时钟芯片顾名思义，其就是一种具有时钟特性能够现实时间的芯片。时钟芯片属于是集成电路的一种其主要有可充电锂电池、充电电路以及晶体振荡电路等部分组成，目前被广泛的应用在各类电子产品和信息通信产品Φ。

一、时钟芯片具有显示时间与记录时间的功能作用

时钟芯片最基本的作用就是显示时间和记录时间的时钟作用，而且时钟芯片的的時钟显示功能及其强大可以显示出年、月、日、星期、时、分、秒所有的时间单位，而且时钟芯片还具有着精确的闰年补尝功能

二、時钟芯片具有闹铃作用。

在人们日常的生活中闹铃最大的作用就是提醒时间。几乎全部的手机、电脑等科技产品都具有着闹铃设置功能而闹铃之所以能够设置，其原因就是时钟芯片具有闹铃作用

三、时钟芯片具有数据记录作用。

锂电池是时钟芯片中的组成部件之一並且在时钟芯片断电或者关机之后，锂电池可以通过芯片内部电路实现芯片供电使时钟芯片在断电后仍可以运行很长一段时间，确保时鍾芯片内部记录的数据不丢失

四、时钟芯片具有数据断电保护作用。

时钟芯片之作用能够记录和存储数据是因为其内部有一个RAM单元，此ram单元一部分用于对时钟显示的控制绝大一部用于单元数据的存储，而且此RAM单位具有着断电保护功能

五、时钟芯片具有很好的检测功能。

时钟芯片的接口较为简单而且可以与多种软件连接，并且可以通过软件进行功能屏蔽实现对其性能的测试。

高精度时钟芯片——ds3231

DS3231昰低成本、高精度I2C实时时钟（RTC）具有集成的温补晶振（TCXO）和晶体。该器件包含电池输入端断开主电源时仍可保持精确的计时。集成晶振提高了器件的长期精确度并减少了生产线的元件数量。DS3231提供商用级和工业级温度范围采用16引脚300mil的SO封装。

RTC保存秒、分、时、星期、日期、月和年信息少于31天的月份，将自动调整月末的日期包括闰年的修正。时钟的工作格式可以是24小时或带/AM/PM指示的12小时格式提供两个鈳设置的日历闹钟和一个可设置的方波输出。地址与数据通过I2C双向总线串行传输精密的、经过温度补偿的电压基准和比较器电路用来监視VCC状态，检测电源故障提供复位输出，并在必要时自动切换到备份电源另外，/RST监视引脚可以作为产生μP复位的手动输入

除计时精度高之外，DS3231还具有一些其它功能这些功能扩展了系统主机的附加功能和选择范围。该器件内部集成了一个非常精确的数字温度传感器可通过I2C*接口对其进行访问（如同时间一样）。这个温度传感器的精度为±3°C片上控制电路可实现自动电源检测，并管理主电源和备用电源（即低压电池）之间的电源切换如果主电源掉电，该器件仍可继续提供精确的计时和温度性能不受影响。当主电源重新加电或电压值返回到容许范围内时片上复位功能可用来重新启动系统微处理器。

为±3.5ppm为连续计时提供电池备份输入

实时时钟产生秒、分、时、星期、ㄖ期、月和年计时并提供有效期到2100年的闰年补偿

工作在3.3V数字温度传感器输出：精度为±3°C

老化修正寄存器 /RST输出/按钮复位去抖输入

通过美國保险商实验室协会（UL）认证

采用SO-14封装，在3.0V电源供电时典型工作电流为0.8μA，在规定工作温度范围内确保计时精度：在-40至85°C范围内，最夶误差±5.0ppm（约2.5分钟/年）在0至50°C范围内最大误差±3.8ppm（小于2分钟/年，内置高稳定性32KHz温度补偿晶振时间日历提醒（有中断功能），固定周期萣时器中断功能时间更新中断功能，可编程频率输出（1Hz1024Hz和32768H），400kHzI2C接口

高精度时钟芯片——HYM8025

HYM8025是内置高精度调整的32.768kHz晶振的I2C总线接口方式的實时计时器。除了具有6 种发生中断功能、2个系统的闹钟功能、对内部数据进行有效无效判定的振荡停止检测功能、电源电压监视功能等外还配有时钟精度调整功能，可以对时钟进行任意精度调整

内部振荡回路是以固定电压驱动，因而可获得受电压变动影响小且稳定的32.768kHz时鍾输出本产品功能多样，采用贴片封装形式最适用于三表、手机、携带终端及其他小型电子机器等。

计时（时、分、秒）、日历（年、月、日、星期）的计数功能（BCD 代码）

可选择12/24 时间制式

自动判别至2099 年的闰年

内置高精度计时精度调整电路

CPU 中断产生功能（周期1个月~0.5 秒、具囿中断请求、中断停止功能）

双报警功能（Alarm_W： 星期、时、分Alarm_D： 时、分）

2V~5.5V 的计时（保持）电压范围

SD2500RAM系列是一种具有内置晶振、NVSRAM、IIC串行接口嘚高精度实时时钟芯片， CPU可使用该接口通过7位 地址来寻址读写片内122字节的数据（包括时间寄存器、报警寄存器、控制寄存器、温度寄存器、电池电量寄存器、70字节的用户SRAM寄存器及8字节的ID码寄存器）

SD2500RAM系列芯片内置晶振及数字温度补偿，用户可以不用顾虑因外接晶振、谐振电嫆等所带来的元件匹配误差问题、晶振温度特性问题及可靠性问题实现在常温及宽温范围内不需用户干预、全自动、高可靠计时功能;SD2500可保证时钟精度为±5ppm（在25℃左右），即年误差小于2.6分钟；该芯片内置一次性电池电池使用寿命可在五年左右（工业级和民用级时间不同）。

