芯片垄断,中国人如何救亡图存

蓝字计划 2020-12-25 11:47:16

中芯国际才经历了一场内乱。

曾带领 2000 多位工程师,用三年时间一举完成从 28nm 到 7nm,共五个世代技术开发的芯国际首席执行官兼执行董事梁孟松,因公司邀请蒋尚义重回中芯国际担任副董事长而辞职。

要知道,就算马拉松式加班,一般公司要攻克五个世代的技术开发,也需要花至少十年。

技术支柱这一走,今年年中才在A股和港股同时上市,引发一轮芯片行业投资热潮的中芯国际,立刻在港交所临时停牌。

一年之内,大起大落不断的中芯国际,只是中国芯片行业的缩影。

西方发达国家的芯片设计和制造生产因为疫情几乎冰封,让中国芯片行业的投融资一片火热。

但同时,技术的不足和美国步步紧逼式的封锁,也让中国芯片陷入困境,智能手机、电脑等芯片早已被扼住喉颈,就连汽车工业也陷入芯片危机。

中国芯片行业急需破局。不为人知的是,在中国,除了一些芯片巨头,还有着无数虽不太知名,却在自主研发芯片方面取得划时代突破的初创企业。

了解这些不知名的芯片公司在做的事,更能知道我们的芯片行业,将走向何方。

芯片紧缺,中国汽车停产

12月1日,是汽车行业冲刺销量的最后一个月。上汽大众工厂的员工却忽然接到放假通知,包括宝来、速腾等生产线。

那几天,大众的几个工厂就在流传着“没零件”的消息。12月4日,一篇名为《南北大众今起停产!“缺芯”将影响百万产能!》报道的出现,让整个汽车行业炸开了锅,恐慌情绪快速蔓延。

报道的内容似乎有些耸人听闻:“由于芯片供应不足,上汽大众从12月4日开始停产,一汽大众从12月初起也将进入停产状态。”

这条消息很快得到大众汽车的证实:芯片供应情况很严峻,一些汽车生产面临中断风险。

没有芯片,整个造车流水线都会被卡住不动

大众这次短缺的芯片,主要是控制ESP(电子稳定程序系统)和ECU(电子控制单元)两大模块。

对于中高端车型而言,这两大模块是保障安全,提升性能的关键所在。一旦缺失, 纵使是大众这样的汽车界扛把子,也不得不紧急刹车。连明年第一季度的生产计划都要跟着调整。

欧洲第二大汽车零部件制造商、也是大众汽车顶级供应商之一的德国大陆集团称,尽管芯片生产商已通过扩大产能来应对近期激增的需求,但扩充的产能需要6到9个月才能实现,因此汽车业芯片短缺可能将持续到2021年。

严峻的境况早已传导到全行业。东风本田采购部部长龚剑表示,芯片供应紧张是事实,东风本田也受到了影响;长安汽车采购中心总经理闵龙透露情况有点严重;奇瑞汽车副总经理张国忠更是难掩焦虑:“确实紧张。”

造成的影响难以估量。

以国内15%的汽车产能受影响来估算,就意味着仅12月,国内就可能会有近40万辆汽车的生产受到影响。到2021年全年,这个数据恐怕会突破600万。

在汽车业这轮停产潮背后,是一个残酷的现实:虽然我国是第一汽车生产国,但很多核心部件基本靠进口,特别是汽车产业链的芯片,严重依赖外部供应链,自给力不足10%。

一颗不可控制的“外国芯”,始终是中国汽车行业上的悬顶之剑。

更严重的是,由于疫情在国外波动爆发几率大,占据全球汽车芯片市场的半壁江山的恩智浦、德州仪器、英飞凌、瑞萨和意法半导体等芯片厂商,随时会因疫情影响而停工停产。

而早已走出疫情影响,经济不断复苏的中国,却只能被动于这些国外厂商的生产条件,这多少显得有些悲凉。

芯片,也就是集成电路,是半导体原件的统称。在硅基的信息科技时代,芯片早已融入整个社会工业体系之中,成为新型工业的基础设施,更是所有智能工业产品的命脉,包括汽车、家电、网络信号基站,甚至玩具。

汽车行业的遭遇,折射出中国芯片产业的落后局面。

极难突破的“沙子”产业

为什么一个14亿人口的国家,会被一枚比指甲盖还小的芯片难倒?

