岁末渐近,又到了年终产业盘点和预测季。北京交通大学信息管理理论与技术国际研究中心(ICIR)经过对《ICIR信创数据库》详细梳理,分别提炼出100个2021年信创产业重大事件、100个信创产品、100个信创企业和100个2022年发展趋势,邀请71位业界专家对上述100个重大事件、100个信创产品、100个信创企业和100个信创趋势进行打分推荐,分别遴选出各类型中10个得分最高的事件、产品、企业和趋势,据此推出“十大”年终系列文章。本文是“十大”年终系列文章的第三篇“十大企业”。
”十大“年终系列文章包括:
1. 2021年中国十大信创产业事件;
2. 2021年中国十大信创优秀产品;
3. 2021年中国十大信创优秀企业;
4. 2022年中国十大信创产业趋势。
北京交通大学信息管理理论与技术国际研究中心(ICIR)经过对《ICIR信创数据库》的详细梳理,提炼出100个2021年信创领域的优秀企业,邀请71位业界专家对上述100个优秀企业进行打分,遴选出以下10个得分最高的企业。对优秀企业的打分评价重点考虑了在中美科技竞争日益激烈的国际环境下,企业在解决我国网信领域短板问题和卡脖子环节方面的能力和水平,是否具有原创性思想、变革性实践、突破性进展和标志性成果是评分的主要依据。经过对打分结果汇总分析,有两个特点非常明显:
一是信创10强高度聚集在云计算和芯片两个行业。排名1至4位的企业分别为华为、中国电子(CEC)、阿里云和天翼云,都属于以云平台为主的综合性信创企业。排名5至10位的企业分别为中芯国际、龙芯中科、中微半导体、上海微电子、华大九天和沪硅产业,都属于芯片行业,并且分布在芯片制造、芯片设计、半导体设备、EDA工具和半导体材料等不同环节。
二是信创10强主要分布在上海、北京、深圳、杭州四个地区。其中,分布在上海的10强信创企业有中芯国际、中微半导体、上海微电子、沪硅产业等4家,列居第一名;分布在北京的10强信创企业有天翼云、龙芯中科、华大九天等3家,列居第二名;分布在深圳的10强信创企业有华为和中国电子等2家,列居第三名;分布在杭州的10强信创企业阿里云1家,列居第四名。
NO.1.华为—中国网信产业的民族脊梁
华为技术有限公司是我国信创产品类型最全面、技术水平最高、产业生态最丰富,技术路线最清晰的信创企业,产品覆盖了基础芯片、基础软件、存储设备、终端设备、云平台等信创全产业链,其倡导的鲲鹏计算路线已成为我国党政军机关采用的最主流信创路线。在美国政府疯狂打压、全面封锁的恶劣环境中,华为依然傲首挺立于全球网信产业的潮头,在一大批产品和服务中位居全国之冠,甚至在全球也处于前列,堪称我国网信产业的民族脊梁。
在基础芯片领域,华为的鲲鹏系列、麒麟系列、巴龙系列和昇腾系列芯片,已形成“算、存、传、管、智”五个子系统的芯片族,其基于ARM架构的鲲鹏系列处理器已实现7nm量产,麒麟系列9000移动处理器芯片已实现5nm量产,智能管理芯片、通信设备芯片、昇腾人工智能训练和推理芯片等也都达到了世界先进水平。2021年11月,华为海思发布了一颗支持全球各种制式模拟电视(ATV)的自研主处理RISC-V CPU,在此之前,华为海思还推出了一款基于RISC-V的Hi3861开发板。另外,华为通过旗下投资公司哈勃投资投资参股了40余家半导体公司,涉及从EDA工具、半导体材料、半导体设备、数字芯片、模拟芯片等芯片全产业链。
在基础软件领域,华为的操作系统、数据库、中间件等都居世界领先地位。在操作系统方面,华为通过打造开源的“欧拉+鸿蒙”全域操作系统,向下连接服务器、云设施、边缘计算设备、工业嵌入式等底层设备,向上连接手机、PC、平板、可穿戴设备、智能家电、智能汽车等终端设备,并广泛应用于政府、城市、汽车、金融、能源等各行各业。目前华为的鸿蒙操作系统已连接了2亿台设备,欧拉操作系统商业发行版已安装30万套,万物互联的操作系统生态正在构建形成中。在数据库方面,华为开源的OpenGaussDB 已经在全球500多个客户成功实践,广泛应用于政府、银行、保险、能源、公共安全、运营商、大企业等行业。在中间件方面,华为开源的openLooKeng中间件致力于让数据治理和使用更简单,通过提供交互式查询分析基础能力,并在融合场景查询、跨数据中心/云、数据源扩展、性能、可靠性、安全性等方面不断优化。
