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    手机电脑能否实现完全自主 国产替代正加速崛起

      [  中关村在线 原创  ]   作者:贾征
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    01手机电脑能否实现完全自主

    产品:Mate X(全网通) 华为 手机

           自去年中美贸易摩擦爆发以来,国产芯片、国产软件,以及国产替代成为全民关注的话题。何时才能看到我们完全自主设计生产的手机电脑,也成为了很多中国民众的热切期待。今天本文就带您了解那些鲜为人知的中国科技企业,以及发展现状。

           为什么是手机和电脑?不仅仅是这类高科技产品跟我们每个人的工作和生活息息相关,更是因为在这些领域我们依然面临着“缺芯少屏”的尴尬。甚至在专业或尖端领域,我们还遭受着来自美国的技术封锁,因此“国产替代”是极为迫切和极为重要的发展需求。

    手机电脑能否实现完全自主 国产替代正快速崛起
    我们面临“缺芯少屏”的尴尬

           而提到相关领域的国际巨头,相信很多小伙伴都已经耳熟能详。intel的桌面CPU,高通的Soc移动平台,三星、Hynix、镁光、东芝的存储,索尼的摄像头,三星、LG的面板,Skyworks、Qorvo的射频模块,这些豪华阵容相信很多玩家都能够如数家珍。

           而在相关细分领域,中国的品牌和相关企业您又知道多少?他们如今又发展到哪一步了?技术实力水平又如何呢?且听我慢慢道来~

           芯片:确认进步,承认差距!

           首先是桌面级处理器部分,就在本文发布的前两天,来自上海兆芯集成电路有限公司发布了最新的国产x86架构处理器。这款处理器支持SSE4.2/AVX扩展指令集,最多八个CPU核心,主频最高3.0GHz,支持双通道DDR4内存,最大容量可达64GB。

    手机电脑能否实现完全自主 国产替代正快速崛起
    兆芯16nm八核心处理器发布

           兆芯本次的展品包括兆芯开先系列处理器、兆芯开胜系列处理器、IO扩展芯片/芯片组三大类,其中开先系列KX-6000是最新产品,真正的SoC单芯片设计,完整集成CPU、GPU、芯片组,并采用迄今国内最先进的16nm制造工艺。

           相信很多小伙伴看到这个消息已经对我们的国产处理器刮目相看了,16nm、八核心、3.0GHz主频,其实我们的进步还是很快的。只不过跟intel和AMD最顶级的10nm/7nm处理器动辄5.0GHz以上的高主频还是有不小的差距,而且X86授权依然是别人的。

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    华为麒麟SoC芯片

           而在移动领域,大家都熟知华为采用的麒麟处理器为自主设计,并交由台积电代工,采用的也是台积电最先进的7nm工艺。关于华为麒麟系列处理器在移动领域的表现,以及华为在5G领域的成就,其实网络上已经有了铺天盖地的介绍,我们便不再赘述。

           华为的芯片主要靠代工,这无可厚非,毕竟苹果也是台积电代工。虽然是代工,麒麟系列的出色表现依然可以体现出华为芯片设计的技术实力,我们便不再详细展开。而要说到代工这个话题,其实我们内地也有一家半导体芯片的加工企业,即中芯国际。

           提到中芯国际,相信一些小伙伴都是在前段时间一篇《国产12nm工艺获得重大突破》的报道文章中才知道有这么一家公司的。中芯国际是国内规模最大、技术最先进的集成电路晶圆代工企业,目前已经可以成熟地代工28nm芯片,具备14nm芯片量产实力。

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    梁孟松2017年加盟中芯国际引发热议

           芯片大神梁孟松的加盟使得中芯国际的发展极为迅速,目前中芯国际第一代FinFET14nm技术进入客户验证阶段,产品可靠度与良品率已进一步提升。同时,12nm的工艺开发也取得突破,目前正在全力攻关10nm、7nm工艺。

           但根据最新的财报显示,该公司28nm-65nm的代工产品占据了半数以上。相比intel已经迭代了多年的14nm+++和台积电早已实现量产7nm,我们和这些国际上领先的企业仍旧存在不小的差距。当然,我们起步较晚,几乎没有什么技术积累也是客观事实。

           确认进步,承认差距,相信我们在芯片领域会越来越好!