这个问题的答案,关系到整个中国的芯片产业。

这背后,不仅有企业之间利益的争夺,也有国家层面的利益角逐,小小芯片上,承载的不只是一台手机的灵魂,也不只是一个企业的生财之道,还承担着一个国家的科技是否还有机会继续发展的终极问题。

简单点来说,造芯片是一出《沙子变形记》:

图片来源:知乎 一只斑斓大狗

一堆沙子—〉提纯出单晶硅圆—使用光刻机在晶圆上刻蚀电路—〉将晶圆切割为小块芯片—〉将芯片封装。

此时一颗商用芯片就完成了。

实际的工序肯定要比这复杂得多,因为制造芯片的每一个过程,都要用到原材料。比如对应的硅晶圆、光刻板、光掩模板、特殊气体等等。

更重要的是,每一个材料还对应了一个产业,涉及到的相应设备有:光刻机、单晶炉、氧化炉、刻蚀机、检测设备等等几十种中高端设备。

而这几十种设备中的每个设备,又再次包含一个产业。比如光刻机,一台先进的光刻机有5万多个零件。

显微镜下千倍放大的模型细节

所以,芯片的制造不是一朝一夕。正是因为芯片产业如此复杂,没有任何一个国家拥有完整独立并且高尖端的产业链,设计、制造、封装、测试等环节掌握在不同国家不同企业手中。

在全球半导体巨头中,英特尔和三星是少数涵盖全产业链的企业,既可以设计芯片,也可以生产制造;高通、英伟达、苹果等,则主攻芯片设计,生产制造交由台积电等代工厂完成。而台积电在芯片制造领域拥有全球50%市场份额,且技术领先其他厂商两代、三代。

中国芯片落后的现状,导致今天只能看人脸色。根据官方的统计数据,中国芯片进口的花费已经超过石油,过去十年,累计耗资高达10万亿元人民币。2019年,中国进口芯片就耗费3055亿美元,

这么大的进口量,还被人牵着鼻子走。很多人习惯性叹息:先忍几年吧,谁怪我们一穷二白起步晚呢。但事实上,中国在芯片相关的诸多领域,我们的起步并不晚。

在半导体晶体管和集成电路起步阶段,中国距美国只有五年左右的差距。

我们为什么落后

1949年一个阴沉的清早,南京下关港口,张锡纶登上开往台湾高雄的轮船。

他是著名的炼钢专家,抗战时期,他和妻子主持的第21兵工厂,生产了中国90%的重机枪。

张锡纶离开大陆时,带走了200多名年轻的冶金学徒,在台湾开始建立高雄六○兵工厂。跟着他以及200名冶金学徒一起离开大陆的,还有他刚满一岁的儿子张汝京。

张家离开大陆去往台湾之时,贵州山村里,一个叫任正非的小孩刚刚4岁。

对于两个年幼的孩子,他们无法理解这个世界正在往哪去,但是命运的分野将他们带往不同的世界,也早已埋好一条隐秘的暗线。

1956年,完整社会主义改造的新中国,根据国外发展电子元件的情况,提出“向科学进军”的口号,将研究半导体科学列为国家四大紧急措施之一。

举国体制下,中国的半导体产业能够紧追美国,得益于一批回到新中国的半导体人才。

那段时间,中国科学院应用物理研究所请留学归来的半导体专家黄昆、吴锡九、黄敞、林兰英、王守武、成众志等讲授半导体相关理论,在北京大学开办了半导体物理专业培养出中国第一批半导体专业人才,包括后来的中芯国际董事长王阳元等。

另外,作为制造芯片核心装备的光刻机,中国一开始也是走在前面的。

1965年,中国便研制出65型接触式光刻机。那时候,在后来称霸光刻机界的荷兰ASML公司还没成立。

人民画报1957年第1期,北京电子管厂检验车间

然而,起步不久,众所周知的十年到来,半导体的研究几乎陷入了停滞。于此同时,国外则在加速狂奔。

1974年,石油危机后的第二年,日本政府就批准了“VLSI(超大规模集成电路)计划”,并在1976年联合日立、NEC、富士通、三菱、东芝五大公司筹集720亿日元(2.36亿美元),设立“VLSI技术研究所”,开启了“举国模式”的大追赶。