在存储设备方面,华为存储在全球拥有12个研发中心、4000多名研发人员、获得3000多项专利,全面布局存储产品线的庞大格局。2021年11月,最新的全球HPC存储系统性能排名 IO500榜单公布,华为已大规模商用的两款产品进入TOP3。其中,华为 OceanStor Pacific系列存储(Huawei HPDA Lab)名列第二,OceanStor Pacific系列存储已广泛用于科研、油气勘探、自动驾驶、卫星测绘、生命科学、工业CAE、超算等多个场景,满足不同 HPDA 应用对数据传输和读写的不同需求。
在整机终端领域,华为的通信设备、手机、服务器、PC等整机终端均处于全球领先行业。在通信设备方面,华为经过20多年艰苦奋斗,击败了思科、摩托罗拉、朗讯、诺基亚、爱立信、北电等全球顶尖企业,不仅满足了我国通信领域关键基础设施建设的信创需求,也一跃而成为全球最大的通信设备和解决方案提供商。在手机方面,2020年华为手机全球出货量超过苹果,居世界第二。在服务器方面,华为推出的基于ARM架构的泰山服务器,主要面向党政机关和国家关键信息基础设施行业,正式进军信创领域。在平板和PC方面,2020年华为的平板以1600万台的出货量和9.8% 的市场份额居全球第三,台式机和手提电脑的出货量也位居全国前三。除此之外,华为的智能手表、智能音箱、扫地机器人、智能家电、智能显示屏等智能终端,也占据国内市场领先地位。
在云平台方面,华为云近年来快速发展,拥有公有云、伙伴云、华为云Stack三类业务,具备公有云、私有云和混合云全面部署能力,并能提供华为云开天aPaaS、华为云天筹AI求解器等Iass、Pass、Sass全栈云服务和产品400多项。华为云已在全球27个地理区域运营61个可用区,覆盖170多个国家和地区,其公有云市场份额位居全球第五,全国第二,而政务专属云市场位居全国第一。
除此之外,华为智能汽车、光伏、储能以及其他领域,都拥有全球领先的技术和产品,其汽车座舱系统、光伏逆变器、储能变流器等核心技术已构筑起了坚实的专利城墙。
参见“交大评论”公众号:《鲲鹏和PKS信创技术路线,到底孰优孰劣?》、《华为来了,国产操作系统厂商该如何抉择?》、《信创实践中的两种观念和两种模式探讨》、《华为、阿里、CEC频出大招,信创三国格局基本形成》、 《微软登顶、通用拆分、华为组建军团,背后真相到底是什么?》
NO.2.中国电子(CEC)—先进计算中国架构的引领者
中国电子信息产业集团有限公司(CEC)是国家确定的“国家网信产业核心力量和组织平台”,其主导构建的PKS先进计算技术架构和生态体系被称为“中国架构”。中国电子的PKS体系由基础芯片、基础软件、终端、云平台等软硬件信创产品和相关的产业生态构成。
基础芯片:包括CPU、EDA工具、MCU、FPGA、IGBT、缓存控制芯片、高端通讯芯片、集成电路制造、集成电路封测、半导体材料等。飞腾信息的CPU,包括腾云S系列高性能服务器CPU、腾锐D系列高性能桌面CPU、以及腾珑E系列高端嵌入式CPU,已发布FT1500A、FT2000、FT2000/4和腾云S2500。华大九天的EDA工具是我国唯一能够提供模拟电路设计全流程EDA工具系统。小华半导体的MCU,包括超低功耗应用的HC32L系列、针对电机应用市场的HC32M系列、针对通用市场的高性价比HC32F系列以及针对工业客户的定制化小型PLC系列、40nm工艺高端MCU系列等。安路科技的FPGA包括高性价比的可编程逻辑器件(FPGA)、可编程系统级芯片、定制化嵌入式eFPGA IP、以及相关软件设计工具和创新系统解决方案等。澜起科技的DDR4内存接口芯片市场占有率排名全球第一,市场份额达到47%。苏州盛科的网络交换芯片已成功研发出第五代产品。另外,积塔半导体的特色工艺集成电路生产线、沛顿科技的集成电路封测、以及第三代集成电路材料也在积极部署中。
