“断芯”之痛再被放大，还有哪些芯片核心技术需要我们去突破？

近日，“中美贸易战”持续升级，美国和华为之间的博弈愈发地激烈，双方的实力和技术显示无疑。5月21日，任正非在接受媒体采访时表示，华为备胎芯片计划在早几年就开始了，美国低估了华为的芯片自研能力，芯片自主这一方面华为有实力叫板全球任何一家顶尖芯片企业。

尽管如此，但国内整体芯片实力并未达到美国那样的厉害，类似华为这样的实力企业太少。半导体行业是典型的“金字塔”结构，越上游的企业越少，产值越大，技术难度越高。由于起步晚、核心技术缺少，我国半导体发展受限，尤其是核心技术方面，仍有尚未掌握的关键技术，到目前为止，关键芯片领域依赖于进口仍是现状。

这些半导体核心技术仍待突破

一、DSP芯片

DSP芯片即指能够实现数字信号处理技术的芯片。DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。DSP芯片自诞生以来得到了飞速发展，一方面得益于集成电路的发展，另一方面也得益于巨大的市场。在短短二十年时间里，DSP芯片已在信号处理、通信、雷达、图像、军事、仪器、自动化等众多领域得到广泛的应用。

目前，全球DSP芯片市场仍是巨头垄断，德州仪器、ADI、飞思卡尔、Motorola公司等都是这个行业的佼佼者。国产DSP芯片起步晚， 2006年中电十四所与龙芯公司合作开发国产DSP芯片。2012年它们研发的 “华睿1号”性能优于飞思卡尔公司的MPC8640D，2017年，国产DSP芯片“华睿二号”走向市场。

二、高精度ADC芯片

ADC也叫模数转换器，是指将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。真实世界的模拟信号，例如温度、压力、声音或者图像等，需要转换成更容易储存、处理和发射的数字形式。模／数转换器可以实现这个功能，在各种不同的产品中都可以找到它的身影，在实际应用中，为了实现微型化，通常做成ADC芯片。造芯片是非常精密的工艺，通常芯片单位为纳米，一纳米也就是十万分之一毫米，这对设计、制造工艺都有非常严格、高标准的要求。仅从产品种类来说，芯片的种类就有几十种大门类，上千种小门类，如果涉及设备流程的话就更多了。

由于系统的实际对象往往都是一些温度、压力、位移、图像等模拟信号，要使计算机或数字产品等能识别、处理这些信号，必须首先将这些模拟信号转换成数字信号，这就需要ADC。而经计算机分析、处理后输出的数字量也往往需要将其转换为相应模拟信号才能为执行机构所接受。据相关数据显示，2017年ADC芯片销售额为545亿美元，预计到2022年，全球ADC芯片市场规模可达748亿美元，市场前景非常可观。未来几年支撑ADC芯片增长的主要驱动力是5G、人工智能、物联网、汽车电子等新兴应用，这些相关的产品或技术对信号处理的需求大涨。

全球能生产出高性价比的高精度的ADC芯片的企业不到十家，而又以美国企业为主。一款好的ADC芯片体现在高精度、低功耗、转换效率等指标上，目前制造ADC芯片的温度传感器和高精度振荡器非常紧缺，这也是国内企业的一大痛点。目前ADC芯片主要的供应商是德州仪器、亚德诺等公司，中国是全球最主要的ADC芯片需求方，但是国内能造出高精度的ADC芯片企业微乎其微，即便造出来了，性能和价格也无法跟上市场的节奏。可以这么说，在核心的ADC芯片供给率上，国产占有率几乎为零。

三、超高射频芯片

射频芯片指的就是将无线电信号通信转换成一定的无线电信号波形， 并通过天线谐振发送出去的一个电子元器件。射频芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分。对于现有的GSM和TD－SCDMA模式而言，终端增加支持一个频段，则其射频芯片相应地增加一条接收通道，但是否需要新增一条发射通道则视新增频段与原有频段间隔关系而定。

中国是世界最大的手机生产国，但造不了高端的手机射频器件，这需要材料、工艺和设计经验的踏实积累。国内从事中低端射频芯片的企业众多，也占据了相当一部分市场，但在高端射频芯片领域，仍有较大上升空间。

四、CPU

CPU是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。中央处理器主要包括运算器，算术逻辑运算单元，ALU和高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线。它与内部存储器和输入／输出设备合称为电子计算机三大核心部件。CPU依靠指令来自计算和控制系统，每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。

美国的英特尔、超威半导体公司，在CPU领域占据一半以上的市场。国产CPU的应用领域既涵盖了嵌入式设备、服务器设备等专业领域，也同时面对消费级民用市场。由于服务对象和应用领域的巨大分歧，不同类型的国产CPU在国人心中存在感相去甚远，如专门针对服务器的飞腾、申威等，知名度不高。CPU发展迅速，算力和功耗是衡量其性能的重要指标。作为后来者，中国的研制水平总是离世界先进水准差一截，如龙芯的性能似乎总跟着英特尔后面跑，龙芯是中国科学院计算所自主研发的通用CPU，采用RISC指令集，类似于MIPS指令集。好消息是，2015年，中国发射首枚使用“龙芯”北斗卫星。

五、GPU

又称显示核心、视觉处理器、显示芯片，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备上图像运算工作的微处理器。用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动，并向显示器提供行扫描信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人电脑主板的重要元件，也是“人机对话”的重要设备之一。

提到GPU，最先想到的是英伟达，它占据全球GPU市场一半以上的市场份额，AMD的GPU也占有一席之地。中国的GPU企业尚未形成巨大规模，相关技术也在积极研制之中，目前国内在研究GPU的企业有上海兆芯、华为、图芯、天数智芯，华夏芯、芯视图、中船重工709所、中航631所等。据OFweek电子工程网编辑获悉，中国船舶重工集团公司研究的完全具备自主知识产权的凌久GP101，刷新了我国在国产显卡领域的空白，凌久GP101是一款高性能低功耗的，图形处理芯片，要和欧美等先进厂商相比，还有很大的距离，它要达到世界领先水平，还有漫长的路要走。