán)境的要求頗高。

二、硅光芯片產(chǎn)業(yè)

硅光芯片是光子芯片中最常見的一種，這種芯片利用的是半導(dǎo)體發(fā)光技術(shù)。2016 年，科學(xué)家們提出了一種使用光子代替電子為理論基礎(chǔ)的計算芯片架構(gòu)，由于光和透鏡的交互作用過程本身就是一種復(fù)雜的計算，并使用多光束干涉技術(shù)，就可讓相關(guān)系尋反應(yīng)所需要的計算結(jié)果，這種芯片架構(gòu)也叫可程序設(shè)計納米光子處理器。

近日，有媒體報道，我國自行研制成功的“100G硅光收發(fā)芯片”正式投產(chǎn)使用。據(jù)OFweek電子工程網(wǎng)獲悉，這款硅光芯片面積不到30平方毫米，但是上面集成了光發(fā)送、調(diào)制、接收等六十多個有源和無源光元件，是目前國際上已報道的集成度最高的商用硅光子集成芯片之一。

能取得這樣的成績并不驚訝，因為我國對硅光芯片產(chǎn)業(yè)非常重視。一方面是由于我國是通訊大國，通訊技術(shù)是衡量大國的關(guān)鍵指標(biāo)之一，而光通信最關(guān)鍵的技術(shù)就是光子芯片；另一方面是我國電子芯片產(chǎn)業(yè)相對薄弱，全球光子芯片產(chǎn)業(yè)剛剛起步，對于我們并肩歐美甚至趕超，這是一個很好的超車機遇。

我們要想真正在硅光芯片上成為全球的領(lǐng)導(dǎo)者，不是砸點資金和人力就可以實現(xiàn)。因為目前美國、日本在這個產(chǎn)業(yè)上也投入了重金和精力，中國的優(yōu)勢并不明顯，甚至有點落后。目前，國內(nèi)僅有光迅科技、海信、華為、烽火等少數(shù)廠商可以生產(chǎn)中高端芯片，但總體供貨有限，高端芯片嚴(yán)重依賴于博通、三菱等美日公司。

硅光芯片發(fā)展的技術(shù)難題有很多。包括硅光子芯片技術(shù)的設(shè)計痛點，硅光芯片的設(shè)計方面面臨著架構(gòu)不完善、體積和性能平衡等難題。硅光芯片的設(shè)計方案有三大主流：前端集成、混合集成和后端集成。前端集成的缺點是面積利用率不高、SOI襯底光/電不兼容、靈活性低和波導(dǎo)掩埋等，在工藝上的成本超高；后端集成在制造方面難度很大，尤其是波導(dǎo)制備目前而言很有挑戰(zhàn)；至于混合集成，雖然工藝靈活，但成本較高，設(shè)計難度大。

硅光子芯片技術(shù)的制造難題，硅光芯片的制造工藝面臨著自動化程度低、產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、設(shè)備緊缺等技術(shù)難關(guān)。由于光波長難以壓縮，過長的波長限制芯片體積微縮的可能。同時光學(xué)裝置須要更精確的做工，因為光束傳輸?shù)男┪⑵顣斐删薮蟮膯栴}，相對需要高技術(shù)及高成本。光子芯片相關(guān)的制程技術(shù)尚有待完善，良品率和成本將是考驗產(chǎn)業(yè)的一大難題。

硅光子芯片面臨的封裝困擾，芯片封裝是任何芯片的必經(jīng)流程，關(guān)于硅光子的芯片封裝問題，這是目前行業(yè)的一大痛點。硅光芯片的封裝主要分為兩個部分，一部分是光學(xué)部分的封裝，一部分是電學(xué)部分的封裝。從光學(xué)封裝角度來說，因為硅光芯片所采用的光的波長非常的小，跟光纖存在著不匹配的問題，與激光器也存在著同樣的問題；不匹配的問題就會導(dǎo)致耦合損耗比較大，這是硅光芯片封裝與傳統(tǒng)封裝相比最大的區(qū)別。用硅光做高速的器件，隨著性能的不斷提升，pin的密度將會大幅度增加，這也會為封裝帶來很大的挑戰(zhàn)。

產(chǎn)業(yè)相關(guān)的器件難題，硅光芯片需要的器件很多，而目前仍有很多相關(guān)技術(shù)難題未解決。如硅基光波導(dǎo)主要面臨的產(chǎn)品化問題：硅基光電子需要小尺寸、大帶寬、低功耗的調(diào)制器。有源光芯片、器件與光模塊產(chǎn)品是重點器件，如陶瓷套管/插芯、光收發(fā)接口等組件技術(shù)目前尚未完全掌握。

在摩爾定律的推動下，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，電子芯片逐漸遇到性能瓶頸，尤其是速度與大數(shù)據(jù)帶來的巨大壓力。光子芯片具有明顯的速度優(yōu)勢，可使芯片運算速度得到巨大提升。伴隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，光子芯片在智能終端、大數(shù)據(jù)、超算等領(lǐng)域?qū)l(fā)揮巨大作用。正是有著如此多的優(yōu)勢和特點，在大數(shù)據(jù)、生命科學(xué)、激光武器等高端領(lǐng)域其作用不可替代。未來，光子芯片的前景廣闊，其應(yīng)用未必比電子芯片少?？梢灶A(yù)見的是， 將來是一個光子芯片、電子芯片平分天下的局面。

