La chaîne de valeur de l'industrie des semi-conducteurs se divise en plusieurs segments : les concepteurs de puces en amont, les fabricants intermédiaires, les entreprises d'encapsulation et de test, et les fournisseurs de solutions et fabricants d'applications finales en aval. La conception et la fabrication de puces constituent les maillons essentiels de cette chaîne. Ces dernières années, grâce au soutien des politiques publiques, à l'impératif d'améliorer l'autonomie et la maîtrise des processus, ainsi qu'à l'innovation technologique, l'industrie chinoise des semi-conducteurs a connu une forte croissance. Selon les données de Sixlens, entre 2016 et 2020, 693 investissements dans des projets de brevets ont été recensés dans ce secteur, soit un taux de croissance annuel composé de 32.2 % sur cinq ans. Le montant de ces investissements s'élevait à 35.51 milliards de yuans, avec une croissance annuelle composée de 98.9 %. En 2020, 241 investissements ont été réalisés dans des projets de brevets, plaçant l'industrie des semi-conducteurs au premier rang. Cependant, malgré la mise en place de financements et de politiques adéquates, le manque de talents demeure le principal frein au développement de l'industrie des semi-conducteurs. Berceau des plus grands talents de mon pays, l'Université Tsinghua a formé une génération d'entrepreneurs d'élite pour l'industrie des semi-conducteurs. Ces start-ups sont nées soit de la transformation des résultats de la recherche scientifique de pointe en applications commerciales, soit de l'expérience acquise par d'anciens élèves de Tsinghua dans le secteur. De la recherche fondamentale à l'action concrète, ces entreprises offrent un large éventail de solutions à l'industrie dans différents domaines tels que les puces d'IA, les puces mémoire et les capteurs.  
En s'appuyant sur la base de données Sixlens, qui recense les connaissances relatives à la concurrence et à la coopération technologiques mondiales, l'institut de recherche Sixprism a classé les start-ups basées à Tsinghua dans le domaine des semi-conducteurs et a obtenu des informations sur les tendances au sein de leurs sous-secteurs.  
 

▲Les start-ups de Tsinghua spécialisées dans les puces sont présentes dans divers domaines de l'industrie des semi-conducteurs, notamment les puces d'IA, les puces de détection, les puces de communication, les puces mémoire, les dispositifs d'alimentation, etc.

 

Start-ups de l'université Tsinghua spécialisées dans les semi-conducteurs (source : sixlens)

Les puces sont classées selon leurs fonctions. On distingue les puces d'IA, les puces mémoire, les puces de détection, les puces de communication et les dispositifs de gestion de l'énergie. Par analogie avec le fonctionnement des organes humains, les puces d'IA peuvent être comparées au cerveau, les puces mémoire au cortex cérébral et les puces de perception aux sens. Les données de Sixlens montrent que les startups issues de l'université Tsinghua sont présentes dans divers domaines de l'industrie des puces. Des startups représentatives sont actuellement sélectionnées par domaine afin de fournir une description détaillée de leur architecture technologique, de leurs investissements et de leur financement, et d'offrir un aperçu de leur secteur.  
 

▲Lingxi Technology : Conçoit des puces d'IA, développe des puces informatiques hétérogènes inspirées du cerveau et représente les solutions informatiques inspirées du cerveau au niveau de l'architecture mondiale.

Lingxi Technology was established in January 2018. The company mainly develops brain-inspired chips and computing systems. Seven of the nine founders of Lingxi Technology are from Tsinghua University. Among them, Professor Shi Luping and Professor Pei Jing are from the Brain-inspired Computing Center of Tsinghua University, Professor Youhui is from the Department of Computer Science of Tsinghua University, Professor Zhao Mingguo from the Department of Automation of Tsinghua University, Professor Song Sen from the Department of Biomedical Engineering at Tsinghua University, Dr. He Wei from Tsinghua University, and Dr. Deng Lei from Tsinghua University. In August 2018, Lingxi Technology received angel round investment from Huakong Cornerstone Fund, Preferred Capital, and Tsinghua Holdings.  
   

