智能手机内部芯片对应工艺-华为 P20

CPU 目前华为海思可以独立设计，此外还包括小米松果等 fabless 设计公司， 但由于采用 12 英寸最先进制程，制造主要依赖中国台湾企业; DRAM、 NAND 闪存国内尚无相关公司量产;前端 LTE 模块、 WiFi 蓝牙模块采用了 GaAs 材料， 产能集中于 Skyworks、 Qorvo 等美国 IDM 企业以及稳懋等中国台湾代工厂，中国大陆尚无砷化镓代工厂商;射频收发模块、 PMIC、音频 IC 可做到海思设计+foundry 代工，而充电控制 IC、 NFC 控制 IC 以及气压、陀螺仪等传感器主要由欧美 IDM厂商提供。总体来看智能手机核心芯片国产率仍低，部分芯片如 DRAM、 NAND、射频模块等国产化几乎为零。

以主流旗舰手机 iPhone X 为例可以大致看出中国大陆芯片厂商在全球供应链中的地位。 CPU 采用苹果自主设计+台积电先进制程代工， DRAM、 NAND 来自韩国/日本/美国 IDM厂商;基带来自高通设计+台积电先进制程代工;射频模块采用砷化镓材料，来自 Skyworks、Qorvo 等 IDM 厂商或博通+稳懋代工;模拟芯片、音频 IC、 NFC 芯片、触控 IC、影像传感器等均来自中国大陆以外企业，中国大陆芯片在苹果供应链中占比为零。而除芯片、屏幕以外的零部件大多有中国大陆供应商打入，甚至部分由大陆厂商独占。由此可见中国大陆芯片企业在全球范围内竞争力仍低。

智能手机内部芯片对应工艺- iPhone X

(2)通信基站: 大功率射频芯片对美依赖性极高

通信基站对国外芯片依赖程度极高，且以美国芯片企业为主。 目前基站系统主要由基带处理单元(BBU)及射频拉远单元(RRU)两部分组成， 通常一台 BBU 对应多台 RRU 设备。 相比之下， RRU 芯片的国产化程度更低，对于国外依赖程度高。

基站 BBU+RRU 系统示意图

这其中主要难点体现在 RRU 芯片器件涉及大功率射频场景，通常采用砷化镓或氮化镓材料，而中国大陆缺乏相应产业链。

RRU 内部芯片门槛最高

美国厂商垄断大功率射频器件。 具体来看， 目前 RRU 设备中的 PA、 LNA、 DSA、 VGA等芯片主要采用砷化镓或氮化镓工艺，来自 Qorvo、 Skyworks 等公司，其中氮化镓器件通常为碳化硅衬底，即 GaN on SiC。 RF 收发器、数模转换器采用硅基及砷化镓工艺，主要厂商包括 TI、 ADI、 IDT 等公司。以上厂商均为美国公司，因而通信基站芯片对美国厂商依赖性极高。

基站通信设备主要芯片

(3)汽车电子: 产业技术日趋成熟， 部分已实现国产化

汽车电子对于半导体器件需求以 MCU、 NOR Flash、 IGBT 等为主。 传统汽车内部主要以 MCU 需求较高，包括动力控制、安全控制、发动机控制、底盘控制、车载电器等多方面。新能源汽车还包括电子控制单元 ECU、功率控制单元 PCU、电动汽车整车控制单元 VCU、混合动力汽车整车控制器 HCU、电池管理系统 BMS 以及逆变器核心部件 IGBT 元件。

传统汽车内部芯片

此外在以上相关系统以及紧急刹车系统、胎压检测器、安全气囊系统等还需应用 NOR Flash 作为代码存储。 MCU 通常采用 8 英寸或 12 英寸 45nm~0.15μm 成熟制程， NOR Flash 通常采用 45nm~0.13μm 成熟制程，国内已基本实现量产。

汽车内部芯片

智能驾驶所采用半导体器件包括高性能计算芯片及 ADAS 系统。 高性能计算芯片目前采用 12 英寸先进制程，而 ADAS 系统中的毫米波雷达则涉及砷化镓材料，目前国内尚无法量产。

(4)AI 与矿机芯片: 成长新动力，国内设计厂商实现突破

AI 芯片与矿机芯片属于高性能计算，对于先进制程要求较高。 在 AI 及区块链场景下，传统 CPU 算力不足，新架构芯片成为发展趋势。当前主要有延续传统架构的 GPU、 FPGA、ASIC(TPU、 NPU 等)芯片路径， 以及彻底颠覆传统计算架构，采用模拟人脑神经元结构来提升计算能力的芯片路径。 云端领域 GPU 生态领先，而终端场景专用化是未来趋势。

文章来源：《现代电子技术》 网址: http://www.xddzjs.cn/zonghexinwen/2020/1020/548.html