物联网应用处理器芯片行业前瞻与投资战略规划报告

物联网应用处理器芯片行业前瞻与投资战略规划报告引导产业园区加快数字基础设施建设，利用数字技术提升园区管理和服务能力。积极探索平台企业与产业园区联合运营模式，丰富技术、数据、平台、供应链等服务供给，提升线上线下相结合的资源共享水平，引导各类要素加快向园区集聚。围绕共性转型需求，推动共享制造平台在产业集群落地和规模化发展。探索发展跨越物理边界的虚拟产业园区和产业集群，加快产业资源虚拟化集聚、平台化运营和网络化协同，构建虚实结合的产业数字化新生态。依托京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝地区双城经济圈等重点区域，统筹推进数字基础设施建设，探索建立各类产业集群跨区域、跨平台协同新机制，促进创新要素整合共享，构建创新协同、错位互补、供需联动的区域数字化发展生态，提升产业链供应链协同配套能力。坚持以数字化发展为导向，充分发挥我国海量数据、广阔市场空间和丰富应用场景优势，充分释放数据要素价值，激活数据要素潜能，以数据流促进生产、分配、流通、消费各个环节高效贯通，推动数据技术产品、应用范式、商业模式和体制机制协同创新。强化落实网络安全技术措施同步规划、同步建设、同步使用的要求，确保重要系统和设施安全有序运行。加强网络安全基础设施建设，强化跨领域网络安全信息共享和工作协同，健全完善网络安全应急事件预警通报机制，提升网络安全态势感知、威胁发现、应急指挥、协同处置和攻击溯源能力。提升网络安全应急处置能力，加强电信、金融、能源、交通运输、水利等重要行业领域关键信息基础设施网络安全防护能力，支持开展常态化安全风险评估，加强网络安全等级保护和密码应用安全性评估。支持网络安全保护技术和产品研发应用，推广使用安全可靠的信息产品、服务和解决方案。强化针对新技术、新应用的安全研究管理，为新产业新业态新模式健康发展提供保障。加快发展网络安全产业体系，促进拟态防御、数据加密等网络安全技术应用。加强网络安全宣传教育和人才培养，支持发展社会化网络安全服务。一、 SoC芯片当前技术水平及未来发展趋势随着物联网、人工智能和电子终端的普及，SoC芯片已经成为当前集成电路设计研发的主流方向。智能手机应用处理器芯片中苹果A系列芯片、高通骁龙系列芯片和联发科天玑系列芯片均为SoC芯片。SoC芯片主要通过采用更先进的工艺制程优化芯片的PPA三个核心指标。但随着摩尔定律逐渐接近极限，晶圆制造的工艺制程演进度变慢，SoC芯片的设计开始转向芯片内部体系架构的创新和封装方面的创新。此外，根据多样化的下游应用市场，并不是全部的SoC芯片均需要采用最先进的工艺制程。通过芯片体系架构的创新，采用相对成熟工艺制程制造的SoC芯片，也可能达到先进一代的工艺制程才能取得的PPA。物联网智能终端设备的主控芯片属于SoC芯片。视频和音频是物联网智能终端产品的两大应用方向。与视频或和音频相结合应用的相关主要产品是物联网摄像机，其主要形态包括智能家居中的家用摄像机、可视门铃、婴儿监视器，智慧零售中的视觉采集设备，智慧安防中的安防摄像机、看店监控器，智慧办公中的视频会议系统，智能汽车中的全景摄像机、倒车后视镜、行车记录仪、视觉感知器，工业应用中的工业视觉系统等。仅与音频相关的应用包括TWS耳机、蓝牙音箱等。物联网智能终端还包括其它产品形态。例如智慧办公中的门禁考勤，智慧安防中的楼宇可视对讲、智能门锁、控制面板，智能零售中的扫码枪，工业物联网中的显控器等。此外，随着物联网技术的普及，各种形态的物联网产品还将层出不穷。SoC芯片作为各类物联网智能硬件的主控芯片，决定了下游应用产品性能强弱、功能复杂简单、价格高低的核心部件，其技术发展趋势取决于下游应用产品的需求情况。近年来，随着5G、物联网、人工智能、大数据等技术的成熟和普及，物联网智能硬件在形态、功能、性能等方面得到大幅度提升，传统关于视频和音频的多媒体处理算法需要与深度学习算法融合，并在SoC芯片体系架构上创新，为行业SoC芯片带来了大量的市场需求和空前的发展机遇。