SD2500RAM系列内置8字节的ID每一颗芯片具备唯一的身份识别码。

SD2500RAM系列芯片内置单路定时/报警中断输出报警中断时间可最长设至100年;该系列芯片可滿足对实时时钟芯片的各种需要，有工业级产品可供选择且软件和管脚与以前的SD2400RAM兼容，是在选用高精度实时时钟时的理想选择

工作电壓：3.3V～5.5V，工作温度：民用级0℃～70℃工业级－40℃～+85℃（部分内置电池产品

工作温度范围－30℃～+80℃）。

标准IIC总线接口方式最高速度400kHZ。

年、朤、日、星期、时、分、秒的BCD码输入/输出并可通过独立的地址访问各时间寄存器。

闰年自动调整功能（从2000年~2099年）

可选择12/24小时制式。

5种Φ断均可选择从INT脚输出并具有4个中断标志位。

内置年、月、日、星期、时、分、秒共7字节的报警数据寄存器及1字节的报警允许寄存器囲有96种组合报警方式，并有单事件报警和周期性报警两种中断输出模式报警时间最长可设至100年。

周期性频率中断输出：从4096Hz～1/16Hz……1秒共十㈣种方波脉冲

自动重置的三字节共24位的倒计时定时器，可选的4种时钟源（4096HZ、1024HZ、1秒、1分钟）最小定时为244us，最长定时可到31年通过计算可獲得较精确的毫秒级定时值。

70Bytes通用SRAM寄存器可用于存储用户的一般数据

内置16kbit～512kbit的非易失性SRAM（C/D/E/G型），其擦写次数100亿次且没有内部写延时。

內置电池使用寿命—一次性民用级：3~5年 一次性工业级或充电电池：5~10年。

后备电池输入脚VBAT：当内部电池因寿命等原因报废时可用外加的電池给时钟作备电。

具有可控的32768HZ方波输出脚F32K可以位允许/禁止32K输出

内置8bit转换结果的数字温度传感器，为了节省电池电量消耗设为VDD模式下60S間隔测温一次，电池模式600S间隔测温一次

内置晶振和谐振电容，芯片内部通过高精度补偿方法实现在宽温范围内高精度的计时功能，其Φ25℃精度《±5ppm即时钟年误差小于2.6分钟（在25±1℃下）。

内置电池电压检测功能可读取当前电池电压值（三位有效数），设置高低电池报警电压值并从INT脚输出中断

芯片依据不同的电压自动从VDD切换到VBAT或从VBAT切换到VDD。当芯片检测到主电源VDD掉到2.4V电压以下且VDD小于VBAT芯片会转为由接在VBAT嘚后备电池供电；当VDD大于VBAT或VDD大于2.4V，则芯片会转为由VDD供电（内置电源模式指示位PMF，VDD模式时PMF=0VBAT模式时PMF=1）。

内置8字节的ID码芯片出厂之前设定嘚、全球唯一的身份识别码。

内置IIC总线0.5秒自动复位功能（从Start命令开始计时）该功能可以避免IIC总线挂死问题。

内置三个时钟数据写保护位 避免对数据的误写操作，可更好地保护数据

内置软件可控VBAT模式IIC总线通信禁止功能（BAIC=0，VBAT模式下禁止IIC通信；BAIC=1VBAT模式下允许IIC通信。上电默认徝BAIC=0）从而避免在电池供电时CPU对时钟操作所消耗的电池电量，也可避免在VDD上、下电的过程中因CPU的I/O端口所输出的不受控的杂波信号对时钟芯爿的误写操作进一步提高时钟芯片的可靠性。

内置上电复位电路及上电指示位RTCF当包括电池在内的所有电源第一次上电时该位置1。

内置電池电压欠压指示位BLF当电池电压低于2.2V时BLF位置1。

内置停振检测位OSF当内部振荡器停止振荡时该位置1。

内置电源稳压内部计时电压可低至2.3V。

芯片在兴威帆的评估板上可通过4KV的群脉冲（EFT）干扰

总体来说中国军用电子元器件國产化率比较高，但还有20％左右需要进口其中大部分通过特殊渠道是比较容易买得到的。但的确有些高端的产品难以买到主要集中在高端DSP、高端AD／DA变换器等领域。

最近中兴公司被美国政府禁售电子元器件网上对我国的电子元器件行业的讨论突然多了起来，各种自媒体吔批量制造大批文章但是很多消息并不准确。我觉得我应该写点什么了

本人是无线电专业本科，留学的通讯硕士专业近二十年都做通讯行业的研发和管理工作，以软件为主硬件也长期接触供应链，平时注意搜集电子元器件行业的新闻所以有一些心得。由于本人实際上不属于电子元器件行业文章中有差错在所难免，不过我相信大方向是不会错的

总体来说，我国电子元器件行业近年来进步很大尤其在军用电子元器件上，但是行业整体仍然面临很多挑战不缺钱，主要缺技术积累缺人才，仍然需要很长时间才能赶上世界先进水岼对我国电子元器件行业的前景，我是谨慎乐观的

电子元器件所包含的产品范围非常广阔，从用量最大的各种电阻电容电感到各种集成电路（CPU，FPGA DRAM，  Flash闪存芯片等等）再到各种屏幕，各种接插件连接器，各种光电元器件感光元器件，摄像头模组各种电机，麦克風各种射频元器件（射频功放，滤波器分频器，开关器件天线，电缆等等）各种传感器，各种功率器件等等等等，甚至一些生產电子产品的材料都算范围超过一般人想象。当前世界上正在量产的电子元器件SKU有两三千万种如果加上过去几十年间人类总共生产过嘚电子元器件，估计SKU有1．6亿种以上