几乎是同时,韩国的三星,也在韩国政府支持下开始涉足半导体产业。

1977年,张汝京29岁,分别在从纽约州立大学和南卫理公会大学获得了工程科学硕士与电子工程博士学位后,他入职美国半导体巨头德州仪器。

在德州仪器,张汝京花了20年的时间,在全世界建了9座工厂,平均2.2年就建成一座厂,这样的“大手笔”,让张汝京被称作“建厂狂魔”。

这些工厂坐落在美国、日本、新加坡、台湾、意大利等地。但没有中国大陆。

德州仪器日本工厂

时间一晃,到了1978年,中国开始改革开放。这段时间,中国成立了“电子计算机和大规模集成电路领导小组”,准备在半导体行业大干一场。

1985年,中兴半导体在深圳成立。

1988年,上海无线电十四厂与美国贝尔电话合资成立贝岭微电子公司,建设中国大陆第一条4英寸晶圆生产线。

然而,早在1975年,台湾地区的“工研院”向美国购买3英寸晶圆生产线,1977年即建成投产。

1982年,日本成为全球最大的DRAM生产国。3年后,日本的NEC已经登上全球半导体厂商榜首,把行业龙头英特尔打得毫无还手之力,关了7个厂,裁员7200人。

其他国家凭借此前的技术积累,早就跑在了前面,并且在市场上厮杀正酣。中国却处于起步阶段。

中国芯片历史上,遇到的拦路虎不止是技术。就在改革开放时准备大干一场时,却面临一个很现实的问题,穷。

芯片是一个以烧钱著称的行业,1966年到2000年,这35年的时间里,中国大陆对半导体产业的投资金额约为200亿元。对当时的中国来说这不是一笔小数目,但在全球来看却很不起眼。2000年,台湾地区一年的投资金额就达到109亿美元,折合人民币523亿。

1990年,中国财政收入3082亿,财政支出3232亿元。

同时,由于芯片是一个很复杂的行业,投入大,见效慢,对于当时的企业来说,更愿意赚快钱。

1984年成立的联想就是代表。当时,联想的创始人之一倪光南,坚持在技术上必须走自主研发道路,包括汉卡芯片。

面对残酷的市场竞争,资金实力并不雄厚的联想面临着“技工贸”还是“贸工技”路线,一个技术研发为先,一个市场贸易为先。

最终,联想选择了后者。

联想的选择是当时国内的一部分代表意见。在90年代,中国进一步打开国门,大幅度降低关税后。中国研发的芯片在竞争中见了真章。涌入的进口芯片,让门内的芯片企业几乎全军覆没,纷纷改革转制或破产重组。

倪光南当年在联想主要负责集成电路设计开发,因与柳传志在公司发展路线上分歧而出走

此时,恰逢全球化浪潮逐渐达到巅峰,全球化分工越来越明显。那个时候的中国为了通过在全球做买卖赚钱,还在拼命地为加入WTO努力。

但芯片行业的绞杀战争,却早已腥风血雨。

中国芯片,在绞杀中生存

还在德州仪器的时候,父亲张锡纶问张汝京,“你什么时候去大陆建厂?”

1997年,这个问题有了答案的第一笔。

彼时,张汝京在台湾创立了世大半导体,短时间内实现了量产和盈利。此时,他已经做好了在大陆建设芯片工厂的详细计划:世大第一厂和第二厂建在台湾,第三厂到第十厂全部放在大陆。

这时的华为,面临着将市场从农村拓展到城市的问题,但一进城就发现城里的市场已被跨国公司瓜分。

本土科技企业与国际大型科技公司的PK,是电子行业崛起或消亡的主旋律。这在世大身上,也不曾例外。

2000年1月,还没等到前往大陆建厂,台积电便以51亿美元将世大半导体收购。凶猛而来的世大,对台积电来说是一个极大的威胁。

张忠谋的台积电出现后,酝酿一场场的狙击与颠覆,并改变了半导体行业的格局。

收购完成后,张汝京却带着台湾300余名工程师出走台湾,来到上海创立中芯国际,开启了内地半导体代工新时代。

2000年8月24日,中芯国际在浦东张江正式打下第一根桩,仅过了一年零一个月,到2001年9月25日,就开始投片试产。到了2003年,中芯国际已经冲到了全球第四大代工厂的位置。