           光刻:打破封锁 决胜关键

           回顾以往关于“中国芯”的话题,很多网友都把话题指向了“光刻机”。确实,尽管我们拥有再出色的芯片设计和研发实力,假如没有光刻机自然一切都是枉然。在全世界范围内有能力生产光刻机的企业只有寥寥可数的几家,其中荷兰ASML公司堪称绝对霸主。

           虽然一台光刻机造价成本昂贵,但是英特尔、三星和台积电等国际芯片制造厂商早已经将ASML的产能预定一空。由于某些特殊的因素,西方国家对光刻机产品出口中国进行管制,一些最先进的光刻机无法第一时间出口到中国。

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    中微半导体研制首条5纳米制程生产线

           中微公司是我国半导体设备企业中,极少数能与全球顶尖设备公司直接竞争并不断扩大市场占有率的公司,是国际半导体设备产业界公认的后起之秀。在全球最先进的可量产的7纳米芯片工艺上,中微半导体是全球五大刻蚀机供应商之一,并已进军5nm领域。

           而提到中微半导体,还不得不提另外一家企业,北方华创。

           北方华创主营硅刻蚀设备,中微半导体专攻介质刻蚀设备。北方华创是国内硅刻蚀设备制造巨头,其生产的NMC 612D 14nm FinFET刻蚀机多项关键指标达到国际先进水平,深硅刻蚀设备也已成功进入东南亚市场。

    手机电脑能否实现完全自主 国产替代正快速崛起
    中国的“技术底盘”正在日渐扎实

           中微半导体和北方华创这两家企业的存在,成为了我们在半导体领域打破技术封锁的决胜关键。中微半导体稳坐中国介质刻蚀设备市场龙头,已达到7nm工艺节点,成为台积电7nm产线刻蚀设备5家供应商中唯一一家国产设备公司。

           有业者将这两家企业称为“中国科技的底盘”,因为这两家企业,在半导体芯片最底层的技术上,为中国的科技发展提供了支持。

           存储:充满挑战 危机四伏

           说完了处理器,我们再说说说存储部分。说到存储,在台式机上我们习惯叫做内存和硬盘,而在手机上我们习惯称之为DRAM和NAND。如前文介绍,DRAM部分国际著名的品牌有三星、Hynix、镁光;而NAND部分则是三星、Hynix、东芝;基本都是韩日为主。

           而在国内内存领域,中国建有三大内存基地,分别是武汉的长江存储、合肥长鑫、福建晋华。这三大基地总投资规模预计超过5000亿,其中长江存储主要生产3D NAND闪存,合肥长鑫、福建晋华则以生产DRAM内存为突破口。

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    福建晋华禁运事件引起一时轰动

           2018年10月29号,美国对福建晋华开出了禁令,限制美国企业卖产品给福建晋华,原因是镁光电子指控福建晋华窃取知识产权,所以美方认为福建晋华的技术可能源自美国,并且可能威胁到镁光等厂商。此事件当时的轰动一时,相信很多网友曾有耳闻。

           而同样在去年下半年,国产存储三大势力之一的合肥长鑫集成电路有限责任公司(下称“合肥长鑫”)的存储项目正式投片,产品规格为8Gb LPDDR4,对于中国DRAM产业来说算是跨出了第一步,仍具有指标性的意义。

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    合肥长鑫的发展规划

           按照合肥长鑫公司高管此前公布的发展规划来看,2018年底量产8Gb DDR4工程样品;2019年3季度量产8Gb LPDDR4;2019年底实现产能2万片/月;2020年开始规划二厂建设;2021年完成17纳米技术研发。 

           合肥长鑫项目专注于DRAM的研发、生产与销售,而最初技术来源是奇梦达,之后通过与国际大厂合作,持续投入研发超过25亿美元,并不断完善自身研发技术,目前已累积有1万6千个专利申请,已持续投入晶圆量超过15000片,之前规划是2019年底实现2万片/月产能,加速中国存储芯片国产化目标实现的进程。

           而在“硬盘”方面,长江存储的大名相信很多读者曾经有所耳闻,长江存储于2017年成功研发中国首颗32层3D NAND闪存芯片。长江存储技术有限公司首席技术官程卫华最近在接受媒体采访时表示,该公司即将大规模生产64层3D NAND闪存。

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    长江存储研发的闪存芯片开创自主先河

           三星电子和SK海力士正在将90层工艺应用于3D NAND闪存的生产。SK海力士在去年完成研发后,开始大规模生产96层NAND闪存。三星计划在今年下半年推出100层NAND闪存。目前这些全球领先的存储企业,都已经在致力于128层NAND闪存的研发。

