清华芯片创企:群芯璀璨,遍布芯片各领域

2021-03-17 10:24:23 64


芯片产业链可以分为上游的芯片设计商、中游的制造商、封测商以及下游的方案商以及终端应用厂商等,其中芯片设计和制造是核心环节。近年来,在政策支持、提高自主可控的迫切需求以及技术创新等要素的驱动下,中国芯片行业保持强劲发展阶段。Sixlens数据显示,2016-2020年,半导体芯片行业的专利项目投资事件数量总数693起,五年复合增速达到32.2%;专利项目投资事件金额355.1亿元,五年复合增速达到98.9%。其中,2020年,半导体芯片行业专利项目投资事件241起,位居所有行业的首位。另一方面,在资金、政策都到位的情况下,人才仍是制约芯片产业发展的最大瓶颈,清华大学作为我国顶尖人才的摇篮,为芯片行业输出了一批精锐创业者,这些初创企业或由前沿芯片研究团队的科研成果转为商用时成立,或是清华校友在行业中锤炼后创业而成。从学术高塔走向落地赋能,这些创企面向AI芯片、存储芯片、感知芯片等不同类别,为行业提供了更多的选择。

六棱镜研究院基于Sixlens全球科技竞合知识图谱数据库,梳理芯片领域的清华系创业企业,并洞察其所在细分领域趋势。

▲清华系芯片创业企业分布在芯片产业的各个领域,包括AI芯片、感知芯片、通信芯片、存储芯片、功率器件等。


芯片领域清华系创企(资料来源:sixlens)


按照功能对芯片进行分类,芯片可分为AI芯片、存储芯片、感知芯片、通信芯片以及功率器件等。类比到人类的器官功能,AI芯片可类比为大脑,存储芯片可类比为大脑皮质,感知芯片可类别为感官等。Sixlens数据显示,清华系创企分布在芯片的各个领域,现分领域选取典型创企对其技术布局、投融资等情况进行详细说明,并洞察其所在行业概况。

灵汐科技:布局AI芯片,研发异构融合类脑计算芯片,全球架构级类脑计算方案的代表。



灵汐科技成立于2018年1月,公司主要研发类脑芯片和计算系统。灵汐科技的9位创始人有7位都来自清华大学,其中,施路平教授和裴京教授来自清华大学类脑计算中心,悠慧教授是清华大学计算机系,还有清华大学自动化系教授赵明国教授、清华生物医学工程系宋森教授、清华大学何伟博士、清华大学邓磊博士。2018年8月,灵汐科技获得华控基石基金、优选资本、清华控股天使轮投资。

灵汐科技技术热词(资料来源:sixlens)


类脑计算芯片是属于类脑智能芯片的一种。类脑智能芯片是借鉴人脑信息处理的基本原理而开发的一种智能芯片,包括类脑计算芯片和类脑感知芯片两类。区别于提供专有算法的加速平台,类脑计算芯片旨在像大脑一样以低功耗、高并行、高效率、通用、强鲁棒和智能地处理各种复杂非结构化信息。类脑芯片目前没有公认的技术方案和研究路线图,全球的研究团队从各个维度来探索类脑芯片的解决方案,类脑计算方案从上到下大致分为程序级、架构级、电路级和器件级等层次。国外现有主流方案包括:英国曼彻斯特大学的SpiNNaker是程序级的代表,IBM的TrueNorth、英特尔的Loihi属于架构级,德国海德堡大学的BrainScaleS是电路级的代表,美国斯坦福大学的Neurogrid是器件级的代表。

灵汐科技施路平教授团队的Tianjic是架构级的代表。2019年8月1日,施路平教授团队的科研论文《面向通用人工智能的异构融合芯片架构“天机”(Towards artificial general intelligence with hybrid Tianjic chip architecture)》登上《Nature》杂志封面。天机芯是世界首款异构融合类脑计算芯片,不仅能够支持计算机科学导向的机器学习算法和神经科学导向的神经形态计算模型的独立部署,还能够支持两者的异构建模,为发展人工通用智能提供了一个计算平台。

