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高科技的迅猛發(fā)展為世界帶來了始料未及的變化，IT產(chǎn)業(yè)作為最早發(fā)展起來并且在今天最貼近生活的高科技產(chǎn)業(yè)，從很大程度上代表了一國的科技發(fā)展水平，預示著其未來的發(fā)展前景。而中國IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了漫長特殊的道路，未來中國IT產(chǎn)業(yè)將去往何方？
 
11月6日，企業(yè)家學者項目七期班第五模塊實踐課堂來到晶方科技，劉勁教授帶來《中國IT行業(yè)的基礎(chǔ)架構(gòu)研究》專題分享，企業(yè)家學者項目七期班同學、蘇州晶方半導體科技股份有限公司董事長兼總經(jīng)理王蔚也分享了晶方科技多年來在業(yè)內(nèi)的經(jīng)驗與思考。請看本文。

劉勁教授
中國IT行業(yè)的基礎(chǔ)架構(gòu)研究

IT行業(yè)的特殊性

高科技行業(yè)有很多，但影響社會最大的是IT。那么IT行業(yè)與其他高科技行業(yè)到底有何不同？專題分享的開始，劉勁教授先與大家講述了IT 和其他行業(yè)“不一樣”的原因：
第一，系統(tǒng)性：影響所有行業(yè)；

第二，關(guān)鍵性：影響信息和智能；

第三，無限可擴展性：擁有IT就掌握了經(jīng)濟的大腦；

第四，國家安全關(guān)聯(lián)：軍事上IT是核心競爭力。

正因為IT行業(yè)的特殊性，所以IT企業(yè)都具有超強競爭力。從2020全球總市值TOP20（上圖）中可以看到，前7名都是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)（IT企業(yè)）。除此之外，前20中還有兩個非常高價值的IT企業(yè)：臺積電和英偉達。

IT的兩個側(cè)面

從1950年制造出世界上第一臺商用計算機開始，IT不斷對我們的世界帶來顛覆性的改變。要研究IT，首先我們得理解IT。劉勁教授表示，IT分為“硬件”、“軟件”兩個方面，從層級歸類又可以分為“基礎(chǔ)層級”和“應用層級”。

基礎(chǔ)層級：IT底層的架構(gòu)，硬件的角度最核心的是芯片，軟件角度最核心的是操作系統(tǒng)。

應用層級：硬件角度如5G技術(shù)、手機、電腦等；軟件角度如操作系統(tǒng)、辦公軟件、云服務(wù)等。

集成電路是主角

當前以移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、新能源汽車為代表的新興產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展，而這些企業(yè)的發(fā)展也將會成為推動半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新動力，半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)成為世界各國的重點戰(zhàn)略。

劉勁教授根據(jù)數(shù)據(jù)分析表示，集成電路是半導體產(chǎn)業(yè)中非常重要的部分，半導體產(chǎn)業(yè)中83%的市場份額都屬于集成電路，其余17%則屬于分立器件。集成電路和分立器件是半導體產(chǎn)業(yè)中最大的兩個層面，其中商業(yè)價值最大的還是集成電路。

█ 集成電路下游的市場主要在哪里？

集成電路下游市場在過去十幾年間有著巨大的變化。1998年，集成電路下游市場應用55%是計算機，18%是手機。發(fā)展到2019年，集成電路下游市場32%是計算機，40%是手機，手機的市場份額增長了2.2倍。

除了計算機和手機，電動車、數(shù)字電視、醫(yī)療等也是芯片的重要應用領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)則是跨行業(yè)的擁有多應用場景的產(chǎn)品。

中國目前已經(jīng)成為全球最大的半導體與集成電路消費市場，但是自給比例僅10%左右。在2017年全球半導體行業(yè)份額統(tǒng)計中，美國46%，韓國22%，日本10%，歐盟9%，中國當時只有5%。

芯片的設(shè)計與制造

從半導體產(chǎn)業(yè)鏈角度來看，半導體材料和設(shè)備位于產(chǎn)業(yè)上游，是整個半導體行業(yè)的支撐產(chǎn)業(yè)，中游為半導體的制造，其中集成電路的制造最為復雜，又可以分為“設(shè)計-制造-封測”三個環(huán)節(jié)，而集成電路制造的資金和技術(shù)壁壘最高。

