La cadena de valor de la industria de chips se puede dividir en diseñadores de chips (fase inicial), fabricantes (fase intermedia), empresas de empaquetado y pruebas, y proveedores de soluciones (fase final) y fabricantes de aplicaciones terminales, entre los cuales el diseño y la fabricación de chips son los eslabones centrales. En los últimos años, impulsada por el apoyo político, la necesidad urgente de mejorar la autonomía y la capacidad de control, y la innovación tecnológica, la industria de chips de China ha mantenido una sólida etapa de desarrollo. Los datos de Sixlens muestran que, entre 2016 y 2020, el número de eventos de inversión en proyectos de patentes en la industria de chips semiconductores totalizó 693, con una tasa de crecimiento compuesto a cinco años del 32.2 %; el monto de los eventos de inversión en proyectos de patentes fue de 35.51 millones de yuanes, y la tasa de crecimiento compuesto a cinco años alcanzó el 98.9 %. Entre ellos, hubo 241 incidentes de inversión en proyectos de patentes en la industria de chips semiconductores en 2020, ocupando el primer lugar entre todas las industrias. Por otro lado, a pesar de contar con fondos y políticas adecuadas, el talento sigue siendo el mayor obstáculo que limita el desarrollo de la industria de chips. Como cuna de los mejores talentos de mi país, la Universidad de Tsinghua ha exportado un grupo de emprendedores de élite a la industria de los semiconductores. Estas empresas emergentes surgieron tras la aplicación comercial de los resultados de la investigación científica de equipos de vanguardia en el desarrollo de chips, o bien fueron fundadas por exalumnos de Tsinghua con experiencia en el sector. Desde el ámbito académico hasta el desarrollo práctico, estas empresas ofrecen más opciones a la industria en diversas categorías, como chips de IA, chips de memoria y chips de detección.  
Basándose en la base de datos del mapa de conocimientos sobre competencia y cooperación tecnológica global de Sixlens, el Instituto de Investigación Sixprism clasificó las empresas emergentes con sede en Tsinghua en el campo de los chips y obtuvo información sobre las tendencias en sus subdivisiones.  
 

▲Las empresas emergentes de chips de Tsinghua se distribuyen en varios campos de la industria de los chips, incluidos chips de IA, chips de detección, chips de comunicación, chips de memoria, dispositivos de alimentación, etc.

 

Empresas emergentes con sede en Tsinghua en el sector de los semiconductores (fuente: sixlens)

Los chips se clasifican según sus funciones. Se pueden dividir en chips de IA, chips de memoria, chips de detección, chips de comunicación y dispositivos de alimentación. Por analogía con las funciones de los órganos humanos, los chips de IA se pueden comparar con el cerebro, los chips de memoria con la corteza cerebral y los chips de percepción con los sentidos. Los datos de Sixlens muestran que las startups con sede en Tsinghua se distribuyen en diversos campos de los chips. Actualmente, se seleccionan startups representativas por campo para ofrecer una explicación detallada de su diseño tecnológico, inversión y financiación, y así obtener una visión general de su sector.  
 

▲Lingxi Technology: Diseña chips de IA, desarrolla chips de computación inspirados en el cerebro con fusión heterogénea y es un referente mundial en soluciones de computación inspiradas en el cerebro a nivel arquitectónico.

Lingxi Technology se fundó en enero de 2018. La empresa se dedica principalmente al desarrollo de chips y sistemas informáticos inspirados en el cerebro. Siete de los nueve fundadores de Lingxi Technology pertenecen a la Universidad de Tsinghua. Entre ellos, el profesor Shi Luping y la profesora Pei Jing son del Centro de Computación Inspirada en el Cerebro de la Universidad de Tsinghua; el profesor Youhui es del Departamento de Ciencias de la Computación de la Universidad de Tsinghua; el profesor Zhao Mingguo es del Departamento de Automatización de la Universidad de Tsinghua; el profesor Song Sen es del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Tsinghua; el Dr. He Wei es de la Universidad de Tsinghua; y el Dr. Deng Lei es de la Universidad de Tsinghua. En agosto de 2018, Lingxi Technology recibió una inversión inicial de Huakong Cornerstone Fund, Preferred Capital y Tsinghua Holdings.  
   

