宋麗娜 中國信息通信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所工程師

亓瑞倩 中國信息通信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所工程師

陳倩 中國信息通信研究院電信設(shè)備認(rèn)證中心工程師

李文宇 中國信息通信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所高級工程師

專家視點(diǎn)

移動芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析＊

宋麗娜 中國信息通信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所工程師

亓瑞倩 中國信息通信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所工程師

陳倩 中國信息通信研究院電信設(shè)備認(rèn)證中心工程師

李文宇 中國信息通信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所高級工程師

在LTE全球快速發(fā)展的形勢下，作為移動終端核心的移動芯片產(chǎn)業(yè)，同樣面臨著一個不容錯失的發(fā)展機(jī)會。我國移動終端芯片企業(yè)在2G時代的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)非常薄弱，但經(jīng)過3G時代國家對TDSCDMA產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持和培育，已在市場競爭中爭取了一席之地。本文結(jié)合當(dāng)前全球和國內(nèi)移動通信領(lǐng)域發(fā)展情況，對移動芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)及演進(jìn)趨勢進(jìn)行了分析和討論，并對我國移動芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了政策建議。

LTE/LTE-Advanced 移動芯片 產(chǎn)業(yè) 現(xiàn)狀 趨勢 建議

1 引言

全球移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展推動了移動應(yīng)用和業(yè)務(wù)的多樣化和多元化需求，使得移動智能終端市場逐步進(jìn)入爆發(fā)性增長階段。同時，LTE在全球的快速部署和產(chǎn)業(yè)鏈的日趨成熟，也為LTE產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)，尤其是移動終端產(chǎn)品帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。根據(jù)相關(guān)咨詢公司的最新預(yù)測數(shù)據(jù)，2014年全球消費(fèi)電子出貨量將達(dá)25億臺，同比增長7.5%，其中大約有75%將是手機(jī)設(shè)備。在此形勢下，作為移動終端核心的移動芯片產(chǎn)業(yè)，同樣面臨著一個不容錯失的發(fā)展機(jī)會。國內(nèi)外芯片廠商紛紛布局和發(fā)力，爭取在這一輪新的市場爆發(fā)中掌握關(guān)鍵技術(shù)，占據(jù)一定的話語權(quán)。

2 移動芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 LTE成為拉動移動芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要力量

移動通信依然是通信產(chǎn)業(yè)最大的拉動力量。據(jù)預(yù)測，2014年移動通信芯片出貨量將同比增長21.6%，市場規(guī)模達(dá)到338億美元，同比增長23.5%。在全球各國家電信監(jiān)管部門、運(yùn)營商和設(shè)備制造商的共同推動下，LTE的產(chǎn)業(yè)化和商用化發(fā)展迅猛，LTE產(chǎn)業(yè)鏈迅速成熟。如圖1所示，GSA數(shù)據(jù)表明，截至2014年11月底，全球共有119個國家和地區(qū)開通357個LTE商用網(wǎng)絡(luò)，其中28個國家和地區(qū)開通40個LTETDD網(wǎng)絡(luò)。截至2014年第3季度，全球LTE用戶數(shù)已達(dá)3.7億戶，年底則超過4億戶。

我國4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和用戶發(fā)展同樣進(jìn)入加速期。截至2014年11月底，中國移動已建成的4G基站超過60萬個，預(yù)計2014年全年建設(shè)4G基站將達(dá)到70萬個。中國聯(lián)通于近日組織的新一輪4G建網(wǎng)設(shè)備招標(biāo)規(guī)模約為5萬基站，覆蓋多達(dá)143個城市。中國電信計劃2015年在100～120個城市做4G厚覆蓋，剩下的城市薄覆蓋。截至2014年10月，中國移動用戶達(dá)5445萬戶，突破5000萬戶大關(guān)；中國聯(lián)通和中國電信也已突破百萬用戶。

LTE網(wǎng)絡(luò)和用戶的爆發(fā)增長，推動LTE終端芯片產(chǎn)業(yè)鏈快速成熟，截至2014年9月，LTE終端數(shù)量達(dá)2218款，其中智能手機(jī)已超千款，達(dá)1045款（見圖2）。工信部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，2014年10月全國4G手機(jī)出貨量2126.1萬部，達(dá)到了全部手機(jī)出貨量的63.3%，3G則下降到了21.3%。