基础软件。中国电子PKS体系的基础软件包括操作系统和数据库。在操作系统方面。以麒麟软件的银河麒麟桌面终端操作系统、银河麒麟服务器操作系统、银河麒麟工控机及嵌入式操作系统等为代表。在数据库方面。以达梦集中式数据库和易鲸捷分布式数据库为代表。达梦数据库是完全自主研发的大型通用关系型数据库管理系统,具有40年的技术积累,拥有完全自主知识产权,是唯一获得国家自主原创产品认证的国产数据库。易鲸捷数据库属于下一代融合型分布式数据库,所有知识产权自主可控,具备可扩展、灵活性、高并发、高可靠等优势特点,已经在金融核心交易、智能制造、电信、数字货币、区块链领域得到大量应用。
硬件终端。包括长城台式机、长城服务器、长城云终端、长城笔记本、长城一体机和迈普网络交换机。长城系列硬件产品拥有70+款自主安全整机产品,100+款自主安全主板,终端(台式机、一体机、笔记本、云终端),服务器(2U/1U/4U机架式、刀片),定制化产品(CPCI)、存储器、图站等。
云平台。中国电子云打造了基于PKS全栈云原生产品技术体系。现已交付规模超50万vCPU,其中飞腾vCPU占近半数;服务行业客户超300家,上线产品43款。相继发布公有云CECCloud、全栈自主专属云CECSTACK、以及新性能、新体验、新安全的PKS原生云,推出了CCOS中国电子云操作系统与雨燕架构的软硬一体支撑底座,以及智能网卡、云原生服务器、银河麒麟云端操作系统、可信云服务器和全栈云安全等PKS原生产品及服务,同时针对行业云现状提出了工具平台、运营方法论、PKS生态体系三位一体的运营解决之道。
参见:“交大评论”公众号:《鲲鹏和PKS信创技术路线,到底孰优孰劣?》、《华为来了,国产操作系统厂商该如何抉择?》、《国资云的五大“疑云”》、《信创实践中的两种观念和两种模式探讨》
NO.3.阿里云—高端信创技术产品和服务的集大成者
阿里云计算有限公司是我国云计算领域的先驱,也是我国企业信创的鼻祖。2008年阿里巴巴首次提出“去IOE”,并于2013年实现完全替代。现已形成包括基础芯片、基础软件、云平台等信创全产业链,并形成了以“高端技术”为特色的信创路线。
在基础芯片领域。在2021年云栖大会上,阿里云宣布开源平头哥的玄铁RISC-V系列处理器,并开放系列工具及系统软件,这是全球首次全栈开源系列处理器与基础软件。目前,基于RISK-V架构的玄铁系列CPU已出货超25亿颗,成为国内应用规模最大的国产CPU;含光系列人工智能芯片是全球性能最高的芯片;同样在2021年云栖大会上发布的基于ARM架构的倚天710芯片,已实现5nm制程工艺,性能超过业界标杆20%、能效比提升50%以上,在一颗芯片上可以集成600亿支晶体管,成为全球集成度最高的芯片。
在基础软件领域。阿里云的云操作系统和分布式数据为居于全球领先地位。在操作系统方面,阿里云打造的自主研发飞天云操作系统,可以将底层的X86、ARM、RISC-V还是硬件加速等服务器芯片和专用芯片等硬件封装成标准算力,为客户提供的“一云多芯”的标准云计算服务。2021年云栖大会上,阿里云正式推出新一代操作系统“龙蜥”并开源,阿里达摩院操作系统实验室也宣告成立;在数据库方面,蚂蚁金服的OceanBase和阿里云的PolarDB全部入选Gartner全球数据库魔力象限第一阵营—领导者象限。OceanBase已能在普通服务器上实现金融级高可用,已在全国30多个金融机构得到应用。