智慧健康芯片產業發展意見

根據基礎研究、技術研發、產業發展和行業應用的不同特點，制定有針對性的系統發展策略。充分發揮社會主義制度集中力量辦大事的優勢，推進項目、基地、人才統籌布局，已部署的重大項目與新任務有機銜接，當前急需與長遠發展梯次接續，創新能力建設、體制機制改革和政策環境營造協同發力。突出企業主體地位，以需求為導向，以整機和系統為牽引、設計為龍頭、制造為基礎、裝備和材料為支撐，以技術創新、模式創新和機制體制創新為動力，破解產業發展瓶頸，推動集成電路產業中的突破和整體提升，實現跨越發展，為經濟發展方式轉變、國家安全保障、綜合國力提升提供有力支撐。綱要提出設立國家產業投資基金，主要吸引大型企業、金融機構以及社會資金，重點支持集成電路等產業發展，促進工業轉型升級。支持設立地方性集成電路產業投資基金。鼓勵社會各類風險投資和股權投資基金進入集成電路領域。芯片產品主要應用領域現狀及發展趨勢產品主要基于高精度ADC技術和高可靠性MCU技術，需要設計人員長期摸索和實踐積累，具備對器件物理特性理解、拓撲結構的設計技巧以及布圖布線的設計能力等綜合設計能力。1、智慧健康芯片市場分析根據半導體行業協會統計數據及可能覆蓋的產品單價，預計2021年，智慧健康細分產品出貨量為86．08億臺/套，可覆蓋的芯片市場規模約為45億元。健康產業關乎民生幸福、經濟發展和社會和諧，是政府高度重視的民生產業。《國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議》提出推進健康中國建設的宏偉目標，健康中國已上升為國家戰略。《健康中國2030規劃綱要》明確指出，2020年我國健康產業規模達到8萬億元，2030年達到16萬億元，實現健康制度體系更加完善，健康生活方式得到普及，人人享受高質量的健康服務和健康保障的目標。根據《中國疾病預防控制工作進展（2015年）》發布的數據，中國因慢性病導致的死亡人數已占到全國總死亡人數的86．6%，導致的疾病負擔約占總疾病負擔的70%。2018年《我國衛生和計劃生育事業發展統計公報》調查顯示，全國衛生總費用持續上升，達到57，998．3億元，約占GDP的6．39%。隨著經濟飛速發展，民眾收入水平提高，財富的積累以及健康觀念的轉變，從醫療服務向健康服務轉型，在亞健康時代從有病才醫向無病預防，有病干預、注重康復的觀念轉變。據健康中國2030規劃，至2030年，重大慢性病的過早死亡率要下降30%，此項計劃讓健康管理產業鏈向前向后延伸。健康管理產業的出現和發展將會帶動醫療器械、智能穿戴、保健品、健康咨詢產業的成長，各種健康設備逐步從醫院使用走向家庭使用，實現自我日常健康監控及管理。根據世界衛生組織早年的評估，在影響健康的長期因素中，不良生活習慣占比高達60%，而不良生活習慣例如缺乏運動、不節制的飲食等導致的肥胖問題是眾多代謝性慢性疾病的重要致病因素，包括高血壓、高血脂、脂肪肝、糖尿病等。因此在日常健康監控中通過采用體脂秤進行體重體脂的測量來監測人體成分預防或減輕肥胖具有重要的意義。2、壓力觸控芯片市場分析（1）壓力觸控取代機械按鍵是未來趨勢自2015年iPhone6s/6sPlus采用壓力觸控技術帶來3DTouch新體驗后，中興、HTC、小米、Vivo、魅族等旗艦機型相繼采用壓力觸控技術，在以往屏幕的二維操作的基礎上加入壓力感應，二維界面開始轉向三維，帶來人機交互新的新趨勢。壓力觸控是繼機械按鍵，傳統電容觸控后新一代的人機交互方式，其原理是通過檢測人手按壓在材料表面的壓力來檢測按鍵的動作。與機械按鍵相比，不需要在電子設備的外殼上開孔，靈敏度高，反應迅速，使用壽命長（一般機械按鍵的按壓次數是1萬次）。與電容觸控按鍵相比，壓力觸控對材料無要求（傳統電容觸控只能使用絕緣材料），對水或者汗液等液體污染不敏感（傳統電容觸控在有水或者汗液的情況下會失效），不僅可以檢測按鍵動作的有無，還可以根據按鍵的壓力大小提供更多的操作，極大的提升用戶體驗。從存量市場看，經過多年的快速發展，全球智能終端產品出貨增速趨緩。2018年全球智能手機出貨量為14．