三、存儲芯片產(chǎn)業(yè)

存儲芯片作為半導(dǎo)體元器件中不可或缺的組成部分，有著非常廣泛的應(yīng)用，在內(nèi)存、消費電子、智能終端等領(lǐng)域均有運用。隨著大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等發(fā)展，其在整個產(chǎn)業(yè)鏈中扮演的角色將更加重要。過去，我國的存儲芯片基本依賴于進(jìn)口，三星、東芝、SK海力士、美光等美日韓企業(yè)占據(jù)主要市場份額。近年來，國家把集成電路產(chǎn)業(yè)列為“十三五”期間重要的新型戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，國產(chǎn)化“存儲芯片”開始逐步崛起，以長江存儲、晉華、長鑫等國內(nèi)企業(yè)在技術(shù)上不斷取得突破，為“中國芯”貢獻(xiàn)自己的力量。

我國正處在由低端制造業(yè)轉(zhuǎn)向高尖端工業(yè)化的進(jìn)程中，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型迫在眉睫，信息化已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略的一部分，存儲芯片在推動國家信息化上承擔(dān)著關(guān)鍵作用。存儲芯片可分為易失性存儲器和非易失性存儲器，目前主流的存儲器是DRAM與NAND Flash，兩者占存儲器市場的九成以上。

存儲芯片除了滿足基本的存儲功能，未來，帶有各種處理器內(nèi)核的SoC以及集成更多處理能力的FPGA產(chǎn)品將成為市場新需求。對于存儲市場而言，借助FPGA來實施嵌入式解決方案，可以定制實現(xiàn)其系統(tǒng)處理能力、外圍電路和存儲接口，并快速提高產(chǎn)品的核心競爭力。

研發(fā)存儲芯片的意義不僅僅在于其功能與作用上，對于國家而言，大力發(fā)展存儲芯片產(chǎn)業(yè)至少有三層重要的意義。一是降低成本，提升國產(chǎn)化市場占有率。前幾年，內(nèi)存漲價一直是困擾很多國內(nèi)電子廠商的“心病”，由于內(nèi)心芯片的國產(chǎn)化很低，導(dǎo)致很多國外廠商瘋狂漲價，對整個產(chǎn)業(yè)鏈影響很大。而正是外企的壓力，更加堅定了國內(nèi)廠商發(fā)展自產(chǎn)內(nèi)存芯片的決心，以紫光集團為代表的企業(yè)投資了好幾個內(nèi)存廠家。二是掌握核心技術(shù)，不再受制于人。存儲芯片又被稱為電子產(chǎn)品的“糧食”，一般占產(chǎn)品成本的二成左右，在競爭激烈的電子產(chǎn)業(yè)鏈里面，沒有核心技術(shù)的企業(yè)，很容易被“卡脖子”，畢竟誰都不希望“中興”這樣的事情再次發(fā)生。盡管中國是全球最大的手機制造生產(chǎn)基地，但內(nèi)存芯片的自給率不到一成，在動蕩的全球貿(mào)易局勢中，這是一個很大的缺陷。三是助力“大國”崛起，提升國際話語權(quán)。中國自古以來就以“大國”自居，在GDP坐穩(wěn)全球第二的形勢下，產(chǎn)業(yè)化升級成為當(dāng)前的主要任務(wù)之一，芯片技術(shù)作為頂尖的科技，既為企業(yè)賺取了大部分利潤，也能提升國家的話語權(quán)。以美國為例，無論是電腦芯片、通訊芯片還是存儲芯片，它都是市場的領(lǐng)導(dǎo)者，因此它才有了對很多國家“指手畫腳”的籌碼。

近年來，隨著政府和企業(yè)的努力，國產(chǎn)內(nèi)存芯片的市場呈現(xiàn)穩(wěn)中有升的形勢，據(jù)海關(guān)總署數(shù)據(jù)，2017年一季度，我國芯片進(jìn)口額為505.16億美元，同比上漲7.62%。企業(yè)紛紛加大研發(fā)與建廠，推動中國存儲芯片的量產(chǎn)化，以長江存儲、晉華、長鑫等為代表。

據(jù)悉，前不久，長江存儲的3D NAND閃存已經(jīng)獲得第一筆訂單，總計10776顆芯片，將用于8GB USD存儲卡產(chǎn)品；明年，長江存儲還將開始64層堆疊閃存。2018年1月，合肥DRAM一期一廠廠房建設(shè)完成，并開始設(shè)備安裝，年底將啟動生產(chǎn)8GB DDR4工程樣品，預(yù)計2019年底實現(xiàn)單月產(chǎn)能2萬片。2018年4月，晉華集成電路存儲器生產(chǎn)線項目舉行鋼結(jié)構(gòu)吊裝儀式。

在內(nèi)存芯片的前沿技術(shù)上，中國的科研人員也在不斷取得新突破，近日，中國投資130億元開建PCM相變內(nèi)存，性能是普通存儲芯片的1000倍。由復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院教授張衛(wèi)、周鵬帶領(lǐng)的團隊研發(fā)了一種新的二維非易失性存儲芯片，是傳統(tǒng)二維存儲芯片的100萬倍，刷新時間是內(nèi)存的156倍。