PolarDB是阿里自研的分布式云原生数据库,计算能力最高可扩展至1000核以上,存储容量最高可达100TB,集群版单库最多可扩展到16个节点,已连续多年稳定支撑天猫双11,处理峰值高达创纪录的1.4亿次/秒。2021年5月29日,在阿里云开发者大会上,阿里云宣布开源PolarDB云原生数据库。AliSQL数据库社区是国内最大的数据库开源社区。在中间件方面,阿里云首创中台概念和业务模式,把为业务线提供基础技术、数据等支持的部门整合成为“大中台”,通过企业级分布式应用服务 EDAS、分布式数据库DRDS 和消息服务 MQ 等 PaaS 产品实现数据的跨部门互通,业务中台和数据中台逐渐沉淀出一系列中间件产品,统一为业务线提供业务中台和数据中台的支持和帮助。目前,业务中台和数据中台已经成为行业信创的标配,并在交通、能源、金融、政务等领域得到广泛应用。
整机终端方面。阿里云基于软硬一体的云原生理念自研打造的神龙云服务器,能发挥出比传统物理机更强的性能。在2021年云栖大会上最新发布了磐久自研服务器和第四代神龙云服务器,首次搭载了全球唯一的大规模弹性RDMA加速网络,网络延迟整体降低80%以上,网络带宽、块存储、IOPS均为全球最高性能水平,将云计算带进5微秒时延时代。
在云平台领域,阿里云通过13年的积淀和发展,已经落地了全球最大规模的云原生实践,实现应用100%云原生化。目前可以提供400多项Iass、Pass和Sass服务,已为26个部委、31个省、直辖市、自治区提供云计算服务,其城市大脑已经在44座城市落地,覆盖1000多个政府部门,支持近两万家制造企业,钉钉开放平台合作的生态企业已超过2000家,应用总数超过百万。在全球公有云市场上,阿里云仅次于亚马逊云(AWS)和微软云(Aruze),位居全球第三。而在国内云计算市场上,以近40%的市场占有率稳居全国第一。在2021年12月15日Gartner发布的全球顶级云厂商整体能力评估报告中,阿里云IaaS基础设施能力拿下全球第一,在计算、存储、网络、安全四项核心评比中均斩获最高分,这也是中国云首次超越亚马逊、微软、谷歌等国际厂商。
参见:“交大评论”公众号:《鲲鹏和PKS信创技术路线,到底孰优孰劣?》、《华为来了,国产操作系统厂商该如何抉择?》、《国资云的五大“疑云”》、《信创实践中的两种观念和两种模式探讨》、《华为、阿里、CEC频出大招,信创三国格局基本形成》
NO.4.天翼云—背景雄厚的云计算国家队
2021年3月,中国电信集团内部发文,将中国电信云计算分公司、上海信息化研发中心、广州信息化研发中心以及云计算内蒙古分公司和云计算贵州分公司,整合成为天翼云科技有限公司,成为一家集建设、研发、运营、生态合作和销售服务一体化的专业云公司。2021年7月1日,由中国电信100%控股、注册资本9亿元的天翼云科技有限公司宣告成立。2021年11月2日,天翼云发生工商变更,注册资本增至40亿元人民币,中国电科、中国电子、中国诚通、中国国新等四家央企成为天翼云的股东单位。自此,由五家央企作为股东背景的天翼云彻底坐稳了云计算“国家队”旗手的位置。2021年11月,天翼云发布了全新升级的天翼云4.0分布式云,包括新平台、新算力、新网络、新系统、新终端、新节点、新安全、新智能等八部分全新升级,全面推行云网融合技术创新,全面推进“千城万池”战略,大力推进算力全国部署。
天翼云已有10年发展历史,拥有中国公有云第四、政务公有云第一、全球运营商云第一,中国混合云第一的行业地位。在国内公有云市场上,天翼云以10%左右的市场份额,仅排在云计算巨头阿里、华为和腾讯之后,位居全国第四。在国内政务公有云市场上,天翼云以25.3%的市场份额位居第一。目前,天翼云已经形成“2+4”的中心节点,31个区域节点,300+的本地节点,1000+的边缘节点,10000+的客户节点,以及X个差异化边缘云节点。天翼云是国内唯一一家在全国31省实现一省一池部署的云服务商,承建了超过20个省级政务云,超过300个地市级政务云,参与了超过1000个智慧城市项目。2021年上半年天翼云高速增长,实现收入140亿元,同比增长109%,市场份额提升0.9%,客户数达到200万,在公有云IaaS市场份额为9.6%,公有云IaaS+PaaS市场份额为8.3%。