04億臺，首次低于往年出貨量，代表著智能終端行業進入存量換機時代。在存量博弈時代，創新成為重要競爭手段，壓力觸控這一創新技術逐步被越來越多的手機廠家所采用。使用壓力觸控按鍵取代傳統的實體按鍵，將極大的提升手機的美觀程度，增強用戶的使用體驗。從增量市場看，5G時代，消費電子行業將迎來第二輪創新，5G應用升級將成為電子行業新一輪創新的核心動力。在硬件上，5G帶來的天線數量的增多會使得傳統的金屬中框應用受到較大限制，這將迫使手機廠商開發各種新型材料的中框，比如玻璃中框，陶瓷中框等，而此類中框對于按鍵解決方案要求較高，若使用機械按鍵，則會由于打孔而導致中框強度受到影響；若使用傳統電容觸控技術，則仍然不能避免容易誤觸的問題。比較而言，壓力觸控是此類中框按鍵最好的解決方案。（2）壓力觸控的主要技術路線及區別壓力觸控技術是對壓力傳感器的信號進行處理，包括信號放大、噪聲處理、失調補償、溫度補償、閾值判斷等。該技術目前已優先用于消費電子領域。3、智慧家居芯片市場智慧家居是以家庭居住場景為載體，以物聯網為關鍵技術，融合自動控制技術、計算機技術，以及新興發展的大數據、人工智能、云計算等技術，將家電控制、環境監控、影音娛樂、信息管理等功能有機結合，通過對家居設備線上集中管理，提供更安全、節能、便捷、舒適的智能化家庭生活場景。目前，智慧家居涵蓋家庭安全監控、智能音響、視頻娛樂設備、溫控設備、智能照明和大小家電等，市場空間廣闊。隨著無線連接技術和低功耗芯片設計技術的成熟，智能家居產品消費門檻逐步降低，消費者接受度不斷提高，智能家居行業真正開始快速發展，成長為物聯網行業最具潛力的細分市場之一。根據IDC統計，2018年中國智能家居市場累計出貨近1．5億臺，同比增長36．7%，其中第四季度出貨4，610萬臺，同比增長45．4%。預計未來五年中國智能家居設備市場將持續快速增長，2023年市場規模將接近5億臺，年均復合增長率超過20%。在中國，智能家居仍處在初級階段。根據中國信通院發布的《2018中國智能家居產業發展白皮書》數據顯示，2017年中國的智能家居規模體量已達到5．2億美元，高于英國的4．775億美元，但滲透率只有0．1%，遠遠落后于美國的5．8%、日本的1．3%；隨著近年來國家政策的鼓勵支持、行業技術的成熟發展，以及眾多家電平臺對外開放接口，互聯互通阻礙陸續消除，我國智能家居滲透率和整體行業規模將得到快速提升，預計到2020年我國智能家居滲透率將上升至0．5%，市場規模達到5，819．3億元。但僅僅把設備連上網，實現簡單的控制功能，對消費者來說是遠遠不夠的。人機交互體驗差、沒有剛需應用場景是阻礙智能家居進一步發展的主要障礙。要成為真正智能的家居產品，就需要把家電的各項屬性數字化，后臺的AI系統才能持續學習和分析，才能提升用戶體驗。可以說，數字化是智能家居的基礎。以一臺智能冰箱為例，僅僅把產品連上網，并不能改善消費者的體驗。要成為真正的智能產品，首先要擁有眼睛和耳朵，能夠感知外部環境，把溫度、濕度、凝霜情況、儲物重量、電壓、電流、壓縮機工作狀況、人機交互等一系列屬性數字化，才能進一步由大腦學習、分析并改善產品體驗。4、工業測量芯片市場工業測量指的是在工業生產和科研各環節中，為產品的設計、模擬、測量、放樣、仿制、仿真、產品質量控制、產品運動狀態提供測量技術支撐，一般要求工業測量儀器能夠適應不同環境并做到精密測量。工業測量芯片應用場景豐富，差異化較大，導致工業測量芯片設計較為復雜。為了滿足應用要求，工業測量芯片一般會集成眾多IP模塊，模塊之間的通信、協同工作和數據處理較復雜，模塊集中管理難度較高，芯片能耗較大，對于芯片性價比和穩定性影響較高。因此，測量精度和適應性成為制約工業測量芯片的關鍵因素，由于芯片設計難度較高，目前國內工業測量芯片以國外進口為主。5、通用微處理器芯片市場（1）5G和物聯網的發展帶來對MCU需求的提升通用微處理器主要應用包括網絡通信、計算機、汽車電子、工業控制等。根據ICInsight研究，受益于物聯網、汽車電子、工業控制、AI等應用驅動發展，2018年MCU的市場規模達到186億美元，同比增長11%；出貨量為306億顆，同比增長率為18%，預測未來五年內MCU出貨量的復合增長率為11．