中國半導體2016年十件大事盤點|半導體行業觀察

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近年來,全球電子產業的飛速發展,拉動了中國本土的電子市場高速增長,無論是在消費端還是製造端,中國的全球地位日益重要。

但與終端市場的火爆相比,中國在電子產品上游的元器件領域表現則差強人意。

早兩年的海關數據顯示,集成電路竟然取代石油成為中國進口額最大的商品,尤其是在主控和存儲這些與安全密切相關的晶片,更是牢牢掌握在國外廠商手裡,這一切讓中國的自主可控成為一個偽命題。

為了實現真正的自主可控,國內成立了集成電路投資基金,通過內部建設和外部收購兩種方式,全方位推動中國集成電路發展。

在全民投入的影響下,中國集成電路在即將過去的2016年里也取得了驕人的成績,主要體現在以下幾個方面。

一. 國內遍地開花的晶圓廠建設

二. 中國存儲三足鼎力,挑戰美日韓

三. 中國集成電路設計企業數量翻倍達1300

四. 國產伺服器CPU晶片初見曙光

五. 中國FPGA的出路在何方?

六. 國內瘋狂擴張的OLED工廠建設,能重演LCD的輝煌嗎?

七. 君正正式拿下OV(OminiVision),補全中國CMOS傳感器CIS的空缺

八. 中興被制裁事件,凸顯中國缺「芯」之痛

九. 中國半導體海外併購之路愈發艱難

十. 華為Kirin 960手機處理器,追上國際領先水平

一、 國內遍地開花的晶圓廠建設

自從台積電的張忠謀開創了晶圓代工這種模式以後,半導體產業起了翻天覆地的變化,不但孕育了很多專注於設計的Fabless,針對不同的應用和領域的晶圓廠也如雨後春筍般冒起。

作為半導體產業鏈的重要組成部分,晶圓廠的地位無可取替,因為沒有他,你再高明的設計最後都是落實不下來。

尤其是最近幾年,隨著設計的複雜化和製程的推進,晶圓廠的地位日益重要。

另外,龐大的市場份額和營收,也讓實業家對其虎視眈眈。

根據市場研究公司Gartner的數據顯示 2015年全球半導體市場規模為3348億美元,而晶圓代工產業的總產值則為 488 億美元,所占比率為13.38%,當中尤以台積電最為出色。

2015年,台積電的市場份額高達54.8%。

正在大力建設半導體產業的中國半導體不會對這個大蛋糕視而不見。

從國際大廠英特爾、三星到台灣的聯電、力晶和台積電,到中國本土的中芯國際、長江存儲等半導體廠商在中國投資、設廠的消息頻頻躍上新聞版面。

根據國際半導體協會(SEMI)的數據顯示,2016、2017 年新建的晶圓廠至少就有19 座,其中高達10 座都將落腳中國,中國的晶圓廠建設熱度可見一斑。

從PDF Solution(中國)提供的數據,我們更是對中國晶圓廠布局了解得一清二楚。

二、中國存儲三足鼎立,挑戰美日韓

中國在存儲(主要是DRAM和Flash)的布局也是2016年最值得銘記的一件事。

大家知道,存儲是電子設備必不可少的組成部分,尤其是近年來移動設備和大數據的火熱,全球對存儲的需求更是水漲船高。

2015年,全球存儲器的銷售額為772億美元,占全球半導體總額的23%。

中國市場的消耗量更是占了大半壁江山,去年的市場規模約為400億美元。

未來的大數據持續的前景看好加上物聯網可見爆髮帶來的驅動,市場對存儲的需求會持續升溫,旨在發展自主半導體產業的中國廠商不會放任這個市場被美日韓的鎂光、三星、SK海力士和東芝等壟斷,於是在2016年加大投入建設中國自主存儲產業,而採取的方式同樣是面向海內外的合眾連橫。

截止2016年底,中國存儲已經形成了三大勢力:一是紫光聯合武漢新芯組成的長江存儲;一個是福建晉華和聯電組成的新勢力;還有一組勢力就是兆易創新和合肥的聯手。

這三大勢力將扛起中國存儲的未來:

根據科技新報報導,長江存儲旗下的武漢新芯新基地將分三期,總規劃面積約 100 萬平方米,一期於 8 月開工、預計 2018 年建設完成,月產能約 20 萬片,而官方目標到 2020 年基地總產能達 30 萬片/月、2030 年來到 100 萬片/月。

第一步已與 NOR 內存廠商飛索半導體(Spansion)簽訂技術授權,從 3D NAND Flash 下手,並預計 2017 有能力推出 32 層堆疊、2018 年推出 48 層堆疊 3D NAND Flash。

在DRAM進展上與美光洽談技術授權還未有眉目,也有消息指出,高啟全正招兵買馬透過人脈挖角台灣地區DRAM相關人才,或為建廠做準備。

福建晉華和聯電的合資項目則針對DRAM。

科技新報表示,福建省政府在 5 月宣布,所投資的晉華集成與聯電簽訂技術合作協定,由聯電接受晉華委託開發DRAM相關製程技術,生產利基型DRAM,團隊由瑞晶、美光台灣前總經理、現任聯電資深副總經理陳正坤領軍,在 7 月 12 寸廠建廠奠基的同時,已在台灣地區的南科建立小型試產線,據了解初期將導入 32 納米,但最終目標其實放在 25 納米以下製程,以求與其他DRAM大廠不致有太大落差,初步產能規劃每月 6 萬片,估計 2017 年底完成技術開發,2018 年 9 月試產,並在 2019 年以前將產線移轉至福建新廠。

而收購了美國DRAM廠ISSI的本土NOR Flash廠商兆易創新則聯手合肥政府,主攻DRAM。

這個項目由兆易創新和中芯國際前CEO王寧國主導。

精彩回顧:中國存儲三大勢力形成,力拚2018年量產

三、 中國集成電路設計企業數量翻倍達1300家

這是今年最受中國半導體產業關注的事件之一。

從魏少軍教授在湖南長沙舉辦的「中國集成電路設計業2016 年會暨長沙集成電路產業創新發展高峰論壇」上的演講得知,今年中國集成電路設計公司的總量超過1300家,較上一年的600多家差不多上升了一倍,這讓大部分的中國集成電路從業者倍感驚訝。

但這一切其實都是有跡可循的。

首先就是國家和各地集成電路的基金支持,吸引了越來越多的公司投入了集成電路設計,而良好的半導體氛圍也吸引了更多的海外留學生回國創業,此其一。

其次就是ARM對M0授權方式的改變。

這也是推動中國晶片設計公司爆發性增長的另一個原因。

根據公開資料,ARM的營收主要分為兩部分,前期授權費(upfront license fee)和版稅(royalty)。

其它還有軟體工具、技術支持收費項目,但主要就是前面兩項,占ARM收入的大頭。

也就是說,你要先付給ARM一筆授權費,你才能拿到拿到相關的設計資料和信息。

而根據國外媒體Anandtech在2013的一篇報導我們可以看到,ARM的前期授權費一般少則100萬美元,多則1000萬美元(也可能更少或者更多),一次性付清。

具體多少取決於所購授權技術的複雜程度,比如古老的ARM11就比最新的Cortex-A57便宜很多。

這就使得設計公司在前期投入的成本非常高。

而版稅則是指每賣出一顆晶片交一點,通常是售價的1-2%。

如果晶片是賣給其它企業或者消費者的,很好計算;如果是內部消化,那就按照應有的市場價來定。

可以看出,前期授權費是ARM晶片設計廠商的巨大門檻。

但近年來,隨著物聯網和可穿戴市場的興起,市場上對低功耗晶片的需求日益增加,這就拉動了ARM Cortex-M0系列的需求,但限於前期授權費的高昂,這也許會打擊創業者的信心,於是ARM做了一個偉大的決定,那就是改變了Cortex M0的授權方式。

在去年年底的ARM年度技術大會上,ARM宣布開放Cortex M0處理器,並以優惠的授權費幫助初創等廠商的晶片開發進程。

具體來說,人們可以通過ARM DesignStart網站免費獲得Cortex-M0處理器相關的工具,其中包括Cortex-M0的SDK以及ARM Keil MDK開發工具。