劉勁教授指出，芯片在實際應用前，有兩個重要過程：
第一，設(shè)計芯片。
第二，制造芯片。

當前全球IC設(shè)計仍以美國為主導，我國只是重要參與者，尤其是在核心通用芯片設(shè)計領(lǐng)域，如CPU、存儲器、FPGA以及高性能模擬芯片等領(lǐng)域占有率幾乎為零。2019 年美國占據(jù)了全球IC設(shè)計行業(yè)65%的市場份額，居世界首位；中國臺灣地區(qū)的市場占有率約17%，中國大陸的市場占有率為15%；兩者位于第二、三位，但中國的技術(shù)含量比別的國家落后。

█ 技術(shù)上，中國受制于美國和西方國家

中國芯片制造受制于美國和西方國家，尤其體現(xiàn)在EDA軟件。EDA軟件全稱為電子設(shè)計自動化Electronic Design Automation，是設(shè)計電子芯片必需的軟件，包括IC電路設(shè)計、設(shè)計布線、驗證和仿真，測試等所有方面。EDA是IC設(shè)計最上游、最高端的產(chǎn)業(yè)。

目前該行業(yè)存在著高度壟斷，海外三大EDA軟件廠商Synopsys、Cadence、Mentor占據(jù)了全球市場的64%，且壟斷了中國芯片設(shè)計95%以上的市場。

EDA軟件是工業(yè)化軟件，壁壘不在于軟件算法、模型，而是需要與國際上的晶圓制造廠合作，讓鑄造提供各種支持。這種合作的壁壘很高，對于鑄造廠來說，需要投入相當大的資源和成本，沒有動力去培養(yǎng)新的EDA合作伙伴。因為對鑄造廠來說，培養(yǎng)新的EDA合作伙伴需要投入更多的資源，但是更多的EDA合作方并不能帶來增量收入。

█ 另一個壁壘是IP核

芯片制造過程中，IP核是很重要的一步。IP核全稱為知識產(chǎn)權(quán)核，是指已經(jīng)過驗證的、可重復使用的具有某種確切功能的集成電路設(shè)計模塊。調(diào)用IP核能避免重復勞動，大大減輕工程師的負擔，縮短產(chǎn)品上市時間。

劉勁教授表示，IP核的技術(shù)都掌握在西方國家，包括核心指令、語言、字母等。目前國內(nèi)的公司都使用國外的IP核。

劉勁教授

█ 芯片和納米

芯片是由晶體管組成的，14納米、7納米都指的是芯片的制程，在同樣面積的芯片里，晶體管越多，內(nèi)部電路越細密，芯片的性能就越強。先進技術(shù)節(jié)點工藝制程掌握在少數(shù)幾個公司手中。

目前130納米技術(shù)全球有近30個公司可以量產(chǎn)，但是到了14納米技術(shù)就僅有6個公司可以量產(chǎn)，未來5納米技術(shù)水平預計只有三星、臺積電、英特爾三家有能力實現(xiàn)量產(chǎn)。

█ 封裝與測試

中國公司在芯片制造領(lǐng)域并不是沒有任何成就，中國封測產(chǎn)業(yè)已進入世界第一梯隊。2018年國內(nèi)封測三巨頭長電科技、華天科技、通富微電在全球行業(yè)中分別排名第三、第六、第七。

封測是芯片制造里面的最后一步，同時科技含量和利潤率也比前面制造要低一些。但是近年來受摩爾定律的影響，封裝技術(shù)逐漸提升行業(yè)重要性。

█ 材料被日美壟斷

難倒國內(nèi)芯片制造的，不僅是單純的設(shè)備問題，實際上是芯片生態(tài)。半導體設(shè)備技術(shù)難度高、研發(fā)周期長，國內(nèi)廠商與全球領(lǐng)先企業(yè)差距較大。芯片行業(yè)的上游包括硅片、電子氣體、光刻膠等，材料供應主要來自美國和日本。