1%，市場規模的復合增長率達7．2%，到2022年可達239億美元。5G的商用和AI技術的成熟，促使物聯網快速發展，據IDC估計，到2020年物聯網將在全球范圍內產生1．46萬億美元的價值，IOT設備數量超過300億，成為MCU市場發展的主要推動力。這對國內MCU廠商來說，既是挑戰，也是機遇。相對于傳統應用，物聯網對MCU提出了更高的要求，主要體現在以下幾點：①更高精度，AI依賴精準的數據進行決策，這就要求MCU能夠提供更高的測量精度；②更低功耗，物聯網設備越來越多采用電池供電，對設備功耗提出了更高的要求；③高集成度，隨著設備集成度越來越高，對MCU的集成度也提出了更高的要求，以減少尺寸、降低成本；④更智能的開發生態，縮短產品進入市場時間。（2）隨著下游應用升級，MCU需要更快的運算速度MCU按照處理器的數據位數，可以分為4位、8位、16位、32位。處理器的位數越高，其運算速度越快，支持的存儲空間越大。隨著下游應用的升級，MCU逐漸往32位發展。基于ARM內核的32位MCU，具有良好的生態以及極佳的可拓展性，逐漸成為全球消費電子和工業電子產品的核心，占據了70%以上的市場份額。（3）MCU市場應用較廣，空間較大MCU芯片應用領域及其廣泛，在集成電路領域中市場規模較大。根據前瞻產業研究院統計，目前中國MCU的市場仍然以國外廠家如薩瑞科技、飛思卡爾、ST等的MCU為主，前九大國外MCU廠商份額占比約76%左右，國內雖然也有如兆易創業、中穎電子等MCU廠家，但是總的市場占有率較低，從進口替代角度，國內MCU芯片設計企業具備較大的市場提升空間。大力發展智能企業大規模推動企業智能化升級。支持和引導企業在設計、生產、管理、物流和營銷等核心業務環節應用人工智能新技術，構建新型企業組織結構和運營方式，形成制造與服務、金融智能化融合的業態模式，發展個性化定制，擴大智能產品供給。鼓勵大型互聯網企業建設云制造平臺和服務平臺，面向制造企業在線提供關鍵工業軟件和模型庫，開展制造能力外包服務，推動中小企業智能化發展。推廣應用智能工廠。加強智能工廠關鍵技術和體系方法的應用示范，重點推廣生產線重構與動態智能調度、生產裝備智能物聯與云化數據采集、多維人機物協同與互操作等技術，鼓勵和引導企業建設工廠大數據系統、網絡化分布式生產設施等，實現生產設備網絡化、生產數據可視化、生產過程透明化、生產現場無人化，提升工廠運營管理智能化水平。加快培育人工智能產業領軍企業。在無人機、語音識別、圖像識別等優勢領域加快打造人工智能全球領軍企業和品牌。在智能機器人、智能汽車、可穿戴設備、虛擬現實等新興領域加快培育一批龍頭企業。支持人工智能企業加強專利布局，牽頭或參與國際標準制定。推動國內優勢企業、行業組織、科研機構、高校等聯合組建中國人工智能產業技術創新聯盟。支持龍頭骨干企業構建開源硬件工廠、開源軟件平臺，形成集聚各類資源的創新生態，促進人工智能中小微企業發展和各領域應用。支持各類機構和平臺面向人工智能企業提供專業化服務。人工智能基本原則科技引領。把握世界人工智能發展趨勢，突出研發部署前瞻性，在重點前沿領域探索布局、長期支持，力爭在理論、方法、工具、系統等方面取得變革性、顛覆性突破，全面增強人工智能原始創新能力，加速構筑先發優勢，實現高端引領發展。系統布局。根據基礎研究、技術研發、產業發展和行業應用的不同特點，制定有針對性的系統發展策略。充分發揮社會主義制度集中力量辦大事的優勢，推進項目、基地、人才統籌布局，已部署的重大項目與新任務有機銜接，當前急需與長遠發展梯次接續，創新能力建設、體制機制改革和政策環境營造協同發力。市場主導。遵循市場規律，堅持應用導向，突出企業在技術路線選擇和行業產品標準制定中的主體作用，加快人工智能科技成果商業化應用，形成競爭優勢。開源開放。倡導開源共享理念，促進產學研用各創新主體共創共享。遵循經濟建設和國防建設協調發展規律，促進軍民科技成果雙向轉化應用、軍民創新資源共建共享，形成全要素、多領域、高效益的軍民深度融合發展新格局。