值得一提的是,ARM Keil MDK工具的免費使用時間長達90天,而且是完整版本。

通過ARM這個政策,你還能以995美元的低價獲得Versatile Express FPGA開發板,將設計推進到原型建模階段。

不過,如果你想要把Cortex-M0處理器的設計進行商業化量產,你需要花上4萬美元獲得ARM的授權。

相對於上百萬的前期授權費,四萬塊對於開發者來說,財政壓力也輕鬆了不少,相信這也是中國集成電路爆發的另一個誘因。

再者,中國興起的晶圓廠,也應該對中國IC設計公司的爆發有所幫助。

畢竟隨著產能的提升,流片的成本也許會有所下降,這就進一步降低了中國IC設計公司的試錯成本,推動中國IC設計公司的爆發(這部分沒有考證過,只是作者猜測,希望大家指正)。

四、 國產伺服器CPU晶片初見曙光

雲計算的和大數據的興起,勢必會拉動對伺服器的需求。

但同樣遺憾的是,伺服器的主控晶片一直掌握在國外廠商手裡,其中90%以上都是Intel所把持。

記得去年中國銀行產業等對數據有高度安全需求的行業,實行去IOE(IBM、Oracle、EMC)化,推動國產伺服器在銀行等關鍵領域替代國外巨頭,從而實現可控的目的。

但要實現高度的自主化,那就必須從核心開刀,這就促進了中國對伺服器晶片的建設,之前一直有飛騰、申威和龍芯等廠商在伺服器晶片領域耕耘,但受限於技術和各種原因,一直並沒取得很大的突破。

在今年年初,貴州市政府聯合高通成立了貴州華芯通半導體有限公司,依託於高通許可的伺服器晶片核心技術,通過引進、消化吸收、再創新,重點針對高端伺服器晶片指令集 CPU 微結構、多核互連、SOC 等關鍵技術,開發適合中國市場的先進伺服器晶片產品,這勢必為中國伺服器晶片帶來一縷新的曙光。

華芯通半導體執行長汪凱博士早前在接受半導體行業觀察採訪時也提到,公司最主要的產品就是伺服器CPU晶片。

「目前,我們的主打客戶是以國內企事業單位為主,先立足國內,然後再向海外拓展」, 汪凱博士表示:「到2020年,我國伺服器晶片市場規模將達到60億美元,非常巨大,對於華芯通半導體這樣的初創公司,如果能夠拿到20%的份額,會是一件非常了不得的事情。

」汪博士補充說。

、中國FPGA的出路在何方

今年五月,一則「京微雅格面臨倒閉,員工艱難討薪」的新聞在網上持續發酵,根據一名在京微雅格工作近10年的員工在六月接受採訪的時候反映,京微雅格從三月開始的欠薪事件知道六月都還沒解決。

曾經被稱為最有希望引領中國FPGA崛起的京微雅格的沒落引發了大家對中國FPGA產業的思考。

眾所周知,FPGA這個市場不大,每年的市場規模只是有區區的數十億美元,而當中大部分的市場份額都被美國廠商所搶占,當中尤以Xilinx和被Intel收購的Altera表現最為出色。

另外緊跟後面的Lattice還有面向國防FPGA的安森美也同樣是來自美國。

可以說這塊市場是美國的絕對自留地。

但是,這個小小的FPGA卻有著極大的功用。

根據知名的科技評論員鐵流所說,在民用方面,FPGA應用場景非常廣泛,比如即將到來的5G通信,通信基站其實就是一個小相控陣,這就必須採用FPGA進行數據處理。

現有的通信設備也離不開FPGA。

另外在醫療領域,FPGA被用於聲波檢測儀、CT掃描儀、核磁共振、x射線等設備。

在消費品電子、物聯網、汽車電子、機器人、數據挖掘、工控等領域,FPGA也扮演著重要角色。

而且會隨著機器人、無人機、大數據、物聯網、無人駕駛、5G通信的興起,市場前景會越來越好。

根據Gartner估計,從2014年到2023年,FPGA的年均增長率達7%。

還有在國防領域,FPGA被廣發運用於航天、航空、電子、通信、雷達、高端波束形成系統等領域,在各種軍用電子設備中也經常會有FPGA的身影,就以相控陣雷達為例,一個大型相控陣雷達有幾千個TR組件,幾個TR組件組成一個小的處理單元對信號進行數模轉換和預處理,每個單元就含一個FPGA。

