我给了智能学习灯，问了100个问题
06-21
新闻链接：SiSC首届“京新”线上研讨会聚焦“新基建“核心”机遇”《半导体芯科技-SiSC》编辑部原创，根据京新在线内容整理研讨会论坛。
2017年，“新基建”按下了5G的“快进键”，业界以实际行动探索如何让5G发挥巨大价值。
作为ICT最前沿、最核心的组成部分，半导体产业正以“四新”（新产品、新技术、新材料、新工艺）拥抱未来。
在国际贸易保护主义和技术封锁的背景下，国产替代的紧迫性日益显现，特别是上中游材料、设备和关键零部件等领域亟待突破。
这些都是行业现在和未来面临的挑战和机遇。
本次“晶芯”线上研讨会圆桌论坛的主题是“新基建，“芯”机遇”，非常适合半导体行业的现状。
5G最大的特点就是“超带宽、低时延”。
超带宽意味着更频繁的数据交互。
如何保障信息安全？ 5G的两大特点会给国内芯片企业带来哪些新的需求？ 5G提出了三大应用场景。
未来将首先落地或可能广泛推广的具体应用有哪些？国家正在重点部署新型基础设施。
在此背景下，5G将为国内服务于第三代半导体（以GaN、SiC为主的宽禁带半导体）、存储、物联网等领域的企业带来哪些挑战和挑战？机会？为此，主办方很荣幸邀请到中国存储器产业联盟副理事长缪向水教授、西安电子科技大学微电子学院院长张玉明教授、副理事长殷守义教授。
清华大学微电子研究所所长参加圆桌论坛由重庆两江半导体研究院杨丽华董事长作为嘉宾主持人主持。
三位专家从存储器、宽带隙、信息安全等不同专业方向出发，分享了对新基建背景下的5G应用前景，如人工智能、物联网、自动驾驶汽车等热点话题的看法。
受限于线上平台的限制，圆桌论坛采用问答形式；尽管专家们的专业观点不同，但各自的观点隔空碰撞。
作者如实报道，100%无编辑呈现会议全部内容。
目的有三：1）科普，让读者宏观了解5G； 2）建立全局观，有利于厂商理清思路； 3）吸引创意，希望有机会更多地了解5G。
往下挖。
Q1：我国在5G标准化领域处于国际领先地位，但我国在支撑基站建设的半导体技术、材料、设备和器件等方面与国际玩家存在巨大差距。
目前5G基站建设正在紧锣密鼓地进行。
国内芯片企业面临哪些机遇和挑战？张教授：我们首先要明白5G是什么！ 5G不仅仅是1G到4G的技术迭代。
事实上，它代表着一个5G时代。
5G不是技术驱动，而是应用场景驱动的新兴产业；因此，它的影响是广泛的，不仅影响通信设备，还影响物联网、工业自动化、终端消费，甚至整个社会的时代变革。
半导体是5G建设的基石，芯片是半导体发展的核心。
因此，5G将为芯片企业提供更多的要求和更广阔的市场。
正如研究报告总结的那样，中国半导体发展遇到了很多问题，芯片、设备、材料都比较落后。
究其原因，是改革开放以来，我国经济建设主要着眼于解决基层问题，基础投入不够。
尽管中国已经赶上了第三次工业革命（3.0）浪潮并进入信息时代，但中国的工业化程度并没有提高；因此，我们在基础设施建设方面落后、挨打。
大家都能理解这一点，也认识到中国还需要补课。
在信息化发展的过程中，我们的系统在验证国外的芯片，我们的芯片也在验证国外的材料甚至设备。
中美贸易战打响后，总体来看，中国整体生态链发生了很大变化。
国家高度重视，今年提出了新基建的设想。
总之，新基建背景下，中国半导体拥有巨大的发展空间和机遇。
尹教授：从目前来看，5G是一个非常宏大的信息系统。
它不仅仅是过去网络技术的升级，还带来了很多应用。
目前我们更多讨论的问题是：5G的发展会给传统IT、CT带来哪些影响？尤其是以前通信都是运营商主导的，现在一些互联网公司也向其中渗透。
过去的IT、CT巨头将试图改变，巩固自己的领先地位，并与国内新玩家展开竞争。
可以说，从技术到业务运营的延伸，仍然仅限于通信信息领域，包括智能网运营和智能网管理。