盡管國內(nèi)的內(nèi)存芯片廠商取得了一些成績，但我們得清醒地認(rèn)識到，在核心技術(shù)、市場份額、人才儲備等方面，差距仍然很大。近年來，很多國外廠商以知識產(chǎn)權(quán)等方式壓制國內(nèi)廠商，這更要求企業(yè)擁有自己的核心技術(shù)。存儲芯片的國產(chǎn)化是未來國家戰(zhàn)略的一部分，企業(yè)除了閉門造車，也得時刻關(guān)注政策、市場變化，通過產(chǎn)業(yè)鏈引導(dǎo)來滿足更多規(guī)模的應(yīng)用，只有讓相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)享受到經(jīng)濟收益，才能發(fā)揮存儲芯片的價值，做出最有市場價值的存儲芯片。

四、比特幣ASIC礦機芯片產(chǎn)業(yè)

比特幣一詞的出現(xiàn)帶動了礦機市場的火爆，隨著越來越多的人加入其中，算力強悍、價格合理的礦機一時間成為比特幣玩家爭奪的關(guān)鍵產(chǎn)品。作為當(dāng)前主流礦機的核心，比特幣ASIC芯片自然是影響礦機性能的關(guān)鍵指標(biāo)。

礦機一般指可以運行挖礦軟件的電腦，相對于普通的電腦，礦機運行速度更快、功耗更低。比特幣玩家們?yōu)榱颂岣咄诘V收益比，會選擇高性能的礦機進(jìn)行操作，同時在礦機上安裝多塊顯卡，增加ASIC專用芯片等，讓挖礦更順利。按照芯片類型分類，礦機可分為 ASIC礦機、GPU礦機、FPGA礦機、 CDN礦機……本文將重點和大家聊聊ASIC礦機的那些事。

ASIC礦機芯片是ASIC礦機的核心，也是整臺設(shè)備的關(guān)鍵。目前全球從事ASIC礦機芯片研究的企業(yè)不到50家，其中中國的企業(yè)市場份額占比超50%，這是我們值得驕傲的一塊芯片市場。世界三大礦機生產(chǎn)商比特大陸、嘉楠耘智和億邦科技均誕生在國內(nèi)，其中比特大陸作為全球最大的比特幣礦機生產(chǎn)商，市場占有率超過一半。

隨著制作工藝的不斷提升，比特幣挖礦已經(jīng)逐步進(jìn)入恐怖的軍備競賽，挖礦變得越來越專業(yè)。作為ASIC礦機芯片企業(yè)，唯有將自身的技術(shù)突破并領(lǐng)先，方能快速占領(lǐng)市場。近日，知名礦機ASIC廠商嘉楠科技首發(fā)了7nm工藝的ASIC芯片，并應(yīng)用在旗下的阿瓦隆A9礦機上，比特幣挖礦性能從之前的14T提升到最高30T，性能翻倍，同時能耗只有之前的一半左右。

7nm工藝被譽為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一道坎，嘉楠科技之所以這么重視研發(fā)，是因為ASIC芯片技術(shù)不同于FPGA/CPLD等，它是一種專用芯片技術(shù)，難度并沒有SOC級芯片技術(shù)高。在工藝上的突破是目前最有效的一種方式。

不同于嘉楠科技，比特大陸則借助AI技術(shù)助力自己的ASIC礦機芯片提升性能。近年來，人工智能技術(shù)的發(fā)展給很多行業(yè)帶來了新的生命力，ASIC礦機芯片發(fā)展至今，“AI+ASIC芯片”是一種新的研究策略。據(jù)比特大陸的詹克團先生認(rèn)為，ASIC設(shè)計起來比CPU、GPU簡單，且更適合實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)算法，因此他們選擇推出ASIC芯片為人工智能助力。據(jù)介紹，這是一顆面向深度學(xué)習(xí)應(yīng)用的張量計算加速處理的專用定制芯片，適用于CNN、RNN、DNN等深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推理預(yù)測和訓(xùn)練。比特大陸作為行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，其推出的BM1680礦機芯片一出現(xiàn)，迅速成為AI芯片領(lǐng)域的一匹黑馬。

五、電視芯片產(chǎn)業(yè)

近年來，國內(nèi)電視芯片企業(yè)逐漸崛起，尤其是4K電視芯片領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)占比超過六成，涌現(xiàn)了華為海思、海信、海爾、銳迪科、晶晨半導(dǎo)體等知名的電視芯片廠商。

在黑白電視和早期的彩色電視時代，屏幕才是電視企業(yè)最關(guān)注的參數(shù)之一，電視芯片的地位無足輕重。隨著人們對電視的畫質(zhì)、便捷性要求越來越高，互聯(lián)網(wǎng)、高清、智能電視時代的來臨，電視芯片成為了眾多電視廠商爭相競爭的關(guān)鍵籌碼，芯片性能對于電視的體驗至關(guān)重要。不同于手機芯片需要“操心”的事情那么多，電視芯片主要控制電視的畫質(zhì)、音質(zhì)、運行速度、解碼功能等，但同樣不可或缺。