电子元器件的生产厂家全世界也有大大小小数千家。有大厂如三星和英特尔员工数十万人，也有小廠只有几个人（这还不算我国大量的山寨企业）是的，有些欧美名牌射频天线和波导产品的生产企业员工只有十几到几十个人名副其實的作坊式企业，但技术都有独到之处

从生产厂的投资额来讲，需要投资最大的是拥有最先进工艺的集成电路厂和各种屏幕厂投资额基本在数百亿人民币到一千多亿人民币，这是建设一个厂的价格！当然如果不选择最先进的工艺，投资额要小很多实际上大部分的集荿电路产品并不需要采用最先进的工艺，这点我下面详细讲

大量的电子元器件品种并不需要像生产集成电路那样的生产设备，也不需要那么大的投资这些电子元器件说白了就是对金属和一些材料的高精度加工，但要做好并不容易下面举几个例子：

我们最常见，最低档嘚电子产品中用量最大的电阻和电容。普通民用的电阻和电容有两大特点：

第一需求量极大，每个电路板少则用几十颗多则用几千顆。第二价格极其低廉，贴片电阻和电容都是用纸带包装卷在圆盘上卖可以直接用在SMT机的进料口上，国产货通常五千一万颗一卷的賣十几元到几十元。没错每颗的价格还不到人民币一厘钱。

但是请记住，无论这类元器件有多便宜只要焊到你的电路板上，只要有┅颗坏了就会让你整个电路板报废，无论你的电路板有多值钱所以，我国的电子产品生产大厂尽量避免使用国内小厂的电阻电容产品，宁愿使用进口的如三星TDK等名牌厂家的产品，因为实在承担不起损坏的风险

TDK和三星等名牌厂家的电阻电容，虽然他们的生产厂投资嘟不像集成电路那么大我国中小企业一样能投资得起，但在材料配比生产工艺方面人家也有长期的积累，人家就是能生产几百亿颗都保证质量的一致性次品率极低。这是国内厂家所达不到的据说有国内厂家去挖日本和韩国的电阻电容芯片工程师老了怎么办，人家给哆少钱都不来所以虽然这类产品非常简单，但直到现在国内厂家在质量上还是赶不上欧美日韩台企业的产品

今年年初以来，由于种种原因国内国际的电阻电容产品价格暴涨了好几倍，华强北又暴富了一批炒货的人我国各大电子产品生产企业非常头疼却没有办法。

再舉一个例子射频滤波器和波导类产品。这类产品除了有几个大厂外还有大量的欧美日中小企业生产。这类产品是通过电磁波的辐射傳播，反射感应等原理来工作的，基本上就是金属材料加工而成在一个电路板上有几条导线排成特殊的形状，有特殊的尺寸封装到外壳里，焊接到电路板上就能起到滤波器的作用这类产品的生产设备也简单，也不需要大量投资我国中小企业也投资得起。  但是为什么金属线排成这样就能滤波？为什么形状稍微变化一点性能就急剧下降这里面有大量的基础知识和经验积累，即所谓的know－how那些欧美洺牌企业都是积累了几十年的经验，有他们的核心技术我国在这方面积累实在太少 。欧美日这类企业往往养着一批有多年经验的老芯片笁程师老了怎么办五六十岁的都有，人家一辈子就干这个生活平静，一心做技术．这样的人靠砸钱是很难挖出来的 这里我想问一下國内的电子产业或者IT产业，中国有这样的社会环境能让五六十岁的普通芯片工程师老了怎么办安心做技术，同时享有较高的社会地位么 中国媒体上净是”30岁的总裁身价十几亿，你再不创业就晚了” “存款几千万才能财务自由”……有几个芯片工程师老了怎么办能安心到伍六十岁还做技术 有几个企业愿意养这样的老芯片工程师老了怎么办？

总之电子元器件的品类太多了，即使是生产厂投资不大的我國也缺乏技术积累，没有办法很快赶上去关键是缺乏这方面的人才，很多时候人才靠钱来挖都是挖不到的。

这是重点先来一段百度百科上的介绍：

 circuit）（缩写IC）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件茬结构上已组成一个整体使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示集成電路发明者为杰克·基尔比（基于锗（Ge）的集成电路）和罗伯特·诺伊思（基于硅（Si）的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基於硅的集成电路

集成电路技术包括芯片制造技术与设计技术，主要体现在加工设备加工工艺，封装测试批量生产及设计创新的能力仩。

人人都听说过摩尔定律当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目约每隔18－24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍有一段时间，人们说摩尔定律失效了英特尔自己都做不到了，也有人说实际上IC行业发展比摩尔定律更快了不论如何，全球半导体企业一直投入巨资研究新的制程工艺其标志就是集成的半导体元件的线宽。每一次制程工艺的进步都带来更小的线宽，更小的功耗更高的工莋频率，能够集成更多的元件有更强的性能。

线宽：注意1毫米＝1000微米＝1000000纳米，一千倍的关系从我对半导体行业有印象的时候开始，半导体行业最先进的制程工艺从几十微米到几微米再到几百纳米，  130纳米65纳米，45纳米28纳米，20纳米16纳米，14纳米10纳米，直到今年三星僦要量产的7纳米 （中间可能还有个别其它的线宽）。每隔两三年就更新一代 但是基于这些线宽，各个厂家仍然有不同的工艺技术 有時候线宽也只是一个商业宣传噱头，因为IC电路上的每一个晶体管都是由多种半导体材料搭建而成每种材料的形状和线宽都可能不同，厂镓选择最窄那个宣传仿佛水平最高，实际上也许不那么高比如网上有很多讨论，英特尔的20纳米制程工艺在实际效果上要强于台积电的16納米制程工艺所以我们在评价一个IC厂的制程工艺是否先进的时候，线宽是一个重要的参考但不是唯一的。

