近期的中美贸易战,既是挑战也是 历史 性机遇,将促使不少产业的产业链进行格局重组、重构甚至推倒重来。而芯片是本次中美贸易战的重点,由于华为受到的各种影响,全球芯片产业被置于国际聚光灯下。在贸易战背景下,芯片产业链的哪些环节会产生哪些变化?这些变化会对创业投资产生哪些影响?其中蕴含着哪些新的机会?2019年6月6月,中国发放了首批5G牌照,比原定2020年5G商用时间表提前了整整一年,这说明推动 历史 发展势在人为。
在新一代企业级 科技 投资人投研社第21期,钛资本邀请芯片领域专家时昕博士对相关问题进行解答。时昕博士是Imagination公司主管中国区战略市场与生态的高级总监,拥有处理器设计及软件生态的丰富行业经验,加入Imagination之前在华为公司担任智能计算业务部业务发展总监,此前,时博士曾在AMD、ARM、Synopsys、三星半导体韩国总部等国际公司担任不同的技术与商务岗位职责。时昕博士毕业于中科院声学所,研究方向为处理器设计,同时拥有北大MBA学位。
半导体,是元素周期表的某些元素,如硅、锗、碳等等,在一定条件下有导电或绝缘的特性。半导体大致可以分成几个大类:第一类是传感器,包括传统的传感器和MEMS(微机电系统)传感器,传统的传感器包括压力、温度、气体、磁场、惯性、指纹、声音等传感器,MEMS工艺可以做得更小;第二类是光电器件,包括现在常用节能灯上的发光二极管,以及电子面板如手机或电视面板,包括华为折叠屏手机用面板也属于半导体器件;第三类是分立器件,包括晶体管、功率器件、模拟或射频;第四类是集成电路,包括数字集成电路、模拟集成电路、射频集成电路。
我们今天讨论的主要是第四类——集成电路,特别是数字集成电路(集成电路还包含模拟集成电路和射频集成电路等,这些今天不做详细讨论)。比如一些高速AD,即模数转换、数模转换特定电路,也包括一些射频集成电路,如天线等。目前常用的芯片较多基于硅,所以芯片从业者经常自嘲是“硅农”。还有其它的元素,如基于钾的砷化镓、氮化钾在功率器件和微波器件方面很有优势,而碳作为替代硅的下一代半导体材料,在学术界已经火了很久。
全球芯片发展比较领先的国家和地区:美国是半导体的发源地,芯片就是在美国实验室里发明的,硅谷的名字由来也与之关;日本有一段时间芯片发展得比较好,但因为受到打压,最后一蹶不振;台湾地区发展比较好的是TSMC这种代工厂,TSMC的崛起离不开张忠谋教父级人物的个人能力,以及当时中国台湾在电子方面的进步;韩国能够发展起来,实际上是用类似于财阀的机制,集中资源办大事,三星是从存储器起家,目前发展到不仅包含存储器,也有逻辑芯片和面板。韩国和台湾地区的存储器和面板产业对比是很明显的例子,存储器和面板等产业都需要巨额资金的支持,台湾地区也有政策资金的支持但比较分散,韩国相对来说比较集中投给了三星,所以最终在面板和存储方面,台湾地区完全被韩国抛下了。从这个角度来说,像存储、代工、面板等需要巨量资金的这种行业,不要分散力量,集中力量才能把事办好。
2018年全球芯片公司Top15榜单,可惜其中没有一家中国公司。据海关总署的统计数据,2017年中国芯片进口总额大概为26万亿元,在2018年还继续同比增长13%。中国集成电路的自给率大概是1%~10%,每年的进口额高居不下,所以很多场合都说中国每年用于进口芯片的资金已经超过进口原油,一定要尽快发展自己的芯片产业。
投资人可能比较关心的是,怎样投出下一个NVIDIA,也就是随着人工智能大火的GPU公司。打 游戏 的人可能知道NVIDIA是做显卡的,GPU是显卡上用的主要芯片,在芯片行业里没有特别专门区分GPU和显卡。
想要投出下一个NVIDIA,要看在哪些赛道上出现巨型新兴公司的可能性比较高:在2018年全球芯片公司Top15排行榜中,内存公司最多,有三星、海力士、镁光;第二多的是处理器公司,NVIDIA的GPU就是一种处理器;另一个比较容易出巨头的赛道是做通信相关的芯片,像高通、博通。榜单里有很多家是IDM模式,也就是既有芯片设计,也有自己的生产线,像Intel、三星、TI、ST、NXP等公司;高通、博通、NVIDIA都是Fabless模式,也就是只做芯片设计。