（一）物联网摄像机芯片技术水平及未来发展趋势物联网摄像机经历了100万像素（高清，720P）、200万像素（全高清，1080P）的发展历程，目前，300-400万像素的物联网摄像机已经成为行业主流产品。随着5G和Wi-Fi6技术的普及，无线通信传输速度将大幅提升，数据延时将降低，推动视频清晰度向超高清发展（4K、8K）发展，进一步改善家用摄像机的清晰度和用户体验。物联网摄像机也可以与更多智能家居产品进行融合，产生更多的市场需求。另一方面，随着物联网摄像机向超高清发展，将改变原有传统安防摄像机的数据传输、存储和计算模式。物联网摄像机芯片可以内嵌在各种不同设备中，安防摄像机的产品样式将多样化，不仅以枪机、球机的样式存在，提升物联网摄像机芯片在安防摄像机的渗透率。因此，具有4K、8K超高清分辨率视频编码能力的物联网摄像机SoC芯片将得到快速发展。物联网摄像机从最初的图像采集功能逐步发展为能够对采集图像进行一些基础的识别算法处理。近年来，随着基于深度学习算法的智能处理能力开始融入物联网摄像机，集成了人工智能分析能力的物联网摄像机将是一个重要的发展趋势。故具备图像智能分析算法和语音智能识别的摄像机芯片是未来的发展方向。物联网摄像机的智能化发展包括图像智能化处理和智能化分析两个方面：图像智能化处理需要增强ISP的智能处理能力，在低照度、宽动态、抖动环境下均能保证图像清晰。智能化分析要求芯片需要集成NPU，提高智能分析算力，从看得见、看得清升级为看得懂，从听得见、听得清升级为听得懂，从视觉和听觉两方面提升芯片的智能化分析水平。目前，市场上的主流物联网摄像机主要记录固定场景的二维图像和接收固定方向的声音，即便增加了旋转功能或者采用鱼眼镜头，也仅增加了视角宽广度，记录的图像仍是二维的，接收的声音方向仍是固定的。AR（AugmentedReality，增强现实）技术与VR（VirtualReality，虚拟现实）技术，简称为XR技术。具有XR技术的物联网摄像机，能够通过摄像头阵列或者多摄像头对周围景象的采集，通过麦克风阵列对周边声音的采集，用户可以在普通显示器（例如智能手机、平板电脑或者个人电脑）和音箱上，从虚拟的角度和方向观看与倾听感兴趣的内容，并进行实时交互。因此，物联网摄像机芯片未来需要能够支持多摄像头接口，具备多路视频处理、麦克风阵列与远场拾音、图像拼接、畸变矫正、深度检测等技术能力。（二）物联网应用处理器芯片技术水平及未来发展趋势随着物联网、人工智能和大数据技术的成熟，物联网智能硬件的功能逐渐复杂化，以满足人们日益丰富的需求，这就要求物联网智能硬件主控SoC芯片向高集成度发展。以智能门锁行业为例，开锁方式逐渐丰富，除了刷卡、指纹方式开锁外，还增加了蓝牙、密码、人脸识别等方式。因此，芯片厂商需要提升芯片的集成度，在降低下游产品综合成本的同时，减少下游客户的产品开发时间。与传统消费电子类产品相比，物联网工业级的芯片产品的使用寿命更长，使用温度范围更广、使用环境更加复杂，还需要具备防静电和抗电磁干扰能力，这要求物联网芯片在可靠性和抗干扰能力上进一步提升。降低芯片的功耗一直是物联网应用处理器芯片的发展趋势。采用更加先进的工艺制程可以减少芯片的功耗，但随着工艺制程的演进，漏电流问题日益突出，需要从芯片设计端采用低功耗的设计技术。在芯片设计层面，可以采用多阈值设计、多电压设计、动态频率电压缩放（DVFS）、时钟门控、可感知功耗的内存以及功率门控等方式降低芯片功耗。随着双碳目标在全社会的普及和实施，低功耗设计将成为芯片行业愈发重要的发展趋势。全球范围内，中国、美国、欧盟、日韩等国家均高度重视AIoT行业的发展，不断出台相关政策进行战略布局，以争取国际科技竞争的主动权。根据国际知名信息技术数据IDC预测，2019年全球IoT市场规模为6，860亿美元，预测到2022年，全球IoT市场规模将突破万亿美元，年平均增长率为1220%。