劉勁教授表示，發(fā)展到現(xiàn)在，全世界已經(jīng)形成了一個以美國為中心的全球化生態(tài)，歐洲、日本和韓國相對走在前列，在整個生態(tài)里面美國占絕對主導。目前所有國家使用的技術(shù)里面都包含美國的技術(shù)，只要美國下令進行禁止，上游的材料就被壟斷了。

█ 中國存在的短板

集成電路經(jīng)過幾十年的發(fā)展到如今，中國正在奮起追趕，但明顯短板有4個：
短板一：核心技術(shù)。沒有自己的IP核，使用的都來自西方國家。

短板二：設(shè)計軟件。目前中國企業(yè)無法趕上三大EDA公司（Synopsys、Cadence、Mentor）。

短板三：制造過程。設(shè)備、材料等都被日美壟斷，中國缺少芯片制造生態(tài)。

短板四：標準。目前行業(yè)完全以美國為中心標準，要想重新建立起一套體系非常困難。

國內(nèi)操作系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

截至目前，中國國內(nèi)仍沒有一款能普及推廣的自有操作系統(tǒng)。主流操作系統(tǒng)Windows、IOS、安卓都是美國公司研發(fā)出來的。這使得我國IT企業(yè)相較于美國企業(yè)缺乏核心競爭力，長久來看創(chuàng)新性也受到限制。

2019年，Windows操作系統(tǒng)的市場占有率高達87.7%，蘋果占據(jù)7%，其他PC操作系統(tǒng)包括Linux/Unix等市場份額較小，只占5.3%。

劉勁教授表示，中國開發(fā)PC操作系統(tǒng)主要有三家公司：中標麒麟、銀河麒麟、誠邁科技。中標麒麟和銀河麒麟是國企，現(xiàn)已經(jīng)合并，誠邁科技是一家民營企業(yè)，他們用的基礎(chǔ)內(nèi)核都是開源的Linux。

2019年中國市場運行Android操作系統(tǒng)的智能手機市場份額大約為75.44%；其次為iPhone市場份額約為22.49%。此前國內(nèi)企業(yè)在操作系統(tǒng)領(lǐng)域，都是在谷歌的系統(tǒng)之上進行了一些定制。

另外就是服務(wù)器市場。在服務(wù)器領(lǐng)域，微軟依舊是霸主，占據(jù)了近90%的市場，Linux整體僅有10%的市場。

總體來看，硬件和軟件操作系統(tǒng)現(xiàn)階段基本是以美國為中心的生態(tài)，國內(nèi)企業(yè)要想發(fā)展，門檻特別高。

技術(shù)脫鉤之下，中國如何追趕？

結(jié)合國內(nèi)IT企業(yè)目前的狀況及整個行業(yè)的生態(tài)現(xiàn)狀，劉勁教授認為在高科技領(lǐng)域里面，最難的是硬件。

他認為，目前IT科技是以美國為中心的全球生態(tài)，在技術(shù)脫鉤的情況下，中國IT科技的風險在于關(guān)鍵技術(shù)受制于人。在供給端的作為肯定有用，但會很困難，需求端的刺激更為重要，但成本巨大。

追趕的要點是用生態(tài)對付生態(tài)，應該強調(diào)開源而不是國產(chǎn)，應努力打造開源（可靠）的國內(nèi)與國際市場。

在未來，美國對中國高科技的限制會越來越多，從長遠的角度來看，高科技國產(chǎn)替代是重要的資產(chǎn)配置方向。

課堂現(xiàn)場

王蔚
半導體行業(yè)的挑戰(zhàn)、趨勢與思考

在劉勁教授的IT行業(yè)系統(tǒng)性框架梳理之后，晶方科技董事長兼總經(jīng)理、DBA七期班同學王蔚向企業(yè)家學者們真誠分享了公司十五年來的行業(yè)經(jīng)驗與面臨的機遇挑戰(zhàn)。

作為國內(nèi)集成電路高端封裝技術(shù)領(lǐng)域當之無愧的“領(lǐng)頭羊”，晶方成立于2005年，是國內(nèi)領(lǐng)先的集成電路高端封裝技術(shù)創(chuàng)新型企業(yè)，主要為客戶提供以WLCSP和FO扇出結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的高集成度、微型化的半導體先進封裝量產(chǎn)服務(wù)。