智能電視是一種搭載了操作系統(tǒng)的全開放式的平臺，像智能手機一樣，用戶可以自行安裝和卸載軟件、游戲等第三方服務(wù)商提供的程序，通過此類程序來不斷對彩電的功能進(jìn)行擴充，并可以通過網(wǎng)線、無線網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)上網(wǎng)沖浪。智能電視要實現(xiàn)“智能”首先意味著硬件技術(shù)的升級和革命，只有配備了業(yè)界領(lǐng)先的高配置、高性能芯片，才能順暢運行大型3D體感游戲和各種軟件程序。智能電視需要既能完成傳統(tǒng)電視的解碼顯示功能，又能運行操作系統(tǒng)和眾多應(yīng)用，因此芯片設(shè)計上兩方面均要兼顧，可以說電視芯片是智能電視的“大腦”。

和其它芯片的發(fā)展一樣，大陸早期的電視芯片幾乎全是進(jìn)口，而這其中，臺灣芯片占據(jù)了市場主流，晨星、聯(lián)發(fā)科、聯(lián)詠科技、瑞昱半導(dǎo)體四大電視芯片企業(yè)壟斷國內(nèi)市場。早期我國的芯片設(shè)計人才緊缺、企業(yè)資金有限，多方面原因造成了電視芯片對進(jìn)口的依賴。

目前國內(nèi)電視芯片的當(dāng)紅“炸子雞”當(dāng)屬華為海思，華為海思的hi3751V600、hi3751V510芯片，正成為多個品牌4K電視的“心臟”，包括夏普、海信、康佳等多個品牌都使用上了海思芯片，目前出貨量超過千萬顆，國內(nèi)市場份額超過三成。如今，銳迪科、晶晨半導(dǎo)體等廠商市場份額也在提升。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2017年上半年，在中國液晶電視主控芯片市場，晨星臺灣市場份額約四成，聯(lián)發(fā)科技市場份額約5%，合計低于五成，市場份額明顯下降，這主要得益于一些新的廠商的崛起。而在4K電視主控芯片領(lǐng)域，國內(nèi)芯片企業(yè)占比超過60%。

六、顯示芯片產(chǎn)業(yè)

提到顯示芯片，我們首先想到的是英偉達(dá)，沒錯，顯示芯片就是一個壟斷的行業(yè)。顯示芯片是顯卡的核心芯片，它的性能好壞直接決定了顯卡性能的好壞，它的主要任務(wù)就是處理系統(tǒng)輸入的視頻信息并將其進(jìn)行構(gòu)建、渲染等工作。顯示主芯片的性能直接決定了顯示卡性能的高低。不同的顯示芯片，不論從內(nèi)部結(jié)構(gòu)還是其性能，都存在著差異，而其價格差別也很大。

顯示芯片在顯卡中的地位，就相當(dāng)于電腦中CPU的地位，是整個顯卡的核心。因為顯示芯片的復(fù)雜性，目前設(shè)計、制造顯示芯片的廠家只有NVIDIA、ATI兩家公司，SIS、VIA等公司都是生產(chǎn)集成顯卡芯片。家用娛樂性顯卡都采用單芯片設(shè)計的顯示芯片，而在部分專業(yè)的工作站顯卡上有采用多個顯示芯片組合的方式。

顯示芯片的制造工藝與CPU一樣，也是用微米來衡量其加工精度的。制造工藝的提高，意味著顯示芯片的體積將更小、集成度更高，可以容納更多的晶體管，性能會更加強大，功耗也會降低。和中央處理器一樣，顯示卡的核心芯片，也是在硅晶片上制成的。顯示芯片難造在于它的集成度和強大的處理能力，比普通芯片更難集成。采用更高的制造工藝，對于顯示核心頻率和顯示卡集成度的提高都是至關(guān)重要的，而且重要的是制程工藝的提高可以有效的降低顯卡芯片的生產(chǎn)成本。

顯示芯片位寬是指顯示芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)總線的位寬，也就是顯示芯片內(nèi)部所采用的數(shù)據(jù)傳輸位，主流的顯示芯片基本都采用了256位的位寬，采用更大的位寬意味著在數(shù)據(jù)傳輸速度不變的情況，瞬間所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越大。就好比是不同口徑的閥門，在水流速度一定的情況下，口徑大的能提供更大的出水量。顯示芯片位寬就是顯示芯片內(nèi)部總線的帶寬，帶寬越大，可以提供的計算能力和數(shù)據(jù)吞吐能力也越快，是決定顯示芯片級別的重要數(shù)據(jù)之一。

目前已推出最大顯示芯片位寬是512位，那是由Matrox公司推出的Parhelia-512顯卡，這是世界上第一顆具有512位寬的顯示芯片。而市場中所有的主流顯示芯片，包括NVIDIA公司的GeForce系列顯卡，ATI公司的Radeon系列等，全部都采用256位的位寬。這兩家目前世界上最大的顯示芯片制造公司也將在未來幾年內(nèi)采用512位寬。顯示芯片位寬增加并不代表該芯片性能更強，因為顯示芯片集成度相當(dāng)高，設(shè)計、制造都需要很高的技術(shù)能力，在其它部件、芯片設(shè)計、制造工藝等方面都完全配合的情況下，顯示芯片位寬的作用才能得到體現(xiàn)。