由于国内人工智能应用程度还较低，中国AIoT市场占全球的比例较低。根据全球智能化商业估计，中国2019年AIoT市场规模约为550亿美元，受益于国内人工智能、物联网企业的迅猛发展以及配套产业链的完善，2022年国内AIoT市场预计将达到1，280亿美元，年复合增长率约为33%，增长速度位居世界前列，是全球最具潜力的市场之一。1、物联网摄像机产品物联网摄像机是由视频编码技术、无线网络传输技术及智能追踪与识别技术、云存储技术等相结合产生的新一代摄像机。物联网摄像机对视频信息进行采集、编码后可以通过蜂窝网络或者Wi-Fi等无线通讯技术联网传输和存储，并且内嵌人脸识别、移动侦测、夜视切换、语音识别交互等智能技术。与传统的模拟摄像机相比，物联网摄像机的一大特征是增加了无线网络接入功能，将数字化的视频信号转换成符合网络传输协议的数据流，支持上传至云端并形成用户的私有云空间；另一大特征是提升了智能化水平，物联网摄像机可以利用人工智能进行深度学习，精确识别和检测人形移动、哭声等异动、异响情形，自动跟踪拍摄异常情形运动轨迹，并向用户推送报警信息。物联网摄像机还能够利用红外夜视技术，自动切换白天、黑夜模式，实现全天候拍摄；物联网摄像机还增加了语音交互功能，可以实现双向语音通话，利用内置的遥控模块，实现对其他物联网智能硬件的控制。近年来，随着物联网和人工智能技术的提升，物联网摄像机与其他家用产品有效融合，形成众多以视觉技术为基础的AIoT产品，例如婴儿监视器、智能猫眼、可视门锁、可视宠物喂食器、视觉扫地机器人等，应用场景不断拓宽。根据数据显示，2020年中国家用智能视觉产品市场规模为331亿元，自2016年以来的年复合增长率高达535%，预计市场规模将在2025年达到858亿元，20202025年间的年复合增长率为21%。作为家用智能视觉的核心产品，2020年全球家用摄像机出货量为8，889万台，未来五年全球市场的年复合增长率为193%，预计在2025年出货量将突破2亿台。物联网摄像机除家用外，逐步移植应用于小微实体门店，例如便利店、小型超市和餐饮小店等。运用人形识别、动作检测与跟踪技术，对小微实体门店人员出入进行监控，在商品防丢、财产防盗，门店纠纷等意外事件的证据追溯和店员的远程监督管理等方面起积极作用。根据Omdia数据显示，2020年度全球网络摄像机（不包含车载和家用）出货量为11，704万台，预计2025年出货量将达到18，675万台。综上，物联网摄像机凭借性能优异、综合性价比高的特点，在家用领域市场规模呈现爆发式增长的态势，并与其他家用AIoT产品交互融合，满足消费者不同的便利需求。此外，物联网摄像机已经应用于小微实体门店中，随着性能进一步提升，将逐步扩展到社区、小型工厂、智慧零售等安防领域以及更广阔的应用场景，发展前景广阔。2、物联网应用处理器产品楼宇对讲系统是指应用于住宅及商业建筑，具有呼叫、对讲、可视等功能，并能够控制开锁的电子系统，能够在多层或高层建筑中实现访客、住户和物业管理中心相互通话、并对小区或单元出入口通道进行控制等功能。楼宇对讲系统应用的典型场景包括住宅小区、别墅、医院、银行、学校等区域。随着城镇化和智慧城市的建设，新建住房向高端精装房以及旧楼改造将带动楼宇对讲行业发展，楼宇对讲行业需求具有持续性，市场前景广阔。智能门锁是在传统机械锁的基础上智能化改进后的产品，在安全性、识别性和管理性方面更加智能、安全、便捷。智能门锁通常具备指纹开锁、密码开锁、蓝牙开锁、物联网等功能，解决了人们忘带钥匙、带钥匙麻烦、丢钥匙等传统机械锁的核心痛点，经过数代产品的迭代，智能门锁产品品类不断拓宽，价格也更加多元化，产品消费环境渐趋成熟，已经广泛应用于住宅小区、别墅、长租公寓以及商业店铺中，且呈现高速发展趋势，2021年中国智能门锁市场规模达到1，695万套，同比增长59%，但渗透率为仍低于韩国、日本以及欧美国家，随着我国居民消费升级和用户需求增长，市场前景广阔。