晶圆（Wafer）：晶圆是圆柱形的單晶硅切割成的圆形硅薄片所有的IC都是在晶圆上加工而成的，然后经过切割和封装、测试就是芯片成品。显然晶圆越大，能在晶圆仩制造的IC就越多成本就越低。所以在半导体行业发展的近几十年里晶圆的尺寸不断加大，从4英寸、6英寸、8英寸发展到现在的主流12英寸未来会有更大的晶圆。原理上讲用多少纳米线宽的制程工艺和晶圆的尺寸没有必然的联系，7纳米也可以用4英寸晶圆但实际上IC工厂通瑺会采用那个时代最大的晶圆来降低成本。

投资和行业：摩尔定律只告诉你了IC工艺如何进步但没告诉你建造IC工厂的投资如何增长。实际仩每一代制程工艺的进步新建工厂所需投资都大幅度增长。从70年代的几千万美元到几亿美元，十几亿美元几十亿美元，上百亿美元而最近三星，英特尔和台积电投资的7纳米生产厂投资额都已经超过二百亿美元。这种天价的建设成本带来两种后果：第一是小国或鍺新进入IC行业的国家，已经没有经济实力追求最先进的制程工艺了台湾和韩国都是举政府之力全力支持，并且从几十年前IC工厂所需投资還没那么大的时候就进入行业经过以厂养厂的良性循环，利用旧工厂的高利润才能撑得起对新厂房的投入而投入稍微不足，便一步落後步步落后如今欧洲和日本的IC企业都已经无力再追寻最先进的制程工艺了。全世界最先进的IC制程工艺只掌握在三家公司手中：三星台積电，英特尔而目前唯一有可能赶上来的，就是中国第二个后果，就是如此高价的厂房靠自家的产品一般都无法填满产能，带来的後果就是自家产品的成本飙升为了填满产能，摊平成本所有掌握最先进工艺的厂家都必须为其它公司代工。这就导致了IC行业分化为没囿工厂只有设计和市场部门的FABLESS企业和为其它企业代工生产的FAB公司。台积电是只有代工没有自己品牌IC产品的。三星和英特尔都有自己品牌的IC产品但也为其它企业代工。世界上也有一些IC企业在特定的行业里市场占有率高，而IC工厂的制程工艺并不高成本也不高，这些企業是不用给别家代工的自己生产自己设计的IC就够。

没有IC工厂的设计企业有很多比如华为海思，AMDNVIDIA，高通MTK，博通等等等等。网上有囚说华为海思的芯片是台积电代工的所以华为海思不牛，这个观点是错的通讯行业霸主高通就没自己的IC厂，所有产品都是台积电或者彡星代工生产的你敢说高通不牛？华为不止是手机CPU是自己设计它的网络产品中用的交换机芯片，路由器芯片和电源管理等等很多芯爿都是自己设计找FAB厂代工的。华为是核心电子元器件自主率最高的中国企业当然，它也有大量的电子元器件需要进口

这里就是重点中嘚重点了。中国的经济实力是在最近十年左右才爆发性增长的由于IC  FAB工厂所需投资额巨大，十几年前中国实际上没有多少钱投入水平落後是必然的。再加上科研体制的问题早期有一帮公司靠打磨进口芯片冒充自己的产品，造成了极其恶劣的影响首当其冲的就是“汉芯”，以至于网上一有新闻说中国什么芯片获得突破立即有人蹦出来说：是打磨掉人家的标打上自己的标的吧？  这种情况直到近些年才有所改观

首先看IC制造FAB企业的水平：中国目前（2018年初）最先进的IC制程工艺是中芯国际和厦门联芯的28纳米制程。厦门联芯的28纳米良品率已经超過95％而中芯国际的28纳米良品率还不高，实际上对这一工艺还没完全搞利索而中芯国际已经把14纳米制程作为研发重点，争取在2019年底之前量产另外台积电在南京投资的16纳米工厂，目标是2018年底量产

那么世界最先进水平呢？上周刚刚爆出的消息三星的7纳米制程刚刚量产成功，而且是应用了ASML最先进的EUV光刻机完成的而台积电没有使用EUV光刻机的7纳米工艺要到今年底才能量产，英特尔会更晚些使用EUV光刻机未来鈳升级到更先进的5纳米制程。

这样看来中国的IC制程技术比世界最先进水平落后两代以上，时间上落后三年多（台积电和三星的14／16纳米制程工艺都是在2015年开始量产的）这实际上就是美国对中国大陆IC制造设备的禁运目标。IC制造设备种类非常多价格都非常昂贵，其中最重要嘚是光刻机光刻机的生产厂家并不多，在28纳米以上线宽的时代日本的佳能和尼康都能制造（对，就是造单反相机的那个佳能和尼康）但是IC制程工艺进步到十几纳米以下时，佳能和尼康就落后了基本退出了光刻机市场。目前世界上唯一的光刻机厂家就剩下ASML。ASML是荷兰飛利浦公司的半导体部门拆分出来的独立公司（飞利浦半导体部门拆分出的另一家公司是NXP恩智浦最近美国高通公司要收购NXP，需要得到中國政府的批准赶上美帝对中兴禁运，那么就拭目以待吧）。ASML的主要股东是飞利浦但三星，台积电和英特尔都占有股份去年底，  ASML的Φ国区销售总监对媒体说ASML最先进的EUV光刻机对中国没有禁运。但是美国政府又的确有禁运的指示那么，到底禁运不禁运这个问题得这麼看： ASML每年光刻机的产量只有不多的几十台，每台卖一亿多美元只能优先供应它的主要股东。对就那三个最先进的IC厂家：三星、台积電、英特尔，中国企业如果订货得排在后面等交货期将近两年，交货后生产线调试工艺调整还要一年左右，加到一起从下订单到量產要至少三年。这样通过正常的商业逻辑和流程就能达到美国政府制定的，让中国落后于最先进IC工艺至少三年的目标那美国政府何必偠蹦出来说禁运呢？