随之而来的,则是巨头们见缝插针的围堵。

2000年底,台积电公司里一位叫做刘芸茜的女士,被中芯国际挖走,正准备离职赴大陆工作。

时年53岁的刘芸茜在台积电内部担任的是“质量和可靠性项目经理”一职。在办理离职手续期间,她收到一封来自中芯国际首席营运总监Marco Mora(意大利人)的邮件,对方在邮件中要求其提供一款产品详细的工艺流程。

此事后来被台积电知晓,马上报告台湾警方。

台湾警方立马搜查了刘芸茜在新竹的家,扣押了她的电脑。在电脑硬盘里,发现了Marco Mora写给刘芸茜的那封邮件和部分台积电内部资料,以及她向中芯发送这些资料的邮件记录。

中芯国际留下了一个无法解释的把柄。

2003年8月,中芯国际正准备在香港上市。这个关键时刻,台积电出手了。在美国加州起诉中芯国际,理由是中芯国际员工,盗取台积电商业机密。要求赔偿10亿美元,此时的中芯国际年收入仅有3.6亿美元。

在美国制裁华为的16年前,这是大陆半导体行业最惨烈的一战。

经过2年漫长的诉讼期后,中芯国际选择和解,赔偿1.75亿美元,还签了一个“第三方托管账户”,将中芯国际的0.13微米或更先进的技术资料存在里面,而台积电则可以自由查看。

这相当于把自己的心脏拱手交到了敌人手中。大陆最为重要的芯片制造厂商之一,命脉被人死死掐住。

这之后的十多年里,这样的战斗还有很多次,一次比一次惨烈。巨头战争背后,中国芯片长期在西方技术封锁的夹缝中生存,缺乏自主研发能力。

座落在上海张江的中芯国际,人员业务都是中国元素

西方国家一直有一个针对出口管制的制度安排。

1949年,在巴黎成立了巴黎统筹委员会,在1996年又演变为瓦森纳协定。该协定包含军用、民用两份控制清单,目的是限制向相关国家出口敏感产品和技术,中国就属于被限制的对象。

以光刻机为例,ASML的EUV光刻机已投入7纳米工艺,而国内最先进的量产水平是90纳米。

之所以差距惊人,原因之一是中国买不到高水平的镜头和光源,这是光刻机的核心部件,而国内缺乏相关的技术。

这种封锁,时至今日仍然是中国企业无法突破的屏障。

今年1月,华为在海外遭遇围追堵截,美国威胁世界最大的半导体创造企业台积电不再给华为提供芯片,中芯国际因此获得华为海思14nm工艺的订单,华为海思也成为中芯国际最大客户。

此时的中芯国际,刚刚突破14nm芯片工艺,实现量产。

2020年5月16日,制裁升级。美国商务部工业与安全局(BIS)突然宣布,将全面限制华为购买采用美国软件和技术生产的半导体,包括美国以外被列入管制清单的生产设备,在为华为和海思生产代工前,都要获得美国允许。

核心技术没有掌握在自己手上,在技术封锁面前,只能节节溃败。没有芯片自主研发设计和制造生产能力,长期依赖进口,正在限制住整个国家的工业发展。

为了迈过这道坎,《中国制造2025》对芯片自给率作出详细要求,中国芯片自给率要在2025年达到70%。

要走的路很长,但我们不能停下。

中国初创芯片公司的悄然突破

2003年2月26日,上海市新闻办公室,“汉芯一号”发布会。

由多位院士和“863计划”专项小组负责人组成的专家组,围着一块硬币大小的芯片啧啧称奇。老专家们给出的鉴定意见是:“汉芯一号”属于国内首创,达到国际先进水平,是中国芯片发展史上重要的里程碑。

对于这个“伟大创举”的报道铺天盖地,“汉芯一号”创始人长江学者、前上海交大微电子学院院长陈进也一路高歌猛进,除了在学校里升职加薪,还成为上海硅知识产权交易中心CEO、上海汉芯科技有限公司总裁,眼看成为中国工程院院士指日可待,可谓名利双收。

凭一己之力,仅两年时间就让中国芯片超英赶美,就连英特尔的工程师都感慨“快得不可思议”。

陈进拿着他“不可思议”的4块“汉芯”,春风得意

事反常,则为妖。

2006年1月,有神秘人物在清华大学水木清华BBS上指责“汉芯一号”弄虚作假,经过一个月的调查后,这场骗局终于被揭穿——“汉芯一号”是国外买回的摩托罗拉dsp56800系列芯片,只不过陈进找了给“汉芯”实验室装修的民工,让对方将表面原有标志用砂纸磨掉,然后加上“汉芯”标志。

