C919起飛了，國產芯片行業呢？

5月28日，國產大飛機成功商業載客飛行。對此，中國商飛副總經理魏應彪表示，“歷經幾代人的努力，我國民航運輸市場首次擁有了中國自主研發的噴氣式干線飛機，大飛機事業已經邁入規模化系列化發展新征程。”

國外媒體將C919的首次商業飛行稱為，“中國數十年與西方對手在空中展開競爭的里程碑事件”。產業相信國產大飛機的商用，是高端制造業崛起的開端。

(資料圖)

提到高端制造業，又不得不想到芯片制造。同樣是產業鏈極其龐大，同樣被國外廠商高度壟斷，高端芯片制造也是我國當前重點關注的問題。那么造芯片和造飛機哪個更復雜？造飛機已經成功了，造（高端）芯片還會遠嗎？

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造飛機難在哪里？

想要研制出一臺大型客機，涉及動力、控制、航電、液壓等系統工程，飛機要經過可靠性、承力強度、飛行過程中適應硬力變形的能力等重重考驗。

C919實現了接近60%的國產化率，其中結構系統36%，發動機系統22%、航電系統17%、機電系統13%等，其余12%為起落架、液壓、燃油及環控系統。

造一個大飛機零部件，要考慮材料、技術、設計等等問題。以在航空發動機中，最核心、加工生產難度最大的部件渦輪葉片為例，渦輪葉片的性能很大程度上決定了航空發動機的渦輪前溫度，而這一技術指標是航空發動機劃代的重要依據。

渦輪葉片工作環境極其惡劣，要考慮到防水、小冰雹或者小石子種種可能的危害。一萬米高空溫度會低于攝氏零下40攝氏度，而飛機點火的核心位置高達上千度的高溫。所以航空發動機的材料必須耐低溫又耐高溫，抗脹又抗縮，且能夠長時間在高溫、高壓的環境下保持數萬轉的高速轉動。

高溫、高壓、高轉速、長時間運行，這樣苛刻的要求已經不是單靠材料性能提升所能解決的了，渦輪前溫度的提高需要材料性能和冷卻技術的同時提升。而一架飛機可以拆解出上萬個部件，在設計、制造過程中的工程量之大不難想象。

航空航天產品的開發，特點是重資產、投資大、周期漫長、工程實踐復雜。客觀事實上講，相對于國外，我國的起步較晚，要追趕的環節有許多。可以看到，C919仍有一部分產品需要進口。

造飛機很難，不過有趣的是，相對于飛機的動力系統，飛機上的芯片是相對容易攻克的產品。

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飛機用芯片：需求量小，需要成熟制程

在集成電路出現之前，航空業一直在努力利用計算機行業的技術進步，這導致計算機的尺寸越來越大。這是集成電路發明背后的推動力之一。隨著集成電路被發明，美國空軍首先使用了相關產品，十年后商用航空也緊隨其后。

飛機用芯片主要用在導航系統、通信系統、控制系統中。

半導體在航空領域最重要的應用之一是導航系統。全球定位系統 (GPS) 導航是現代飛機的重要組成部分，它在很大程度上依賴于半導體。GPS 接收器使用半導體來放大和處理來自衛星的信號，然后使用這些信號來確定飛機的位置和行進方向。

半導體在航空領域的另一個重要應用是通信系統。無線電通信在包機中至關重要，它被用于從空中交通管制到飛行員與飛行員之間的通信的方方面面。它們用于為無線電設備供電以及處理和放大傳輸和接收的信號。

飛機的飛行控制系統依靠半導體來處理來自傳感器的信號，這些傳感器檢測飛機的速度、高度和方向。然后，控制系統使用此信息來調整飛機的飛行路徑，并在包機服務期間使其保持在航線上。如果沒有半導體，飛行控制系統將無法處理運行所需的大量數據，飛機也無法安全飛行。

總的來說，單架飛機對芯片的需求量較小，生產一架飛機只需要1,000個芯片左右，主要用于航電系統、發動機控制系統、客艙系統等。芯片在飛機上的使用壽命非常長，飛機退役前基本無需更換。即使需要升級，大多數時候也是進行軟件升級，不用在硬件層面對芯片進行更換。

