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论文范文电信研究院通信信息研究所 陶泽荣
我国通信设备关键元器件技术基础薄弱
我国通信设备整机产业发展迅猛,短短十数年时间跃居全球前列.相比整机产业的蓬勃发展,国内通信设备产业生态发展并不太好,尤其是基础关键元器件,与国外差距巨大.
在运营商网络中,尽管国内各类设备基本进入全球前三,但纵观通信设备所需的基础关键元器件,绝大部分却仍然依赖进口.与国外相比,差距主要表现在以下几个方面：一是技术上严重制约,国内完全或基本处于空白,无法自主生产产品,如DSP芯片、AD/DA芯片、光收发芯片、PON芯片；二是技术上有一定能力,但在高端产品市场上处于劣势,需要依靠国外产品,如功放／低噪声放大器、激光器；三是技术上已有突破,但产业化尚在起步阶段,如FPGA芯片、PLC芯片、光纤预制棒.
我国基础关键元器件与国外的差距具体如表1所示.关键元器件高度依赖进口
成为最大制约因素
集成电路广泛应用于通信设备领域,是通信整机设备的“心脏”.从上述分析可以看出,通信设备核心元器件也主要集中于集成电路.然而,我国通信设备核心芯片长期受制于人,关键元器件中有900/0左右都高度依赖国外进口,这种局面成为国内通信设备产业发展的最大制约.
国内芯片产业在产业规模、技术水平、市场份额等方面都与英特尔、三星、高通等国际领军企业有较大差距,即便与我国的台资企业也有不小差距,通信设备核心元器件也是如此.导致这一现象的主要原因主要包括以下三个方面.
第一、国内通信设备核心元器件产业基础薄弱.
首先,国内产业在目前的状况下缺乏竞争力.在众多不同的通信设备核心元器件领域,我国几乎没有企业存在,或仅存在少数几家企业且竞争力普遍较弱.国内企业在面对国际成熟大厂商的竞争时往往难以获得发展,导致产业发展缓慢.
其次,产业链的整体发展水平和垂直整合水平不高,成为影响国内产业发展的重要因素.例如芯片的研发在目前已经不仅仅是硬件设计,同时还需要能够正确使用电路的软件.
再次,良好的市场供求关系尚未建立.设备厂商在选择核心元器件产品尤其是高端产品时,往往会选择来自于国外的品牌.这也是由于设备购买商在选择某款通信设备产品时,所熟悉的参数一般都来自国外品牌.购买一款中高端产品,如果在参数上出现了国内品牌,接受的可能性则比较低.
第二、国内通信设备核心元器件技术积累有所欠缺.
核心元器件是目前通信设备产业链最重要的环节,自主开发高性能通信设备元器件是增强市场竞争力的重要战略.国内通过推进自主开发和技术消化等策略已经具备了一定的开发自主知识产权产品的能力,但相较于国际先进水平,技术积累仍然远远不够.这主要有以下几个方面原因.
第一,我国芯片产业本身起步较晚,技术积累不足.而通信设备众多的核心元器件往往需要大量技术及经验积累,才能逐渐提升,如射频器件中大量的模拟电路.长期积累对于发展提升必不可少.
第二,国外在先进技术方面对我国封锁,产业发展主要依靠国内企业和机构自行摸索,这也是我国通信设备核心元器件长时间无法追赶先进水平的一个影响因素.如美国政府对我国的FPGA产品与技术出口进行苛刻的审核和禁运,导致我国FPGA直到2014年才逐步取得突破.相同的情况在光芯片、光纤预制棒等众多通信核心元器件领域大量存在.
第三,通信设备元器件产业存在产业门槛高、更新换代速度快、投入大、回报慢等特征.为了实现最大的投入回报比率,很多情况下,国内企业往往会购买国外的知识产权,以缩短产品的开发周期.但是,这也造成了对国外技术的依赖,影响了国内技术积累.
第三、政府的扶持机制尚不完善.
目前,国内芯片产业的动力很大一部分来自于政府.国内很多公司在开发高端产品时不做市场调研,最普遍做法是先有产品,后找市场.当开发高端产品时,公司一般先将自己的产品定位于“中国芯片”,并以填补国内某种空白为卖点,之后便以此为筹码向政府寻求从资金到采购等多方面的扶持.
这在一定程度上反映出了国内产业发展存在的困境：由于技术实力不强,国内生产的芯片没有市场,只能向政府寻求支持.但是这种依赖政府支持的心态又反过来影响了企业的正常投入,导致企业陷入发展的恶性循环之中,进而影响国内产业的正常发展.