積極參與人工智能全球研發和治理，在全球范圍內優化配置創新資源。打造人工智能創新高地結合各地區基礎和優勢，按人工智能應用領域分門別類進行相關產業布局。鼓勵地方圍繞人工智能產業鏈和創新鏈，集聚高端要素、高端企業、高端人才，打造人工智能產業集群和創新高地。開展人工智能創新應用試點示范。在人工智能基礎較好、發展潛力較大的地區，組織開展國家人工智能創新試驗，探索體制機制、政策法規、人才培育等方面的重大改革，推動人工智能成果轉化、重大產品集成創新和示范應用，形成可復制、可推廣的經驗，引領帶動智能經濟和智能社會發展。建設國家人工智能產業園。依托國家自主創新示范區和國家高新技術產業開發區等創新載體，加強科技、人才、金融、政策等要素的優化配置和組合，加快培育建設人工智能產業創新集群。建設國家人工智能眾創基地。依托從事人工智能研究的高校、科研院所集中地區，搭建人工智能領域專業化創新平臺等新型創業服務機構，建設一批低成本、便利化、全要素、開放式的人工智能眾創空間，完善孵化服務體系，推進人工智能科技成果轉移轉化，支持人工智能創新創業。集成電路行業基本情況集成電路是20世紀50年代發展起來的一種半導體微型器件，是經過氧化、光刻、擴散、外延、蒸鋁等制造工藝，把半導體、電阻、電容等電子元器件及連接導線全部集成在微型硅片上，構成具有一定功能的電路，然后焊接封裝成的電子微型器件。集成電路按其功能、結構的不同，可以分為模擬集成電路和數字集成電路兩大類。模擬集成電路又稱線性電路，用來產生、放大和處理各種模擬信號（指幅度隨時間變化的信號，例如溫度、壓力、濃度等）。而數字集成電路用來產生、放大和處理各種數字信號（指在時間上和幅度上離散取值的信號）。建立新一代人工智能基礎理論體系聚焦人工智能重大科學前沿問題，兼顧當前需求與長遠發展，以突破人工智能應用基礎理論瓶頸為重點，超前布局可能引發人工智能范式變革的基礎研究，促進學科交叉融合，為人工智能持續發展與深度應用提供強大科學儲備。突破應用基礎理論瓶頸。瞄準應用目標明確、有望引領人工智能技術升級的基礎理論方向，加強大數據智能、跨媒體感知計算、人機混合智能、群體智能、自主協同與決策等基礎理論研究。大數據智能理論重點突破無監督學習、綜合深度推理等難點問題，建立數據驅動、以自然語言理解為核心的認知計算模型，形成從大數據到知識、從知識到決策的能力。跨媒體感知計算理論重點突破低成本低能耗智能感知、復雜場景主動感知、自然環境聽覺與言語感知、多媒體自主學習等理論方法，實現超人感知和高動態、高維度、多模式分布式大場景感知。混合增強智能理論重點突破人機協同共融的情境理解與決策學習、直覺推理與因果模型、記憶與知識演化等理論，實現學習與思考接近或超過人類智能水平的混合增強智能。群體智能理論重點突破群體智能的組織、涌現、學習的理論與方法，建立可表達、可計算的群智激勵算法和模型，形成基于互聯網的群體智能理論體系。自主協同控制與優化決策理論重點突破面向自主無人系統的協同感知與交互、自主協同控制與優化決策、知識驅動的人機物三元協同與互操作等理論，形成自主智能無人系統創新性理論體系架構。布局前沿基礎理論研究。針對可能引發人工智能范式變革的方向，前瞻布局高級機器學習、類腦智能計算、量子智能計算等跨領域基礎理論研究。高級機器學習理論重點突破自適應學習、自主學習等理論方法，實現具備高可解釋性、強泛化能力的人工智能。類腦智能計算理論重點突破類腦的信息編碼、處理、記憶、學習與推理理論，形成類腦復雜系統及類腦控制等理論與方法，建立大規模類腦智能計算的新模型和腦啟發的認知計算模型。量子智能計算理論重點突破量子加速的機器學習方法，建立高性能計算與量子算法混合模型，形成高效精確自主的量子人工智能系統架構。開展跨學科探索性研究。推動人工智能與神經科學、認知科學、量子科學、心理學、數學、經濟學、社會學等相關基礎學科的交叉融合，加強引領人工智能算法、模型發展的數學基礎理論研究，重視人工智能法律倫理的基礎理論問題研究，支持原創性強、非共識的探索性研究，鼓勵科學家自由探索，勇于攻克人工智能前沿科學難題，提出更多原創理論，作出更多原創發現。