移動芯片產業發展分析＊

宋麗娜 中國信息通信研究院通信標準研究所工程師

亓瑞倩 中國信息通信研究院通信標準研究所工程師

陳倩 中國信息通信研究院電信設備認證中心工程師

李文宇 中國信息通信研究院通信標準研究所高級工程師

專家視點

移動芯片產業發展分析＊

宋麗娜 中國信息通信研究院通信標準研究所工程師

亓瑞倩 中國信息通信研究院通信標準研究所工程師

陳倩 中國信息通信研究院電信設備認證中心工程師

李文宇 中國信息通信研究院通信標準研究所高級工程師

在LTE全球快速發展的形勢下，作為移動終端核心的移動芯片產業，同樣面臨著一個不容錯失的發展機會。我國移動終端芯片企業在2G時代的產業基礎非常薄弱，但經過3G時代國家對TDSCDMA產業發展的扶持和培育，已在市場競爭中爭取了一席之地。本文結合當前全球和國內移動通信領域發展情況，對移動芯片產業的發展現狀和關鍵技術及演進趨勢進行了分析和討論，并對我國移動芯片產業的發展提出了政策建議。

LTE/LTE-Advanced 移動芯片 產業 現狀 趨勢 建議

1 引言

全球移動互聯網的快速發展推動了移動應用和業務的多樣化和多元化需求，使得移動智能終端市場逐步進入爆發性增長階段。同時，LTE在全球的快速部署和產業鏈的日趨成熟，也為LTE產業鏈各個環節，尤其是移動終端產品帶來了新的發展機遇。根據相關咨詢公司的最新預測數據，2014年全球消費電子出貨量將達25億臺，同比增長7.5%，其中大約有75%將是手機設備。在此形勢下，作為移動終端核心的移動芯片產業，同樣面臨著一個不容錯失的發展機會。國內外芯片廠商紛紛布局和發力，爭取在這一輪新的市場爆發中掌握關鍵技術，占據一定的話語權。

2 移動芯片產業發展現狀

2.1 LTE成為拉動移動芯片產業發展的主要力量

移動通信依然是通信產業最大的拉動力量。據預測，2014年移動通信芯片出貨量將同比增長21.6%，市場規模達到338億美元，同比增長23.5%。在全球各國家電信監管部門、運營商和設備制造商的共同推動下，LTE的產業化和商用化發展迅猛，LTE產業鏈迅速成熟。如圖1所示，GSA數據表明，截至2014年11月底，全球共有119個國家和地區開通357個LTE商用網絡，其中28個國家和地區開通40個LTETDD網絡。截至2014年第3季度，全球LTE用戶數已達3.7億戶，年底則超過4億戶。

我國4G網絡建設和用戶發展同樣進入加速期。截至2014年11月底，中國移動已建成的4G基站超過60萬個，預計2014年全年建設4G基站將達到70萬個。中國聯通于近日組織的新一輪4G建網設備招標規模約為5萬基站，覆蓋多達143個城市。中國電信計劃2015年在100～120個城市做4G厚覆蓋，剩下的城市薄覆蓋。截至2014年10月，中國移動用戶達5445萬戶，突破5000萬戶大關；中國聯通和中國電信也已突破百萬用戶。

LTE網絡和用戶的爆發增長，推動LTE終端芯片產業鏈快速成熟，截至2014年9月，LTE終端數量達2218款，其中智能手機已超千款，達1045款（見圖2）。工信部的統計數據表明，2014年10月全國4G手機出貨量2126.1萬部，達到了全部手機出貨量的63.3%，3G則下降到了21.3%。

圖1 LTE網絡和用戶發展情況（數據來源：GSA/CATR 2014.11）

圖2 LTE終端增長趨勢（數據來源：GSA 2014.10）

2.2 全球移動通信芯片市場趨于集中

相關統計和預測數據表明，全球移動通信市場在2014年取得超過5%的增長，芯片總出貨量將超過23億顆，營收超過210億美金。其中，市場需求逐漸向3G和4G市場芯片集中。2015年，3G移動芯片（含TD-SCDMA、WCDMA和CDMA 1x）出貨預計將超過10億顆，占據近43%的市場份額。LTE依然快速增長，出貨量預計約5.6億顆，比2014年增長76%，占據24%的市場份額。3G和4G移動芯片合計占據了2/3的市場份額。