天翼云具有以下四方面优势:一是“国家队”的背景。五大央企加持下的天翼云,毫无争议地成为云计算的国家队。尤其在“滴滴事件”、“联想事件”爆发出的国家数据安全和产业安全日益严峻的今天,天翼云的国家队身份使其拥有了天然的身份认同和公信力。二是强大的网络基础设施能力。天翼云依托中国电信覆盖全球的电信网络,为云计算服务能力的提升和业务稳定提供了保障,成为政企大客户市场选择天翼云的重要考量。三是强大的系统集成和客户渠道优势。天翼云依托中国电信长期形成的强大系统集成能力以及全球近4亿个人用户和企业用户资源,能为政企客户提供“上好云”和“好上云”的优质服务。四是丰富的优秀云产品。天翼云陆续推出了高性能操作系统、智能加速卡、弹性裸金属服务器、超融合一体机与边缘盒子等一系列丰富的分布式云产品。2021年11月又发布了实现“六个一”的天翼云4.0分布式云,即一云多态、一云多芯、一张云网、一致架构、统一调度、统一运维。
参见“交大评论”公众号:《国资云的五大“疑云”》、《信创实践中的两种观念和两种模式探讨》
NO.5.中芯国际(SMIC)—国家集成电路制造的开路先锋
集成电路制造是中美科技竞争的焦点领域之一,也是美国政府倾全部之力重点把控的领域。2021年美国政府采取了许多不正当的手段干预集成电路制造的全球化生产,先是要求三星和台积电等代工企业在美国本土设厂开展先进制程集成电路制造,随后又要求全球半导体生产厂商向美国商务部报告其芯片生产计划,并将中芯国际列入“实体清单”,禁止荷兰ASML公司向中芯出售极紫外线EUV光刻机,对中芯国际实现先进制程芯片制造造成重大影响。据悉,美国政府还将进一步加大对中芯国际的制裁力度,部分成熟制程的半导体制造设备也可能会被列入禁运之列。中芯国际实现28nm以上成熟制程集成电路制造的自主生产。在28nm以下先进制程方面,也是我国突破美国技术封锁的希望所在。
中芯国际集成电路制造有限公司(SMIC)是中国大陆技术最先进的集成电路制造企业,位居全球芯片代工厂商第5名,国内代工厂商第1名,能提供0.35µm到14nm不同技术节点的晶圆代工与技术服务,是世界上为数不多的几个可以提供完整的从成熟制程到先进制程的晶圆制造解决方案的纯晶圆代工厂之一。中芯国际在上海建有2座300mm晶圆厂和1座200mm晶圆厂,在北京建有2座300mm晶圆厂,在天津和深圳各建有1座200mm晶圆厂。据梁孟松的公开信显示,中芯国际的28nm、14nm、12nm及N+1等技术均已进入规模量产,7nm技术的开发已经完成,2021年可以进入风险量产。5nm和3nm的最关键、也是最艰巨的8大项技术也已经有序展开,只待EUV光刻机的到来,就可以进入全面开发阶段。
参见“交大评论”公众号:《七评中美芯片制造领域大PK,鹿死谁手?》
No.6.龙芯中科—国产自主可控的坚定践行者
2021年4月15日,龙芯中科技术股份有限公司正式发布完全自主指令架构LoongArch,真正实现了从顶层架构到指令功能和ABI标准等,全部自主设计,不需国外授权。7月23日,龙芯中科发布了首款基于自主指令架构LoongArch的处理器芯片-龙芯3A5000,包括CPU核心、内存控制器及相关PHY、高速I/O接口控制器及相关PHY、锁相环、片内多端口寄存器堆等在内的所有模块均自主设计,单核性能提升50%,功耗降低30%,与国内采用引进技术的CPU相比在性能上优势明显。2021年6月28日,上交所正式受理了龙芯中科的科创板IPO申请,拟募资35亿元。12月10日晚,科创板上市委公告,龙芯中科首发将于12月17日上会,标志着龙芯中科不久将正式上市。