以英偉達(dá)為例，它擁有業(yè)界最多的顯示芯片專利，一直以來，致力于研發(fā)和提供引領(lǐng)行業(yè)潮流的先進(jìn)技術(shù)，包括英偉達(dá) SLI技術(shù)，能夠靈活地大幅提升系統(tǒng)性能的革命性技術(shù)，和英偉達(dá) PureVideo高清視頻技術(shù)。當(dāng)然對于所有芯片而言，芯片在成型之前，其實只是一塊十分普通的硅片，此時如果想要在硅片成為一塊具有重要作用的芯片的話，就必須要通過光刻機的雕刻，這里的雕刻就不是指的雕藝術(shù)品的雕刻技術(shù)，而是要通過光刻機來對硅片進(jìn)行的線路的刻畫，以及對于將功能區(qū)也刻畫出來，所以說沒有光刻機的話，就算是有資金和技術(shù)，一些也都等于零，顯示芯片集成度很高，也是一大原因。

由于我國芯片產(chǎn)業(yè)的落后，在很多領(lǐng)域，芯片都是依賴進(jìn)口，顯卡芯片作為最高端的芯片之一，國內(nèi)幾乎沒有企業(yè)能觸及到。盡管如此，但相信未來我國仍能生產(chǎn)出高端的顯卡芯片，因為我們有著核心的人才的生態(tài)體系。

七、5G芯片產(chǎn)業(yè)

如今，我們生活在一個高速發(fā)展的全球信息化時代，整個經(jīng)濟就像地球一樣緊密地融合在一起，任何一項新技術(shù)的進(jìn)步都將帶來整個產(chǎn)業(yè)的全方位變革，5G技術(shù)將是未來幾年引領(lǐng)時代變革和進(jìn)步的核心驅(qū)動力之一。大家之所以如此看好5G技術(shù)的前景，一方面由于它是未來信息基礎(chǔ)設(shè)施的核心，高速率、高帶寬滿足人們對通訊日益增長的新要求；另一方面是因為5G技術(shù)為實現(xiàn)真正的“萬物互聯(lián)”提供了可能性，而5G芯片是其中最關(guān)鍵的技術(shù)。

正是因為對5G芯片市場前景的看好，國外芯片巨頭如高通、英特爾、三星等均在積極研發(fā)，力爭早日實現(xiàn)5G芯片的商用。這一次巨大的機遇，中國企業(yè)也不想錯過，以海思、聯(lián)發(fā)科、展銳、大唐聯(lián)芯等企業(yè)紛紛加入5G芯片爭奪戰(zhàn)。一時間，形成了中外“齊頭并進(jìn)”的市場格局。

作為4G通訊芯片的領(lǐng)頭羊，高通對5G的重視和投入讓對手顫抖！很多的5G專利掌握在這個巨頭的手中。早在十多年前，高通就開始研究5G技術(shù)，在5G芯片的商用上，高通也快人一步，據(jù)業(yè)內(nèi)可靠消息，高通的5G芯片將于本月發(fā)布, 首款搭載高通驍龍855處理器的手機將是三星，屆時，三星手機Galaxy S10也將成為全球首款5G手機。

近年來，高通的5G芯片技術(shù)是好消息不斷，去年10月，基于驍龍X50 5G調(diào)制解調(diào)器芯片組在28GHz毫米波頻段上實現(xiàn)首個正式發(fā)布的5G數(shù)據(jù)連接。一直對通訊芯片市場不甘心的英特爾，自然對5G芯片不會輕易放過，這一次，英特爾沒有落后老對手高通。也是在去年，英特爾推出XMM8060調(diào)制解調(diào)器，這是一款5G調(diào)制解調(diào)器。之前坊間傳聞，蘋果若明年推出5G iPhone，很可能采用英特爾的這款基帶芯片。盡管三星手機和高通芯片合作頻頻，但是三星仍投入了很多精力自主研發(fā)5G芯片技術(shù)。近日，三星推出了自研的5G基帶Exynos Modem 5100，這是全球首款符合3GPP標(biāo)準(zhǔn)的5G基帶。據(jù)內(nèi)部人士透露，三星很可能明年推出運用自研的5G基帶技術(shù)的手機。

同樣在5G芯片技術(shù)上投入巨大的華為海思，近年來也在積極地推動其發(fā)展。2018年2月，海思發(fā)布了旗下首款5G商用芯片——華為5G芯片巴龍5G01，這是全球首款投入商用的、基于3GPP標(biāo)準(zhǔn)的5G芯片，支持全球主流5G頻段。之前華為公司表示，將在明年推出支持5G的麒麟芯片，于明年中旬推出支持5G的智能手機。

作為老牌的手機芯片企業(yè)，聯(lián)發(fā)科對5G芯片技術(shù)的研發(fā)也不敢落下。近日，聯(lián)發(fā)科展示了其5G原型機，其中這款機器搭載了自研的5G基帶芯片MTK Helio M70，據(jù)悉，它們將在2019年為智能手機供應(yīng)5G芯片。

相對于高通、華為等芯片巨頭，紫光展銳的5G芯片布署相對較晚，但發(fā)展很快。近日，它們成功進(jìn)行了5G新空口互操作研發(fā)測試，這是5G技術(shù)研發(fā)測試中最重要一環(huán)。據(jù)紫光展銳透露，它們將在2019年推出5G芯片，2020年進(jìn)一步推出5G單芯片。