国家通过政策性的支持来支援企业发展有一定积极作用,但这并非长远之道.如何建立完善的扶持机制,既促进产业进步,又不会导致企业的依赖性从而影响企业正常发展,是需要进一步考虑的问题.
多结构融合成为发展方向部分领域尚需持续调整
我国通信设备基础关键元器件产业发展落后,需要认真分析未来发展趋势,寻找发展机遇,推动国内产品及产业能够缩短追赶时间或实现弯道超车.
新技术的发展可能促使产品替代现象出现
伴随新兴市场和先进半导体技术的快速发展,各种通信设备芯片的创新与更替也在进行.近年来,ARM和Intel的发展远超过DSP,ARM的A9双核、A15四核在嵌入式市场迅速占领主导地位,FPGA和PLD也在某些方面逐渐蚕食DSP的市场,DSP+FPGA的流行趋势也转变为ARM+FPGA,其数字信号处理的功能不会消失,但作为独立的DSP芯片已经开始走下坡路.
多结构融合的系统级电路成为发展方向之一
集成多种结构的系统级芯片发展到了关键点,多种功能芯片集成在一起,形成更加强大的处理能力.DSP与微处理器融合互补,产品可以兼具智能控制和数字信号处理两种功能,可以加速个人通信产品、无线网络产品等的开发,简化设计、缩小PCB体积、减小功耗并降低系统成本等,TI等企业早已有相关产品推出.FPGA与DSP集成在一块芯片上,实现宽带信号处理,提高信号处理速度,Xilinx的Virtex-II系列采用FPGA +Turbo内核,在无线通信、多媒体等领域有广泛应用.通信芯片已经从单一功能向集成ARM核、DSP、模拟电路、存储器等几乎无所不包的系统级电路发展.
单纯的硬件生产方式不再具有优势,软件成为产品的一部分
通信设备元器件提供商从传统的硬件产品生产向提供整体软硬件解决方案发展.厂商不仅需要进行硬件产品的设计制造,与此同时,也要进行与硬件产品相应的软件开发,并面向用户提供一揽子的解决方案.不仅如此,软件所占的比重已经越来越大,未来与芯片产品相应的软件必然是产品的一部分,单纯的硬件生产方式将不再具有优势.
部分领域产业格局持续调整
与数字芯片和模拟芯片关键产品较为稳定的产业竞争格局不同,光器件市场还处在完全竞争阶段,市场份额较为分散,竞争更为激烈.
在全部的光通信元器件中（见图1）,有源器件约占85%.由于有源器件技术门槛低,参与企业较多,全球约有50多家,具有一定规模的也有近20家.相较于有源器件厂商的分散程度,无源器件虽然相对集中,但也有十几家企业,且产业主体并未确立绝对的竞争优势.未来一段时间内,主要参与者将继续竞争,以形成较为稳定的产业格局.例如,在PLC器件市场,由于2012年的市场冷淡,行业进入洗牌期,部分企业转向需求量大但竞争更为激烈的跳线市场,部分企业离开了光通信行业,还有部分有实力的企业向更高端的产品线转移.而洗牌期后继续存在的企业则有可能获得更大的发展空间.
电子元器件:叮咚门铃套件/音乐芯片/IC散件/叮咚声电子制作视频/电子爱好者论文范文元器件
注重市场需求培育最具竞争力的核心环节
当前,通信设备基础关键元器件领域极具竞争力的企业基本都来自国外,国内只在极少数领域具有优势,而在大部分领域则处于生产低端产品甚至缺乏生产能力的尴尬境地.国外关键元器件的发展经验对增强我国通信设备基础元器件产业有着重要借鉴作用.
培育具有研发能力的IC设计龙头企业
我国大陆地区IC设计企业约为500多家,2012年,IC设计业总产值约为100亿美元,而同期高通公司销售收入就达到120亿美元,散乱弱小仍是我国设计企业的现状.而在集成电路领域,真正能够引导产业发展的往往是具有强大研发能力的龙头企业,这些企业往往是新技术、新产品的提出者和开拓者,相比于处于跟随地位的企业,这些企业往往更能在市场上屹立不倒,获得最大的发展和利益.
网络处理器(NP)开发始于1997年,芯片正式商用于2000年.Int.el、IBM、Motorola、MMC
Net-works、Ezchip、Lucent、Vitesse (Sit-era)等厂商参与了NP的早期研究,而Intel、IBM、Motorola等企业至今仍是NP芯片领域的佼佼者.不论对于NP芯片还是其他关键元器件,理念的提出以及强劲的研发能力,都能够使企业在产品或产业发展中占尽先机,从而更好地占领市场,获得利润.