隨著移動芯片在多模支持能力和工藝水平方面日益提高，行業門檻不斷抬高，市場漸成少數芯片企業的舞臺。高通、聯發科等少數企業憑借在產品和服務方面的市場優勢地位，市場份額逐步提高，其它廠商生存空間被極大壓縮，多家國際知名芯片廠商（如TI、博通等）紛紛選擇退出。

2.3 國內移動芯片市場取得一定突破

從移動基帶芯片市場出貨量統計和預測數據看，國內芯片企業展訊市場排名繼續提升（見圖3）。憑借在2G、3G方面的技術優勢和市場份額，展訊在2013年移動基帶芯片市場占比中超過Intel，位居全球第三，并于2014年繼續保持該位置。有關機構預測，2014年展訊在全球基帶芯片全球出貨量大于4億顆。

我國TD-LTE牌照的正式發放，也為國內移動芯片企業在LTE市場的發展帶來助力。憑借在LTE、TD-SCDMA、WCDMA領域的技術積累，海思已于2012年推出支持五模多頻的LTE基帶芯片，并在2013年底將芯片工藝由40nm提升至28nm。展訊、聯芯等國內芯片企業，均已推出28nm LTE多模基帶芯片，并達到商用水平。

3 我國移動芯片產業發展趨勢

在LTE進入商用發展期之后，LTE-Advanced（LTE-A）技術成為提升終端芯片性能，適應新應用的技術演進方向。同時，制式和頻段的多樣化，也為移動芯片的發展提出了需求和方向。

3.1 多模多頻仍是移動芯片研發的核心需求

移動通信2G/3G/LTE等多制式將長期并存，全球各個國家和地區通信制式的多樣化及頻段組合的多樣化也會長期存在。國際主流芯片廠家均已開發出5模多頻芯片產品。終端芯片支持5模甚至6模十多個頻段將是芯片企業滿足市場需求和最大化規模效益的主要方向。截止2014年10月，在國內獲得進網許可的634款4G手機共有11種模式組合（見表1）。TD-LTE/ TD-SCDMA/GSM三模、TD-LTE/LTEFDD/WCDMA/ GSM四模制式、TD-LTE/LTEFDD/cdma2000/CDMA 1x/GSM五模制式三類手機占比最高。

圖3 2010—2013年基帶芯片出貨量

表1 我國各種制式4G手機進網款累計數（數據來源：CATR 2014.10)

3.2 LTE-Advanced成為主要演進方向，推動芯片工藝進一步升級

LTE-Advanced可有效地提高移動終端芯片的數據傳輸速率，更好地滿足快速增長的移動互聯網業務需求。從典型運營商上架終端的監測數據看，聲明支持LTE-A的終端已有224款（見圖4）。

圖4 國際典型運營商上架LTE-A終端款數（數據來源：工信部2014.11）

為滿足LTE-A的技術要求，基帶和射頻芯片需提升對大數據量的接收和處理能力，同時需平衡成本和功耗性能。雖然28nm工藝可較好滿足LTE類型3（Cat3）和類型4（Cat4）終端芯片的需求，但從功耗、性能和芯片面積角度，更高能力等級（Cat6及以上）的終端芯片對20nm甚至16nm工藝節點提出了要求。

3.3 芯片集成和一體化成為移動芯片發展的新趨勢

隨著終端支持的頻段數量不斷增加，射頻芯片需要提供更多的發射/接收通道，并集成更多的射頻前端器件。體積、性能、干擾成為越來越大的技術挑戰。前端器件寬頻化、集成化（PA、開關、濾波器等）設計，成為射頻前端器件的發展趨勢。基帶芯片和應用處理器共同構成的片上系統（SoC）方案、基帶和射頻一體化方案，將繼續在降低芯片成本和終端設計難度發揮重要作用。

3.4 移動芯片企業向著合并和深入合作的方向發展

由于進入門檻低，大多企業選擇Fabless（無晶圓）模式，而芯片設計企業的迅速出現和成長，導致其產業競爭也愈來愈激烈。近期，高通收購英國芯片設計公司CSR，以加強其在藍牙、物聯網領域的技術實力；Intel公司與瑞芯微展開合作，聯手進入移動通信領域。國內紫光集團接連收購了本土優秀的兩家芯片設計企業展訊和銳迪科，實現優勢互補，提出了打造世界級芯片巨頭的目標。國內芯片企業未來可考慮在本土企業間開展深入合作，強強聯合，揚長避短，以期在國際競爭中有所突破。

4 我國移動芯片產業發展面臨的挑戰和問題

盡管國內廠商已積極加大對LTE產業的投入和研發，但從目前已有的市場看，最先進移動通信制式的終端芯片市場仍被發達國家的幾家主流企業主導。我國移動芯片產業整體競爭實力與國際移動芯片產業的差距仍然比較明顯。