Palabras clave de Lingxi Technology (fuente: sixlens)

Los chips de computación basados ​​en el cerebro son un tipo de chips inteligentes que imitan el cerebro. Estos chips se desarrollan a partir de los principios básicos del procesamiento de información del cerebro humano, incluyendo chips de computación y de percepción basados ​​en el cerebro. A diferencia de las plataformas de aceleración que proporcionan algoritmos propietarios, los chips de computación inspirados en el cerebro están diseñados para procesar información compleja y no estructurada con bajo consumo de energía, alto paralelismo, alta eficiencia, propósito general, gran robustez e inteligencia similar a la del cerebro. Actualmente no existe una solución técnica reconocida ni una hoja de ruta de investigación para los chips inspirados en el cerebro. Equipos de investigación de todo el mundo exploran soluciones de chips inspirados en el cerebro desde todas las perspectivas.Las soluciones informáticas inspiradas en el cerebro se dividen, a grandes rasgos, en nivel de programa, nivel de arquitectura, nivel de circuito y nivel de dispositivo, de arriba abajo.Entre las soluciones extranjeras convencionales existentes se incluyen: SpiNNaker de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, que representa el nivel de programa; TrueNorth de IBM y Loihi de Intel, que representan el nivel de arquitectura; BrainScaleS de la Universidad de Heidelberg en Alemania, que representa el nivel de circuito; y Neurogrid de la Universidad de Stanford en los Estados Unidos, que representa el nivel de dispositivo.  
  Tianjic, del equipo del profesor Shi Luping en Lingxi Technology, es un representante del nivel de arquitectura.El 1 de agosto de 2019, el artículo de investigación científica «Hacia la inteligencia artificial general con la arquitectura híbrida del chip Tianji para la inteligencia artificial general», del equipo del profesor Shi Luping, apareció en la portada de la revista Nature. El núcleo Tianji es el primer chip de computación de fusión heterogénea inspirado en el cerebro del mundo. No solo permite la implementación independiente de algoritmos de aprendizaje automático orientados a la informática y modelos de computación neuromórfica orientados a la neurociencia, sino que también admite el modelado heterogéneo de ambos, proporcionando una plataforma de computación para el desarrollo de la inteligencia artificial general.  
Además, entre las empresas emergentes de Tsinghua con chips de entrenamiento de IA se incluyen Qingwei Intelligent, Xuanjia Microelectronics, Suiyuan Technology, Denglin Technology, Tanjing Technology, OURS y Shenjian Technology; las empresas emergentes de Tsinghua con chips de inferencia de IA también incluyen Qingwei Intelligent, Paifang Technology, Tanjing Technology, Black Sesame Intelligence, Horizon, Xinbo Electronics, Bitmain, etc.  
 

▲Tecnología Yingren: Diseñando chips de memoria, la principal ventaja competitiva reside en la tecnología del núcleo de control principal de SSD.

Yingren Technology se fundó en 2017. Su actividad principal son los chips y soluciones de almacenamiento inteligente, y se dedica a aplicar la tecnología de control maestro SSD más avanzada del mundo. El Dr. Wu Zining, cofundador, presidente y director ejecutivo de Yingren Technology, es licenciado, máster y doctor en ingeniería eléctrica por la Universidad de Tsinghua, y licenciado en ingeniería eléctrica por la Universidad de Stanford. Antes de fundar Yingren Technology, fue director de tecnología de Marvell. Según datos de Sixlens, el 9 de diciembre de 2020, Yingren Technology recibió inversión de Ainuo Investment Management (Nanjing), Shangcheng Capital y Zhuji Tongjun Investment Management.  
El mundo está entrando en la era de la economía digital. El "14º Plan Quinquenal" de China también se centra en el desarrollo de la economía digital. Los datos, como quinto factor de producción, se han transformado gradualmente en el núcleo del desarrollo económico líder. Los centros de datos se han convertido en la infraestructura de la economía digital. Según las predicciones de IDC, el volumen global de datos alcanzará los 175 ZB en 2025, con una tasa de crecimiento anual compuesta promedio de cinco años del 31.8%, y el almacenamiento de centros de datos representará más del 70%. En la construcción de la infraestructura de centros de datos, la tecnología de almacenamiento de datos se convertirá inevitablemente en la tecnología de piedra angular. Según las estadísticas de IC insights, se espera que los chips de memoria como DRAM y NAND flash alcancen un alto crecimiento en 2021, con tasas de crecimiento de hasta el 18% y el 17%. Según la cadena industrial, las empresas relacionadas con los chips de memoria se pueden dividir aproximadamente en dos categorías. Un tipo son los fabricantes originales de memoria que fabrican partículas de oblea, como Samsung, SK Hynix, Micron, Toshiba, Yangtze Memory, etc.; El otro tipo lo constituyen los fabricantes de chips de control de almacenamiento basados ​​en el modelo Fabless, como Marvell, Huirong, Phison, etc.  
En la industria de los chips de memoria, la tecnología principal de Yingren Technology reside en el diseño del control maestro de las unidades SSD. Impulsado por la demanda, el uso de QLC en los centros de datos es una tendencia generalizada, pero también presenta problemas como una vida útil de escritura y borrado corta y largos tiempos de retardo, que deben compensarse con la tecnología de control maestro. En este sentido, la tecnología de corrección de errores se ha convertido en la capacidad técnica fundamental de los fabricantes de sistemas de control maestro para SSD.  
   