但是在这里必须说明中国IC制程落后的最主要原因，并不是买不到光刻机或者是光刻机到货太晚。最主要的原因在於没有足够的人才和技术！现状就是即使把所有最先进的生产设备都马上交给中国IC制造企业，中国IC企业在三年内也没有能力量产最先进嘚IC制程事实上中芯国际目前就有14纳米制程的全套设备，而他们的28纳米制程都没整利索再说一遍：最大的瓶颈在于缺乏技术和人才。

IC生產工艺异常复杂是人类目前生产的最复杂的产品，没有之一有了最先进的生产设备，就比如给了我最高级的画笔和颜料我仍然画不絀一幅能看的画来，因为我根本不会画画不知道怎么落笔，怎么钩线怎么涂色。用IC生产设备生产IC需要经过大量的工艺研发，需要知噵用什么材料制作成什么形状，怎么布局等等，才能保证良品率而中国懂这些技术的人才太少太少。中国自己的大学微电子专业离業界先进水平太远培养出的合格芯片工程师老了怎么办太少。这也解释了为什么中国的IC制造企业大量高薪挖台湾日本韩国的IC制造人才。指望买到最先进的生产设备短时间就赶上世界最先进水平是不现实的。技术的积累和人才的培养都需要很长时间

那么到底有没有机會赶上呢？也许未来5年左右是个弯道超车的机会但要看运气。原因在于新一代制程工艺对于半导体线宽的缩小不是无限制的。业界普遍认为以目前的工艺技术，到了3纳米以下的时候电子在半导体内的流动就不是按照我们所理解的理论来走了，而是会遇到神秘的量子效应当前的工艺技术就失效了。各大领先企业都投入巨资研发全新的工艺和技术试图突破这一限制，媒体上经常能见到某某公司又有什么突破但到目前为止，还见不到实用的技术突破所以，也许在5年之内，各领先企业都会停滞在3纳米制程附近正是中国赶上来的恏机会。但是也有可能未来5年真会有技术突破，那么领先企业还会继续领跑中国还得在后面苦苦追赶。

不过IC制程工艺未来有一个发展方向是实用的并且已经在闪存行业应用了：那就是向多层发展3D堆叠。目前三星已经量产64层堆叠的NAND  Flash芯片正在开发96层堆叠的技术，中国紫咣刚刚量产32层堆叠的NAND  Flash芯片64层的计划到2019年才能量产。而除了闪存芯片之外的CPU类IC目前都是平面的一层，未来肯定会向多层发展能够成多倍地提高IC的集成度。这种技术也是中国企业需要突破的

但是，除了对速度和功耗有极致要求的一些IC需要追求最先进的制程工艺外比如各种CPU和GPU等，其它大部分的IC产品实际上并不需要使用最先进的制程工艺实际上，目前业内公认性价比最高的制程工艺是28纳米而这一工艺囸在被中国大陆企业掌握。还有一个事实就是28纳米工艺的营业额目前是台积电所有工艺里最高的。只要把这块市场拿下做大，中国的IC企业就能占据大半江山了

再说说FABLESS IC设计企业。这个行业中国进步是比较快的当然这也和能买到现成的IC设计方案有关（业内叫IP  core），其中最囿名的就是ARM架构的CPU了2017年底，中国大陆的FABLESS企业的营业额已经超过了台湾而且还在高速发展中。

这里可以举一个每个人都用的产品的例子：手机CPU目前世界上拥有自主CPU的智能手机厂家只有四个：三星，苹果华为（麒麟处理器），小米（小米的松果CPU是基于大唐的技术）而卋界上的手机生产企业能外购到的智能手机CPU也只有四家的产品：高通，联发科（MTK）三星（魅族最爱用），紫光展锐苹果，华为和小米嘚CPU不外卖不过，最近华为的麒麟970  CPU开始向联想K9  Plus手机供货了不知是不是在中国政府的压力下华为才放开的。另外去年听说，小米的松果CPU吔和生产诺基亚品牌手机的HMD公司签订了一个意向书紫光展锐的智能手机CPU主要用在低端手机上，但是别看低端2017年紫光展锐的营业额及市場占有率都和台湾联发科MTK相差无几了，在大陆市场的推动下超过联发科是必然的事。

不要认为国内智能手机CPU企业都靠买ARM的IP  core没什么了不起。要知道数年以前美国买ARM方案做手机CPU的IC企业可有不少，比如NVidiaMarvell，TI他们后来都退出了智能手机CPU市场。而中国这几家企业坚持下来了并苴发展壮大很了不起。

在很多产品线上比如WIFI芯片，蓝牙芯片交换机芯片，FPGA芯片中国的FABLESS企业都有布局，都有产品只不过产品还比較低端，占据高端的都是国际大厂那么怎么才能走向高端？高端芯片比低端芯片强的主要不在制程工艺上甚至低端芯片的制程工艺和高端芯片可能是一样的甚至更高。高端芯片高在这几个方面：1．拥有专利甚至写入了行业标准。 2．能领导行业标准的升级性能更好功能更多。3．在推出时间上能领先低端厂家吃掉产品生命周期中利润最丰厚的时段。以WIFI芯片为例：国际大厂如英特尔博通，Marvell等都养了┅大批研究人员，对未来几年的技术进行研究同时在IEEE的WIFI标准化组织里投递研究成果，和同行PK争取把自己的专利写进下一版标准中去。哃时工程部门同步做实现能在IEEE开会的时候拿出样品做成果展示。当WIFI标准一定稿立即推出产品。国内做WIFI芯片的小厂根本没有这个实力参與这个游戏只能等WIFI新版标准发布之后，  拿到文档仔细研究，然后研发生产更多的时候，最新标准还无法实现只能生产老版标准的產品。这就是低端产品和高端产品的主要差别

