炎黄国芯李建伟开讲:高可靠领域市场规模高达数千亿,必将可作为

集微网消息,近年来,伴随着国内智能手机、平板电脑等众多消费电子厂商的崛起,目前国内较为成功的IC企业大多都集中在消费电子领域。但由于美国对中国的进一步限制,以及国家产业正处于转型升级的关键时刻,“内外交加”使得面向宇航、军工及汽车等特殊应用的高可靠领域备受关注,产业也因此正迎来较大的成长机会。

高可靠领域主要包括宇航、军工、汽车、工业、医疗等行业,而这些行业都有一个共同点,那就是进入门槛高,且对于所需零部件有着高可靠性的标准和要求。从当前来看,高可靠领域面临着怎样的历史机遇?想要进入这一领域又需要哪些标准和要求呢?

为了帮助更多产业人士答疑解惑,6月9日,集微网邀请到北京炎黄国芯科技有限公司总经理李建伟做客第十一期“集微直播间·开讲”,带来了以《抓住历史机遇 在高可靠领域有所作为》为主题的精彩演讲。

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高可靠领域的含义

在宇航、军工、汽车、工业等领域的几乎每种应用中,常常可见标示为“高可靠性”的电子元器件,但这些应用对可靠性的标准和要求也各不相同。那么,“可靠性”的确切定义到底是什么呢?

北京炎黄国芯科技有限公司总经理李建伟对此指出,根据GJB451A-2005的定义显示,可靠性主要指的是产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的能力。同时,可靠性又有多重内涵,包含基本可靠性、任务可靠性、固有可靠性、使用可靠性和存储可靠性等等。

其中,基本可靠性指的是产品在规定的条件下,规定的时间内,无故障工作的能力;任务可靠性指的是产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力;固有可靠性指的是设计和制造赋予产品的,并在理想的使用和保障条件下所具有的可靠性;使用可靠性指的是产品在实际的环境中使用时所呈现的可靠性,反映产品设计、制造、使用、维修、环境等因素的综合影响;存储可靠性指的是在规定的存储条件下和规定的存储时间内,产品保持规定功能的能力。

实际上除了可靠性,军工用品对于质量的要求也非常高。通过借鉴GB/T19000-2016的定义显示,质量不仅包括其预期的功能和性能,而且涉及顾客对其价值和受益的感知,其取决于满足顾客的能力以及对有关相关方的有意和无意的影响。

李建伟表示,“通过对可靠性、IC失效率、质量概念的分析,从而可以定义高可靠领域的范围。”具体而言,高可靠领域主要是指相对苛刻的使用条件(电学应力、机械应力、环境应力、时间应力等)下需要保证满足整机产品低失效率的领域,主要包括宇航、军工、汽车、以及电力、轨道交通、石油化工等工业领域。

“目前炎黄国芯的目标市场便是高可靠领域,并要研发出满足高可靠领域应用要求的集成电路产品。”李建伟说道。

高可靠领域的历史机遇

对于面向宇航、军工、汽车等特殊领域应用的高可靠集成电路而言现在是否已经迎来了最佳发展机遇?李建伟的回答是肯定的,并分别从市场、政策和产业现状三个维度分析了具体原因。

首先从市场规模角度来讲,高可靠领域拥有着数千亿的市场空间容量。具体来看,在汽车领域,根据相关数据显示,2020年全球车用半导体市场规模将达到350亿美元,其中中国又是汽车大国,每年汽车的产销量位居全球第一,因此汽车市场无疑是一个巨大的市场;在工业领域,据HIS预测,2020年工业半导体的市场将超过600亿美元,同时这也是一个拥有巨大利润空间的市场。

在军工领域,目前国外对于国内军工领域的禁运力度是最大的,因此对于国内企业而言,国内军工市场的容量空间巨大。“军工市场的容量到底有多大呢?简单通过比例计算,两会上确认今年的军费投入是12680亿元人民币,其中40%用于装备费,而随着信息化发展,电子系统在装备费里所占的比重最大,将达到40%-50%,即2000亿元人民币。因此国内的军工领域是一个千亿级市场,而且随着军费的提升以及装备量的增加,这一市场还在逐步增加。”李建伟说道。

此外在宇航领域,李建伟表示,宇航也是一个百亿级的市场,航天主要分为军事航天和商业航天。“预计国内卫星发射量达到6000颗以上,其中大部分都是低轨卫星,地轨卫星的寿命大概是5年,也就是说每一年都要替换一大批卫星,因此每年的发射量都在千颗以上,而且低轨卫星因为仍存在着抗辐射的问题,所以对于可靠性的要求非常高。”

其次从外部环境来看,目前中国所面临的外部压力非常大,宇航和军工基本处于被国外全面禁运的状态,如今信息安全领域也正面临禁运的难关,因此实现真正的国产替代势不可挡。“从2015年至今,国家出台了10余项政策推动相关产业发展,特别是在工业互联网、5G和卫星互联网,目前已经形成了5G+互联网、5G+工业互联网、5G+卫星互联网的大基础设施建设。对于国内企业而言,我们拥有着巨大的政策优势。”李建伟说道。