在很长一段时间,自主研发芯片都被当成了笑话,直到美国的封锁来到了门口。

2018年4月16日,美国以中兴违反美国限制,向伊朗出售美国技术的条款,全面禁止美国公司向中兴通讯,销售包括芯片在内的美国元器件和软件,时间长达7年之久。

眼看大厦将倾,中兴通讯赶紧宣布公司股票停牌。

已经退休的76岁创始人侯为贵临危受命,出山救火;在深圳总部召开的新闻发布会上,中兴通讯董事长殷一民满脸愁容:

“美国的制裁可能使公司立即进入休克状态。对公司全体员工、遍布全球的运营商客户、终端消费者和股东的利益都会造成直接损害。”

看上去抗风险能力很差的中兴通讯,当时其实已经是全球第四、中国第二大通讯设备制造商。累计申请专利6万件,连续多年稳居全球三甲。

没有得天独厚的资源,也没有弯道超车的机遇,中兴之所以能把一个个欧美通信巨头甩到身后,靠的是非凡的毅力和稳扎稳打的技术。索马里、埃塞俄比亚……这些偏远地区的市场,哪一个不是蜕了几层皮才拿下的。

对于即将到来的5G时代,中兴正准备乘胜追击。 而这时候美国的一纸禁令,釜底抽薪。

中兴被美国人掐住喉咙

中兴的三大主营业务:基站、光通信和手机,无一不需要芯片的支撑。尤其是中兴的通信基站业务,占到了其业务总额的近6成。

一台基站但凡有1颗芯片被禁运,整台基站就无法交付。久而久之,公司业务自然会陷入瘫痪。

美国封杀中兴的期限是7年。7年后的2025年,是一个被寄予厚望的时间节点。

国务院印发的《中国制造2025》提出了全面推动产业升级,迈入“制造强国”行列的目标。

而中兴正在发展的5G ,就是备受国家重视的新一代信息技术产业。

美国的打压,显然就是要斩断中国制造业寻求突破的路径,进一步巩固他们在高端制造领域的垄断地位。

表面上看,中兴是中美贸易战的“炮灰”,实际上却是中国科技产业在核心技术上的薄弱。

大力发展芯片技术,又一次被提上议事日程。

中兴事件过去一个星期,清华大学产业发展与环境治理研究中心主办的2018学术年会上,关于中国是否应该把大力发展芯片技术的问题,出现了激烈的争辩。

著名经济学家吴敬琏的声音最为强硬,在他看来,自主造芯要付出很大的沉没成本,难度大、成本高、进展慢、“不够经济实惠”。国家不惜一切代价发展芯片产业,是极为危险的。

参照当前发达国家在芯片的技术水平与发展阶段,中国再去投入做芯片,就像是一场马拉松,别人跑到了30多公里,而我们才在起点附近热着身。要追上跑在前边的,我们不仅速度要翻倍,还得想办法抄各种捷径。

搞芯片,怎么看都是赢面小之又小得赌博。整个赛道上,还充斥着各种喧哗与骚动。

那位完成了整个“汉芯”研发工序里最复杂一步的农民工,被媒体称为“21世纪最具创新精神的民工”。而骗局破产以后的陈进,除了被学校革职,返还非法所得以外,依然在芯片行业活跃着。

骗子大行其道,真干事的人却默默无闻。

但其实,早就在陈进满世界招摇撞骗的同时,华为悄悄把原来的集成电路设计中心注册成实体公司海思半导体有限公司,提供海思芯片对外销售及服务,14年后,当整个中国芯片行业遭到“断芯”危机后,这家公司才被外界知晓。

芯片是一个典型的人才、技术和资本密集型行业。华为海思团队从2004年就开始自主研发之路,但也是在最近几年才能拿出麒麟芯片这样勉强能够追赶高通的产品。每一款自研芯片诞生的背后,是战略、资金、技术、管理和人才等诸多因素形成合力的结果。

自主研发芯片,有两个难点,首先是前期试验阶段投入的资金和时间成本非常的高昂。芯片从设计到加工的过程中走过的工序差不多就有3000到5000道,而且一次耗费的时间差不多就是一年。其次是,芯片对其精度的要求极其高,试验阶段排错难度大。芯片看上去的体积非常小,但却分布着数亿个晶体管。仅仅是对这上亿个晶体管排查差错,都是难以想象的工作难度。