           长江存储成功批量生产64层NAND闪存,与三星的技术差距将显著缩小至两年左右。为了尽快缩短与国外厂商的差距,长江存储在闪存技术上采取了跳跃式发展,32层堆栈仅小量生产,64层堆栈是今明两年生产的主力,再下一代则会直接进入128层堆栈。

    光威弈系列(240GB)

    光威弈系列(240GB) 国产SSD

    [经销商] 京东商城

    [产品售价] 229元

           相对于处理器,我们的存储芯片其实发展的更为不易,完全可以用“充满挑战,危机四伏”来形容。充满挑战是因为我们刚起步,技术相对落后。而危及四伏,则表明了阻力不仅仅来自美国,韩日系的存储芯片也给我们带来了极大的冲击。

           屏幕:规模强大 持续创新

           手机对比电脑虽然形态有很大的不同,但是其内部结构无外乎运算、存储、显示三大核心部件。而提到屏幕的部分,相信很多读者首先想到的是我们国内的京东方。京东方公司成立于1993年,是我国早期为数不多的,在科技领域走自主研发道路的企业。

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    京东方柔性屏技术

           提起京东方的屏幕,很多读者会将其与华为联系在一起。没错,京东方和华为一样,是一家100%纯正的中国企业,其创立之初最大股东分别是北京电子管厂和中国工商银行北京信托投资公司,这两家企业占有京东方接近99%的股份。

           而让更多人了解京东方的屏幕,恐怕也是因为华为。据悉华为Mate20 Pro就有部分采用了京东方的屏幕,而更多的一部分来自LG。也正是因为这样一款热销的手机产品,让更多的普罗大众知道除了三星和LG之外,中国的屏幕也能被应用于高端旗舰产品之上。

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    采用京东方屏幕的华为Mate X

           而在华为最新的,且最具创新性和革命性的产品,华为Mate X也是采用了来自京东方的折叠屏。从一开始只能生产相对低端的产品,甚至曾经一度接近破产的边缘,再到如今已经开始涉足高端市场,京东方的成长有目共睹。

    华为Mate X(全网通)

    华为Mate X(全网通)

    [经销商] 京东商城

    [产品售价] 17500元

           截止到2019年第一季度,京东方液晶显示屏总体出货量持续保持全球第一,在智能手机、平板电脑、笔记本电脑、显示器、电视显示屏等五大领域出货量稳居全球第一。

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    抢了全球首发的柔派FlexPai

           而提到折叠屏,一个陌生的品牌也在去年进入了我们的视线,那就是主打折叠屏的柔宇科技。提起这个柔宇很多人不知道他是什么来头,但是他却抢在三星前面,实现了折叠屏手机的全球首发,发布全球首款折叠屏手机——柔派FlexPai。

           而之所以很多人对这家企业感到陌生,恐怕也是因为柔宇科技从2012年成立至今,基本没有发售和量产过人们熟知的产品。也正是因为如此,一路靠政府补贴和不断融资活到今天的柔宇,被很多人开始质疑了。

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    充满争议的柔宇折叠手机终于开售

           尽管这期间经历了不少口水仗,这款柔宇2018年10月在北京发售的全球首款消费级折叠屏手机,终于开始柔宇天猫官方旗舰店和柔宇官网销售,已进入量产发货阶段。根据官方天猫店的信息来看,今天(5月17日)最终可以开售和交付用户了。

           或许正如我们的屏幕生产企业,在人们的质疑声中不断的进步成长。如果用一句话来形容我们的国产屏幕,恐怕可以说是“规模强大,持续创新”了!

           系统:百花齐放 可堪一用

           提起操作系统,桌面平台的Windows,移动平台的安卓和IOS是我们最常用的产品。无一例外,这些产品均来自美国。其实对于操作系统而言,它更像是一个大平台,其发展的难度远远要比单独某个领域的芯片更是难上加难。

           因为操作系统不仅仅需要对硬件的支持,同时也需要对软件提供支持,讲究的是一个生态,如果没有足够的软硬件支持,纵然有再好的操作系统也是枉然。其实所谓的“国产操作系统”有很多,但基本都如过眼云烟,而呼声最高的可能就是深度(deepin)了。

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    深度deepin操作系统界面

           深度deepin操作系统基于Linux内核,以桌面应用为主的开源GNU/Linux操作系统,支持笔记本、台式机和一体机。这款操作系统可以说是最符合我们常人使用习惯的国产操作系统,而且发展到15.10版本,整个界面也十分清爽时尚,不比Windows 10差。