二、 加快推动数字产业化（一）增强关键技术创新能力瞄准传感器、量子信息、网络通信、集成电路、关键软件、大数据、人工智能、区块链、新材料等战略性前瞻性领域，发挥我国社会主义制度优势、新型举国体制优势、超大规模市场优势，提高数字技术基础研发能力。以数字技术与各领域融合应用为导向，推动行业企业、平台企业和数字技术服务企业跨界创新，优化创新成果快速转化机制，加快创新技术的工程化、产业化。鼓励发展新型研发机构、企业创新联合体等新型创新主体，打造多元化参与、网络化协同、市场化运作的创新生态体系。支持具有自主核心技术的开源社区、开源平台、开源项目发展，推动创新资源共建共享，促进创新模式开放化演进。（二）提升核心产业竞争力着力提升基础软硬件、核心电子元器件、关键基础材料和生产装备的供给水平，强化关键产品自给保障能力。实施产业链强链补链行动，加强面向多元化应用场景的技术融合和产品创新，提升产业链关键环节竞争力，完善5G、集成电路、新能源汽车、人工智能、工业互联网等重点产业供应链体系。深化新一代信息技术集成创新和融合应用，加快平台化、定制化、轻量化服务模式创新，打造新兴数字产业新优势。协同推进信息技术软硬件产品产业化、规模化应用，加快集成适配和迭代优化，推动软件产业做大做强，提升关键软硬件技术创新和供给能力。（三）加快培育新业态新模式推动平台经济健康发展，引导支持平台企业加强数据、产品、内容等资源整合共享，扩大协同办公、互联网医疗等在线服务覆盖面。深化共享经济在生活服务领域的应用，拓展创新、生产、供应链等资源共享新空间。发展基于数字技术的智能经济，加快优化智能化产品和服务运营，培育智慧销售、无人配送、智能制造、反向定制等新增长点。完善多元价值传递和贡献分配体系，有序引导多样化社交、短视频、知识分享等新型就业创业平台发展。（四）营造繁荣有序的产业创新生态发挥数字经济领军企业的引领带动作用，加强资源共享和数据开放，推动线上线下相结合的创新协同、产能共享、供应链互通。鼓励开源社区、开发者平台等新型协作平台发展，培育大中小企业和社会开发者开放协作的数字产业创新生态，带动创新型企业快速壮大。以园区、行业、区域为整体推进产业创新服务平台建设，强化技术研发、标准制修订、测试评估、应用培训、创业孵化等优势资源汇聚，提升产业创新服务支撑水平。三、 强化高质量数据要素供给支持市场主体依法合规开展数据采集，聚焦数据的标注、清洗、脱敏、脱密、聚合、分析等环节，提升数据资源处理能力，培育壮大数据服务产业。推动数据资源标准体系建设，提升数据管理水平和数据质量，探索面向业务应用的共享、交换、协作和开放。加快推动各领域通信协议兼容统一，打破技术和协议壁垒，努力实现互通互操作，形成完整贯通的数据链。推动数据分类分级管理，强化数据安全风险评估、监测预警和应急处置。建立健全国家公共数据资源体系，统筹公共数据资源开发利用，推动基础公共数据安全有序开放，构建统一的国家公共数据开放平台和开发利用端口，提升公共数据开放水平，释放数据红利。四、 着力强化数字经济安全体系（一）增强网络安全防护能力强化落实网络安全技术措施同步规划、同步建设、同步使用的要求，确保重要系统和设施安全有序运行。加强网络安全基础设施建设，强化跨领域网络安全信息共享和工作协同，健全完善网络安全应急事件预警通报机制，提升网络安全态势感知、威胁发现、应急指挥、协同处置和攻击溯源能力。提升网络安全应急处置能力，加强电信、金融、能源、交通运输、水利等重要行业领域关键信息基础设施网络安全防护能力，支持开展常态化安全风险评估，加强网络安全等级保护和密码应用安全性评估。支持网络安全保护技术和产品研发应用，推广使用安全可靠的信息产品、服务和解决方案。强化针对新技术、新应用的安全研究管理，为新产业新业态新模式健康发展提供保障。加快发展网络安全产业体系，促进拟态防御、数据加密等网络安全技术应用。加强网络安全宣传教育和人才培养，支持发展社会化网络安全服务。