以麒麟980为例,前海思负责人艾伟透露,它的研发周期长达3年,投入超过3亿美元。共有1000多位高级半导体专家参与,进行了超过5000次的工程验证才最终量产成功。

无奈的是,行动者总是被哗众取宠的演讲者遮盖。到了2020年,打着“芯片”骗补的企业仍层出不穷,武汉弘芯等各地芯片项目相继烂尾,跟房地产项目烂尾有得一拼。

事实上,在武汉弘芯这些企业在轰轰烈烈圈地造势骗补的时候,中国其他科技企业也没有闲着。

在中国最具实力的几家互联网科技企业中,自主造芯声势最为浩大的莫过于阿里巴巴。

最初,阿里巴巴在芯片领域上广泛投资。阿里巴巴的芯片投资版图不断扩大,相继投资了寒武纪、Barefoot Networks、深鉴科技、耐能、翱捷科技、恒玄科技等众多芯片公司。最后,阿里亲自下场造芯。

在中兴遭到制裁的5个月后,2018年9月的云栖大会上,马云宣布成立平头哥半导体公司。平头哥公司由阿里此前收购的中天微公司和达摩院自研芯片业务整合而成。

平头哥,是非洲的蜜獾的别称,性格倔强凶悍,皮糙肉厚,抗毒能力强,把毒蛇当辣条吃,连狮子花豹都怕他三分。这是马云特地为芯片公司取的名字。

平头哥半导体公司成立一年后,2019年9月,平头哥半导体第一颗自研AI芯片含光800正式问世。

人们所预料不到的是,其实百度才是BAT中最早”造芯“的公司,而且进展神速。

从2011年起,百度就开始基于FPGA研发AI加速器。2017年3月,与ARM、紫光展锐和汉枫电子共同发布DuerOS智慧芯片;2018年7月,百度在其AI开发者大会上正式推出了其自研的首款云端人工智能芯片——百度昆仑芯片;2020年,百度宣布昆仑芯片已经量产百万枚。

腾讯也不例外,投资了燧原科技这家初创芯片企业。

中兴被制裁之前的一个月,2018年3月,燧原科技在上海注册成立,在种子轮之后对外公布了三轮融资,Pre-A轮3.4亿元,由腾讯领投;A轮融资3亿,腾讯继续跟投。

不过,跟阿里百度不同,腾讯投资的是一家独立公司。

燧原的一名投资人认为,独立,正是燧原的优势。不并购、不控制,这种独立性,意味着摆脱了束缚与干预,让整个项目研发速度比其他芯片公司都要高。

果然,燧原科技一年就成功流片。2020年,燧原科技第一款人工智能训练芯片“邃思DTU”获评“中国芯·年度重大创新突破产品”。这也是该奖项自设立三年来,第一颗获奖的人工智能芯片。

一年流片的AI芯片燧思,是国内首款支持BF16的AI芯片

芯片是一个十分复杂的体系,包括CPU(中央处理器)、GPU(图像处理器)、TPU(张量处理器)、DPU(深度学习处理器)、NPU(神经网络处理器)、BPU(大脑处理器)等等。

一般而言,芯片的类别可以分为传统芯片和AI芯片。

传统芯片通常是指传统的CPU、GPU这些处理器。传统芯片的算法比较简单,也应用于一些简单的场景。比如华为的麒麟芯片,就是是整合了CPU、GPU、NPU等处理器的组合体。

而阿里平头哥的首只芯片,则是一款NPU,跟我们常说海思麒麟芯片是两个截然不同的产品。

应用面广泛的人工智能是未来的趋势。要实现人工智能,就需要算力更强大、擅长智能算法、深度学习的AI芯片,嵌入式神经网络处理器NPU,正好满足这点。

虽然传统的CPU和GPU也能用来执行AI算法,但是速度慢,性能低,无法实际商用。

而NPU是最适合AI芯片的架构。其实无论是AI芯片还是物联网芯片,通常都是“定制化”的,需要结合具体的应用场景去设计定制。

这也正是阿里、腾讯、百度、寒武纪这些芯片新秀最擅长的方向。

在最近几年,芯片企业的研发速度突飞猛进,一年流片、快速量产的初创芯片企业不在少数。

归根究底,是这些芯片公司背后的支撑力量更丰富了。

芯片背后的国家和互联网公司

中芯国际作为国内为数不多的芯片制造商,背后站着的,是华登国际创始人陈立武。

华登国际投出了美团等互联网独角兽,但陈立武更偏爱半导体公司,号称“投资500多家企业,110家成功上市,30年来专注半导体投资”。

半导体赛道,重资产、重科技、重人力、回报周期长、来钱慢,同行都不看好陈立武的坚持,都觉得他“疯了”。2002年前后,他一举投出包括中芯国际、安凯科技、智芯科技在内的诸多“不知名”公司。