另外,AI训练芯片的清华创企业还包括清微智能、玄甲微电子、燧原科技、登临科技、探境科技、OURS、深鉴科技;AI推断芯片的清华创企还包括清微智能、湃方科技、探境科技、黑芝麻智能、地平线、欣博电子、比特大陆等。

英韧科技:布局存储芯片,核心竞争力在于SSD主控芯技术


英韧科技成立于2017年,主要业务是智慧存储芯片以及解决方案,致力于将国际最先进的SSD主控技术落地应用。英韧科技联合创始人、董事长兼首席执行官吴子宁博士拥有清华大学电气工程学士学位,硕士学位和博士学位,斯坦福大学电气工程学士学位,在创立英韧科技之前,曾任Marvell的首席技术官。Sixlens数据显示,2020年12月9日,英韧科技获得爱诺投资管理(南京),尚融资本,诸暨同君投资管理的B论投资。

全球正在进入数字经济时代,中国的“十四五”规划也重点提到发展数字经济,作为第五种生产要素的数据已经逐渐转变为引领经济发展的核心,数据中心业已成为数字经济的基础设施,据IDC预测,2025年,全球数据量将达到175ZB,5年年均复合增长率31.8%,而数据中心存储量占比将超过70%。在数据中心基础设施建设中,数据存储技术将不可避免地成为基石技术,根据IC insights统计数据,预计2021年DRAM、NAND flash等存储器芯片将实现高增长,增幅高达18%和17%。按产业链划分来看,与存储芯片相关的企业大体可分两大类,一类是做晶圆颗粒的存储器原厂,如 三星 、SK海力士、美光、 东芝 、长江存储等;另一类则是以Fabless模式为主的存储控制芯片厂商,如美满科技(Marvell)、慧荣、群联等。

在存储芯片行业中,英韧科技的核心技术在于SSD主控设计。受需求驱动,数据中心使用QLC是大势所趋,但也存在擦写寿命少预计延迟时间长等问题,而这些都需要通过主控技术进行补偿,其中,纠错技术成为SSD主控厂商的核心技术能力。

英韧科技技术路线(数据来源:sixlens)


英韧科技于2018年成功研发并全面启用4K LDPC(低密度奇偶校验Low-Density Parity-Check)纠错技术。2020年10月,英韧科技的12纳米PCIe Gen4 SSD控制器芯片Rainier IG5636荣获中国电 子信息产业发展研究院举办的国内集成电路领域最具影响力和权威性的评选、第十五届“中国芯”优秀技术创新产品奖。

原位芯片:布局感知芯片,专注于新型MEMS芯片与模组的研发、生产和销售。


原位芯片创立于2015年,由来自清华大学微电子与纳电子学系的CEO马硕和中科院的COO胡慧珊、CTO王新亮等专业人才共同创立,致力于新型MEMS芯片及模组研发。

MEMS全称Micro Electromechanical System(微机电系统),是一种通常在硅晶圆上以IC工艺制备的微机电系统。受益于随着5G技术的普及和物联网的广泛应用,MEMS器件的应用场景越来越多,广泛应用于消费电子、汽车、工业、医疗、通信等场景。我国十四五规划草案中指出,要加强原创性引领性科技攻关,包括集成电路先进工艺和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、微机电系统(MEMS)等特色工艺突破。MEMS传感器里最重要的就是MEMS芯片,MEMS芯片可以把外界的物理、化学信号转换成电信号,根据功能的不同,MEMS芯片包括MEMS扬声器芯片、MEMS加速度计、陀螺仪、磁传感器芯片、MEMS压力芯片等。在医疗领域,液体/医疗MEMS芯片成为引领医疗器械小型化、智能化和降低成本的关键技术,基于这一特点,MEMS芯片技术被广泛应用于医疗器械、智能硬件等领域的研发生产。目前欧美国家已有如雅培、谷歌等多家公司入局医疗MEMS赛道,并投入大量资源进行研发。