龙芯中科致力于构建独立于Wintel体系和AA体系的信息技术体系和产业生态,成为我国完全自主可控计算体系的希望之星。2021年,龙芯中科先后推出了完全自主指令系统LoongArch,并基于LoongArch形成了面向应用的基础版操作系统Loongnix和面向工控和终端应用的基础版操作系统LoongOS。
在CPU处理器方面。发布了龙芯自主指令系统LoongArch,该指令系统除了具有自主性和先进性等特点,还充分考虑了兼容需求,通过指令系统的创新设计大幅度降低跨指令系统二进制翻译过程中的性能损失,可高效运行x86、ARM平台上的二进制应用程序。研制出包括系列化CPU核、GPU核、内存接口、高速总线接口等上百种IP核。基于这些IP核形成了面向桌面和服务器应用的龙芯3号系列,面向终端和工控应用的龙芯2号系列,面向特定应用的龙 1号系列等三大系列几十款CPU产品。建立了高性能 CPU 物理设计流程,比使用商业EDA工具的标准流程性能提高30%左右。2020年流片成功的龙芯3A5000,主频提高到2.3~2.5 GHz,单核SPEC CPU2006分值达到26~30分,逼近市场主流x86处理器水平,超过了国内引进ARM技术的处理器。
在基础软件方面。基于自主指令系统LoongArch开展操作系统内核、编译器、编程语言虚拟机、云计算等基础软件领域的研发,形成了面向桌面和服务器应用的基础版操作系统 Loongnix及面向终端和控制类应用的基础版操作传统LoongOS,建立了完整的基础软件技术生态体系。统一了包括CPU、桥片、BIOS、操作系统在内的系统架构,实现不同整机和操作在应用生态方面。
在产业生态方面。龙芯中科将自己的CPU和操作系统,与其他数据库、整机、应用、集成商等紧密配合,协同解决用户试验过程中发现的问题,形成“应用试验、发现问题、解决问题并完善平台、在试验中检验”的良性循环,走出了一条“应用牵引、系统优化、软硬结合、规范用”的技术道路,通过系统优化,做到在每个部分都不如国外的情况下整个系统的性能超过国外系统。龙芯中科的合作伙伴已经有2000多家,CPU年销售量达到百万片量级。预计到2030年前后,龙芯中科将建立起独立于Wintel体系和AA体系的国家安全信息技术体系和产业生态。
参见“交大评论”公众号:《三评中美数字芯片领域大PK,谁强谁弱?》、《RISC-V能彻底解决国人的长期“芯痛”吗?(上篇)》、《我国国产CPU面临五大挑战》
NO.7.中微半导体—国家半导体设备的率先突围者
光刻机、刻蚀机和薄膜沉积设备被称为半导体三大核心制造设备,是美国限制中国高科技发展的重点领域,最近两年美国对中国半导体产业的打压,都是通过限制半导体设备应用来限制中国集成电路产业的发展。
中微半导体设备(股份)有限公司是国内首屈一指的半导体设备厂商,产品聚焦于集成电路前段的等离子刻蚀设备、化学薄膜沉积设备和检测设备。中微半导体已实现了等离子刻蚀机、化学薄膜沉积设备的全面覆盖,并实现了检测设备的部分覆盖。其中CCP电容性刻蚀机、ICP电感性低能等离子刻蚀机、深硅刻蚀机和MOCVD化学薄膜沉积设备等四种比较成熟的设备产品已经进入全球三强位置。在美国VLSI Reaseach全球半导体设备公司产品客户满意度评比中,中微半导体连续两年获得全球第三名。
2021年5月,中微半导体宣布其自主刻蚀机技术已经实现了3纳米工艺并且进入量产阶段,标志着我国在半导体三大制造设备之一的刻蚀机领域已进入全球领先水平。中微的刻蚀机在中国本土市场3D NAND晶圆厂的市场占有率已经达到35%,在国内两个最先进逻辑器晶圆厂的市场占有率已经接近40%。在中国台湾的一家逻辑线路器件晶圆厂14nm产线上,占比达到了24%,在中国台湾另一家NAND晶圆厂,占达到了37%,均排名第2。中微已申请了1883个专利,其中发明专利1613件,占比85.7%;已获得1115个专利,其中发明专利945件,占比84.8%。