此外，5G与传统IT、CT相比具有超越性。
因为5G时刻提供了无处不在的宽带技术，并带来了新的应用形态，比如物联网、自动驾驶、工业互联网等。
毫无疑问，新的应用形态会给整个行业带来新的发展机遇。
回顾芯片产业的发展历史，芯片产业的每一次重大发展都是由信息技术的变革或浪潮推动的。
从PC、互联网、移动通信，我们可以发现许多集成电路公司在这些浪潮中涌现。
我们现在看到的芯片巨头，大多都是在某一波浪潮中抓住机遇，发展至今的公司。
5G与人工智能（AI）的结合将为整个行业带来变革。
一方面，为行业内企业抓住机遇、成长为新的龙头企业提供了场景；另一方面，5G结合人工智能新兴应用对技术提出了新的要求。
例如，近年来经常被谈论的计算架构的变化，以及新的计算方法与新存储器相结合，技术一出现就已经付诸实践。
颠覆性技术的出现也给企业带来了成长机遇，让企业在新的赛道上抓住机遇赢得未来。
总而言之，5G对IC行业的影响是全面的，也是传统意义上的后起之秀；结合我们20多年的技术积累，5G对于中国企业来说是一个难得的机遇，企业和学术界应该抓住这个机遇。
机会可以让你向前迈出一大步。
苗教授：从存储角度看发展机会。
5G具有高速数据传输（高达10Gbps）、低时延（1ms）和千亿级规模能力三大特点。
这三点将推动5G技术在手机终端、物联网、自动驾驶、无人机等新兴领域的广泛应用。
我们来谈谈5G的存储需求。
5G的连接速度是4G的10~倍。
如此快的连接速度需要更大的存储容量和更快的存储速度。
5G通信技术对内存容量和速度有着巨大的驱动力。
现在人们经常下载电影，发现网速不够。
当网速提高后，他们发现存储速度不够了。
数据下载后无法及时存储，造成数据拥塞。
在集成电路芯片中，存储器是最大的独立分支，约占30%的市场份额。
事实上，我国存储芯片用量85%至95%依赖进口，存在严重的产业安全和信息安全风险。
近年来，国家一直在推动这方面的产业落地。
比如，今年7月，国家在武汉投资1亿元（目前可能已增至1亿多元）建设长江存储公司，这也是国家存储器产业化基地。
今年第四季度，32层3D NAND量产；今年第三季度，64层3D NAND量产；今年4月，长江存储直接研发成功96层3D NAND——美光、三星等巨头1996年都没有推出过。
层数跳跃——从技术角度来看，我国已经基本达到了与国外相同的水平世界。
长江存储是武汉新芯的子公司，主要生产NOR FLASH。
NOR FLASH占据全球10%的市场份额。
2017年，其3D NAND月产能达到10万片。
这就是国家在闪存方面的布局。
此外，在DRAM方面也有布局。
合肥长鑫目前已进入量产阶段。
福建晋华和紫光集团也成立了DRAM事业部，并邀请刁石晶担任董事长。
当前5G市场的发展给存储芯片带来了巨大的机遇和挑战。
存储芯片未来将成为卡壳技术，国家也在大力投入，希望能在短时间内迎头赶上。
我们正在经历一段美国技术封锁时期，选择性地向中国企业提供设备、材料、EDA工具。
美国掌握了许多关键技术。
未来我们的产能和工业化进程都会因为美国的单边全面禁令而被浪费。
还有专利壁垒。
尽管长江存储每年都实现了跨越式发展，但在专利布局方面与国外巨头相比仍存在较大差距。
价格战是一把双刃剑，对整个行业影响深远。
在长江存储出货之前，美光和三星将价格推高了一倍。
长江存储产品推出后，每年都将价格压低近一半。
Q2：5G提出三大应用场景，增强型移动宽带eMBB、高可靠低时延uRLLC、低功耗超大连接mMTC。
超大带宽意味着海量数据连接。
我们可以预见什么会在这条“超带宽、低延迟”的信息高速公路上运行？苗教授：政府和国内大型企业一直在推动信息高速公路和信息基础设施建设。
我们在深圳、北京、上海等地举办过很多次信息基础设施研讨会。