几乎二十年的漫长等待,中芯国际很多投资方都退出了董事席位,陈立武是唯一一个从始至终站在中芯国际身后的投资方,而在他身旁,无数的后来者正在入局。

回到2018年,被制裁的中兴到了生死攸关之际。当时,很多自由派经济学家的论调依旧是反对中国企业自研芯片。

而任正非马化腾董明珠雷军这些商业大佬,作为中国芯片的坚定拥护者,没少被看客讽刺“红顶商人表忠心”。

早在华为“2012诺亚方舟实验室”专家座谈会上,任正非就未雨绸缪地意识到核心技术自主创新的重要性:

“我们做操作系统,做高端芯片,主要是让别人允许我们用,而不是断了我们的粮食。断了我们粮食的时候,备份系统要能用得上。”

此后,华为每年的研发费用都在节节攀升。在过去的2017年,华为全年收入超6000亿元,而研发费用就占了900亿美元,高居中国第一,全球第六,超过全球市值第一的苹果公司。

所以目睹中兴遭此大劫,华为高层才有底气向外界放话:“美国市场已不再是其全球战略的一部分,华为对美国市场不再感兴趣。”

在这场没有硝烟的战争中,冲上风口浪尖的阿里,抛出1000亿人民币用于研发自主人工智能芯片。在首届数字中国建设峰会上,一向低调的马化腾表了态:

“中国摆脱核心技术受制于人的需求,越来越迫切,只有科技这块‘骨头’足够硬,我们才有机会站起来,与国际巨头平等对话。”

数字中国建设峰会上,一众大佬纷纷表态,大投入加入芯片研发行列。

腾讯投资的燧原科技,第一款芯片邃思芯片也是AI芯片,在落地过程中,腾讯的技术团队与燧原“同甘共苦”地度过前期的研发过程,而腾讯丰富的应用场景数据也让邃思芯片研发速度加速。

成立之初,燧原科技需要找到一个合适的合作伙伴,能够帮助在硬件做出来之后,帮助燧原在多个应用场景落地,并且愿意做这样的合作的机构。但是,这种合作又不能限制住燧原和其他企业的业务往来,腾讯是唯一一家符合他们需求的投资方。

说是投资,实际操作上更接近相互合作协作的关系。燧原与腾讯最后达成的投资协议是投资排他、业务不排他,双方在业务上是自由的,如果燧原的产品质量不过硬,腾讯没有义务买燧原的产品,同时,燧原也可以找别的互联网公司进行业务合作。

燧原创始人赵立东后来回过头看,感慨当初与腾讯合作这个选择“是完全正确的”。

自80年代以来,一大批企业纷纷将"贸工技"奉为指导思想。由于布局底层技术短期内难有业绩上的回报,所以很多企业会将底层技术研发束之高阁,而是采取“拿来主义”,站在巨人肩上进行应用创新。

然而事实证明,放弃自主研发,等于将主动权拱手让人。一招不慎从巨人肩头摔下,不死也落个半身不遂。

马化腾这些搞企业的,之所以跟经济学家观点不一,就在于他们会站在这个社会实际应用角度出发,看透了中国必须自主研发芯片的必要性和趋势,所以能够顶着舆论压力去做、去说一些他们认为有价值的事情。

尤其是经历过从无到有,从空白到繁盛的大型互联网公司,他们更能耐得住寂寞,看得到更远处的可能性。一时的舆论不代表什么,顶着压力前行,才能为中国的芯片行业争取一些空间。

芯片行业需要重资投入,通过资本对企业的长期扶持和产业效应的刺激,可以大大加速芯片全产业链的发展。

换句话说,产业竞争的背后也是资本的竞争。中国的企业要冲击已经被西方国家牢牢掌控的芯片市场格局,资本市场就是他们最好的弹药库。

但,更多资本力量的介入只是让他们无后顾之忧,并不能直接助力企业解决芯片研发过程中的各种难题。由于沉重的前期研发成本,绝大部分的芯片企业在取得一定市场规模之前,都赚不了钱。这也直接导致了不少的资本望而却步。