圖1 LTE網(wǎng)絡(luò)和用戶發(fā)展情況（數(shù)據(jù)來源：GSA/CATR 2014.11）

圖2 LTE終端增長趨勢（數(shù)據(jù)來源：GSA 2014.10）

2.2 全球移動通信芯片市場趨于集中

相關(guān)統(tǒng)計和預(yù)測數(shù)據(jù)表明，全球移動通信市場在2014年取得超過5%的增長，芯片總出貨量將超過23億顆，營收超過210億美金。其中，市場需求逐漸向3G和4G市場芯片集中。2015年，3G移動芯片（含TD-SCDMA、WCDMA和CDMA 1x）出貨預(yù)計將超過10億顆，占據(jù)近43%的市場份額。LTE依然快速增長，出貨量預(yù)計約5.6億顆，比2014年增長76%，占據(jù)24%的市場份額。3G和4G移動芯片合計占據(jù)了2/3的市場份額。

隨著移動芯片在多模支持能力和工藝水平方面日益提高，行業(yè)門檻不斷抬高，市場漸成少數(shù)芯片企業(yè)的舞臺。高通、聯(lián)發(fā)科等少數(shù)企業(yè)憑借在產(chǎn)品和服務(wù)方面的市場優(yōu)勢地位，市場份額逐步提高，其它廠商生存空間被極大壓縮，多家國際知名芯片廠商（如TI、博通等）紛紛選擇退出。

2.3 國內(nèi)移動芯片市場取得一定突破

從移動基帶芯片市場出貨量統(tǒng)計和預(yù)測數(shù)據(jù)看，國內(nèi)芯片企業(yè)展訊市場排名繼續(xù)提升（見圖3）。憑借在2G、3G方面的技術(shù)優(yōu)勢和市場份額，展訊在2013年移動基帶芯片市場占比中超過Intel，位居全球第三，并于2014年繼續(xù)保持該位置。有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測，2014年展訊在全球基帶芯片全球出貨量大于4億顆。

我國TD-LTE牌照的正式發(fā)放，也為國內(nèi)移動芯片企業(yè)在LTE市場的發(fā)展帶來助力。憑借在LTE、TD-SCDMA、WCDMA領(lǐng)域的技術(shù)積累，海思已于2012年推出支持五模多頻的LTE基帶芯片，并在2013年底將芯片工藝由40nm提升至28nm。展訊、聯(lián)芯等國內(nèi)芯片企業(yè)，均已推出28nm LTE多?；鶐酒?，并達(dá)到商用水平。

3 我國移動芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

在LTE進(jìn)入商用發(fā)展期之后，LTE-Advanced（LTE-A）技術(shù)成為提升終端芯片性能，適應(yīng)新應(yīng)用的技術(shù)演進(jìn)方向。同時，制式和頻段的多樣化，也為移動芯片的發(fā)展提出了需求和方向。

3.1 多模多頻仍是移動芯片研發(fā)的核心需求

移動通信2G/3G/LTE等多制式將長期并存，全球各個國家和地區(qū)通信制式的多樣化及頻段組合的多樣化也會長期存在。國際主流芯片廠家均已開發(fā)出5模多頻芯片產(chǎn)品。終端芯片支持5模甚至6模十多個頻段將是芯片企業(yè)滿足市場需求和最大化規(guī)模效益的主要方向。截止2014年10月，在國內(nèi)獲得進(jìn)網(wǎng)許可的634款4G手機(jī)共有11種模式組合（見表1）。TD-LTE/ TD-SCDMA/GSM三模、TD-LTE/LTEFDD/WCDMA/ GSM四模制式、TD-LTE/LTEFDD/cdma2000/CDMA 1x/GSM五模制式三類手機(jī)占比最高。

圖3 2010—2013年基帶芯片出貨量

表1 我國各種制式4G手機(jī)進(jìn)網(wǎng)款累計數(shù)（數(shù)據(jù)來源：CATR 2014.10)

3.2 LTE-Advanced成為主要演進(jìn)方向，推動芯片工藝進(jìn)一步升級

LTE-Advanced可有效地提高移動終端芯片的數(shù)據(jù)傳輸速率，更好地滿足快速增長的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求。從典型運(yùn)營商上架終端的監(jiān)測數(shù)據(jù)看，聲明支持LTE-A的終端已有224款（見圖4）。