（二）提升数据安全保障水平建立健全数据安全治理体系，研究完善行业数据安全管理政策。建立数据分类分级保护制度，研究推进数据安全标准体系建设，规范数据采集、传输、存储、处理、共享、销毁全生命周期管理，推动数据使用者落实数据安全保护责任。依法依规做好网络安全审查、云计算服务安全评估等，有效防范国家安全风险。健全完善数据跨境流动安全管理相关制度规范。推动提升重要设施设备的安全可靠水平，增强重点行业数据安全保障能力。进一步强化个人信息保护，规范身份信息、隐私信息、生物特征信息的采集、传输和使用，加强对收集使用个人信息的安全监管能力。（三）切实有效防范各类风险强化数字经济安全风险综合研判，防范各类风险叠加可能引发的经济风险、技术风险和社会稳定问题。引导社会资本投向原创性、引领性创新领域，避免低水平重复、同质化竞争、盲目跟风炒作等，支持可持续发展的业态和模式创新。坚持金融活动全部纳入金融监管，加强动态监测，规范数字金融有序创新，严防衍生业务风险。推动关键产品多元化供给，着力提高产业链供应链韧性，增强产业体系抗冲击能力。引导企业在法律合规、数据管理、新技术应用等领域完善自律机制，防范数字技术应用风险。健全失业保险、社会救助制度，完善灵活就业的工伤保险制度。健全灵活就业人员参加社会保险制度和劳动者权益保障制度，推进灵活就业人员参加住房公积金制度试点。探索建立新业态企业劳动保障信用评价、守信激励和失信惩戒等制度。着力推动数字经济普惠共享发展，健全完善针对未成年人、老年人等各类特殊群体的网络保护机制。五、 发展目标到2025年，数字经济迈向全面扩展期，数字经济核心产业增加值占GDP比重达到10%，数字化创新引领发展能力大幅提升，智能化水平明显增强，数字技术与实体经济融合取得显著成效，数字经济治理体系更加完善，我国数字经济竞争力和影响力稳步提升。（一）数据要素市场体系初步建立数据资源体系基本建成，利用数据资源推动研发、生产、流通、服务、消费全价值链协同。数据要素市场化建设成效显现，数据确权、定价、交易有序开展，探索建立与数据要素价值和贡献相适应的收入分配机制，激发市场主体创新活力。（二）产业数字化转型迈上新台阶农业数字化转型快速推进，制造业数字化、网络化、智能化更加深入，生产性服务业融合发展加速普及，生活性服务业多元化拓展显著加快，产业数字化转型的支撑服务体系基本完备，在数字化转型过程中推进绿色发展。（三）数字产业化水平显著提升数字技术自主创新能力显著提升，数字化产品和服务供给质量大幅提高，产业核心竞争力明显增强，在部分领域形成全球领先优势。新产业新业态新模式持续涌现、广泛普及，对实体经济提质增效的带动作用显著增强。展望2035年，数字经济将迈向繁荣成熟期，力争形成统一公平、竞争有序、成熟完备的数字经济现代市场体系，数字经济发展基础、产业体系发展水平位居世界前列。六、 推进云网协同和算网融合发展加快构建算力、算法、数据、应用资源协同的全国一体化大数据中心体系。在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝地区双城经济圈、贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等地区布局全国一体化算力网络国家枢纽节点，建设数据中心集群，结合应用、产业等发展需求优化数据中心建设布局。加快实施东数西算工程，推进云网协同发展，提升数据中心跨网络、跨地域数据交互能力，加强面向特定场景的边缘计算能力，强化算力统筹和智能调度。按照绿色、低碳、集约、高效的原则，持续推进绿色数字中心建设，加快推进数据中心节能改造，持续提升数据中心可再生能源利用水平。七、 集成电路设计行业技术水平及特点（一）芯片设计的三个核心指标芯片的设计主要需要考虑三个核心指标PPA，从而实现产品的最优化设计。PPA分别指功耗（PowerConsumption）、性能（Performance）和面积（Area，或称晶粒面积，DieSize）。