集成電路之所以達(dá)到國(guó)家和企業(yè)的不斷支持，依賴(lài)于它在多方面的技術(shù)應(yīng)用，本文來(lái)講述一下集成電路芯片的具體行業(yè)應(yīng)用和集成電路在這些行業(yè)的發(fā)展規(guī)模。

　　集成電路芯片技術(shù)介紹

　　根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈劃分，芯片從設(shè)計(jì)到出廠(chǎng)的核心環(huán)節(jié)主要包括 6 個(gè)部分：

　　(1)設(shè)計(jì)軟件，芯片設(shè)計(jì)軟件是芯片公司設(shè)計(jì)芯片結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵工具，目前芯片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要依靠 EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)軟件來(lái)完成;

　　(2)指令集體系，從技術(shù)來(lái)看，CPU 只是高度集合了上百萬(wàn)個(gè)小開(kāi)關(guān)，沒(méi)有高效的指令集體系，芯片沒(méi)法運(yùn)行操作系統(tǒng)和軟件;

　　(3)芯片設(shè)計(jì)，主要連接電子產(chǎn)品、服務(wù)的接口;

　　(4)制造設(shè)備，即生產(chǎn)芯片的設(shè)備;

　　(5)圓晶代工，圓晶代工廠(chǎng)是芯片從圖紙到產(chǎn)品的生產(chǎn)車(chē)間，它們決定了芯片采用的納米工藝等性能指標(biāo);

　　(6)封裝測(cè)試，是芯片進(jìn)入銷(xiāo)售前的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，主要目的是保證產(chǎn)品的品質(zhì)，對(duì)技術(shù)需求相對(duì)較低。

　　總體來(lái)看，在指令集、設(shè)計(jì)等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)中絕大多數(shù)技術(shù)壁壘比較高的環(huán)節(jié)，中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)地位非常薄弱，與歐美芯片產(chǎn)業(yè)企業(yè)存在較大差距，而在圓晶代工、封裝測(cè)試等技術(shù)要求相對(duì)不高的環(huán)節(jié)，中國(guó)憑借其勞動(dòng)力優(yōu)勢(shì)，則有望率先崛起，成為有希望趕超世界平均水平的領(lǐng)域。

　　集成電路應(yīng)用市場(chǎng)介紹

　　1 傳感器(MEMS)市場(chǎng)

　　MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))是在半導(dǎo)體制造技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新興領(lǐng)域，是微電路和微機(jī)械按功能要求在芯片上的集成，基于光刻、腐蝕等半導(dǎo)體技術(shù)，融入超精密機(jī)械加工，并結(jié)合材料、力學(xué)、化學(xué)、光學(xué)等，使一個(gè)毫米或微米級(jí)別的 MEMS 系統(tǒng)具備精確而完整的電氣、機(jī)械、化學(xué)、光學(xué)等特性。MEMS 器件主要包括傳感器、執(zhí)行器、微能源等，傳感器較為成熟，執(zhí)行器和微能源多處于起步階段。

　　MEMS 當(dāng)前主要應(yīng)用在消費(fèi)電子、汽車(chē)等領(lǐng)域。隨著產(chǎn)品的不斷成熟，航空航天、醫(yī)學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸普及。表 1 列出了 MEMS 的主要應(yīng)用領(lǐng)域。

　　2 可穿戴設(shè)備市場(chǎng)

　　智能可穿戴終端是指可直接穿在身上或整合到衣服、配件中，且可以通過(guò)軟件支持和云端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的設(shè)備。當(dāng)前可穿戴終端多以手機(jī)輔助設(shè)備出現(xiàn)，其中以智能手環(huán)、智能手表和智能眼鏡最為常見(jiàn)[5]。

　　3 物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)

　　有數(shù)據(jù)顯示，2015 年全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 624 億美元，同比增長(zhǎng) 29%。到 2018 年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 1 036 億美元，2013～2018 年年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá) 21%[7]，如圖5 所示。

　　同時(shí)，越來(lái)越多的物品和設(shè)備正在接入物聯(lián)網(wǎng)。2015 年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量已經(jīng)達(dá)到 49 億臺(tái)[7]，2016 年累積設(shè)備數(shù)目將可達(dá) 63.92 億臺(tái)，到 2020 年全球使用的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量將增長(zhǎng)至 208 億臺(tái)。預(yù)計(jì)到 2018 年物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量將超過(guò) PC、平板電腦與智能手機(jī)存量的總和。2019 年新增的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入量將從 2015 年的 16.91億臺(tái)增長(zhǎng)到 30.54 億臺(tái)。

　　4 工業(yè)機(jī)器人

　　據(jù)預(yù)計(jì)，2017 年全球服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 450 億美元，未來(lái) 5 年(2017～2021 年)年均復(fù)合增長(zhǎng)率為 16.9%，2021 年全球服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 820 億美元。