圖4 國際典型運(yùn)營商上架LTE-A終端款數(shù)（數(shù)據(jù)來源：工信部2014.11）

為滿足LTE-A的技術(shù)要求，基帶和射頻芯片需提升對大數(shù)據(jù)量的接收和處理能力，同時需平衡成本和功耗性能。雖然28nm工藝可較好滿足LTE類型3（Cat3）和類型4（Cat4）終端芯片的需求，但從功耗、性能和芯片面積角度，更高能力等級（Cat6及以上）的終端芯片對20nm甚至16nm工藝節(jié)點(diǎn)提出了要求。

3.3 芯片集成和一體化成為移動芯片發(fā)展的新趨勢

隨著終端支持的頻段數(shù)量不斷增加，射頻芯片需要提供更多的發(fā)射/接收通道，并集成更多的射頻前端器件。體積、性能、干擾成為越來越大的技術(shù)挑戰(zhàn)。前端器件寬頻化、集成化（PA、開關(guān)、濾波器等）設(shè)計，成為射頻前端器件的發(fā)展趨勢?；鶐酒蛻?yīng)用處理器共同構(gòu)成的片上系統(tǒng)（SoC）方案、基帶和射頻一體化方案，將繼續(xù)在降低芯片成本和終端設(shè)計難度發(fā)揮重要作用。

3.4 移動芯片企業(yè)向著合并和深入合作的方向發(fā)展

由于進(jìn)入門檻低，大多企業(yè)選擇Fabless（無晶圓）模式，而芯片設(shè)計企業(yè)的迅速出現(xiàn)和成長，導(dǎo)致其產(chǎn)業(yè)競爭也愈來愈激烈。近期，高通收購英國芯片設(shè)計公司CSR，以加強(qiáng)其在藍(lán)牙、物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力；Intel公司與瑞芯微展開合作，聯(lián)手進(jìn)入移動通信領(lǐng)域。國內(nèi)紫光集團(tuán)接連收購了本土優(yōu)秀的兩家芯片設(shè)計企業(yè)展訊和銳迪科，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，提出了打造世界級芯片巨頭的目標(biāo)。國內(nèi)芯片企業(yè)未來可考慮在本土企業(yè)間開展深入合作，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，揚(yáng)長避短，以期在國際競爭中有所突破。

4 我國移動芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)和問題

盡管國內(nèi)廠商已積極加大對LTE產(chǎn)業(yè)的投入和研發(fā)，但從目前已有的市場看，最先進(jìn)移動通信制式的終端芯片市場仍被發(fā)達(dá)國家的幾家主流企業(yè)主導(dǎo)。我國移動芯片產(chǎn)業(yè)整體競爭實(shí)力與國際移動芯片產(chǎn)業(yè)的差距仍然比較明顯。

4.1 關(guān)鍵技術(shù)能力缺失或落后、競爭力不足

在國家扶持和培育下，我國芯片企業(yè)大多在TDD領(lǐng)域（TD-SCDMA、TD-LTE）優(yōu)勢明顯，但在FDD領(lǐng)域（WCDMA、LTEFDD）等方面存在短板。在向LTE-Advanced能力的發(fā)展中，為了提升移動終端芯片處理能力，芯片工藝的提升成了必然方向。從國際芯片市場來看，28nm芯片已是LTE終端芯片的主流，領(lǐng)軍企業(yè)已經(jīng)向22/16nm邁進(jìn)，對我國芯片企業(yè)又提出了新的挑戰(zhàn)。

4.2 射頻芯片企業(yè)關(guān)鍵元器件“空心化”現(xiàn)象嚴(yán)重

在國家政策的扶持和引導(dǎo)下，國民技術(shù)、銳迪科等國內(nèi)一批具有較強(qiáng)技術(shù)能力的射頻芯片設(shè)計企業(yè)發(fā)展迅速，并推出TD-LTE射頻芯片產(chǎn)品，支持多模多頻能力，滿足商用要求。但大部分關(guān)鍵元器件均需依賴進(jìn)口，產(chǎn)業(yè)“空心化”現(xiàn)象嚴(yán)重。國內(nèi)材料工藝水平落后，元器件領(lǐng)域國外巨頭專利壁壘嚴(yán)密，對我國產(chǎn)業(yè)突破核心技術(shù)造成了很大困難，嚴(yán)重制約了我國移動通信元器件的設(shè)計、研發(fā)和生產(chǎn)。同時，元器件企業(yè)多采用自己設(shè)計、自己生產(chǎn)方式，產(chǎn)品研發(fā)投入大，我國企業(yè)普遍規(guī)模小、實(shí)力弱，亟需國家扶持。