Hoja de ruta técnica de Yingren Technology (fuente de datos: sixlens)

En 2018, Yingren Technology desarrolló y lanzó con éxito la tecnología de corrección de errores 4K LDPC (Low-Density Parity-Check). En octubre de 2020, el chip controlador SSD PCIe Gen4 de 12 nm Rainier IG5636 de Rainier Technology ganó el 15.º premio "China Core" a la excelencia en innovación tecnológica, la selección más influyente y prestigiosa en el campo de los circuitos integrados nacionales, organizada por el Instituto de Investigación para el Desarrollo de la Industria de la Información Electrónica de China.  
 

▲Chip in situ: Chip de detección de diseño, centrado en la investigación y el desarrollo, la producción y la venta de nuevos chips y módulos MEMS.

In-situ Chip fue fundada en 2015 por el director ejecutivo Ma Shuo, del Departamento de Microelectrónica y Nanoelectrónica de la Universidad de Tsinghua, el director de operaciones Hu Huishan, el director de tecnología Wang Xinliang y otros profesionales de la Academia China de Ciencias, y está comprometida con la investigación y el desarrollo de nuevos chips y módulos MEMS.  
MEMS, nombre completo de Sistema Microelectromecánico, es un sistema microelectromecánico que generalmente se fabrica en obleas de silicio mediante el proceso de circuitos integrados. Gracias a la popularización de la tecnología 5G y la amplia aplicación del Internet de las Cosas, los dispositivos MEMS tienen cada vez más aplicaciones y se utilizan ampliamente en electrónica de consumo, automóviles, industria, medicina, comunicaciones y otros ámbitos. El borrador del 14.º Plan Quinquenal de mi país señala que se debe fortalecer la investigación científica y tecnológica original y de vanguardia, incluyendo avances en tecnología avanzada de circuitos integrados y avances tecnológicos únicos como los transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) y los sistemas microelectromecánicos (MEMS). El componente más importante en los sensores MEMS es el chip MEMS. Los chips MEMS pueden convertir señales físicas y químicas externas en señales eléctricas. Según su función, los chips MEMS incluyen altavoces, acelerómetros, giroscopios, sensores magnéticos y sensores de presión, entre otros. En el campo médico, los chips MEMS para líquidos y aplicaciones médicas se han convertido en una tecnología clave para la miniaturización, la inteligencia y la reducción de costes de los dispositivos médicos. Gracias a esta característica, la tecnología de chips MEMS se utiliza ampliamente en la investigación, el desarrollo y la producción de dispositivos médicos, hardware inteligente y otros campos. Actualmente, numerosas empresas europeas y americanas, como Abbott y Google, se han adentrado en el sector de los MEMS médicos e invertido importantes recursos en investigación y desarrollo.  
Los chips in situ utilizan microflujos líquidos MEMS y otros productos para satisfacer la enorme demanda en escenarios médicos y de electrodomésticos, y proporcionan soluciones ideales para escenarios de suministro preciso de medicamentos mediante el desarrollo de microbombas MEMS.  
   

Palabras clave sobre la tecnología de chips in situ

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Los datos de Sixlens muestran que la configuración técnica de los chips in situ incluye el diseño de chips MEMS, productos de membrana de nitruro de silicio, medidores de flujo de líquidos, etc. El 22 de febrero de 2021, In-Situ Chip anunció la finalización de la ronda de financiación Pre-A+ de decenas de millones de yuanes, liderada por SEE Fund Infinite Sailing Fund, y seguida por los antiguos accionistas Kaifeng Venture Capital, Yarui Capital y Dexun Investment.  
Además, entre las empresas emergentes de Tsinghua que desarrollan chips de detección se incluyen Hongguan Technology, Heguang Technology, Silimicro, Zonghuixinguang, Smartway, Optical Technology, etc.  
 

▲Huizhi Microelectronics: diseño de chips de comunicación y desarrollo de chips frontales de RF de microondas de alto rendimiento.

Huizhi Microelectronics fue fundada en 2011 por Li Yang de la Universidad de Tsinghua. Se especializa en chips de radiofrecuencia (RF) de alto rendimiento para microondas y ofrece una serie de chips para 4G/5G y NB-IoT. Estos chips se utilizan ampliamente en teléfonos inteligentes, tabletas, módulos de comunicación inalámbrica, espejos retrovisores inteligentes para vehículos, relojes inteligentes y otros productos.  
   