更低的功耗、更强的性能和更小的晶粒面积是芯片研发追求的目标，但同时追求三个指标难度较大，因为芯片性能的提升通常会带来面积和功耗的增加。因此，每款芯片的研发过程实际是追求以上三个核心指标的平衡点。芯片的功耗主要包括两种形式：动态功耗和漏电功耗。动态功耗是由晶体管状态切换造成；漏电功耗由晶体管尺寸缩小后的量子效应产生。在碳达峰和碳中和的大背景下，减少芯片的动态/漏电功耗已经成为芯片行业的共识。除了积极探索芯片的新材料外，在芯片设计阶段，研制工艺制程更加先进的芯片、开发低功耗的芯片设计与验证流程、合理的芯片架构、自研电源管理IP均有助于降低芯片功耗。芯片的性能是指芯片完成特定任务的能力，不同芯片的性能衡量指标不同。例如CPU通常用MIPS（每秒处理百万机器语言指令数）、工作频率、Cache容量、指令位数、线程等指标衡量；NPU通常用OPS（每秒执行运算的次数）、硬件利用率两个指标来衡量。在芯片设计阶段，提高芯片的性能除了芯片体系架构、算力算法创新外，还需要高端的EDA软件及相关设备的支持。单片晶圆的面积是固定的，目前主流的晶圆面积为8寸和12寸。若单颗晶粒面积越小，单片晶圆产出的芯片也就越多。因此，在实现相同功能与性能的情况下，晶粒面积越小，成本优势更加明显。在当前制造工艺条件下，可以通过芯片体系架构创新、芯片设计优化和布局布线版图工艺制程来减少芯片的晶粒面积。（二）SoC芯片设计的特点SoC芯片作为系统级芯片，具有两个显著特点：一方面是SoC芯片的晶体管规模庞大，一颗芯片的晶体管数量为百万级至百亿级不等；另一方面，SoC可以运行处理多任务的复杂系统，即SoC芯片需要软硬件协同设计开发。SoC芯片庞大的硬件规模导致其设计时通常采用IP复用的方式进行设计，IP是指SoC芯片中的功能模块，具有通用性、可重复性和可移植性等特点。在SoC芯片研发过程中，研发人员可以调用IP，减少重复劳动，缩短研发周期，降低开发风险。此外，SoC芯片设计企业需要搭建软件部门，针对SoC芯片配套的软件系统进行开发。SoC芯片设计难度高、体系架构复杂，涉及SoC芯片总体架构，处理器、音视频编解码、ISP等各种关键IP以及无线连接技术等多个领域的技术。对SoC芯片设计企业的研发人员素质要求较高，需要具备一支掌握信号处理、半导体物理、工艺设计、电路设计、计算机科学、电子信息等多个专业领域知识的研发团队，设计时需要综合考虑多个性能指标，综合性强、设计难度大。SoC芯片下游应用领域广阔，细分市场较多，呈现多样化特征。下游应用产品更新迭代速度较快，故芯片设计企业需要持续投入资源对芯片进行深化和优化，在原有基础上不断更新升级。此外，AIoT技术的成熟对芯片的智能算力、功耗和集成度提出了更高的要求，将进一步增加SoC芯片设计的复杂程度。（三）双碳目标带动芯片行业节能减排2020年9月，我国在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。在双碳目标的背景下，芯片行业节能减排成为重要趋势。根据IDC数据预测，2022年全球IoT市场规模将突破万亿美元，数量规模庞大的物联网设备产生的工作和待机能耗较高，伴随5G、大数据、边缘计算等为代表的IT产业高速发展，数据中心及物联网智能终端的能耗还将不断提高。为实现节能减排的目标，芯片设计企业通过提升设计水平，降低核心SoC芯片的功耗变得愈发重要。此外，芯片制造行业是典型的高耗能行业，芯片的生命周期（制造、运输、使用和回收）均涉及碳排放。芯片制造阶段对硅片进行熔化、纯化的过程中需要大量耗能，使用的扩散炉、离子注入机和等离子蚀刻机等机器设备功率极高，从而产生大量的碳排放。随着芯片先进制程的快速发展，碳排放量也进一步增长。对芯片设计企业而言，芯片设计水平的高低，不仅影响芯片使用过程的功耗，也影响制造该芯片晶圆的能耗。因此，芯片设计企业需要不断技术创新，优化产品设计，在芯片生命周期内尽可能实现节能减排，助力我国早日实现双碳目标。