Mots clés de la technologie Lingxi (source : sixlens)

Brain-like computing chips are a type of brain-like smart chips. Brain-like smart chips are a type of smart chip developed based on the basic principles of human brain information processing, including brain-like computing chips and brain-like perception chips. Different from acceleration platforms that provide proprietary algorithms, brain-inspired computing chips are designed to process various complex unstructured information with low power consumption, high parallelism, high efficiency, general purpose, strong robustness and intelligence like the brain. There is currently no recognized technical solution and research roadmap for brain-inspired chips. Research teams around the world are exploring brain-inspired chip solutions from all dimensions.Les solutions informatiques inspirées du cerveau se divisent en quatre grandes catégories, du haut vers le bas : niveau programme, niveau architecture, niveau circuit et niveau dispositif.Parmi les solutions étrangères courantes existantes, on peut citer : SpiNNaker de l’Université de Manchester au Royaume-Uni, qui représente le niveau du programme ; TrueNorth d’IBM et Loihi d’Intel, qui représentent le niveau de l’architecture ; BrainScaleS de l’Université de Heidelberg en Allemagne, qui représente le niveau du circuit ; et Neurogrid de l’Université de Stanford aux États-Unis, qui représente le niveau du dispositif.  
  Tianjic from Professor Shi Luping's team at Lingxi Technology is a representative of the architecture level.Le 1er août 2019, l'article de recherche scientifique intitulé « Vers une intelligence artificielle générale grâce à l'architecture hybride de la puce Tianji », signé par l'équipe du professeur Shi Luping, a fait la une de la revue Nature. Le cœur Tianji est la première puce informatique au monde à fusionner de manière hétérogène les mécanismes cérébraux. Il permet non seulement le déploiement indépendant d'algorithmes d'apprentissage automatique orientés informatique et de modèles de calcul neuromorphiques orientés neurosciences, mais aussi leur modélisation hétérogène, offrant ainsi une plateforme informatique pour le développement de l'intelligence artificielle générale.  
Par ailleurs, parmi les startups de Tsinghua spécialisées dans les puces d'entraînement d'IA, on trouve Qingwei Intelligent, Xuanjia Microelectronics, Suiyuan Technology, Denglin Technology, Tanjing Technology, OURS et Shenjian Technology ; parmi celles spécialisées dans les puces d'inférence d'IA, on trouve également Qingwei Intelligent, Paifang Technology, Tanjing Technology, Black Sesame Intelligence, Horizon, Xinbo Electronics et Bitmain.  
 

▲Yingren Technology : Spécialisée dans la conception de puces mémoire, sa compétitivité repose essentiellement sur la technologie de contrôle du noyau principal des SSD.

Yingren Technology was established in 2017. Its main business is smart storage chips and solutions, and it is committed to applying the most advanced SSD master control technology in the world. Dr. Wu Zining, the co-founder, chairman and CEO of Yingren Technology, holds a bachelor's degree, master's degree and doctorate in electrical engineering from Tsinghua University, and a bachelor's degree in electrical engineering from Stanford University. Before founding Yingren Technology, he served as the chief technology officer of Marvell. Sixlens data shows that on December 9, 2020, Yingren Technology received B theory investment from Ainuo Investment Management (Nanjing), Shangcheng Capital, and Zhuji Tongjun Investment Management.  
Le monde entre dans l'ère de l'économie numérique. Le 14e plan quinquennal chinois met également l'accent sur le développement de cette économie. Les données, cinquième facteur de production, sont progressivement devenues le moteur du développement économique. Les centres de données constituent l'infrastructure de l'économie numérique. Selon les prévisions d'IDC, le volume mondial de données atteindra 175 ZB en 2025, avec un taux de croissance annuel composé moyen de 31.8 % sur cinq ans, dont plus de 70 % seront stockés dans les centres de données. Dans la construction de cette infrastructure, les technologies de stockage de données deviendront inévitablement la pierre angulaire. D'après les statistiques d'IC ​​Insights, les puces mémoire telles que la DRAM et la mémoire flash NAND devraient connaître une forte croissance en 2021, avec des taux respectifs de 18 % et 17 %. Au sein de la chaîne de valeur, les entreprises liées aux puces mémoire peuvent être globalement classées en deux catégories : les fabricants d'origine de mémoire (OEM) qui produisent les plaquettes, tels que Samsung, SK Hynix, Micron, Toshiba et Yangtze Memory ; L'autre type est constitué des fabricants de puces de contrôle de stockage basés sur le modèle Fabless, tels que Marvell, Huirong, Phison, etc.  
Dans le secteur des puces mémoire, le cœur de métier de Yingren Technology réside dans la conception des systèmes de contrôle principaux des SSD. Si l'utilisation de la mémoire QLC dans les centres de données est devenue une tendance générale, elle présente également des inconvénients tels qu'une durée de vie limitée en écriture et en effacement et des temps de latence importants, qui nécessitent une technologie de contrôle principale adaptée. Parmi ces inconvénients, la correction d'erreurs est devenue une compétence technique essentielle pour les fabricants de systèmes de contrôle principaux SSD.  
   

