集成电路技术会影响哪些行业

　　集成电路之所以达到国家和企业的不断支持，依赖于它在多方面的技术应用，本文来讲述一下集成电路芯片的具体行业应用和集成电路在这些行业的发展规模。

　　集成电路芯片技术介绍

　　根据产业链划分，芯片从设计到出厂的核心环节主要包括 6 个部分：

　　(1)设计软件，芯片设计软件是芯片公司设计芯片结构的关键工具，目前芯片的结构设计主要依靠 EDA(电子设计自动化)软件来完成;

　　(2)指令集体系，从技术来看，CPU 只是高度集合了上百万个小开关，没有高效的指令集体系，芯片没法运行操作系统和软件;

　　(3)芯片设计，主要连接电子产品、服务的接口;

　　(4)制造设备，即生产芯片的设备;

　　(5)圆晶代工，圆晶代工厂是芯片从图纸到产品的生产车间，它们决定了芯片采用的纳米工艺等性能指标;

　　(6)封装测试，是芯片进入销售前的最后一个环节，主要目的是保证产品的品质，对技术需求相对较低。

　　总体来看，在指令集、设计等产业环节中绝大多数技术壁垒比较高的环节，中国芯片产业地位非常薄弱，与欧美芯片产业企业存在较大差距，而在圆晶代工、封装测试等技术要求相对不高的环节，中国凭借其劳动力优势，则有望率先崛起，成为有希望赶超世界平均水平的领域。

　　集成电路应用市场介绍

　　1 传感器(MEMS)市场

　　MEMS(微机电系统)是在半导体制造技术基础上发展起来的新兴领域，是微电路和微机械按功能要求在芯片上的集成，基于光刻、腐蚀等半导体技术，融入超精密机械加工，并结合材料、力学、化学、光学等，使一个毫米或微米级别的 MEMS 系统具备精确而完整的电气、机械、化学、光学等特性。MEMS 器件主要包括传感器、执行器、微能源等，传感器较为成熟，执行器和微能源多处于起步阶段。

　　MEMS 当前主要应用在消费电子、汽车等领域。随着产品的不断成熟，航空航天、医学和工业领域的应用也逐渐普及。表 1 列出了 MEMS 的主要应用领域。

　　2 可穿戴设备市场

　　智能可穿戴终端是指可直接穿在身上或整合到衣服、配件中，且可以通过软件支持和云端进行数据交互的设备。当前可穿戴终端多以手机辅助设备出现，其中以智能手环、智能手表和智能眼镜最为常见[5]。

　　3 物联网市场

　　有数据显示，2015 年全球物联网市场规模达到 624 亿美元，同比增长 29%。到 2018 年全球物联网设备市场规模有望达到 1 036 亿美元，2013～2018 年年均复合增长率将达 21%[7]，如图5 所示。

　　同时，越来越多的物品和设备正在接入物联网。2015 年全球物联网设备数量已经达到 49 亿台[7]，2016 年累积设备数目将可达 63.92 亿台，到 2020 年全球使用的物联网设备数量将增长至 208 亿台。预计到 2018 年物联网设备数量将超过 PC、平板电脑与智能手机存量的总和。2019 年新增的物联网设备接入量将从 2015 年的 16.91亿台增长到 30.54 亿台。

　　4 工业机器人

　　据预计，2017 年全球服务机器人市场规模将达到 450 亿美元，未来 5 年(2017～2021 年)年均复合增长率为 16.9%，2021 年全球服务机器人市场规模将达到 820 亿美元。

　　根据中国机器人产业联盟发布的数据，国产机器人产品结构调整升级、产业结构逐步改善，如多关节机器人占比持续提升。从机械结构来看，2016 年上半年国产坐标机器人保持龙头地位且销售加速，销量超过 8 100 台，占国产工业机器人总销量的 42.1%，比 2015 年提高 4.7 个百分点。多关节型机器人 2016 年上半年累计销售 6 225 台，同比增长 67.2%，增速与 2015 年基本持平，在工业机器人总销量中占 32.3%，比 2015 年全年占比提高 5 个百分点。工厂物流机器人销量超过 1 000 台，同比增速高达 71.3%，占机器人销售总量的比重与 2015 年持平。平面多关节机器人销售 1 750 台，同比增长 12.6%，占总销量的比重比 2015 年回落 4.7 个百分点。

　　5 VR/AR(虚拟现实/增强现实)

　　虚拟现实(Virtual Reality，VR)是一种运用计算机仿真系统生成多源信息融合的交互式三维动态实景及动作仿真使用户产生身临其境体验的技术。该技术通过调动用户的视觉、听觉、触觉和嗅觉等感官，让用户沉浸于计算机生成的虚拟环境中，创造一种全新的人机交互形式。与虚拟现实紧密联系的增强现实(Augmented Reality，AR)是一种将屏幕中的虚拟影像通过光电技术处理将之与现实世界融合并与用户互动的技术。VR 设备对于数据处理、数据传输和图像显示的要求远高于目前的电子计算机，而 AR 除了需要创建具有真实感、沉浸感的虚拟影像，还要与现实影像无缝衔接，所需要的运算量比 VR 又高出了一个档次。

　　6 人工智能(AI)

　　人工智能(Artificial Intelligence，AI)是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等[16]。2016 年 3 月李世石大战 AlphaGo，人工智能快速进入大众视野。

　　资本市场敏锐地捕捉到人工智能的商业化前景，我国人工智能领域投融资热度快速升温。2012～2015 年，我国人工智能行业的投融资金额、次数及参与机构数量等均迅速增长，年均复合增长率超过 50%，2015 年人工智能行业的投资额已达到 2012 年的 23 倍，如图 11 所示，充分表明资本市场对于人工智能发展前景的认可。

　　从全球大环境来说，分产品类别来看，2017年模拟电路(Analog)产品市场销售额为527.11亿美元，同比增长10.2%，占到全球半导体市场总值的12.9%，占全球集成电路市场的15.49%;微处理器(MICro)产品市场销售额为631.47亿美元，同比增长4.2%，占到全球半导体市场总值的15.5%，占全球集成电路市场的18.56%;逻辑电路(LogIC)产品市场销售额为1014.13亿美元，同比增长10.8%，占到全球半导体市场总值的24.8%，占全球集成电路市场的29.81%;存储器电路(Memory)产品市场销售额为1229.18亿美元，同比增长60.1%，占到全球半导体市场总值的30.1%，占全球集成电路市场的36.13%。存储器电路占比较大的主要原因是因DRAM和NAND Flash从2016年下半年起缺货，并引发DRAM和NAND Flash涨价。DRAM 2017年平均售价(ASP)同比上涨77%，销售总值达720亿美元，同比增长74%;NAND Flash 2017年平均售价(ASP)同比上涨38%，销售总额达498亿美元，同比增长44%，NOR Flash为43亿美元，导致全球存储器总体市场上扬增长58%。如若扣除存储器售价上扬的13%，则2017年全球半导体市场同比增长率仅为9%的水平。

　　科技是第一发展力，只有掌握了自己的技术，才能在科技战争之中立于不败之地，集成电路的科技战争也是我们面对和其他国家差距的一个切入点，发展这项科技对我们企业和国家的意义都十分重大。