即使背景强大如中科院嫡系子弟、芯片行业独角兽寒武纪,从2017年到2019年,分别亏损3.81亿元、0.41亿元和11.79亿元。

应用落地和盈利依然是这家创业公司最重要的问题。

芯片企业要盈利,就需要有成熟稳定的产品,并且,这个产品一定要有广阔的市场前景。如此,才能为芯片企业带来稳定盈利。如果没有清晰的落地应用场景和商业模式,再先进的芯片技术也无用武之地,背景再强大的芯片企业也很难持续生存下去。

英特尔的芯片称霸PC时代,是因为与微软的winter联盟,英特尔的芯片让微软拥有了成熟的PC电脑和Windows操作系统,而微软的用户生态又反过来支撑了英特尔的研发迭代。

而ARM之所以能够打破英特尔和微软的霸权,靠的就是授权给全世界的公司这个“奇招”。苹果、高通、联发科、海思麒麟芯片都来自于ARM的授权。这让ARM的芯片称霸移动互联网时代。

这几年扎堆进入芯片行业的互联网企业,刚好为中国的芯片制造者们补上了短板——利用自身的云数据、云计算能力这些优势,引领整个中国芯片行业加快研发进度,加快应用场景落地,增加中国抢占未来AI芯片话语权的可能。

为什么最近这些芯片初创公司,跟最初的华为海思这些“前辈”相比,芯片研发的进展如此神速?为什么华为需要十几年年,而阿里腾讯百度这些企业,只需要1年就成功流片、量产?

区别就在,有互联网企业支持的初创公司们,掌握着互联网和科技发展至今,所积累沉淀的大量应用场景数据。

这是中国所有芯片研发公司的“地利”,也是为什么阿里、百度作为互联网企业,能够快速切入芯片产业,并且都能在一年里快速做出第一颗芯片的原因。

不仅是阿里百度,谷歌、亚马逊等互联网公司都在借助自有业务支撑自研芯片的研发和商业化。

当然,华为海思此前十几年的投入研发并非证明华为研发能力的不够强劲。恰恰相反,正是因为华为、中芯这些前辈把前面的荆棘路走通了,后来者的经过的速度就会越来越快,越来越省力,这条路也会越走越宽。说到底,这是一个厚积薄发的必然过程。

而华为也正在向这些互联网企业学习。华为后来发展消费者业务,做起了手机和电脑这些智能终端,着手建立”华为云”生态,甚至分拆荣耀,都是为了将来海思芯片的研发迭代过程中,提供丰富的应用场景。

一切,都是为了加快芯片应用落地。

而在这些企业、资本们身后,还有一股最为坚实的推动力。

2014年9月24日,由国家财政部做大股东、联合15家国资背景企业的国家大基金成立,投资初期项目覆盖了芯片全产业链,包含了设计、晶圆、封测、装备、材料。

截止2018年,国家大基金规模从初期的1200亿元上升到将近2000亿元,2019年7月,重点投资芯片的国家大基金第二期来了,募集规模2000亿左右,能撬动投资6000亿左右。

芯片产业的发展历史已经证明,一个高效发展的科研产业,离不开全球产业链的联动,特别是在芯片产业。由于芯片投资期限普遍较长,这些投资至少能够帮助这些企业他在比较长的一段时间内减缓资金压力,专注于芯片业务。

生死存亡面前,国家对于芯片的坚定投入,目的是破解当前国内芯片行业面临的生态掣肘难题。背水一战,才能真正毕其功于一役。

随着国内各界大力发展芯片的决心不断增强,2020年,国家大基金开始筹备新一期投资,继续承接一期的芯片产业链,并将侧重芯片设备与材料领域的投资。

国家大基金对中国芯走自主研发道路的坚定,资本市场看在眼里。这也让一级市场对芯片行业有信心,吸引更多资本倾注于芯片行业。

专业投资人、互联网公司、政府基金相互借力,人和、地利、天时齐备。

中国的芯片反击战已经打响,不管技术封锁的寒冰是否退却,步伐都不会停下来。

红壤观察——中国互联网科技物种进化论 本文为系列第2篇

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