Feuille de route technique de Yingren Technology (source des données : sixlens)

En 2018, Yingren Technology a développé et lancé avec succès la technologie de correction d'erreurs 4K LDPC (Low-Density Parity-Check). En octobre 2020, la puce contrôleur SSD PCIe Gen4 12 nm Rainier IG5636 de Rainier Technology a remporté le 15e prix « China Core » d'excellence en matière d'innovation technologique, la sélection la plus influente et la plus autorisée dans le domaine des circuits intégrés nationaux, organisée par l'Institut chinois de recherche et de développement de l'industrie de l'information électronique.  
 

▲In-situ chip: Layout sensing chip, focusing on the research and development, production and sales of new MEMS chips and modules.

In-situ Chip a été fondée en 2015 par le PDG Ma Shuo, issu du département de microélectronique et de nanoélectronique de l'université Tsinghua, le directeur des opérations Hu Huishan, le directeur technique Wang Xinliang et d'autres professionnels de l'Académie chinoise des sciences, et se consacre à la recherche et au développement de nouvelles puces et modules MEMS.  
MEMS, the full name of Micro Electromechanical System, is a micro-electromechanical system usually prepared on silicon wafers by IC process. Benefiting from the popularization of 5G technology and the widespread application of the Internet of Things, MEMS devices have more and more application scenarios and are widely used in consumer electronics, automobiles, industry, medical, communications and other scenarios. The draft of my country's 14th Five-Year Plan points out that original and leading scientific and technological research should be strengthened, including breakthroughs in advanced integrated circuit technology and unique technology breakthroughs such as insulated gate bipolar transistors (IGBT) and microelectromechanical systems (MEMS). The most important thing in MEMS sensors is the MEMS chip. MEMS chips can convert external physical and chemical signals into electrical signals. Depending on the function, MEMS chips include MEMS speaker chips, MEMS accelerometers, gyroscopes, magnetic sensor chips, MEMS pressure chips, etc. In the medical field, liquid/medical MEMS chips have become a key technology that leads to the miniaturization, intelligence and cost reduction of medical devices. Based on this feature, MEMS chip technology is widely used in the R&D and production of medical devices, intelligent hardware and other fields. At present, many companies in European and American countries, such as Abbott and Google, have entered the medical MEMS track and invested a lot of resources in research and development.  
Les puces in situ utilisent des microflux de liquide MEMS et d'autres produits pour répondre à l'énorme demande dans les secteurs médical et des appareils ménagers, et offrent des solutions idéales pour l'approvisionnement précis en médicaments grâce au développement de micropompes MEMS.  
   

Mots clés de la technologie des puces in situ

4. 
   

Les données de Sixlens montrent que la conception technique des puces in-situ comprend la conception de puces MEMS, des produits à membrane en nitrure de silicium, des débitmètres de liquides, etc. Le 22 février 2021, In-Situ Chip a annoncé la finalisation de son tour de table pré-A+ de plusieurs dizaines de millions de yuans, mené par SEE Fund Infinite Sailing Fund, et auquel ont participé ses actionnaires historiques Kaifeng Venture Capital, Yarui Capital et Dexun Investment.  
En outre, parmi les startups de Tsinghua qui développent des puces de détection, on peut citer Hongguan Technology, Heguang Technology, Silimicro, Zonghuixinguang, Smartway, Optical Technology, etc.  
 

▲Huizhi Microelectronics : conception de puces de communication et développement de puces frontales RF micro-ondes hautes performances

Fondée en 2011 par Li Yang, diplômé de l'université Tsinghua, Huizhi Microelectronics se spécialise dans les puces frontales RF micro-ondes hautes performances. L'entreprise propose une gamme de puces frontales RF pour les technologies 4G/5G et NB-IoT, largement utilisées dans les smartphones, les tablettes, les modules de communication sans fil, les rétroviseurs intelligents pour véhicules, les montres connectées et d'autres produits.  
   