大型軍用電子設備中信號處理和數據處理一般由FPGA或DSP來完成,CPU只作終端和邏輯控制,一個大型軍用電子設備可能會有數十至數千個FPGA,但CPU只會有幾個。

另外,對夜戰非常重要的紅外設備也離不開FPGA,美國國防後勤局就曾採購過賽靈思的FPGA用於監視、偵察和火控系統中紅外傳感器的數據處理。

這麼一個重要的產品線,中國卻沒有一個拿得出手的廠商,難怪讓業內有了不安的情緒。

不過回頭細看,雖然最有希望的京微雅格走向了沒落。

但是中國還有安路、同創國芯、廣東高雲半導體等一班盡心於國產FPGA建設的廠商,再加上早前傳言的中國背景的Canyon Bridge資本收購了全球第三大FPGA廠商Lattice(註:目前美國外資審議委員會CFIUS尚未批准該交易,我們將密切關注),未來的中國FPGA,還是可期。

六、 國內瘋狂擴張的OLED工廠建設,能重演LCD的輝煌嗎?

OLED面板由於具備自發光、超廣視角、響應速度極快、功耗低,並能夠滿足未來可穿戴設備彎曲需求的特點,在過去這幾年迅速成為的熱點。

大量的手機和電視廠商開始在其產品中採用了這種新技術。

這就引爆了對市場的龐大需求。

根據IDTechEx Research預測,2016年全球有機發光二極體(OLED)市場可望達到160億美元,並將在2026年時迅速成長至570億美元的市場規模。

在LCD市場嘗到甜頭的中國面板廠沒理由會錯過這波紅利。

尤其是蘋果可能在明年導入OLED面板生產手機,這就讓面板廠欣喜若狂。

但遺憾的是,由於技術的積累不夠,中國發展OLED緩慢,這就導致了手機OLED面板幾乎被三星壟斷;大尺寸OLED面板是LG的天下的尷尬現狀,連在LCD時代地位舉足輕重的日本JDI和夏普似乎也在這波大流中被拋下了。

但進入了2016年,中國的面板廠似乎要強勢殺入,重演LCD時代的輝煌。

據ETNews報導,中國的顯示屏生產商正在把目光從LCD面板轉移到柔性OLED面板上。

ETNews表示京東方科技、華星光電、天馬微電子和維信諾都準備推出柔性OLED面板的生產計劃。

科技新報也表示,中國本土面板廠布局OLED主要以主動式有機發光二極體(AMOLED)為主,面板大廠京東方在今年10月30日晚間公告,本月28日已與四川省第二大城綿陽市簽訂《第六代柔性AMOLED生產線項目投資框架協議》,將在綿陽市設立公司,據公告,註冊資本額將在260億人民幣,官方預期最晚將於2017第二季正式開工,並於2019年正式投產,初步規劃將鎖定高階中小尺寸可彎曲AMOLED產品應用。

京東方在AMOLED 布局不只這一樁,今年2 月宣告成都6 代線廠二期專案簽約,估計總投資額達465 億人民幣,為京東方集團有史來最大一筆投資,官方預計一期、二期相繼在2017 年與2018 年第二季投產,瞄準可彎曲AMOLED 中小尺寸面板,最終總產能要達每月4.8 萬片玻璃基板,力求應用於高階智慧型手機與穿戴式裝置。

京東方鄂爾多斯2011 年新建的5.5 代產線,當初AMOLED 產能配置為0.4 萬片,但截至今年6 月才傳出小批量生產硬式AMOLED 面板,發展可說走的緩慢。

加上成都6 代線兩條、綿陽6 代線一條,未來京東方OLED 產線可能上看四條。

中國較早投入AMOLED的和輝光電,在2014 年已開始量產硬式AMOLED,成為早期少數打破韓廠壟斷成功生產AMOLED 面板的廠商,和輝上海4.5 代線廠AMOLED 月產能約1.5 萬片玻璃基板,並計劃在上海廠轉進可彎曲AMOLED 面板生產,產能預計在2017 年第二季開出,今年9 月和輝也宣布砸下272.78 億人民幣,興建6 代AMOLED 廠房,預定2018 年底試產、2019年量產,規劃月產能3 萬片玻璃基板,同樣瞄準中小尺寸面板。

大家對中國的OLED面板廠建設怎麼看呢?