高速公路建成后，什么样的汽车会在上面行驶？移动终端、物联网、无人机等都是可能的。
但我认为移动端是最快的应用方向。
手机终端应用对内存提出了新的要求。
内存能否满足当前和未来的需求？众所周知，5G传输速率起步为1Gbps，未来可以达到10Gbps；根据长江存储最近推出的层状3D NAND存储器容量：各为G、1.33T，换算成目前业界最快的传输速率为。
因此，1.6Gbps可能不适合未来5G手机终端应用，需要生产更新一代的内存。
近日，华中科技大学与长江存储联合开发了三维相变存储技术，美光和英特尔称之为3DxPoint。
这种存储器具有三维堆叠结构，其数据存储速度比闪存快两倍。
我们知道5G比4G（最大值）快几倍，而三维相变存储器技术可以快几倍，因此可以适合未来5G甚至6G的应用。
同时，三维相变是一种高存储密度技术，存储密度可以达到DRAM的10倍。
换句话说，这种被称为通用串行总线（Universal Serial Bus）或海量存储类（Mass Storage Class）的未来存储技术可能具有闪存的容量和DRAM的速度，在容量和速度之间取得良好的平衡。
一般来说，手机有几GB的DRAM和几百GB的闪存。
DRAM容量小，速度快，而闪存容量大，但速度慢。
这样一来，手机终端或者电脑系统之间就存在很大的差距，因此需要引入一些新的存储介质来满足5G手机终端的需求。
国内外同行都在做这方面的工作，并且相互竞争。
我们希望这项技术未来能够应用在手机终端上，推动手机在5G信息高速公路上快速行驶。
此外，自动驾驶汽车现在正在蓬勃发展，这方面的工作可能会很快跟进；无人机网络也是如此。
工业互联网或许是未来的一个方向。
Q3Q4Q5Q6Q7：4G时代，用户已经开始关注信息安全问题。
进入5G时代，“超带宽”给信息安全带来了更大的压力。
从信息安全的角度来看，5G将为芯片企业带来哪些新机遇？尹教授：从信息安全的角度来看，无论5G、4G还是3G，大家对信息安全的重视都是一样的。
事实上，我们在互联网上的大量信息缺乏保护，包括现在的手机终端，很多信息被传输走了。
在未来的很多应用中，包括手机终端、工业设备等，数据都需要通过5G与云平台互联，所以这个问题会变得更加突出。
为此，业界已经在探索不同的想法。
例如，1）最基本的方法是对数据进行加密。
无论是在我们的数据终端上，还是在云数据中心的服务器上，都需要具有极其强大计算能力的安全芯片。
由于数据必须加密，数据解密也就随之而来，这给数据中心带来了很大的压力。
2）另一种思路是学术界和工业界提出的“同态计算”的概念。
所谓同态计算，是指在处理信息的过程中，不需要对数据进行解密，直接使用加密后的数据进行计算。
这会带来一定的好处，但会给芯片带来更大的压力，需要极其强大的计算能力来进行数据处理。
另外，3）近两年出现的区块链方式也是解决信息安全的方式之一。
当然，区块链是一个分布式系统，这给分布式设备中的存储和计算带来了新的挑战。
以比特币为例。
比特币目前的交易速度，或者说节点的处理速度，还不能满足未来工业互联网大量机器设备的互联网处理速度的需求。
从这些不同的方式来看，未来5G时代或者新基建背景下建设信息中心或者更多信息系统时，对信息安全相关芯片和IP的需求是相当巨大的。
无论是基础信息设施，还是设施内信息安全相关的应用，都将给芯片企业带来巨大的推动。
近年来，中国在网络信息安全方面做出了巨大努力，包括在许多关键领域建立了自主可控的体系。
相信随着新基建的推进，会给整个集成电路行业带来新的机遇；也希望业界和学术界能够抓住这个契机，取得长足进步，保护国家和消费者的信息安全。
详情请参阅《半导体芯科技-SiSC》六月/七月号文章，作者：SiSC MH。
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