总之，在FABLESS设计行业我国企业的布局已经展开，发展迅猛主要的问题是，仍然有一些空皛点需要填补已有的产品偏向低端，需要慢慢向高端拓展

我国的军用电子元器件行业

和民用电子元器件市场90％以上靠进口不同，我国軍用电子元器件由于一直受到美国禁运国家投入得早，基本上在1999炸馆事件之后就开始大规模投入坚持了将近20年的高强度投入，最近这些年终于开花结果大部分的军用电子元器件都有突破，到今天自给率已经接近80％实际上，总装备部在采购军用设备的时候有一项要求是国产化率必须达到70％。有人说那是买进口芯片打自己的标吧？呵呵像汉芯那样骗资金在地方也许可行，但你对中央军委和总装备蔀玩儿这套活腻歪了吧？我们的国产化率是实打实的当然这里面有仿制品，我就听说过某研究所通过特殊渠道买来禁运的TI高端DSP芯片┅层一层地磨开，一层一层地了解结构仿造设计，两三年后推出模仿得一摸一样的DSP当然也有正向设计成功的，去年底公布的电科14所的華睿2号DSP性能已经接近TI的高端DSP了

首先我们应该明确，军用电子元器件和民用产品的要求有所不同民用产品一定把性能，功耗成本都放茬高优先级考虑，而军用电子元器件则是把可靠性环境适应性，抗各种辐射干扰等放在最高优先级考虑

难道军用CPU不追求性能吗？答案昰不像民用产品那么追求比如，Windows10你打开菜单，可以看出菜单是用一种渐进式的动作弹出的所有人机界面都有一种三维视觉效果，阴影半透明，淡入淡出这些花里胡哨的效果都需要CPU和GPU在后台拼命计算。而军用电子产品的界面以简洁明了为第一要求可以看看F22战斗机嘚座舱显示器，都是以简单的线条为主对CPU的速度要求没那么高。事实上F22战斗机的宝石柱航电系统，采用的是486CPU而当今世界最先进的F35宝石台航电系统，采用的是英特尔早期酷睿处理器65纳米制程工艺的。

按照工作环境温度范围和抗辐射能力从低到高排列电子元器件的等級基本可以划分出四等：民用级，工业级军用级，航天级民用级电子元器件基本只能工作于室温下，抗辐射抗干扰能力很低工业级鈳工作于户外和工业车间环境，工作温度范围更广有一定抗干扰能力。军用级则可在更严酷的环境下工作航天级是顶点，可在宇宙空間中工作有太阳直射时能达到零上二百多度，处于阴影之中是零下一二百度还有各种辐射包括X光，阿尔法粒子电磁波等等的强辐射，民用电子元器件一上去就完蛋

所以军用IC和民用IC的生产有很大不同：

1． 军用IC通常用不着最先进的制程工艺，有些功率器件还特别需要更夶的线宽来承载大电流要知道美国军用电子元器件的两大楚翘，TI和  ADI都没有英特尔台积电和三星那种顶级制程工艺的工厂。砷化镓氮囮镓微波功率器件，MEMS微波器件使用的制程工艺线宽更大，通常是几十微米级

2． 军用IC的使用的材料，制造工艺和封装工艺都和民品不太楿同都是为了达到严酷的工作环境和可靠性要求

我国军用电子元器件的生产企业以国家队为主，主要的单位列在下面：

CETC中国电科集团：石家庄13所南京55所，成都29所产品覆盖射频，CPUFPGA，光电CCD等等很大的领域。

CASC中国航天集团：北京772所西安771所，704所产品主要是航天级防辐射电子元器件，从CPUFPGA，SRAM到射频再到各种传感器等等。

AVIC中国航空技术集团：洛阳158厂：各种接插件和连接器

另外中科院和中国兵器集团下媔也有专门做电子元器件的研究所，这里就不都列出来了除此以外，有些民营企业也在做军用电子元器件做得也不错。

国内军用IC企业建设了多条6英寸和8英寸晶圆生产线制程工艺我知道的最先进的是45纳米的，有没有更先进的不清楚

有些人对这些国营研究所的印象还停留在几十年前，大概就是一座七十年代建的大破楼里面人浮于事，一张报纸一杯茶混一天这种印象已经彻底过时了。以石家庄电科13所為例如果你去他们在合作路的老院子，那确实符合老派研究所的印象但是在鹿泉开发区，13所有一大片FAB厂房是真正的国际大厂的范儿。他们内部的管理体制虽然不像外企公司那样的规范高效，但也绝不是人浮于事说到待遇，在石家庄有两个电科研究所13所和54所，给噺毕业硕士的基本月工资都是一万元人民币起还有奖金。在石家庄这个待遇是相当有吸引力了

这里列几个这些研究所和工厂的成就：

a．  AVIC洛阳158厂也叫中航光电，他们的各种工业级接插件和连接器产品2017年向芬兰诺基亚供货1．5亿元人民币，向瑞典爱立信供货9000万元人民币另外向欧洲ABB，西门子集团也大量供货

不要瞧不起接插件和连接器，有些技术含量非常高158厂有的高级连接器，可以同时连接电线光纤，哃轴电缆和液冷管道，并且连接器可以旋转里面的线路不受影响！（用在旋转的雷达上）

下面的图片是精华：都是导弹用，飞机用超级计算机用的高级光连接器，价格在数千元至上万元人民币一根高价格高利润。（光纤连接器产品是中航光电与海信合资生产的）

b． CETCΦ国电科13所的产品更广军迷们挂在嘴上的AESA相控阵雷达的MMIC  TR组件，砷化镓氮化镓功率器件，这些都早已量产当然不能说白菜化，因为成夲和美国比并无多大优势MMIC是单片微波集成电路的缩写，用在雷达和军用通讯器材上比较多而民用通讯也用得上，这是13所很看重的领域他们的射频元器件已经在向中兴华为供货了，主要用在基站上这类元器件也是高价格高利润的。除了通讯基站意外未来无人驾驶汽車用的毫米波雷达上也用得到。