七、 君正正式拿下OV(OminiVision),補全中國CMOS 傳感器CIS空缺

這是本年度最有影響力的併購之一。

中國廠商北京君正從本土資本手裡拿下了全球第三大CMOS傳感器供應商OV,這將會給中國CMOS傳感器產業帶來什麼樣的變化?

OV能走到今日,不是自己不給力,而是敵人太強大。

其實在2011 年之前, OmniVision 無疑是感光元件市場的老大,但隨後幾年逐漸被 Sony 和三星超越。

據市調機構Yole Developpement 統計,Sony 2014在CMOS 市場搶取豪奪,共拿下27% 的市占率,繼續傲視群雄。

三星也當仁不讓,奮力搶下19% 的市占率,排名超越了 OmniVision 成為第二,對手的強勢崛起,加上失去蘋果的訂單, OmniVision 只能屈居第三,不可避免的業績下滑,最後只能賣盤中國。

但其實往回看一年的2010年,Sony 的感光元件業務還默默無聞,市占率僅為7% 排行老六。

但隨後幾年,Sony 手機、電視等消費電子業務下滑後,把感光元件作為其重振集團的主要業務,開始有了跨越式的發展。

2012 年增長非常快速,市占率達到了21.4%。

而在2013 年,Sony 在中國市場大獲成功,其中13M 約有70% 的占有率,8M 也有約3 成的市占率。

進入今年以來,索尼包括IMX258在內的多款CMOS Sensor也不可避免的陷入缺貨瓶頸。

加上現在全球手機廠商都在推動雙攝像頭設備的普及,加上智能汽車對攝像頭的需求,安全監控的增長,在可預見的將來,全球對CMOS傳感器的需求也會日漸增長的,北京君正這次收購了OV,能否抓住這一波潮流,那就留待大家評價了。

但從我的角度看,這最起碼又補全了中國半導體所欠缺的高端CMOS傳感器空白。

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八、 中興被制裁事件,凸顯中國缺「芯」之痛

這是2016年開年在半導體領域發生的一件大事,這也是中國半導體2016年大事盤點決不能錯過的一件事,因為正是這件事的產生,讓大部分的中國人明白到,為什麼中國要發展自主的半導體產業,為什麼非要投入大筆的資金去實現自主可控。

事件的起因是這樣的。

2016年3月7日,美國商務部網站公布,中國電信設備供應商「中興通信」因涉嫌違反美國對伊朗的出口管制法律,因此將其列入了「實體清單」,並執行限制出口措施。

美國商務部稱,中興通訊計劃用一系列幌子公司「向伊朗轉售受控制的物品,違反美國出口限制法律」,該公司的行為「不符合美國國家安全或對外政策利益」。

如果真的受制裁,中興那就真的碰上大事了。

因為一旦真的執行了,中興買不到的不只是晶片,IP許可也斷了,不只是手機晶片,intel、IBM之類的晶片也買不到了,包括oracle、db2這種軟體也買不到,從晶片到開發工具到流片全都沒法繞過,想從頭開始自研都不行,那也就只能賣個殼子都賣不出去了。

中興和華為通信作為全球知名的通信設備供應商,一直都讓中國不明真相的吃瓜群眾感到驕傲,但這件事發生以後,媒體的一系列報導,讓廣大消費者明白到了中國的缺「芯」之痛。

知乎網友「風起雲湧」表示:「中興作為一家通信設備商,其網絡晶片受制於博通,其手機晶片受制於高通,並且中興還在美國加工自己設計的晶片。

@PrimeTime 在水木社區也提到 「雖然這些年,國內集成電路產業發展突飛猛進,自給率逐年提高。

華為海思最新的麒麟晶片可以和高通驍龍820一比高下;龍芯積累了十多年,也終於可以和北斗衛星一起上天;隨便拆開一個藍牙音箱、機頂盒、冰箱洗衣機,裡面的核心晶片已經大部分是國產品牌。