隨著5G商用化進(jìn)程的推進(jìn)，通訊芯片的國產(chǎn)化陣營越來越多，這也為“中國芯”的崛起提供了更多的有生力量。但需要認(rèn)清的是，以目前的現(xiàn)狀而言，在5G芯片技術(shù)上，國內(nèi)外的差距仍有很多。

在芯片生態(tài)上，國內(nèi)5G芯片企業(yè)，除了華為有自己的優(yōu)勢之外，其它企業(yè)很難形成對國外企業(yè)的威脅。由于5G芯片的關(guān)鍵裝備及材料配套由國外企業(yè)掌控，導(dǎo)致依賴進(jìn)口嚴(yán)重；我國的5G芯片設(shè)計、制造、封測及配套等產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同性不足；我國的通訊芯片供給客戶不足，高通的市場份額占主流。對于手機廠商而言，合作的首款5G芯片，高通仍是首選。

不同于4G芯片， 5G芯片不僅僅用于手機，它將是物聯(lián)網(wǎng)時代的標(biāo)配技術(shù)，在無人駕駛、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能家居、零售、物流、醫(yī)療、可穿戴等領(lǐng)域都將大有用途。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測，2035年5G將帶來十萬億美元的經(jīng)濟效益。值得一提的是，很多5G手機將于2019年6月正式推向市場，屆時，將是5G技術(shù)商用化的一個節(jié)點，同時也是檢驗這些國產(chǎn)5G芯片企業(yè)實力的關(guān)鍵時期，到底結(jié)果如何，我們拭目以待。

八、物聯(lián)網(wǎng)芯片產(chǎn)業(yè)

隨著全球信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，未來將是一個高速、龐大、準(zhǔn)確的信息化時代，芯片作為信息的處理核心，在整個產(chǎn)業(yè)鏈中扮演著至關(guān)重要的作用。不同于PC、手機芯片市場，物聯(lián)網(wǎng)芯片市場將呈現(xiàn)一種多樣化、場景化的局面，沒有任何一家巨頭能獨自應(yīng)對巨大的市場需求，場景的多樣化是物聯(lián)網(wǎng)芯片市場的特點。據(jù)公開數(shù)據(jù)預(yù)測，2020年中國的物聯(lián)網(wǎng)芯片市場將達(dá)到百億美金級別。

過去二十年，以電腦、手機、互聯(lián)網(wǎng)等為主的信息市場發(fā)展迅速，隨著手機、互聯(lián)網(wǎng)等市場陷入一種瓶頸，發(fā)展步伐放緩，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為消費升級的關(guān)鍵驅(qū)動力。從“人人通訊”到“物物通訊”，對于芯片產(chǎn)業(yè)而言，物聯(lián)網(wǎng)給行業(yè)帶來了新的機遇，以物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的四種芯片將成為行業(yè)的主力軍。

物聯(lián)網(wǎng)安全芯片，物聯(lián)網(wǎng)時代對安全的需求更高，與之相關(guān)的安全芯片也成為市場的“香餑餑”，市場前景不可限量。安全芯片就是可信任平臺模塊，是一個可獨立進(jìn)行密鑰生成、加解密的裝置，內(nèi)部擁有獨立的處理器和存儲單元，可存儲密鑰和特征數(shù)據(jù)，為電腦提供加密和安全認(rèn)證服務(wù)。

安全芯片所起的作用相當(dāng)于一個“保險柜”，最重要的密碼數(shù)據(jù)都存儲在安全芯片中，安全芯片通過SMB系統(tǒng)管理總線與筆記本的主處理器和BIOS芯片進(jìn)行通信，然后配合管理軟件完成各種安全保護工作。

安全芯片的主要作用包括加密和存儲和管理密碼。安全芯片除了能進(jìn)行傳統(tǒng)的開機加密以及對硬盤進(jìn)行加密外，還能對系統(tǒng)登錄、應(yīng)用軟件登錄進(jìn)行加密。比如目前常用的MSN、QQ、網(wǎng)游以及網(wǎng)上銀行的登錄信息和密碼，都可以通過TPM加密后再進(jìn)行傳輸，這樣就不用擔(dān)心信息和密碼被人竊取。

以往這些都是由BIOS做的，忘記了密碼只要取下BIOS電池，給BIOS放電就清除密碼了。如今這些密鑰實際上是存儲固化在芯片的存儲單元中，即便是掉電其信息亦不會丟失。相比于BIOS管理密碼，安全芯片的安全性要大為提高。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2011-2017年間，我國的安全芯片市場規(guī)模增長迅速，基本保持了三成左右的增長率，其中，2017年我國安全芯片市場接近80億元。

身份識別芯片，因為人的身體特征具有唯一性，近年來身份識別成為物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的一種新寵。身份識別是指對人體的身體特征進(jìn)行身份驗證的一種技術(shù)，如指紋、聲音、面部、骨架、視網(wǎng)膜、虹膜等都是其識別對象。人臉識別、虹膜識別等相關(guān)技術(shù)已得到普及，應(yīng)用于多個領(lǐng)域。

未來，身份識別芯片將安裝于各種電子產(chǎn)品或應(yīng)用系統(tǒng)中，對系統(tǒng)中的模塊、組件進(jìn)行識別，通過數(shù)據(jù)交換完成信息交換和身份識別認(rèn)證功能。作是一種電子標(biāo)簽，它的實現(xiàn)是基于應(yīng)用的單總線技術(shù)，實現(xiàn)對各個模塊組件、配件、器件、系統(tǒng)等配置和升級等。