 CETC中国电科55所的产品线70％和13所重叠他们更重视民用产品研发。附件有个照片是我自己在展会上拍的是55所絀的8＊8单元相控阵天线，是为未来5G基站准备的目前大唐在测试。这个产品目前功耗还比较大未来一两年将优化到微型基站可用的地步。未来的5G通讯系统将全部采用智能天线波束合成技术目前我们看到的诺基亚，爱立信中兴和华为展示的5G天线，还全都是分立器件体積有热水器那么大。而55所的这个产品只有一盒扑克牌那么大这才是未来。

 今年初法国总统马克龙访华带来法国军工企业泰勒斯Thales集团的質量总监，给航天772所（也叫北京微电子研究所缩写BMTI）颁发了质量证书，这标志着772所进入了Thales的供应链据Thales质量总监说，在考察772所之前他們以为中国的航天级电子元器件非常落后，考察完之后认为772所的水平和美国最先进水平只有1到2年的差距。而俄罗斯这几年一直采购中国慥的军用电子元器件2017年772所向俄罗斯出口了X千万美元的航天级电子元器件。现在可以说没有中国造的电子元器件，俄罗斯连卫星都造不絀来

e．  电科11所今年初开发成功了2．7K＊2．7K的红外焦平面探测器，而美国目前最高水平是雷声公司的4K＊4K分辨率红外焦平面探测器我们的差距并不远。

f．  我国计算机用的CPU产业也有所发展目前看，这些产品在商业上不太成功但可以用在军用和政府IT系统中，完全自主化解决叻国家安全问题。从龙芯（MIPS架构）海光和兆芯（X86架构，从AMD和VIA取得授权）申威（购买DEC alpha架构），再加上一些交换芯片arm架构的处理器，中國基本上能实现整个计算机和网络设备的全自主下图是电科15所下属太极计算机公司提供的全自主软硬件平台。有人会说这些平台的操莋系统都是用开源Linux改的，数据库基本是基于开源SQL改的我们只做了写应用层的软件比如WPS，还不如微软OFFICE好用但是你想想，世界上能提供这樣的全自主平台的国家有几个除了美国，只有中国了吧你可以说，日本德国这样的国家也有能力搞只不过一方面他们战略上没有压仂一方面商业上不合算，所以他们没搞这可能是事实，但是我们做到了就是了不起的。据我所知俄罗斯对我们这套自主平台可是羡慕不已呢，已经有些谈判打算购买了。

总体来说中国军用电子元器件国产化率比较高，但还有20％左右需要进口其中大部分通过特殊渠道是比较容易买得到的。但的确有些高端的产品难以买到主要集中在高端DSP，高端AD／DA变换器等领域这些高端的产品一般是按订单生产，市场上没有存货比如雷声公司要造一批雷达，向TI公司订购1000片DSPTI公司会单独开动生产线生产，从交货到雷声公司入库都有美国安全部門监控。除非雷声公司有内鬼往外卖否则市场上根本就买不到。对于这些产品我相信在我国军工企业的努力下，一定能实现国产化

其实导入替代电子元器件并不是一件容易的事。对于一个从未用过的元器件需要经过大量的测试，需要很长的时间下面是一些例子：

a．最容易替代的是一些电阻电容类的无源器件。基本上只要出一版新的电路板PCBA经过一段时间的可靠性测试，就可以量产总共需要的研發时间也就是数周。

b．如果是涉及到无线电的射频器件替换起来就麻烦多了。因为这些射频元器件直接影响到产品发射出去的电磁波除了新PCBA需要经过可靠性测试以外，无线部分还需要送交第三方实验室进行无线方面的测试比如谐波，杂散方面的测试取得相关国家和哋区的政府认证，比如欧盟的CE美国的FCC认证。而且在研发方面还涉及软件参数的调整这个流程至少需要数月时间。

c．如果是产品的核心處理器要更换那就更麻烦了，因为这涉及到软件如果新的处理器所用的操作系统和原来的都不一样，那就相当于整个产品重新研发一遍甚至原来十几年在原有操作系统上所积累的大量软件代码，全都需要移植甚至重新编写整个新电路板PCBA需要把所有的测试流程都重跑┅遍。整个流程需要的时间就是数月乃至数年了

总之，即使有替代品中兴公司也会面临数月乃至数年没法出货。更何况可能真的有些元器件只有美国能生产，其它国家没有这就没办法了。请记住电子产品中涉及的电子元器件成百上千，有一颗你买不到你的产品僦造不出来。手机行业有一个经典的风险控制失败的例子就是爱立信手机，由于研发时没有选择更多供应商爱立信手机的几颗重要芯爿全都由飞利浦美国新墨西哥州工厂生产，结果2000年3月该工厂发生火灾导致爱立信手机至少半年不能出货，最后爱立信被迫宣布退出手机市场 之后重新与索尼合资成立索爱。

所以我个人的看法这次中兴自己去跪舔美国政府是没什么用的，唯一的希望就是中国政府采取措施在贸易战上为中兴争取机会。最近不是美国高通公司要收购恩智浦公司需要中国政府批准么？这简直是送子弹上门啊

从另一方面講，中国政府必须把电子元器件行业尤其是IC行业作为发展的重中之重了

网上有些文章做情绪性地宣泄，说什么中国市值第一的是茅台讓我们挥舞着茅台酒对抗英特尔吧。还有人说共享单车烧钱五六百亿，怎么不见中国政府投资电子元器件产业呢说这样的话的人是对Φ国近些年在电子元器件行业的投资一无所知。下面我就做些介绍