原位芯片正是通过MEMS液体微流量等产品来切入需求量巨大的医疗和家电场景,并通过开发MEMS微泵等提供精确药物供给场景理想的解决方案。

原位芯片技术热词


sixlens数据显示,原位芯片的技术布局包括MEMS芯片设计、氮化硅膜产品、液体流量计等。2021年2月22日,原位芯片宣布完成Pre-A+轮数千万元融资,由SEE Fund无限启航基金领投,老股东凯风创投、雅瑞资本、德迅投资跟投。

另外,感知芯片的清华创企业还包括泓观科技、与光科技、思立微、纵慧芯光、思特威、光鉴科技等。

▲慧智微电子:布局通信芯片,研发高性能微波射频前端芯片


慧智微电子成立于2011年,由清华大学李阳创立,致力于高性能微波射频前端芯片,推出面向4G/5G和NB-IoT的系列射频前端芯片,广泛应用于智能手机、平板电脑、无线通信模块、车载智能后视镜、智能手表等产品。

慧智微电子技术路线图


Sixlen数据显示,慧智微电子的细分技术领域布局在于射频、功率放大等领域。射频前端芯片包括射频开关、射频低噪声放大器、射频功率放大器、双工器、射频滤波器等芯片。受移动终端需求的驱动,5G通信技术的推广推动了移动智能终端的发展,随着5G支持频段数量的增加,所需的射频前端芯片数量将大幅增长。射频前端芯片的国外主要参与者包括broadcom、skyworks、Qorvo、muruta、infineon、NXP,国内的主要参与者包括卓胜微、韦尔股份、汉天下等。随着全球5G手机的集中上市,射频前端芯片的国产化趋势越来越强。2021年02月19日,慧智微电子获得元禾璞华,惠友创盈投资,闻天下等的E轮投资。

另外,通信芯片的清华创企业还包括智毅聚芯、稻源微电子、高拓讯达、北京昆腾微、飞昂通讯等。

基本半导体:布局碳化硅功率器件


基本半导体成立于2016年,是中国碳化硅功率器件领军企业,研发领域覆盖第三代半导体产业的材料制备、芯片设计、制造工艺、封装测试、驱动应用等各方面,其总经理和巍巍博士毕业于清华大学。基本半导体自主研发了中国首款工业级碳化硅MOSFET、碳化硅肖特基二极管和车规级碳化硅功率模块等产品,其碳化硅MOSFET在国内率先通过工业级可靠性测试,量产时间已超两年。2020年推出的第二代高性能碳化硅肖特基二极管芯片、DFN8*8封装和内绝缘型碳化硅肖特基二极管产品。


基本半导体技术路线图

SiC(碳化硅)属于第三代半导体材料,相比硅基半导体具有抗高温、高功率、高压、高频以及高辐射等特性。目前,全球碳化硅市场规模在6亿美元左右,随着5G、新能源汽车等领域高速发展,硅基半导体的性能已无法完全满足需求,制备技术进步也使得SiC器件成本不断下降,其性价比优势将充分显现。根据IHSMarkit数据,预计到2027年碳化硅功率器件的市场规模将超过100亿美元。全球碳化硅产业链包括晶片、外延和器件等环节。CREE、ROHM横跨整个产业链,大部分企业专注于具体的细分环节。晶片环节,国外企业包括II—VI Advanced Materials、norstel,国内企业包括天科合达、山东天悦等;外延环节,国外企业包括Showa Denko、norstel,国内企业包括东莞天域、瀚天天成等;在器件领域,国外企业包括renesas、littlefuse、microsemi、genesic等,国内企业包括中车时代、泰科天润等。

根据sixlens数据,2021年3月3日,基本半导体获得隶属于博世集团的罗伯特·博世创业投资公司(RBVC)的战略投资。


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