中微半导体的MOCVD有机金属化合物气相沉积设备已经发展到了第三代,是全国54家MOCVD设备公司中唯一成功量产的厂家。目前中微半导体的MOCVD设备技术水平不断改进和提高,蓝绿光LED波长均匀性已经从波长1.57nm做到了0.7nm左右,达到世界领先水平。中微半导体的MOCVD设备在全球氮化镓基MOCVD市场占有率已经达到了70%以上。
中微半导体在等离子刻蚀机和化学薄膜沉积设备方面取得的成绩,率先突破了美国政府在半导体设备方面对我国实施的封锁,不仅填补了国内半导体设备方面的空白,而且也为其他半导体设备、甚至整个信创产业,如何实现突围,如何获得和保持产业竞争中的优势,树立了标杆和榜样。
参见“交大评论”公众号:《五评中美半导体设备领域大PK,如何突围?》
NO.8.上海微电子—解决关键“卡脖子”环节的珍贵火种
光刻机被称为集成电路的“皇冠”,是我国信创产业最严重的“卡脖子”环节。上海微电子装备(集团)股份有限公司是我国国产光刻机的唯一生产厂商,公司产品包括IC前道制造的600系列光刻机和用于IC后道先进封装的500系列光刻机。其中,600系列制造光刻机最新型号SSA600/20的分辨率为90nm,500系列封装光刻机的最小分辨率为1μm。2021年9月,上海微电子宣布推出新一代大视场高分辨率先进封装光刻机,主要应用于高密度异构集成领域,具有高分辨率、高套刻精度和超大曝光视场等特点,可帮助晶圆级先进封装企业实现多芯片高密度互连封装技术的应用。目前,500系列封装光刻机已经实现批量供货,已成为日月光、长电科技、通富微电等多家封测龙头企业的主要设备,在国内封装光刻机市场占有率高达80%,全球市场的占有率也达到40%。
而在制造光刻机方面,上海微电子的600系列制造光刻机最新型号SSA600/20的分辨率为90nm,与ASML生产的5nm分辨率EUV光刻机还有较大差距。但是,即使是看上去比较落后的90nm光刻机,也为我国向更先进制程光刻机突破留下了珍贵火种。首先,90nm光刻机可以满足大多数对工艺制程要求不高的领域,如军事领域、航天领域、传统工业领域等对芯片的需求,一旦出现战争状态或其他紧急状态,我国的集成电路制造不至于处于休克或停摆状态,还能够满足最低和最基本的需求;其次,国产90nm光刻机的量产,大大制约了国外光刻机厂商的漫天要价,为我国成熟制程集成电路制造厂商节约了巨量成本;最后,上海微电子的90nm光刻机是其他先进制程光刻机的基础,可以为其他光刻机零部件厂商提供模拟、验证、试验的平台。目前,国产光刻机难度最大的部分是光源和物镜,科益虹源和国望光学正在重点研发,中科院和四川大学都在极紫外光源方面取得了突破,长春光机所也突破了光学投影物镜制造关键技术,并掌握了EUV多层膜制备的相关技术。随着先进制程光刻机相关零配件的相继突破,国产EUV光刻机的整体突破终究会实现。
参见“交大评论”公众号:《五评中美半导体设备领域大PK,如何突围?》
NO.9.华大九天—填补国内EDA工具空白的先行者
EDA工具是我国信创产业仅次于光刻机的第二大“卡脖子”环节。在全球EDA市场上新思科技、楷登电子和西门子EDA处于绝对垄断地位,占据了78%以上的市场份额。我国几乎所有的集成电路设计企业都购买使用新思科技、楷登电子和西门子EDA的EDA工具。
北京华大九天科技股份有限公司是国内最早从事EDA工具研发的公司,也是我国第一款自主全流程EDA系统—“熊猫ICCAD系统”的研发单位,目前已经成为国内规模最大、产品线最完整,综合实力最强的国产EDA企业。从产品侧来看,华大九天的EDA工具覆盖了数字电路、模拟电路、平板显示电路和晶圆制造等领域。其中,在液晶平板显示领域,华大九天可提供全流程设计工具,且具有全球竞争力;在模拟电路领域,华大九天是我国目前我唯一能够提供全流程EDA工具的本土企业;在数字电路领域,华大九天也在时序分析、版图集成等方面拥有诸多具有特色的点工具。从用户侧来看,华大九天近年来也在市场拓展方面取得了一定的进展,诸如京东方、兆芯集成、TCL等国内知名集成电路设计和面板制造企业均为公司的前五大客户。