Hoja de ruta tecnológica de Huizhi Microelectronics

Los datos de Sixlen muestran que la estructura tecnológica de la subdivisión de Huizhi Microelectronics se centra en radiofrecuencia, amplificación de potencia y otros campos. Los chips de interfaz de RF incluyen conmutadores de RF, amplificadores de bajo ruido de RF, amplificadores de potencia de RF, duplexores, filtros de RF y otros chips. Impulsada por la demanda de terminales móviles, la promoción de la tecnología de comunicación 5G ha impulsado el desarrollo de terminales móviles inteligentes. A medida que aumenta el número de bandas de frecuencia compatibles con 5G, la cantidad de chips de interfaz de radiofrecuencia requeridos aumentará significativamente. Los principales actores extranjeros en chips de interfaz de RF incluyen broadcom, skyworks, Qorvo, muruta, infineon y NXP, mientras que los principales actores nacionales incluyen Zhuosheng Micro, Weir Technology, Hantianxia, ​​etc. Con el lanzamiento intensivo de teléfonos móviles 5G en todo el mundo, la tendencia a la localización de chips de interfaz de radiofrecuencia se está fortaleciendo cada vez más. El 19 de febrero de 2021, Huizhi Microelectronics recibió una inversión de Serie E de Yuanhe Puhua, Huiyou Chuangying Investment, Wen Tianxia, ​​etc.  
Además, entre las empresas emergentes de Tsinghua dedicadas a los chips de comunicación se incluyen Zhiyi Polycore, Daoyuan Microelectronics, AltoBeam, Beijing Quantum Micro, Feion Communications, etc.  
 

▲Semiconductores básicos: Diseño de dispositivos de potencia de carburo de silicio

Fundada en 2016, Basic Semiconductor es la empresa líder en China en dispositivos de potencia de carburo de silicio. Sus áreas de investigación y desarrollo abarcan la preparación de materiales, el diseño de chips, los procesos de fabricación, las pruebas de empaquetado, las aplicaciones de controladores y otros aspectos de la industria de semiconductores de tercera generación. Su director general, el Dr. Weiwei, se graduó de la Universidad de Tsinghua. Basic Semiconductor desarrolló de forma independiente el primer MOSFET de carburo de silicio de grado industrial, el primer diodo Schottky de carburo de silicio y el primer módulo de potencia de carburo de silicio de grado automotriz de China. Su MOSFET de carburo de silicio fue el primero en China en superar las pruebas de fiabilidad de grado industrial y lleva más de dos años en producción en masa. La segunda generación de chips de diodo Schottky de carburo de silicio de alto rendimiento, los paquetes DFN8*8 y los productos de diodo Schottky de carburo de silicio con aislamiento interno se lanzaron en 2020.  
 

Hoja de ruta de la tecnología básica de semiconductores

El SiC (carburo de silicio) pertenece a la tercera generación de materiales semiconductores. En comparación con los semiconductores basados ​​en silicio, posee características de resistencia a altas temperaturas, alta potencia, alto voltaje, alta frecuencia y alta radiación. Actualmente, el tamaño del mercado global de carburo de silicio ronda los 600 millones de dólares estadounidenses. Con el rápido desarrollo de la tecnología 5G, los vehículos de nueva energía y otros campos, el rendimiento de los semiconductores basados ​​en silicio ya no satisface completamente la demanda. Los avances en la tecnología de preparación también han provocado que el costo de los dispositivos de SiC continúe disminuyendo, y sus ventajas en términos de costo se demostrarán plenamente. Según datos de IHSMarkit, se espera que el tamaño del mercado de dispositivos de potencia de carburo de silicio supere los 10 mil millones de dólares estadounidenses para 2027. La cadena de la industria global del carburo de silicio incluye obleas, epitaxia y dispositivos. CREE y ROHM abarcan toda la cadena de la industria, y la mayoría de las empresas se centran en segmentos específicos. En el eslabón de las obleas, las empresas extranjeras incluyen II-VI Advanced Materials, norstel, y las empresas nacionales incluyen Tianke Heda, Shandong Tianyue, etc.; En el enlace de extensión, las empresas extranjeras incluyen Showa Denko, norstel, y las empresas nacionales incluyen Dongguan Tianyu, Hantian Tiancheng, etc.; en el campo de dispositivos, las empresas extranjeras incluyen Renesas, Littlefuse, Microsemi, Genesic, etc., y las empresas nacionales incluyen CRRC Times, Tyco Tianrun, etc.  
 

Según datos de sixlens, el 3 de marzo de 2021, Basic Semiconductor recibió una inversión estratégica de Robert Bosch Venture Capital Company (RBVC), filial del Grupo Bosch.

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