4.3 移動芯片企業(yè)面臨較大的核心知識產(chǎn)權(quán)風(fēng)險

不管從無線通信技術(shù)本身，還是芯片設(shè)計時采用的IP核授權(quán)，我國企業(yè)仍存在核心專利缺失的現(xiàn)狀，在芯片研發(fā)和商用過程中，大量采用第三方IP核來降低設(shè)計門檻的代價是大量專利使用費(fèi)的繳納。這些費(fèi)用的支出，不但增加了我國移動芯片企業(yè)產(chǎn)品的成本，而且加重了對國外IP核的依賴程度，在一定程度上降低了芯片產(chǎn)品的核心研發(fā)能力和市場競爭力。

5 移動芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策建議

當(dāng)前，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和智能終端的發(fā)展，全球集成電路產(chǎn)業(yè)進(jìn)入重大調(diào)整變革期。在新的歷史時期下，國務(wù)院于2014年6月印發(fā)《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》（簡稱“推進(jìn)綱要”），指導(dǎo)我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加快產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)升級轉(zhuǎn)型。移動芯片，是目前集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引擎和國際競爭與技術(shù)創(chuàng)新的熱點(diǎn)，也是我國初步實(shí)現(xiàn)集成電路核心技術(shù)和市場應(yīng)用的雙重突破的重心。我國移動芯片企業(yè)應(yīng)抓住此次難得的歷史發(fā)展機(jī)遇，借助政策支持、利用市場優(yōu)勢，縮短核心技術(shù)短板，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的協(xié)同，爭取實(shí)現(xiàn)趕超。

（1）頂層布局方面

加強(qiáng)頂層設(shè)計，充分發(fā)揮國家的政策支持和引導(dǎo)作用，統(tǒng)籌集成電路國家產(chǎn)業(yè)基金、國家科技重大專項、產(chǎn)業(yè)化專項等機(jī)制，將移動芯片作為發(fā)展重點(diǎn)，做好移動芯片設(shè)計、芯片制造、IP核等關(guān)鍵環(huán)節(jié)與整機(jī)系統(tǒng)的整體產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同。制定今后5～10年的總體發(fā)展規(guī)劃及綜合技術(shù)發(fā)展路線圖，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，建立和完善協(xié)同機(jī)制，進(jìn)一步加強(qiáng)對核心技術(shù)研發(fā)以及專利授權(quán)等的支持。

（2）關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域

緊跟市場需求，鞏固在多模多頻、高性能高工藝等芯片設(shè)計核心技術(shù)基礎(chǔ)，加大對LTE演進(jìn)技術(shù)的研發(fā)支持，密切關(guān)注和參加國際前沿技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工作，注重知識產(chǎn)權(quán)積累。擴(kuò)大對外開放，鼓勵國內(nèi)集成電路企業(yè)聯(lián)合科研院所、高校開展競爭前的共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，在國內(nèi)較薄弱環(huán)節(jié)加強(qiáng)研發(fā)實(shí)力，力爭取得突破。

（3）產(chǎn)業(yè)協(xié)同方面

發(fā)揮產(chǎn)業(yè)拉動效應(yīng)，政策扶持，鞏固中低端市場，突破國際市場。支持國內(nèi)芯片龍頭企業(yè)發(fā)揮市場機(jī)制作用，吸收外部投資，實(shí)施兼并重組，擴(kuò)大規(guī)模和業(yè)務(wù)范圍，縮短與國際龍頭企業(yè)的差距。

DevelopmentAnalysisonMobileChip Industry

W ith the rapid developmentof LTE,mobile chip vendors,the criticalelementofmobile term inalindustry chain, are facing an important developmentopportunity.Benefit from the developmentof TD-SCDMA and strong demand for mobileshandset,China’smobilechip industry grow s rapidly and hasgained itsown place in themarketcompetition.In this paper,weanalyze the currentstatusofmobile chip industry,aswellas theevolution of key techonoligiesand development trends.Basedon theanalysis,somesuggestionsareconductedonChina’smobilechip industrydevelopmentin thefuture.

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2015-01-01）

國家科技重大專項項目（2013ZX03001003）資助