2021年华大九天自主研发成功SPICE电路仿真工具Empyrean ALPS,支持数千万元器件的电路仿真和数模混合信号仿真,通过创新的智能矩阵求解算法和高效的并行技术,突破了电路仿真的性能和容量瓶颈,仿真速度相比同类电路仿真工具显著提升。2021年5月,Empyrean ALPS成功通过三星Foundry EDA工具认证流程SAFE-QEDA,实现对其8nm(8LPP)工艺制程的支持。在2021年11月召开的三星先进晶圆代工生态系统2021 SAFE论坛上,全球第二大晶圆厂—三星Foundry宣布华大九天成为其SAFE-EDA生态合作伙伴。华大九天的产品得到三星的技术认证并进入三星的生态系统圈,说明我国国产EDA工具的技术水平已发展的一个新台阶,EDA厂商实力也得到国际社会认同,标志着我国信创产业又在一个”卡脖子“环节实现了关键突破。
参见“交大评论”公众号:《二评中美EDA/IP领域大PK,卡在哪里?》
NO.10.沪硅产业—打破大硅片垄断的国内领先者
硅片是集成电路的最基础材料,被称为集成电路的粮食,占晶圆制造材料成本的33%。一般来说,300mm大硅片对应90nm及以下的工艺制程,包括常见的90nm、65nm、55nm、45nm、28nm、16/14nm、10/7nm等,200mm硅片对应90nm以上的工艺制程,包括常见的0.13μm、0.15μm、0.18μm、0.25μm等。日本信越(Shin-Etsu)、日本胜高(SUMCO)、中国台湾环球晶圆(Global Wafer)、德国世创(Siltronic)和韩国LG Siltron是全球最大的五家半导体硅片厂商,其300mm大硅片CR5占比达94%。其中,日本信越(Shin-Etsu)和日本胜高(SUMCO)两家的300mm大硅片CR2达到53%,基本垄断了全球硅片市场。我国集成电路制造企业使用的300mm大硅片,基本上都从以上五家硅片企业进口。
成立于2015年的上海硅产业集团股份有限公司(沪硅产业)专注于半导体硅片业务,经过6年多的发展,现已形成200mm及以下半导体硅片和300mm半导体大硅片两大产品体系,两大产品占总营收的比例分别约为68%和17%。特别需要提出的是,沪硅产业于2017年实现300mm大硅片正式出货并小批量销售,2018年实现批量生产和销售,2020年公司扩大产能,2021年实现产能30万片/月。目前,沪硅产业300mm大硅片基本实现了14nm及以上工艺节点的技术全覆盖,14nm以下工艺制程的技术也正在研发过程中。沪硅产业的硅片产品不仅能满足中芯国际、华虹宏力、华力微电子、长江存储、武汉新芯、长鑫存储、华润微等国内主要芯片制造企业的需要,还远销北美、欧洲、亚洲其他国家或地区,为台积电、联电、格罗方德、意法半导体、Towerjazz、Soitec、 Qorvo、Murata、TeledyneDALSA Semiconductor Inc.、Vishay、Pure Wafer、North Texas Epitaxy LLC、EpiTek Silicon等国际芯片制造厂商提供硅片供应。沪硅产业已获专利340多项,掌握300mm以下及半导硅片制造的关键技术,形成了以单晶生长、抛光、外延、SOI制造为代表的核心知识产权体系。彻底打破了国外企业完全垄断半导体大硅片市场的局面。
沪硅产业在大硅片方面的突破,解决了我国半导体主要材料完全受制于人的问题,也为电子特气、光刻胶等其他半导体材料的技术突破和产品突围指明了方面,具有重要的现实意义和产业指导意义。
参见“交大评论”公众号:《六评中美半导体材料领域大PK,哪长哪短?》
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