但不可忽視的現狀是,這些國產晶片的成功應用大多在消費類領域。

在對穩定性和可靠性要求很高的通信、工業、醫療以及軍事的大批量應用中,國產晶片距離國際一般水平差距較大。

雖然這件事最後的結局是商務部出門,中興和美國方面達成了和解,但這也讓中國人清晰的認識到,不發展自主的半導體產業,那就會把咽喉持續暴露在對手面前,萬一有什麼摩擦,被別人隨時能掐的住,那種感覺想想都不好受吧。

九、中國半導體海外併購之路愈發艱難

前面我們提到,中國半導體發展的方式內部發展和外部兼并兩條路。

由於我們的半導體產業的底子比較弱,且技術積累差,而國外有些在相關領域處於第二陣型的廠商前景不妙,但對於中國來說又很有價值的公司,於是中國企業就向其拋了橄欖枝。

在早兩年,這個情況還好,雖然美國等國家也從中阻撓,但中國企業還是從外國人手裡買了不少技術和產品,例如建廣資本從NXP手裡買到了RF Power和標準產品線業務;例如中芯國際買下義大利的LFoudry,例如長電買下星科金朋。

但進入今年,一切都變得太艱難了。

紫光多次求購美光不成這個另說,最近中國福建宏芯想收購德商愛思強卻被美國橫插一手,最後導致交易告終;聯想到中國廠商之前想收購歐司朗的部分業務被拒;具有中資背景的私募基金Canyon Bridge收購Lattice的交易尚未獲得美國外資審議委員會(CFIUS)的批准,預計將會遇到一些阻力。

可以看到,中國的海外併購未來會越來越艱難。

因此如何推動國內的自主建設,自主創新,就成為現在中國半導體業界考慮的重要問題。

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十、 華為Kirin 960手機處理器,追上國際領先水平

如果三年前我跟你說,中國有一家公司會做出一個手機SoC,能夠在跑分上壓到高通和聯發科,且能在安全上面做一些前所未有的突破,你是否會相信?我相信大多數人的答案都是否定的。

但華為真的做到了。

在今年十月,華為推出了最新一代的手機旗艦晶片Kirin 960,這款晶片由台積電代工,採用16 納米FinFET 製程;具備八核心架構,有4 顆Cortex-A73 和4 顆Cortex-A53。

該公司宣稱,和麒麟950 相比,新晶片性能提升15%,圖形處理校能增加180%。

此外,麒麟960 支援LPDDR4 RAM、modem 支援LTE Cat. 12/13。

華為宣稱,從GeekBench 跑分看來,麒麟960 單核跑分只輸給蘋果A10,表現比高通驍龍821 和三星Exynos 8890 略勝一籌。

多核跑分而言,麒麟960 更擊敗群雄,一枝獨秀。

較之上一代,華為Kirin960解決了飽受詬病的GPU,內存和外存的相關問題。

另外,華為還解決了全網通的問題。

大家都知道之前華為之前為了實現全網通,是在自身的SoC之外掛上一個VIA的55nm基帶,這樣不但給設計帶來麻煩,還會帶來更大的功率消耗。

據華為方面介紹,這次他們在SoC里直接集成了全網通基帶,但至於是否和高通有交叉授權,那就沒有提及。

另外,華為Kirin960還在安全晶片方面做了一個突破。

大家知道,隨著蘋果等的推動,現在移動支付越來越火爆,對於支付安全的關注也日益提升。

華為通過把安全模塊「嵌入到SoC」裡面的做法,多方面保護支付的安全。

根據半導體行業觀察和安全相關廠商的交流中得知,華為這個做法直接讓國際相關的廠商驚呆了,因為他們一開始以為這種方案是行不通的,華為的成功讓人大開眼界。

雖然我們要承認華為和高通等國際巨頭的差距還是有的,無論是在整合能力還是其他方面,但是你也不能否認華為的進步,這種距離正在進一步縮小,這是華為的現狀,也是中國半導體與世界半導體差距的現狀。

結語

以上的一些大事評價是基於小編對行業的一些淺薄見解而甄選的,如果有什麼說的不對的,或者大家有什麼需要補充的,歡迎留言給半導體行業觀察,謝謝。

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