晶方科技長期專注于傳感器芯片的先進封裝技術(shù)，封裝產(chǎn)品包括多種影像傳感器芯片（CIS)，屏下指紋識別芯片，3D成像，微機電系統(tǒng)芯片（MEMS）、環(huán)境光感應芯片、5G射頻芯片等產(chǎn)品。15年的時間里，開創(chuàng)性地做到了幾個全球引領(lǐng)：
? 全球第一大影像傳感器晶圓級芯片尺寸封裝測試服務(wù)的提供者

? 全球唯一MEMS（加速度器）晶圓級封裝量產(chǎn)服務(wù)的提供者

? 全球第二大生物身份識別芯片封裝量產(chǎn)服務(wù)的提供者

參訪晶方科技

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，晶方科技采用的例如TSV, Fan-Out, SiP，3D，Bumping，RDL等一系列先進封裝技術(shù)，替代原來的以打線、基板和引線框架為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)封裝，能實現(xiàn)密度更高，尺寸更小，厚度更低，成本優(yōu)勢更佳的產(chǎn)品。

王蔚

談及高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)未來會遇到的挑戰(zhàn)，王蔚坦言，10倍速變化因素會帶來戰(zhàn)略轉(zhuǎn)折點。這些因素有可能來自競爭對手，也可能來自技術(shù)變革，還有可能是用戶，或者是供應商，以及互補企業(yè)，甚至是營運規(guī)則。他以晶方科技的經(jīng)驗分析，作為一家成立了15年半導體企業(yè)，目前最大的挑戰(zhàn)可能來自以下兩個方面：
技術(shù)迭代的減速和停滯的挑戰(zhàn) （創(chuàng)新與突破的成本和難度越來越大）

外部宏觀環(huán)境不斷變化的挑戰(zhàn) （地緣政治摩擦導致的全球供應鏈重構(gòu)）

有挑戰(zhàn)就有機會，面對變化我們完全可以逆流而上。王蔚同學根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù)預測未來10年突出的五個趨勢技術(shù)：

1、傳感和移動

隨著傳感技術(shù)和 AI 的發(fā)展，自主機器人將能更好地理解周圍環(huán)境

2、人類能力增強
人類能力增強不是替代人類做決策，而是在他們執(zhí)行任務(wù)時提供指導

3、 后經(jīng)典計算和通信

更快的 CPU、更高的存儲密度和不斷增加的數(shù)據(jù)流量

4、數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)
企業(yè)與更多的企業(yè)、人和物進行跨行業(yè)的共享和合作。而數(shù)字化生態(tài)系統(tǒng)正在分解這種傳統(tǒng)價值鏈，發(fā)展出更無縫、更靈活的連接

5. 高級人工智能和分析
高級分析使用更復雜的工具對數(shù)據(jù)或內(nèi)容進行自動或半自動檢驗

最后，針對目前中國集成電路的現(xiàn)狀，王蔚同學提出了自己的幾點看法和判斷：

第一，集成電路的創(chuàng)新要從底層做起
像造原子彈那樣集中國家力量來做，集成電路是成功不了的，創(chuàng)新來自底層，所以一定要鼓勵底層創(chuàng)新。

第二，要消費
現(xiàn)在中國鼓勵消費，鼓勵消費電子的行業(yè)一定會發(fā)展。

第三，基礎(chǔ)研究
集成電路領(lǐng)域中國現(xiàn)在“不行”的原因是基礎(chǔ)研究不夠，中國企業(yè)要想做好集成電路，必須把基礎(chǔ)研究做好做強。

通過劉勁教授和王蔚同學的分享，可以看到目前中國IT行業(yè)已經(jīng)擁有了一定的技術(shù)實力。雖然基礎(chǔ)底層結(jié)構(gòu)的核心技術(shù)還不夠“硬”，但走在前沿的企業(yè)正在相繼發(fā)力，更多技術(shù)上的壁壘也在逐步被打破，相信不久后中國的IT企業(yè)將會迎接嶄新的格局，帶領(lǐng)中國高科技產(chǎn)業(yè)步入下一個時代。