除了市场空间和外部环境,IC产业现状也是一个重要的因素。在李建伟观察看来,目前国内的大部分IC设计企业都集中在通信、多媒体、消费电子领域,因此存在着同质化竞争。而在高可靠领域的汽车领域中,目前大多以国外企业为主,虽然国内企业与之相比没有规模和技术优势,但国内企业拥有着政策和本地化客户的优势。

李建伟进一步指出,随着整个产业链的发展,炎黄国芯从事高可靠集成电路的条件是具备的,这些条件包括材料、流片、封装、测试、设备等。与此同时,炎黄国芯不仅积累了消费电子领域的成功经验,同时还拥有着15-20年的从事军品行业的经验。

不管是巨大的市场增长空间,还是政策优势,还是产业链现状,都意味着我们在高可靠领域将有所作为。”李建伟说道

高可靠领域典型技术要求

对于国内企业而言,进入高可靠领域必须具备哪些技术要求呢?李建伟指出,高可靠领域的典型技术要求需要从标准谈起。

在工业级标准方面,虽然一直缺乏统一标准,但是也已经有所进步。2019年末,由中国电子学会主办,北京智芯微电子科技有限公司及北京芯可鉴科技有限公司承办的“中国电子学会工业级高可靠集成电路评价系列团体标准研制工作启动会”即“工业级高可靠集成电路系列标准启动暨联盟筹备会议” 在京召开。

在汽车级标准方面,体系已经非常完善,主要包括车规级标准AEC-Q100等。

在军用标准方面,虽然军标体系建设相对完善,但标准滞后技术发展。为了保证军用元器件的质量,我国制订了一系列的元器件标准。在七十年代末期制订的“七专”7905技术协议和八十年代初期制订的“七专”8406技术条件(以下统称“七专”条件)。电子部/信产部/工信部推出的电子行业军用标准。总装备部/装备发展部推出的国军标,是目前我国军工电子执行的主要标准。

在航天标准方面,暂时还未能覆盖商业(地轨)要求。目前航天领域执行的相关标准,是以行业标准的形式,在军用标准的基础上根据航天工业的特点而制定的标准,经过多年的完善已经形成了相对完整的体系。航天科技集团、科工集团及两个集团下属的一院、二院、五院等各个研究院均有自己的标准,这些标准根据自己的产品特点制定,普遍强调极高的可靠性,执行成本较高。

李建伟表示,军用集成电路产品是比较典型的高可靠性集成电路产品,但是由于目前国内的IC设计企业大多都是Fabless企业,因此对于产线的认证比较困难,现阶段仍然是是QML和QPL的结合使用,即产线认证和产品认证结合。对于军品而言,所有交付给客户的产品,都需要进行筛选。

李建伟最后强调,目前航天、军工、汽车、以及电力、轨道交通、石油化工等工业等领域高可靠集成电路市场规模巨大。同时,在外部压力、国家推动以及企业竞争多方面因素下,高可靠领域是不错的机会。总结而言便是有机会,可作为!

互动问答

Q:目前国内消费领域处于红海竞争,国内在高可靠领域集成电路企业有多少家?

A:目前在国内军工领域,主要还是体制类企业为主,特别是研究所、国有企业、央企、地方性国企,民营公司不是很多,可能有10多家,因为军工领域有准入资质的要求,有一定资质门槛。随着门槛的降低,很多企业进入高利润的要求,所以企业越来越多;而在汽车领域,也有很多企业开始进入汽车领域,包括华为、兆易创新等等,但目前企业并不多,还是拥有很多机会的。

Q:去年魏少军教授表示国内IC企业有2000多家,但现在有最新数据显示国内IC设计公司已多达20000多家,针对该现状您有什么看法和建议?

A:在产业大环境的推动下,目前出现了很多IC创业公司,各种创业团队都有。但从我个人来看,目前的阶段只是暂时性的,经过短暂的几年后肯定有一轮洗牌,这20000家企业中的95%以上都会倒下。企业要做成功,一定要选对市场以及贴近用户,用户需要什么去做什么,一定要避免同质化和低价竞争。虽然企业的技术、经验优势很重要,但最根本的还是服务用户和客户,最大的优势是国内的市场和客户。

Q:国家很支持高可靠领域发展,新基建对于高可靠领域会有哪些推动作用?

A:从我个人来看,其实新基建对于可靠性都有要求。新基建主要包括5G、特高压、城市铁路、新能源充电桩、人工智能、工业互联网、大数据中心等等,此外卫星互联网也对高可靠性有一定要求。2019年底由电子学会牵头,国家电网、电网公司、石油石化公司共同推动关于高可靠工业级集成电路产品的标准化体系的建立,主要是因为我们在新基建领域有巨大的市场需求,但我们的标准体系没有建立。所以新基建的提出,这么多的应用方向恰恰为我们在高可靠领域提供了一个作为的机会。

Q:高可靠领域准入门槛相对比较高,如果对于高可靠领域感兴趣,需要什么资质和条件呢?

A:这其实要分具体的领域来看。比如工业级领域,由于客户比较分散,只要有客户认可即可;而车规级要求就是强制性的,会根据车规要求提出认证的条件;在军品领域正逐步放开准入门槛;商业航天则没有标准。总体来讲,各个领域门槛都有,如果企业有合适的条件都可以进入。最终有选择权的是客户,只要有客户选择,一切门槛都没有问题。高可靠领域不像消费领域,是一个逐步渗透的过程,要找准深入点逐步扩散。

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