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5G时代哪些半导体细分产业将最收益,中国如何把握这一机遇?

在几秒钟之内下一部高清电影,这是宣传第五代移动通讯(5G)的服务场景经常会用到的文案。我们来看未来的15年、20年,全球经济的增长的驱动力,在没有新的题材出现之前,大概能想到的恐怕还是以5G为代表的新一代信息技术。为什么未来全球经济增长的驱动力是“5G”?哪些半导体细分产业将会从5G中最收益?中国如何把握5G时代的大商机?

在今日开幕的2019 ASPENCORE第二届“全球CEO峰会”上(更多精彩演讲内容可观看现场直播),中国半导体行业协会IC设计分会理事长、清华大学微纳电子系魏少军教授带来“半导体产业在5G时代大有作为”的主题演讲。f00esmc

今年以来,全球半导体的发展有一个很突出的特点,一方面半导体整个产业进入了回潮期,各国的半导体产业的情况都出现了不同程度的衰落,但是中国的半导体产业的发展应该讲是“一枝独秀”,如果不出意外的话,今年仍然可得获得正增长不成问题,只是增长多少的问题,有可能仍然可以维持两位数的增长。这种情况可能也是我们很多人都没有意识到的,但是非常正常的,那就是中国作为世界上最大的电子信息的生产国,尽管遭遇了一些风波,但是它本身的生产能力以及世界电子信息产业市场对产品、对新产品的需求仍然是非常旺盛的,所以中国的发展受到一点影响,但受到的影响不大。f00esmc

元器件作为电子信息产品的最重要的组成部分,所以它也不会因为暂时的一点点小的困难,而出现大面积的衰退。中国作为最大的电子产品的生产国,一方面是本身生产需求在;第二,我想大家也都知道,中美之间的贸易冲突,也带来了一些奇怪的现象,那就是全球产业链的重组。某种意义上也可以说这次中美的贸易冲突对中国的企业也算是一个不大不小的提醒,让我们的企业意识到建立一个完整的、比较安全的供应链是多么地重要。不过,这也是过去的事情了,更多的是应该面向未来,那么未来是什么呢?f00esmc

全球GDP与半导体增长之间有何关系?

我们知道我们很快将进入5G时代,5G是个什么时代?也许我们并没有意识到,5G本身的发展是具有非常重要的里程碑意义,5G绝不仅仅是一个移动通讯,以往我们对移动通讯的理解就是打电话,能够拿着电话到处跑,到实际上现在看起来,移动通讯的发展,特别5G的发展,将带来一个全新的历史阶段。为了说明这一点,我有两组数据可以提供给大家做参考:f00esmc

第一组数据是,全球GDP的增长,GDP的概念并不是一直就有的,而是直到1970年才出来此概念,到现在还不到50年,如果认真观察1970以后GDP的增长情况:f00esmc

1970-2001的31年间,全球GDP增加了30万亿美元,平均每年增加不到1万亿美元。
2001-2018的17年间,全球GDP增加了51.4万亿美元,平均每年增加3万亿美元。f00esmc

我们发现,在最近的十几年当中跟之前的30年相比,GDP增长大概是3倍于原始速度。f00esmc

第二组数据,全球半导体的增长。f00esmc

1987-2002年,年销售收入增加了1082亿美元,年均增加72亿美元。f00esmc

2002-2018年,年销售收入增加了3281亿美元,年均增加219亿美元。f00esmc

对比两组数据,我们发现一个有趣的现象,关于全球半导体的增长,后面15年时间又是前面15年增长的3倍,跟GDP的增长有些巧合,其实完全是必然现象。f00esmc

为什么之前GDP能够在过去的17年当中如此快的增长其根本原因是我们有了全新的产品领域——移动通讯和互联网,2000年前后兴起的特别是移动通讯和互联网的结合,也就是移动互联网的发展。今天我们可以拿着一部手机走遍全世界,而且可以拿着手机来上网、观看各种想看的资讯,甚至玩游戏等等,也可以拍照。可以说移动互联网的发展是过去的16、17年时间当中,全球最大的一种变化。我们也看到,由于智能手机的出现,移动互联网的服务,其实我们已经把很多东西都淘汰掉了。比如说大家以前都用过的像MP3、MP4,甚至人手一部的照相机,现在都消失了,更不要讲之前的录像机、摄像机,大概只有一些专业人士才会采用。所以,这些功能基本上进入了手机,而中国恰恰是在这段时间成长起来的。我们的GDP在2008年超过日本,现在仅次于美国60%多,因此可以说中国是赶上了这一轮电子信息产业,特别是以移动互联网为代表的信息产业发展的浪潮。f00esmc

那么半导体中作为电子信息产品核心的元器件自然也不会丧失这个机遇,因此半导体增长也是三倍于原始的速度,因此电子信息产业的发展,它所支撑的GDP的增长,和半导体产业的发展,两者是相辅相成的。因此半导体产业的发展,应该讲是非常了不起。依此,我们来看未来的15年、20年,全球经济的增长什么是驱动力,我想在没有新的题材出现之前,大概我们能想到的恐怕还是以第五代移动通讯为代表的新一代信息技术。为什么呢?f00esmc

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为什么未来全球经济增长的驱动力是“5G”?