           除了这些,深度操作系统还有很多原创的应用。另外,通过深度商店还能够获得近千款应用软件的支持,如今已经到了完全可堪一用的程度。

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    深度deepin操作系统应用商店

           目前深度操作系统已经在一些政府采购、企业批量采购领域实现了对Windows操作系统的替代。甚至在前不久还有消息称,深度和华为进行合作进军服务器平台,并入选中央政府采购网信息类产品名录,这些都在说明国产操作系统正在快速进步。

           可能有的朋友会“挑刺”说深度也是基于Linux内核,而Linux并不是中国人发明的……其实这样来抬杠真的没有必要。确实Linux不是中国人发明的,但也不属于哪个国家,是来自全球的开发者们共同努力的结果,Linux属于全人类。

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    神秘的华为麒麟OS

           而谈到移动领域的操作系统,其实近些年很多中国科技的头部企业都在付出精力来进行研究,我们经常会看到比如阿里、百度、华为等公司正在研发自主操作系统的新闻。不仅仅是在移动领域,在未来万物互联的广泛智能终端领域,国产操作系统也正在孕育。

           由于篇幅限制,我们将不再对这些操作系统一一进行介绍。我们在发展自主操作系统这条路上,确实走过了很多弯路也遇到了很多障碍。但如今其实我们在这个领域已经拥有了不错的进展和实力,用“百花齐放,可堪一用”来形容完全不为过!

           通讯:5G领先 专利难逃

           基带,是智能终端里负责上网、通讯、信号收发等最核心的芯片,手机没了它就成了“板砖”。尤其是在万物互联的5G网络时代,基带就好比是打开5G大门的钥匙,所有的智能终端都需要这个芯片来实现5G网络互连。小小基带,乃5G终端的关键!

           今年年初,华为和高通分别发布了最新的基带产品,以应对即将到来的5G时代。虽然两者均来自台积电的7nm制程工艺,但在技术规范上却存在着一些不同。华为发布的“巴龙5000”在一些性能指标上略好与高通骁龙X55,两者均具备不俗的实力。

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    华为“巴龙5000”5G基带更胜一筹

           只是需要特别强调的是,华为发布“巴龙5000”基带后,随机便装配到相应的5G手机新品当中,整体步调十分迅速。虽然高通骁龙X55也具备不俗的实力,但目前首发的5G手机仍旧是上一代落后的高通骁龙X50,节奏上整整慢了一拍。

           在这场基带的竞争当中,尽管华为展现了不俗的技术实力和快人一步的节奏。但是根据此前的报道,华为仍旧需要给高通支付高昂的专利费。虽然华为和高通之间进行了交叉专利授权,可减少部分专利费用,但因为华为销量攀升,整体下来还真是天价。

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    华为为什么要给高通交专利费

           前段时间,一季度的手机销量排行榜出炉,在全球市场中华为出货量达到了5900万部,同比增长近50%,但是需要向高通缴纳10亿人民币的专利费,如果分摊到每部手机大约每部手机需要向高通缴纳17元……

           说到通讯这个层面,其实不仅仅是基带,还有射频模块也十分重要。简单的说,射频负责信息的接受和发送,而基带负责信息的处理。

            此前一些高端机型上基本都是采用国外Skyworks、Qorvo的射频芯片。随着全球移动终端出货量的不断攀升,对于射频前端芯片的需求也不断扩大,4G通信制式的普及以及向5G技术的演进,射频模块在移动智能终端领域中的地位也更加重要。

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    右上就是Skyworks的射频前端芯片

           在射频前端芯片领域,也存在众多国产品牌,比如Vanchip、络达。但是原来做LED比较出名的一家企业——三安光电也杀入了这个领域,并被誉为射频界的一批黑马。三安光电正从LED芯片生产向化合物半导体芯片领域进军,三安光电涵盖了化合物半导体的上游原材料供应与设备制造等环节。

           国家集成电路产业投资基金股份有限公司的介入也充实了三安光电的实力,国家的“背书”加之国产芯片替代的迫切需求,三安光电曾被业界普遍看好。不过作为一家上市公司,三安光电近期也因公司财务问题遭受上交所问询,目前尚无定论,股价出现连续暴跌……

           整体来看,在通讯领域中基带和射频两个关键节点,无论是国家层面还是企业层面都在积极的朝着实现国产替代的方向而努力,未来的前景值得期待。

           周边:强大的配件供应链

           在中国的资本市场上存在着这样一个概念,叫做“苹果产业链”,指的是那些给苹果提供周边配套产品的供应商们。要知道苹果公司对供应商和配件的品质是要求极高的,在刚刚过去的2018年,中国内地共有27家企业进入到苹果的配件供应体系。