培育市场需求牵引产业发展
产品生产的最终目的是在市场上销售以获得利润.反过来,市场需求的存在是产业发展的必要条件.想要推动国内通信设备核心元器件市场的发展,除了产业本身提升以提供足够竞争力的产品以外,市场需求的培育也是重点之——.
自从诞生以来,DSP芯片得到了飞速的发展.DSP芯片的高速发展,除了得益于集成电路的发展,巨大的市场也是DSP产品发展不可或缺的重要因素.在短短的几十年时间里,DSP芯片已经在信号处理、通信、医疗、仪器仪表等许多领域得到了广泛应用.
掌握最具竞争力的核心环节
对于某些产业来说,技术、利润可能仅仅集中于产业链条中的一个或少数几个环节上,无法掌控这些主要环节,通常会导致企业在竞争中处于被动地位,产生投入大量人力物力但无法从根本上推动产业发展的局面.
光纤预制棒是生产制作光纤光缆产品的基础,技术含量高,是各大光纤光缆生厂商竞争力的核心所在.我国光纤光缆产量占全球总量的一半左右,但利润占比70%的光纤预制棒有近半需要依赖进口,即便是国内企业,也大部分是通过外资合作的形式.如我国产能较为领先的企业中,长飞合资方为荷兰德拉克、德国贺利氏；富通合资方为日本住友公司；法尔胜公司中,日本信越占比高达75%；亨通光电中,美国OFS占比51%；烽火通信中,日本藤仓占比达到60%.对国外核心知识产权的依赖是我国光纤预制棒产业难以摆脱国外厂商的根本原因,掌握核心知识产权,才能使我国光纤光缆产业从“大而不强”向“又大又强”转变.
明晰有效的研究和生产结构促进产业的良性发展
国外各著名大学和实验室里都有大量的研究人员从事各种AD/DA转换器的结构与基础研发工作,其研究目标主要集中在新型系统结构、单元电路和具体技术难点的突破；而公司、生产厂家则主要对已经证实为准确、可靠的AD/DA转换技术,从设计、工艺、生产成本等方面进行改进和完善,以期让这些技术和产品尽快获得应用.
不论是在AD/DA领域还是其他领域,国外有效的研究和生产结构为产业发展提供了良好的互动促进机制,促进产业的良性发展,是值得我国学习和借鉴的地方.
合理的产品布局确立龙头企业优势
合理的产品布局是企业顺利发展的重要因素之一.产品过于聚焦可能会导致市场过小而利润微薄,产品布局过于宽泛则可能增加企业压力和负担,无法获得竞争优势.综合考虑产品特征和企业自身实力,确定合理的产品布局,以促进企业发展,逐步构建龙头企业优势.
上世纪90年代后期,FPGA市场曾经过一番激烈的整合.时至今日,FPGA市场的主要业者仅剩数家,包括Altera、Xilinx、Actel、At-mel、Lattice等,但主要市场掌握在Altera和Xilinx两家手中.曾在该领域占据一席之地的QuickLogic（后淡出该市场）公司的论文范文执行官E．Thomas Hart曾经直言：Altera与Xilinx是FPGA领域的“可口可乐”和“百事可乐”,言下之意就是,除此之外第三家FPGA业者很难有出头的机会.这两家公司不属于Intel公司,也不生产ARM芯片,只专注于FPGA芯片,但却是FPGA领域占据绝对优势地位的“双寡头”.
在光器件领域,龙头企业往往有着较为全面的产品布局.光有源器件TOP5中有3家企业同时也位居光无源器件的TOP10中.同样,光无源器件TOP5中同样有3家企业位居光有源器件的TOP10中.在光通信元器件领域,关联性相对较低,例如PLC芯片在多种光模块中都会采用.因此光通信器件企业全面布局不但不会因为覆盖太广而难以为继,还可以使拥有实力的企业获得一定的竞争优势.
持续不断的创新与改进保持企业竞争优势
通信设备元器件更新换代周期短,停止创新与改进的企业绝对无法在该产业领域长久生存下去.即使是龙头企业也在持续不断地进行着创新与改进,依靠不断的创新与改进保持着本身的竞争优势.
国外厂商在射频功放领域起步早,研发实力雄厚.除此之外,国外领先企业能够在该领域持续保持竞争力的重要原因在于其坚持不断的创新与改进.如在2013年年底,飞思卡尔、英飞凌、NXP都相继推出了新的产品.
总体而言,我国是通信设备产业的大国,但受产业链上游的基础关键元器件发展的制约,无法成为通信设备产业的强国.国内应积极分析发展滞后原因,把握产品及产业发展趋势,借鉴国外发展经验,努力实现国内产业的加速追赶,完成我国通信设备产业向大而强的方向转变.
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