據(jù)公開數(shù)據(jù)整理及預(yù)測，2012-2017年間，我國的身份識別芯片市場保持高速增長，預(yù)計2020年我國身份識別芯片市場將達(dá)到百億級別。通訊射頻芯片和手機芯片不一樣，通訊射頻芯片對處理速度和運算能力要求沒那么高，對連接時長與低功耗有很高的硬性要求。作為物聯(lián)網(wǎng)最關(guān)鍵的通訊技術(shù)之一，通訊射頻技術(shù)有著廣闊前景，無線射頻識別將是這個領(lǐng)域的主力。射頻識別（RFID）是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機械或者光學(xué)接觸。近年國內(nèi)涌現(xiàn)了很多很多通訊射頻芯片廠商，也是看好這塊。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)及預(yù)測，2011-2017年間，我國的通訊射頻芯片市場發(fā)展快速，預(yù)計未來幾年呈現(xiàn)穩(wěn)定增長的形勢。

移動支付芯片，電子商務(wù)的普及帶動了移動支付的發(fā)展，以支付寶、微信等支付方式成為一種新潮流，芯片是移動支付市場的核心所在。移動支付技術(shù)實現(xiàn)方案主要有雙界面JAVA card、SIM Pass、RFID-SIM、NFC和智能SD卡 。作為電子支付方式的一種，移動支付技術(shù)與移動通信技術(shù)、無線射頻技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等相互融合，形成自己的特點。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2011-2017年間，我國的移動支付芯片市場維持穩(wěn)定增長的態(tài)勢，雖然移動支付芯片市場不及前幾類，但市場潛力依舊巨大，隨著新零售的發(fā)展，移動支付將迎來一個高速增長極點。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來的將是中國整個產(chǎn)業(yè)鏈的升級，物聯(lián)網(wǎng)可應(yīng)用與幾乎所有的行業(yè)，但想要普及物聯(lián)網(wǎng)仍需要時間。物聯(lián)網(wǎng)芯片市場并非一家或幾家獨大，這將是一個百花齊放的市場。隨著物聯(lián)網(wǎng)場景的深入，未來這些企業(yè)將各自發(fā)揮作用，一起撐起巨大的物聯(lián)網(wǎng)芯片市場。

九、人工智能芯片產(chǎn)業(yè)

隨著傳統(tǒng)的芯片產(chǎn)業(yè)陷入發(fā)展瓶頸，近年來與AI芯片相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品頻出不窮，整個行業(yè)呈現(xiàn)一種井噴式發(fā)展。AI芯片的研究并不比傳統(tǒng)芯片容易，以TPU、NPU、DPU等三種相關(guān)的AI芯片技術(shù)成為新的潮流，國內(nèi)與AI相關(guān)的初創(chuàng)企業(yè)不斷涌現(xiàn)。

對AI行業(yè)的初期創(chuàng)業(yè)者來說，找投資是最棘手的問題。這是由于AI芯片的研發(fā)難度非常高，同時國內(nèi)的AI人才非常稀缺，招人對這些企業(yè)而言是一個大難題（難怪很多AI企業(yè)創(chuàng)始人在演講上公開呼吁同行加入公司一起發(fā)展）。在前幾年，很多的投資人士對人工智能的認(rèn)識還停留在炒概念的階段，并不看好。隨著AI在安防、醫(yī)療、金融、大數(shù)據(jù)等落地場景上的出色表現(xiàn)，投資人觀念發(fā)生了變化：從漠視到質(zhì)疑再到看好。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，自2013年以來，全球和中國AI行業(yè)融資規(guī)模呈上漲趨勢。2017年全球AI融資總規(guī)模達(dá)395億美元，其中中國的融資總額達(dá)到277.1億美元，中國AI企業(yè)融資額占全球融資額的70%。2016年人工智能芯片市場規(guī)模達(dá)到6億美金，預(yù)計到2021年將達(dá)到52億美金，年復(fù)合增長率達(dá)到53%，增長迅猛，發(fā)展空間巨大。

以云端芯片產(chǎn)業(yè)為例，目前GPU占據(jù)云端人工智能主導(dǎo)市場，占人工智能芯片市場份額的35%。以TPU為代表的ASIC目前只運用在巨頭的閉環(huán)生態(tài)，F(xiàn)PGA在數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)中發(fā)展較快。放眼未來，GPU、TPU等適合并行運算的處理器成為支撐人工智能運算的主力器件，既存在競爭又長期共存，一定程度可相互配合;FPGA有望在數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)承擔(dān)較多角色，在云端主要作為有效補充存在。

從當(dāng)前人工智能主要的幾個機器學(xué)習(xí)芯片平臺來看，首先是GPU，GPU的計算能力要比CPU高很多倍。從全部GPU市場來看，英特爾目前占了71%，英偉達(dá)占了16%，AMD占了13%。但從分立式GPU市場來看，英偉達(dá)占了71%，AMD占了29%。因此英偉達(dá)在分立式GPU市場產(chǎn)品中占有占有絕對的優(yōu)勢，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的人工智能訓(xùn)練。