           他们分别是:

           瑞声科技、伯恩光学、京东方、比亚迪、宏明双新、超声印刷板、依顿电子、歌尔声学、恒铭达、长电科技、金龙机电、科森科技、蓝思科技、立讯精密、美盈森、凯成科技、山东创新、上海实业控股、德赛电池、深圳富诚达、欧菲光、信维通信、深圳裕同包装、安洁科技、东山精密、豪威科技、欣旺达。

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    iPhone的很多配件来自中国

           从这份名单中我们不难看出,苹果产业链对中国企业的需求,从原来的外包装、印刷等无关紧要的配件,开始朝着声学、光学、屏幕、电池等精密高端的产品发生变化。而这个潜移默化的改变,也在证明了中国科技生产实力在不断的进步和升级。

            比如在手机摄像头领域,以前高端产品基本都是索尼和三星的产品。摄像头模组也是智能手机上最贵的部件之一,据悉iPhone摄像头的成本为19.9美元,占比为8.9%。而在2018年苹果的供应商名单中,欧菲光和豪威科技切入了相关业务。

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    国产三摄模块或将应用在2019款iPhone上

           iPhone摄像头整个模组中技术门槛最高的是镜头和CMOS传感器,零部件龙头多为台日韩,行业集中度高,大陆的厂商主要集中在红外滤光片和模组封装上。

           不过这两家企业均是通过收购来实现的技术升级,欧菲光早在2017年便收购索尼华南电子100%股权事项交割完成,切入iPhone前置摄像头业务,掌握了超波产品、双摄像头等多项核心技术。豪威科技分公司美国豪威拥有CMOS技术,目前已被韦尔股份收购。

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    你们最爱的AirPods来自歌尔声学的技术

           而在音频的部分,也是来自国内的两家企业包揽了iPhone的声学单元。比如瑞声科技是苹果最大的扬声器供应商,歌尔声学而是中国大陆颇具技术实力的企业,为苹果提供声学方面的元器件和解决方案,比如AirPods的MEMS麦克风均来自于歌尔声学。

    苹果AirPods 2(配充电盒)

    苹果AirPods 2(配充电盒)

    [经销商] 京东商城

    [产品售价] 1246元

           关于周边配套的企业是在是太多太多,我们在这里便不一一列举。之所以以苹果产业链中的中国企业举例说明,其实是为了更好的回答我们今天的主题:

           手机电脑能否实现完全自主?

           我还是希望以“确认进步,承认差距!”这八个字来进行总结,确实如前文所述,我们在科技领域和高端制造方面的进步有目共睹,但面对早已发展了数十年甚至近百年的国外科技巨头来讲,我们在很多领域仍旧是一个“小学生”般的存在。

           或许以现有的技术实力我们完全可以制造出所谓“完全自主”的手机或者电脑,但是不要忘记,各种授权和专利壁垒依然掌握在别人的手里。更为最关键的是,我们缺少软硬件的生态。即使我们在某些领域一枝独秀,也面临着孤木难支的尴尬境遇。

           尽管困难和挑战始终存在且越来越大,但同样可以确定的是,不管是自主研发还是通过资本收购,亦或是通过人才引进,我们在科技领域已经开始掌握越来越多的话语权。尤其是在5G等前沿领域,我们已经走在了世界的前端。

    手机电脑能否实现完全自主 国产替代正快速崛起
    请给中国企业多一些时间

           同时我们也需要思考一个问题,尽管我们确实看到了中国科技企业的进步,但为什么我们很难在中端市场看到这些产品?我们不仅要发展科技,还需要积极的培育市场,构建良性发展的软硬件生态。无法最终落地的产品,始终如雾里看花,始终没有那么真切!

           可喜的是,我们看到一些国家机关和单位,已经开始在采购国芯国软,而我们很多民众也在热切的期盼着纯正的国产手机电脑。希望在不久的将来,我们能真正用上我们完全自主的手机电脑,让“中国智造”成为每个中国人的骄傲。

           中国已经正逐渐从原来那个依靠廉价劳动力、依靠重污染和低附加值的低端密集劳动型“世界工厂”,正在成为世界瞩目的“智造”中心。

           请给这些优秀的中国企业多一点时间,相信未来会更美好!

    02华为Mate X详细参数

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