中國晶元設計產業淺析

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中國在半導體產業鏈中最蓬勃發展的就是IC設計， 2018年中國IC設計產值達人民幣 2519億元，年增21.46%，而過去幾年一直保持20%以上的成長速度。若全球比重來看，中國IC設計產值佔全球IC設計產值的比重從2012年12.9%上升至2017年31.5%，有顯著的提升。

(資料來源: 中國半導體協會) 中國IC 設計產業產值及佔全球比重

中國IC設計產業中，以通訊領域比重最高，2018年產值達人民幣 1047億元，年增16.3%，比重約40%，較2017年下滑約6個百分點。而類比電路領域，產值仍低，2018年只有人民幣 142億元，比重約5.5%，較2017年提升2個百分點。

資料來源: 中國半導體協會

以中國IC設計企業營收排名來看，海思受惠於華為手機出貨成長，2018年營收約為人民幣 503億元，年增30%，穩居中國IC設計排名第一的位置。第二名的紫光展銳主要從事通訊基帶研發，2018年營收人民幣 110億元，與2017年營收相當，排名第二。

排名第三的北京豪威是全球前三大圖像感測器供應商，2018年營收人民幣 100億元，年增10.5%。第四的中興微是中興通訊的子公司，為全球少數能提供通訊「雲、管、端」全領域的晶元廠。中興微2018年營收人民幣 61億元，年減20%。

第五大則是華大半導體，其在新型顯示器方面的觸控及OLED 晶元技術在全球位居前列。第六為匯頂科技，是Android 陣營指紋識別方案第一大供應商。第七大的北京矽成，主要產品為DRAM 與SRAM。

第八大的格科微，其主要產品是CMOS 圖像感測器。第九則是紫光國微，為中國安全晶元龍頭廠。第十的兆易創新則以MCU、NAND 及NOR Falsh 快閃記憶體晶元為主。

1. 桌上與伺服器CPU

由於桌上型CPU的X86架構有專利問題，Intel不對外授權，因此中國廠商開發X86架構的CPU難度極大，目前採用X86設計架構的中國企業有海光與上海兆芯。上海兆芯的X86架構授權來自威盛，而威盛持有上海兆芯20%股權，是除了Intel、AMD、威盛，及中國海光(AMD授權)外，擁有X86架構授權的公司。

上海兆芯新一代KX-5000 系列晶元，是首款採用SoC 設計的高階CPU，也是中國第一款支援DDR4，且支援雙通道DDR4 記憶體的CPU。但與其性能相近的為Intel 第六代i3 處理器，而今年Intel 已推出第10 代Intel Core，由此可以看出兩家研發團隊存在著不小的差距。

2.行動裝置CPU

行動裝置的CPU基本上是利用ARM架構開發，而ARM架構可以透過付費來獲得使用和修改的許可權。由於手機用晶元對於性能和功耗控制要求高，導致提升研發成本，目前全球只有少數幾家公司有足夠的規模設計手機CPU。華為旗下的海思就最具國際競爭力的中國大廠。

3.AI 晶元

與一般通用晶元不同，AI晶元一般來說只需要滿足特定的演演算法，所以設計難度相對較小，且一般並不需要與主流的架構相容問題，所以專利問題也較少。但要開發出「真正」AI晶元，仍是需要一定的口袋深度。

目前來看，中國大型互聯網公司，如BAT，或海思、寒武紀(中國政府資金援助) 等大廠均積極進行AI 晶元開發。

4. 基帶晶元

基帶過去是國際大廠天下，中國方面今年華為正式向全球推出5G基帶晶元Balong 5000。Balong 5000能在單晶元內涵蓋2G、3G、4G和5G等多種通訊標準，可有效降低資料轉換時產生的時延和功耗，並同時支援NSA及SA組網。

此外，紫光也推出第一個5G 基帶晶元- 春藤510，是繼高通、華為、聯發科、三星後第五款5G 多模基帶晶元。但該晶元性能與上述大廠推出有差距，只採用12nm 製程，主打中低階市場。

整體而言，中國IC 設計產業的產品線涵蓋比較全面，包括手機SoC、基帶、指紋識別，及銀行安全晶元等均有著墨，另外在部份細項領域也能看到中國IC 設計廠位居產業領導地位。

但在高階晶元領域，中國晶元的市佔率還是很低，跟國際大廠有明顯差距。特別是PC 和伺服器等晶元領域，中國市佔率接近0%，且在FPGA 及記憶體晶元方面目前也有有待突破。不過跟晶圓代工、半導體設備等產業相比，中國IC 設計在國際上的地位已不容忽視。

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