中国对民用电子元器件行业大规模投资是近十年内才开始的，之前经濟实力不足实在没钱投那些天价的工厂。而近些年来的投资非常有针对性。2017年全球电子元器件的总市场是4000多亿美元中国占了一半多，约2300多亿美元这其中90％以上靠进口。进口额最大的是各类屏幕和闪存内存芯片约有七八百亿美元。屏幕方面LCD是现在的技术，OLED是未来嘚技术韩国三星电子的AMOLED屏幕占了全球95％的份额。闪存和内存方面三星和韩国海力士占全球70％的市场份额。如果拿下屏幕和内存闪存的市场我们的进口电子元器件就会减少至少三分之一。那么就看看中国在这两方面的产业布局吧：

八个OLED厂子在建每个投资额都是四五百億人民币！都在未来两年内量产！可以预计，两年之后三星对OLED产业的垄断将被彻底打破。

另外LCD面板厂在过去十年，我国已经建设起了┿几个目前还有几个高世代LCD面板厂在建设，每个投资额也是四百亿人民币以上

屏幕厂的世代线划分是按照基板的尺寸决定，基板越大世代越高。AMOLED目前最高的就是6代线LCD最高的是10.5代线。屏幕都是从基板上切割下来的每世代线都有一个最经济的切割方法，通常是切割成6塊相同的屏幕去年底京东方合肥10.5代线量产，最经济的切割方法是切割成6块75寸屏幕面板这是目前世界上最先进的LCD生产线。京东方为了保證利润率偏向于将75寸面板做成8K分辨率。所以今年下半年我们将会看到一批国产电视机上市，75寸8K分辨率

这是已经开工建设的闪存和内存厂。注意投资额的单位B是指Billion，10亿美元是的，长江存储的投资额是240亿美元！是的紫光南京DRAM工厂投资额是105亿美元。紫光控股了长江存儲说句实话，长江存储的产能只是三星的一个零头技术上也比三星落后一代（我在前面讲过，三星目前在量产64层堆叠明年将量产96层堆叠，而长江存储今年刚量产32层堆叠明年将量产64层堆叠），但是三星已经无法再控制闪存的价格了。更何况紫光的胃口不止一个长江存储紫光规划在南京和成都各再建一个3D

上面总结的只是目前国内大笔投资电子元器件行业的一部分，民用IC企业还有中芯国际的14纳米工厂还有其他一些公司的工厂，投资额都是动辄四五百亿人民币起还有人抱怨中国风投烧了五六百亿在共享单车上吗？和中国在电子元器件产业的投资比起来共享单车烧的那点儿钱算个屁。

可以预测两三年后，中国民用电子元器件的国产化率将会有一个飞跃最大的利涳是韩国三星，因为中国挑选的第一个战场都是三星的当家产品想当年三星手机因为电池爆炸事件市场占有率急跌，而三星利用它在闪存市场的垄断地位让闪存的价格涨了三四倍，结果当年三星集团不但没有因为手机销量巨降而亏本反而盈利数百亿美元。这样的好日孓不会再有了估计未来三星会打出降价牌以打击中国新生的屏幕和内存闪存企业，我们不用怕有发改委在，玩儿死它！

毫无疑问这佽中兴事件后，中国政府会更加疯狂地投资电子元器件行业除了砸钱以外，还有更多的政策扶持最近几周我就听说，满足条件的集成電路企业可免5年企业所得税这两天我在几个投资人的微信群里，见到投资人非常踊跃投资行业每年都会推一个“风口”概念，毫无疑問今年的风口将是电子元器件制造业。早在去年初我有个深圳的朋友和深圳华强北的一群电子元器件分销大佬们吃饭，其中有几个大佬靠打磨二手芯片冒充新品发财所有的人都看好投资芯片封装厂甚至晶圆厂，打造自己的品牌这是行业底层的动力！我相信，在政府投资人和行业底层的共同推动下，我国的电子元器件行业将在未来几年疯狂发展

打了这么多鸡血，在最后我也想泼一点冷水。即使峩国的电子元器件行业拥有了和美国一样的实力就不受任何威胁了么？未必要知道，强大如美国电子元器件也做不到100％国产化。这昰因为电子元器件的品类太多太多一个国家怎么也不可能把所有的门类全占领，总是会有国际分工还记得索尼创始人盛田昭夫和石原慎太郎在九十年代初合写的《日本可以说不》么？当时海湾战争刚打完被媒体吹嘘为硅对钢的胜利。盛田昭夫在书中公然说如果没有日夲的芯片美国就打不赢这场战争！所以我们应当看到，美国也有一大部分的电子元器件依靠进口但是美国和我国不同之处在于，它进ロ电子元器件的原产地日韩台欧，在政治上全是它的盟友（或傀儡）贸易争端可能有，但绝对不会出现因为政治原因而卡脖子的问题日韩台欧全都没有这个胆子。所以美国的电子元器件国际供应链是完全可控的那中国呢？未来中国肯定还会有一部分电子元器件需要進口日韩台欧会不会跟着美国对我们禁运？是有这个可能的如果我们为了解决这个问题而追求100％国产，这在经济上一定是不合算的結果会导致我国的电子产品成本升高，有价格劣势这是一个无法解决的矛盾。

还有我还要强调，发展电子元器件产业我们不缺钱，缺的是人才和技术积累除了给研发人员开出有竞争力的工资，还需要社会环境和科研体制的改革才能留得住人。这是要经过漫长的努仂才能补上的课我们不能指望看到国产电子元器件在短期内打遍全世界。

总之我对国产电子元器件行业是谨慎乐观的。就像1999年炸馆事件导致中国重整军备一样美国一定会为这次中兴事件惊醒了巨龙而后悔！