4.1 關鍵技術能力缺失或落后、競爭力不足

在國家扶持和培育下，我國芯片企業大多在TDD領域（TD-SCDMA、TD-LTE）優勢明顯，但在FDD領域（WCDMA、LTEFDD）等方面存在短板。在向LTE-Advanced能力的發展中，為了提升移動終端芯片處理能力，芯片工藝的提升成了必然方向。從國際芯片市場來看，28nm芯片已是LTE終端芯片的主流，領軍企業已經向22/16nm邁進，對我國芯片企業又提出了新的挑戰。

4.2 射頻芯片企業關鍵元器件“空心化”現象嚴重

在國家政策的扶持和引導下，國民技術、銳迪科等國內一批具有較強技術能力的射頻芯片設計企業發展迅速，并推出TD-LTE射頻芯片產品，支持多模多頻能力，滿足商用要求。但大部分關鍵元器件均需依賴進口，產業“空心化”現象嚴重。國內材料工藝水平落后，元器件領域國外巨頭專利壁壘嚴密，對我國產業突破核心技術造成了很大困難，嚴重制約了我國移動通信元器件的設計、研發和生產。同時，元器件企業多采用自己設計、自己生產方式，產品研發投入大，我國企業普遍規模小、實力弱，亟需國家扶持。

4.3 移動芯片企業面臨較大的核心知識產權風險

不管從無線通信技術本身，還是芯片設計時采用的IP核授權，我國企業仍存在核心專利缺失的現狀，在芯片研發和商用過程中，大量采用第三方IP核來降低設計門檻的代價是大量專利使用費的繳納。這些費用的支出，不但增加了我國移動芯片企業產品的成本，而且加重了對國外IP核的依賴程度，在一定程度上降低了芯片產品的核心研發能力和市場競爭力。

5 移動芯片產業發展政策建議

當前，隨著移動互聯網和智能終端的發展，全球集成電路產業進入重大調整變革期。在新的歷史時期下，國務院于2014年6月印發《國家集成電路產業發展推進綱要》（簡稱“推進綱要”），指導我國集成電路產業發展，加快產業實現升級轉型。移動芯片，是目前集成電路產業發展的引擎和國際競爭與技術創新的熱點，也是我國初步實現集成電路核心技術和市場應用的雙重突破的重心。我國移動芯片企業應抓住此次難得的歷史發展機遇，借助政策支持、利用市場優勢，縮短核心技術短板，加強產業鏈各環節的協同，爭取實現趕超。

（1）頂層布局方面

加強頂層設計，充分發揮國家的政策支持和引導作用，統籌集成電路國家產業基金、國家科技重大專項、產業化專項等機制，將移動芯片作為發展重點，做好移動芯片設計、芯片制造、IP核等關鍵環節與整機系統的整體產業鏈協同。制定今后5～10年的總體發展規劃及綜合技術發展路線圖，引導產業發展方向，建立和完善協同機制，進一步加強對核心技術研發以及專利授權等的支持。

（2）關鍵技術領域

緊跟市場需求，鞏固在多模多頻、高性能高工藝等芯片設計核心技術基礎，加大對LTE演進技術的研發支持，密切關注和參加國際前沿技術研發和標準化工作，注重知識產權積累。擴大對外開放，鼓勵國內集成電路企業聯合科研院所、高校開展競爭前的共性關鍵技術研發，在國內較薄弱環節加強研發實力，力爭取得突破。

（3）產業協同方面

發揮產業拉動效應，政策扶持，鞏固中低端市場，突破國際市場。支持國內芯片龍頭企業發揮市場機制作用，吸收外部投資，實施兼并重組，擴大規模和業務范圍，縮短與國際龍頭企業的差距。

DevelopmentAnalysisonMobileChip Industry

W ith the rapid developmentof LTE,mobile chip vendors,the criticalelementofmobile term inalindustry chain, are facing an important developmentopportunity.Benefit from the developmentof TD-SCDMA and strong demand for mobileshandset,China’smobilechip industry grow s rapidly and hasgained itsown place in themarketcompetition.In this paper,weanalyze the currentstatusofmobile chip industry,aswellas theevolution of key techonoligiesand development trends.Basedon theanalysis,somesuggestionsareconductedonChina’smobilechip industrydevelopmentin thefuture.

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2015-01-01）

國家科技重大專項項目（2013ZX03001003）資助