國內外集成電路設計行業現狀及發展趨勢1、全球集成電路設計行業情況隨著全球電子信息產業的快速發展，除2015年市場規模出現小幅萎縮外，全球集成電路設計行業一直呈現持續增長的勢頭。2018年全球集成電路設計行業銷售額為1，139億美元，相比2017年銷售額增長了13．90%。目前，全球集成電路設計市場較為集中。從區域分布來看，美國芯片在設計行業仍處于全球領先地位。2017年美國集成電路設計行業銷售額占全球集成電路設計業的53%，位居全球第一；中國臺灣地區16%，位居第二；中國大陸地區的集成電路設計企業，扣除海思半導體、中興微電子和大唐為自用的IC產品之外，直接向市場供應的IC產品銷售額占產品銷售額的11%。2、國內集成電路設計行業情況我國的集成電路設計產業雖起步較晚，但憑借著巨大的市場需求、經濟的穩定發展和有利的政策環境等眾多優勢條件，已成為全球集成電路設計行業市場增長的主要驅動力。從產業規模來看，我國集成電路設計行業始終保持著持續快速發展的態勢。2018年度，我國集成電路設計業實現銷售收入2，519億元，同比增長21．50%。從產業結構來看，隨著我國集成電路產業的發展，集成電路設計、芯片制造和封裝測試三個子行業的格局正在不斷變化，我國集成電路產業鏈結構也在不斷優化。我國集成電路設計業占我國集成電路產業鏈的比重一直保持在27%以上，并由2011年的27．22%增長至2018年的38．57%，發展速度總體高于行業平均水平，已成為集成電路各細分行業中占比最高的子行業。我國集成電路設計企業的數量自2012年以來逐年增加，并逐步進入到全球市場的主流競爭格局中，截至2017年底，我國集成電路設計企業達到1，380家。根據ICInsights的數據，2017年我國集成電路設計企業在當年全球前五十大Fabless企業中占據了10個席位，已逐步進入全球市場的主流競爭格局中。人工智能保障措施圍繞推動我國人工智能健康快速發展的現實要求，妥善應對人工智能可能帶來的挑戰，形成適應人工智能發展的制度安排，構建開放包容的國際化環境，夯實人工智能發展的社會基礎。（一）制定促進人工智能發展的法律法規和倫理規范加強人工智能相關法律、倫理和社會問題研究，建立保障人工智能健康發展的法律法規和倫理道德框架。開展與人工智能應用相關的民事與刑事責任確認、隱私和產權保護、信息安全利用等法律問題研究，建立追溯和問責制度，明確人工智能法律主體以及相關權利、義務和責任等。重點圍繞自動駕駛、服務機器人等應用基礎較好的細分領域，加快研究制定相關安全管理法規，為新技術的快速應用奠定法律基礎。開展人工智能行為科學和倫理等問題研究，建立倫理道德多層次判斷結構及人機協作的倫理框架。制定人工智能產品研發設計人員的道德規范和行為守則，加強對人工智能潛在危害與收益的評估，構建人工智能復雜場景下突發事件的解決方案。積極參與人工智能全球治理，加強機器人異化和安全監管等人工智能重大國際共性問題研究，深化在人工智能法律法規、國際規則等方面的國際合作，共同應對全球性挑戰。（二）完善支持人工智能發展的重點政策落實對人工智能中小企業和初創企業的財稅優惠政策，通過高新技術企業稅收優惠和研發費用加計扣除等政策支持人工智能企業發展。完善落實數據開放與保護相關政策，開展公共數據開放利用改革試點，支持公眾和企業充分挖掘公共數據的商業價值，促進人工智能應用創新。研究完善適應人工智能的教育、醫療、保險、社會救助等政策體系，有效應對人工智能帶來的社會問題。（三）建立人工智能技術標準和知識產權體系加強人工智能標準框架體系研究。堅持安全性、可用性、互操作性、可追溯性原則，逐步建立并完善人工智能基礎共性、互聯互通、行業應用、網絡安全、隱私保護等技術標準。加快推動無人駕駛、服務機器人等細分應用領域的行業協會和聯盟制定相關標準。鼓勵人工智能企業參與或主導制定國際標準，以技術標準走出去帶動人工智能產品和服務在海外推廣應用。加強人工智能領域的知識產權保護，健全人工智能領域技術創新、專利保護與標準化互動支撐機制，促進人工智能創新成果的知識產權化。建立人工智能公共專利池，促進人工智能新技術的利用