　　根據(jù)中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的數(shù)據(jù)，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整升級(jí)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐步改善，如多關(guān)節(jié)機(jī)器人占比持續(xù)提升。從機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)看，2016 年上半年國(guó)產(chǎn)坐標(biāo)機(jī)器人保持龍頭地位且銷(xiāo)售加速，銷(xiāo)量超過(guò) 8 100 臺(tái)，占國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人總銷(xiāo)量的 42.1%，比 2015 年提高 4.7 個(gè)百分點(diǎn)。多關(guān)節(jié)型機(jī)器人 2016 年上半年累計(jì)銷(xiāo)售 6 225 臺(tái)，同比增長(zhǎng) 67.2%，增速與 2015 年基本持平，在工業(yè)機(jī)器人總銷(xiāo)量中占 32.3%，比 2015 年全年占比提高 5 個(gè)百分點(diǎn)。工廠(chǎng)物流機(jī)器人銷(xiāo)量超過(guò) 1 000 臺(tái)，同比增速高達(dá) 71.3%，占機(jī)器人銷(xiāo)售總量的比重與 2015 年持平。平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人銷(xiāo)售 1 750 臺(tái)，同比增長(zhǎng) 12.6%，占總銷(xiāo)量的比重比 2015 年回落 4.7 個(gè)百分點(diǎn)。

　　5 VR/AR(虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))

　　虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，VR)是一種運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)生成多源信息融合的交互式三維動(dòng)態(tài)實(shí)景及動(dòng)作仿真使用戶(hù)產(chǎn)生身臨其境體驗(yàn)的技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)調(diào)動(dòng)用戶(hù)的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)和嗅覺(jué)等感官，讓用戶(hù)沉浸于計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境中，創(chuàng)造一種全新的人機(jī)交互形式。與虛擬現(xiàn)實(shí)緊密聯(lián)系的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality，AR)是一種將屏幕中的虛擬影像通過(guò)光電技術(shù)處理將之與現(xiàn)實(shí)世界融合并與用戶(hù)互動(dòng)的技術(shù)。VR 設(shè)備對(duì)于數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸和圖像顯示的要求遠(yuǎn)高于目前的電子計(jì)算機(jī)，而 AR 除了需要?jiǎng)?chuàng)建具有真實(shí)感、沉浸感的虛擬影像，還要與現(xiàn)實(shí)影像無(wú)縫銜接，所需要的運(yùn)算量比 VR 又高出了一個(gè)檔次。

　　6 人工智能(AI)

　　人工智能(Artificial Intelligence，AI)是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理和專(zhuān)家系統(tǒng)等[16]。2016 年 3 月李世石大戰(zhàn) AlphaGo，人工智能快速進(jìn)入大眾視野。

　　資本市場(chǎng)敏銳地捕捉到人工智能的商業(yè)化前景，我國(guó)人工智能領(lǐng)域投融資熱度快速升溫。2012～2015 年，我國(guó)人工智能行業(yè)的投融資金額、次數(shù)及參與機(jī)構(gòu)數(shù)量等均迅速增長(zhǎng)，年均復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò) 50%，2015 年人工智能行業(yè)的投資額已達(dá)到 2012 年的 23 倍，如圖 11 所示，充分表明資本市場(chǎng)對(duì)于人工智能發(fā)展前景的認(rèn)可。

　　從全球大環(huán)境來(lái)說(shuō)，分產(chǎn)品類(lèi)別來(lái)看，2017年模擬電路(Analog)產(chǎn)品市場(chǎng)銷(xiāo)售額為527.11億美元，同比增長(zhǎng)10.2%，占到全球半導(dǎo)體市場(chǎng)總值的12.9%，占全球集成電路市場(chǎng)的15.49%;微處理器(MICro)產(chǎn)品市場(chǎng)銷(xiāo)售額為631.47億美元，同比增長(zhǎng)4.2%，占到全球半導(dǎo)體市場(chǎng)總值的15.5%，占全球集成電路市場(chǎng)的18.56%;邏輯電路(LogIC)產(chǎn)品市場(chǎng)銷(xiāo)售額為1014.13億美元，同比增長(zhǎng)10.8%，占到全球半導(dǎo)體市場(chǎng)總值的24.8%，占全球集成電路市場(chǎng)的29.81%;存儲(chǔ)器電路(Memory)產(chǎn)品市場(chǎng)銷(xiāo)售額為1229.18億美元，同比增長(zhǎng)60.1%，占到全球半導(dǎo)體市場(chǎng)總值的30.1%，占全球集成電路市場(chǎng)的36.13%。存儲(chǔ)器電路占比較大的主要原因是因DRAM和NAND Flash從2016年下半年起缺貨，并引發(fā)DRAM和NAND Flash漲價(jià)。DRAM 2017年平均售價(jià)(ASP)同比上漲77%，銷(xiāo)售總值達(dá)720億美元，同比增長(zhǎng)74%;NAND Flash 2017年平均售價(jià)(ASP)同比上漲38%，銷(xiāo)售總額達(dá)498億美元，同比增長(zhǎng)44%，NOR Flash為43億美元，導(dǎo)致全球存儲(chǔ)器總體市場(chǎng)上揚(yáng)增長(zhǎng)58%。如若扣除存儲(chǔ)器售價(jià)上揚(yáng)的13%，則2017年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)同比增長(zhǎng)率僅為9%的水平。

　　科技是第一發(fā)展力，只有掌握了自己的技術(shù)，才能在科技戰(zhàn)爭(zhēng)之中立于不敗之地，集成電路的科技戰(zhàn)爭(zhēng)也是我們面對(duì)和其他國(guó)家差距的一個(gè)切入點(diǎn)，發(fā)展這項(xiàng)科技對(duì)我們企業(yè)和國(guó)家的意義都十分重大。