同時，安裝在飛機上的芯片更換需要經歷復雜的認證流程，耗時長、成本高。雖然芯片行業一直強調速度和功率，但不同的行業會有不同的需求。在航空業，使用成熟制程的半導體產品更適合項目的需要。

值得驕傲的是，C919已經用上了一些國產芯片。

C919的網絡通信類的機載總線交換芯片來自紫光國微。紫光國微的特種集成電路業務包括研發、生產與銷售，產品涵蓋高性能微處理器、高性能可編程器件、存儲類器件、總線器件、接口驅動器件、電源芯片六大系列，主要應用于航空及其他一些對產品穩定性、可靠性有極高要求的行業領域。

C919使用的航電專用GPU也來自國產半導體公司。翔騰微電子自主研制國產GPU通過了大飛機C919聯試驗證，它是翔騰公司面向航空應用、兼顧多領域嵌入式圖形處理應用的第一款GPU，算法、架構、指令集、軟件生態全部自主正向設計，具有完全自主的指令架構、核心算法、圖形流水、軟硬件代碼及生態，面向典型機載座艙顯示進行了應用級、算法級、架構級、電路級、軟件級等系列優化。

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由國產大飛機起飛想到的

造飛機和制造芯片都是我國正在追趕且重視的任務，兩者也有一些相似之處。

材料方面，無論是飛機使用的核心材料，還是芯片制造中使用的材料，國產廠商都在追趕中。

制造飛機的材料仍受制于基礎材料領域的局限，國產大飛機身上各種零部件所用材料很多都要從國外引進。引進材料價格昂貴不說，出于技術保護的考慮，外國公司可能不賣給我國，所以一些材料還要從0開始自主研發。

芯片材料方面，我國仍處于發展階段。以最受關注的光刻膠為例，全球市場為美日公司所壟斷，CR5高達87%，行業集中度較高。其中，日本四巨頭JSR、東京應化、日本信越與富士電子市占率總和達到72%。

從研發成本來看，兩者都需要相當高的研發費用，由于芯片行業更新速度更快，相對來說芯片行業每年的研發成本更高。

2022年英國羅爾斯－羅伊斯（羅羅）的研發費用為13億英鎊。作為對比，2021年中芯國際的研發達到了7.3億美元。根據IC Insights發布的一份報告，全球半導體公司的研發支出在2021年達到創紀錄的714億美元，增長13%；同時預計2022年全球半導體研發支出可能達到805億美元。

芯片制造和飛機制造的主要區別之一是芯片市場更加龐大，這也讓芯片公司更受市場和投資者的關注。從市場層面看，波音公司的市值為1287.48億美元（6月1日數據）；作為對比近日英偉達的市值突破一萬億。兩者的差距很大一部分原因是，飛機產業鏈上的公司他們的客戶比較單一，而芯片可以應用的市場巨大。

在人工智能、云計算、物聯網、智能汽車、工業互聯網等新興應用的驅動下，2023年全球芯片市場規模有望達到5393.9億美元。

這樣對比之下，似乎芯片產業的國產之路更加漫長且艱難，但國產大飛機的實現有一些經驗值得芯片行業思考。

首先，我們不難發現，其實國產大飛機中也有一些零部件來自其他國家，也有一些產品是我國與外國公司的合資企業生產的。對于芯片行業來說，復雜龐大的產業鏈決定了全球化的必然性。任何一個國家都不可能憑借一己之力生產出一款芯片，更何況隨著芯片的應用領域越來越多，類型越來越復雜，想要依靠一個國家的力量實現半導體的自給自足，可以說難上加難。從這一角度來講，國內的芯片行業依舊應該保持開放心態，在某些領域發力，而不是做全而淺的努力。

其次，大飛機的國產化離不開校企合作。東華大學參加大飛機材料研發的團隊曾經表示，在攻克難題的階段，中國商飛與課題組實現了高效的合作。中國商飛并沒有使用簽約的方式，而是通過派遣技術設計人員駐扎在課題組，校企兩方一起搞研發。這種校企合作的模式，也是芯片行業可以參考的。當下，芯片行業技術領域校企合作越來越受重視，探索出高效的合作模式也是芯片產業和高校方都在倡導的。

國產大飛機歷時16年的研發證明了堅持的力量，雖然芯片行業面前依舊有重重考驗，但耐心與堅守會給出答案。

原文標題 : C919起飛了，國產芯片行業呢？