從未來人工智能主要發(fā)展方向來看，可投資的垂直細(xì)分領(lǐng)域主要包括，機器人芯片研發(fā)、智能視覺、自然語言理解和開放知識圖譜、人工智能教育、圍棋AI、機器視覺、機器人系統(tǒng)方案、體感人機交互、智能投顧、智能視覺等。而所有細(xì)分領(lǐng)域中，核心專用芯片是人工智能時代的戰(zhàn)略制高點。

人工智能前景廣闊，能否發(fā)展出具有超高運算能力且符合市場的芯片成為人工智能平臺的關(guān)鍵一役。由此，2016年成為芯片企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)巨頭們在芯片領(lǐng)域全面展開部署的一年。而在這其中，英偉達(dá)保持著絕對的領(lǐng)先地位。但隨著包括谷歌、臉書、微軟、亞馬遜以及百度在內(nèi)的巨頭相繼加入決戰(zhàn)，人工智能領(lǐng)域未來的格局如何，仍然待解。

隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展，計算能力的提升，人工智能近兩年迎來了新一輪的爆發(fā)。芯片約占人工智能比重的15%，結(jié)合我國人工智能市場規(guī)模，2020年我國人工智能芯片市場規(guī)模約為50億元。

十、類腦芯片產(chǎn)業(yè)

類腦芯片作為一種新興技術(shù)，有著非常廣闊的應(yīng)用前景，相對于傳統(tǒng)芯片，類腦芯片在功耗和集成度上的優(yōu)勢明顯。近年來，全球領(lǐng)先的科研機構(gòu)和企業(yè)均在積極地推動類腦芯片技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)化，國外如IBM、高通、英特爾、麻省理工、牛津、斯坦福大學(xué)等都在研制類腦芯片的相關(guān)技術(shù)，并取得了非?？上驳某晒?；國內(nèi)有西井科技、靈汐科技、中科院、清華、北大、浙大等也在推動類腦芯片的產(chǎn)業(yè)化，可以預(yù)見的是，未來在芯片領(lǐng)域必有類腦芯片的一席之地。

類腦芯片產(chǎn)業(yè)的前景不可估量，但同時也給企業(yè)帶來很大的挑戰(zhàn)，畢竟有很多現(xiàn)實的難題需要去解決。對于國內(nèi)廠商而言，挑戰(zhàn)和機遇并存，國內(nèi)對類腦芯片的研究仍處在起步階段，還需要很長時間的技術(shù)積累，創(chuàng)業(yè)型企業(yè)亦可成為推動類腦芯片產(chǎn)業(yè)化的中堅力量。

類腦芯片的出現(xiàn)是為了幫助我們解決生活中遇到的難題，其最終的理想狀態(tài)是應(yīng)用到生活中各個領(lǐng)域，如手勢或語音控制的智能家居、面部識別的移動設(shè)備、實時的ECG健康檢測、無人車的目標(biāo)識別等，這些場景都需要類腦芯片的支持。要實現(xiàn)類腦芯片的產(chǎn)業(yè)化，除了需要上面提到的行業(yè)巨頭和科研機構(gòu)，也需要更多國內(nèi)企業(yè)的加入，讓類腦芯片技術(shù)早日改變我們的生活。

自從人工智能的概念被提出，人們對芯片算力和智能的要求更高，類腦芯片的橫空出世讓研究人員眼前一亮，很多企業(yè)和研究機構(gòu)積極推動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，甚至有人認(rèn)為它是人工智能的終極目標(biāo)。一直以來，神經(jīng)形態(tài)計算領(lǐng)域的研究人員都希望能將人腦的能力“復(fù)制”到計算機芯片。這樣的于人腦芯片與現(xiàn)在基于二進(jìn)制進(jìn)行計算的數(shù)字芯片不同，其元件將以模擬的方式進(jìn)行工作，通過交換梯度信號或權(quán)重信號來激活，非常類似神經(jīng)元依靠流過突觸的離子種類和數(shù)量來激活。

類腦芯片的本質(zhì)是模擬人腦工作原理實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，進(jìn)而解決極其復(fù)雜的計算問題。目前類腦芯片離真正成熟的商用還有一段距離，甚至在產(chǎn)業(yè)化中面臨很大的風(fēng)險系數(shù)，但從長期來看，它可能帶來計算機體系的革命和架構(gòu)的變革。正是上面這些科研機構(gòu)和企業(yè)的推動，它們的成果讓這個想法變成了現(xiàn)實。類腦芯片非常具有想象空間，就像專家說的那樣，成熟的類腦芯片有可能長出眼睛，像人一樣辨別圖像，這真是太神奇了。未來，筆者相信會有更多的企業(yè)和人才加入到這個產(chǎn)業(yè)之中，一起推動類腦芯片的產(chǎn)業(yè)化，讓這門技術(shù)早日改變我們的生活。

總結(jié)：

未來隨著全球信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，芯片的重要性肯定越來越大，而芯片作為很多設(shè)備的關(guān)鍵，必然發(fā)揮更大的作用。比如，2019年即將發(fā)布眾多AI芯片和5G芯片，它們都是芯片產(chǎn)業(yè)大軍重要的一份子，技術(shù)的進(jìn)步一定會讓芯片產(chǎn)業(yè)更加發(fā)達(dá)和完善。

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