我们了解一下第五代移动通讯的服务场景就会发现,一个三角形上面有三个顶点,最上面的这个顶点我们通常称为增强性的移动宽带,这也是我们对第五代移动通讯比较直观的感觉,就是第四代移动通讯的带宽是100兆,现在到了第五代就变成1000兆,因此我们可以在几秒钟之内下一部高清电影,这也是在宣传第五代移动通讯时候用得最多的文案。f00esmc

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看似简单的事情,其实背后对产业的需求或者产业的发展,具有强烈的拉动作用。比如手机,一部手机其中很大的一块成本就是集成电路,其功能的支撑也是集成电路。所以第五代移动通讯的发展,一定会要求我们更换我们的手机,全球几十亿部手机又将是一个新的市场,这些手机当中涉及的芯片又是无穷的多,。由于芯片的传输速率和处理速度要求会越来越高,所以对芯片的要求也越来越高了,加上频段大幅更宽泛,所以第五代移动通讯对于应用处理器、基带信号、射频电路都有全新的要求,因此这也是给我们创造一个非常好的发展前景。f00esmc

哪些半导体细分产业将会从5G中最收益?

其实,更重要的是存储器,今天的手机平均在64G字节,第五代移动通讯出现以后,相信这个内存容量很可能会增长到1TB或者2TB,为什么呢?存储器的发展将会是个天量数据,全球半导体的厂商都在扩容,像存储用的半导体存储器芯片,恐怕不是一个需求量翻番的问题,可能是四翻甚至更大,所以这个产业的发展支撑点看起来是带宽的增加,其实对半导体产业提出全新的要求。这只是三角形上面的顶点。f00esmc

三角形下面的左边我们称为大规模机器通讯(mMTC),主要支撑互联网,我们知道物联网的发展,将是一个前景广阔的市场,也是全新的市场。目前我们大概已经知道,全球大概有几百亿个终端连接到网络当中去,随着时间推移,后面还有更多的,有人预测,可能有上万亿终端会连接到网络当中。我们可以想像一下,这个数字是天文数字,举一个简单的例子,假如我们希望我们的农业真正实现精准农业,提高产量,同时减少投入,也可以降低污染。中国有18亿亩土地,相当于1.2亿公顷,每公顷是1万平方米,每个平方米如果放一颗传感器的话,就有1.2万亿个传感器,如果每个传感器一块钱,就是1.2万亿人民币的产值,当然我相信不会这么多。但实际上我们想未来的传感器的价值肯定不会只是一块钱人民币,可能更高一些,光这个市场就是天文数字。更不要讲我们所处在的城市正在进行智能化的改造,无论是电表也好、水表也好、气表也好,还有智慧交通,所有东西都会对大规模的通讯产生巨大要求。f00esmc

以前要部署这些传感器非常困难,因为要拉线连起来,今天随着第五代通讯的发展,只需要把它搁那儿就行了,只要有电就能自动跟网络联结在一起,所以它对物联网的发展有举足轻重的作用。f00esmc

右边的顶点我们叫做高可靠、低延迟的通讯,这个主要针对我们像工业控制和自动驾驶这些对延迟有非常高要求的应用场景。如果我们的网络可以在延迟等多个方面,能够有精确的控制,我们在实现整个产业智能化改造就变得非常地容易。第五代移动通讯在发展过程中特别注重设定切片的功能。切片的功能可以把传统移动通讯的网络功能专用化到一些特定的工业领域去。也就是原来我们是一种横向的,分层的控制结构,以后会在移动通讯网里面形成一种垂直整合的模式。这种模式出现,就会极大地改变整个产业的结构。因此我们经常在讲,第五代移动通讯的出现,不仅仅是移动通讯的发展,而是我们国家整个产业基础设施的一次深刻的变革。所以我们一定不要小看移动通讯的发展,移动通讯的发展其实带来的影响还有更深远的,还可以继续衍生。比如说我们今天大家都知道,有虚拟现实和增强现实,在过去几年,虚拟现实和增强现实也曾经火热过一段时间,但最终都没有成为气侯,原因是因为显示的质量还是不够好。f00esmc

我不知道有没有人去戴过VR和AR的眼镜,我戴过,长时间的佩戴,由于码率还是不够高,简单的2K分辨率,使用户使用了20分钟以后,就会觉得头晕,所以试了一次,第二次不愿意再试了。如果第五代移动通讯出现以后,AR和VR的眼镜可以采用4K、8K的分辨率,那种闪烁感就消失了,用户便愿意长时间佩戴AR、VR的眼镜,这又创造了一个全新的市场,这样的市场假中国有14亿人,有一亿人都戴这样的眼镜,又是什么样的情况呢?

再比如说自动驾驶,我们的高清显示,今后随着发展,特别是我们的显示技术的发展,我们可以做成更大的显示屏,用更高的速率。因此第五代移动通讯的发展,一定是给我们带来非常非常重要的发展机遇,希望大家关注第五代移动通讯,这是中国现在在全球具有非常领先技术的这样一个优势。f00esmc

中国如何把握5G时代的大商机?

我们知道,当第五代移动通讯发展的时候,其实它带来的不仅是移动通讯本身,而带来整个产业结构的调整和重组。我相信这件事情对中国的影响将是巨大的,中国的半导体产业也一定会立足于5G,会获得一定的先机,这点大家不要怀疑。当然,在发展过程当中,最重要的还是自己的实力,如果实力不行,那发展还是不能够满足5G时代的要求,那我们就会丧失这个有利的时机。f00esmc

因此希望我国的各位企业家朋友,在未来还是要牢牢地把握技术方面这一主线,通过努力,掌握核心技术,赶上5G发展这一波浪潮,获得更大的发展。f00esmc

原创
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关丽
电子工程专辑(EETimes China)资深产业研究员。
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