Feuille de route technologique de Huizhi Microelectronics

Les données de Sixlen montrent que l'organisation technologique de Huizhi Microelectronics s'articule autour des domaines de la radiofréquence, de l'amplification de puissance et d'autres technologies. Les puces d'interface RF comprennent des commutateurs RF, des amplificateurs RF à faible bruit, des amplificateurs de puissance RF, des duplexeurs, des filtres RF et d'autres composants. Portée par la demande croissante de terminaux mobiles, la promotion de la technologie de communication 5G a favorisé le développement des terminaux mobiles intelligents. Avec l'augmentation du nombre de bandes de fréquences prises en charge par la 5G, le nombre de puces d'interface RF nécessaires va croître significativement. Parmi les principaux acteurs étrangers du marché des puces d'interface RF figurent Broadcom, Skyworks, Qorvo, Muruta, Infineon et NXP, tandis que les principaux acteurs chinois incluent Zhuosheng Micro, Weir Technology et Hantianxia. Avec le déploiement massif des téléphones mobiles 5G à travers le monde, la tendance à la localisation de la production de puces d'interface RF s'accentue. Le 19 février 2021, Huizhi Microelectronics a reçu un investissement de série E de la part de Yuanhe Puhua, Huiyou Chuangying Investment, Wen Tianxia, ​​etc.  
En outre, parmi les start-ups de Tsinghua spécialisées dans les puces de communication, on trouve également Zhiyi Polycore, Daoyuan Microelectronics, AltoBeam, Beijing Quantum Micro, Feion Communications, etc.  
 

▲Semiconducteurs de base : Agencement des dispositifs de puissance en carbure de silicium

Fondée en 2016, Basic Semiconductor est le leader chinois des dispositifs de puissance en carbure de silicium. Ses activités de recherche et développement couvrent la préparation des matériaux, la conception des puces, les procédés de fabrication, les tests d'encapsulation, les applications de pilotage et d'autres aspects de l'industrie des semi-conducteurs de troisième génération. Son directeur général, le Dr Weiwei, est diplômé de l'Université Tsinghua. Basic Semiconductor a développé de manière indépendante le premier MOSFET en carbure de silicium de qualité industrielle, la première diode Schottky en carbure de silicium et le premier module de puissance en carbure de silicium de qualité automobile en Chine. Son MOSFET en carbure de silicium a été le premier en Chine à réussir les tests de fiabilité de niveau industriel et est produit en série depuis plus de deux ans. La deuxième génération de puces à diodes Schottky en carbure de silicium hautes performances, de boîtiers DFN8*8 et de diodes Schottky en carbure de silicium à isolation interne a été lancée en 2020.  
 

Feuille de route technologique de base pour les semi-conducteurs

Le SiC (carbure de silicium) appartient à la troisième génération de matériaux semi-conducteurs. Comparé aux semi-conducteurs à base de silicium, il présente une résistance accrue aux hautes températures, à la puissance élevée, à la haute tension, aux hautes fréquences et aux fortes radiations. Actuellement, le marché mondial du carbure de silicium représente environ 600 millions de dollars américains. Avec le développement rapide de la 5G, des véhicules à énergies nouvelles et d'autres domaines, les performances des semi-conducteurs à base de silicium ne suffisent plus à répondre à la demande. Les progrès réalisés dans les technologies de fabrication ont également permis de réduire le coût des dispositifs en SiC, et leurs avantages en termes de rentabilité seront pleinement démontrés. Selon les données d'IHS Markit, le marché des dispositifs de puissance en carbure de silicium devrait dépasser les 10 milliards de dollars américains d'ici 2027. La chaîne de valeur mondiale du carbure de silicium comprend les plaquettes, l'épitaxie et les dispositifs. CREE et ROHM couvrent l'ensemble de cette chaîne, tandis que la plupart des entreprises se concentrent sur des segments spécifiques. Dans la filière des plaquettes, on trouve des entreprises étrangères telles que II-VI Advanced Materials et Norstel, et des entreprises chinoises comme Tianke Heda et Shandong Tianyue. Dans le domaine des extensions, les entreprises étrangères incluent Showa Denko, Norstel, et les entreprises nationales incluent Dongguan Tianyu, Hantian Tiancheng, etc. ; dans le domaine des dispositifs, les entreprises étrangères incluent Renesas, Littlefuse, Microsemi, Genesic, etc., et les entreprises nationales incluent CRRC Times, Tyco Tianrun, etc.  
 

According to sixlens data, on March 3, 2021, Basic Semiconductor received strategic investment from Robert Bosch Venture Capital Company (RBVC), which is affiliated with the Bosch Group.

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