在上个世纪,很多芯片公司都要自己做设计和生产,随着台积电代工模式的出现产生了一种模式叫Fabless,或者说叫IC design house,这些公司只做芯片的设计,而把生产交给第三方公司做代工。
2017年Fabless公司Top10榜单,十家公司中六家来自美国,一家来自新加坡,一家来自台湾地区,两家来自祖国大陆(华为的海思和清华下的嘉瑞集团),而欧洲和日本在榜单上都出局了。再考虑到博通把总部迁移到美国,那就意味着美国占了七家,比例非常惊人。其中比较看好的是海思,海思在2018年的营收将近74亿美金,之前有看法说如果海思的营收在2019年能保持20%的增幅,有可能超过图一中的NXP,不过在现在的形势下这个挑战的难度大大增加了。
从2000年左右到现在,国内的芯片虽然是高 科技 行业,却是以中低端产品为主。国内芯片公司被戏称为“一代拳王”,就是说凭借某一款产品盛极一时,却缺乏持续引领市场的能力。比如,2000年左右全世界MP3里的芯片基本都来自中国南方的一家公司,但当MP3市场萎缩后,该公司就很难找到下一类别的市场。
另一方面,国内芯片公司的技术进步主要依靠摩尔定律,也就是说更多是依靠代工厂、EDA工具和IP公司的技术进步。同时,国内芯片公司严重依赖第三方IP导致产品的同质化非常严重。IP公司和EDA公司里,经常听到客户抱怨公司像跑步机,必须不停地跟着跑,这也从另一方面说明,芯片公司没有能够从技术方面引领EDA和IP,而是跟在后面跑。
好的消息是,国家对芯片产业很重视。不仅给予国家级科研支持,像“863计划”和2001、2002每年几十亿的专项投资,还从产业基金方面给与了很多支持。2014年,国务院发布了《国家集成电路产业发展纲要》,奠定了未来集成电路的战略发展方向;同年9月,在工信部和财政部的指导下,设立了国家集成电路投资基金股份有限公司,被称做“大基金”。大基金参与方都是国内比较有实力的企业,一期的募资总规模1300多亿元,超募了原定目标的15%。基金所有权为基金电路产业投资股份有限公司,采取了市场化机制的管理模式和公司制的经营模式,跟以往的政府项目补贴模式有本质不同。大基金的一期从2014年到现在将近五年的时间,拉动作用显著,现在已经开始启动大基金二期,募资规模将要超过一期且投资方向也要围绕国家战略和新兴行业进行规划,比如智能 汽车 、智能电网、物联网等等,尽量向装备材料业给予支持。
芯片产业链中主要的环节如上图所示,最上方是用户,既可以是ToB用户也可以是ToC用户。比如既可以是运营商使用的5G设备,也可以是一般消费者使用智能手表或智能家电等等。在用户下面有系统解决方案的提供商,像做智能手机的企业会有两方面的需求:一是硬件供应商,主要指芯片的供应商;二是软件供应商,比如智能手机需要AP和基带的供应商。封装测试很重要,像安卓从芯片系统商拿到是封装和测试后的。封装和测试在整个产业链里门槛不是最高的,中国有很多工厂做得不错,像长电在全球排名不错,它的芯片主要是做封装测试,芯片本身由代工厂制造,包括TSMC、三星、中芯国际等公司。
芯片代工厂的需求包括:第一,根据芯片设计公司的设计文件,生产制造芯片;第二,无论是芯片设计还是芯片生产都需要技术支撑,像EDA工具和IP模块,不仅存在于芯片设计公司的上游,还会与芯片代工厂有技术沟通和合作。比如代工厂需要做7nm工艺的研发,就要跟EDA工具提供商如Synopsys沟通确认,其工具能否支撑7nm的设计,甚至需要共同开发。开发IP模块,也要确定其是否能够在7nm上正确实现功能和性能,这可能要几方合作。甚至对于CPU,芯片代工厂提供给客户的不仅仅是CPU的设计,还要跟代工厂共同开发针对此CPU可能会用到的特殊基础库,没有基础物理库,CPU、IP也无法在客户最终系统级芯片里正确使用。
芯片代工厂的上游是TSMC以及国内的中芯国际。它们也有上游,比如光刻机90%以上由荷兰ASML提供。整个芯片生产线牵扯到的设备非常多,其中技术门槛最高的是光刻机,还有其他设备比如离子注入、蚀刻等等。除了设备之外,芯片代工还需要准备芯片生产过程中的耗材或原材料,比如所有的芯片最终都要做到晶圆上,包括每个工艺节点上要做光刻还需要有光刻胶等等原材料,都需要供应商。所以,芯片产业链条中的环节非常多,欠缺了任何一个环节,链条就会被打断,无法实现。
结合中国目前的现状,上图中用白色标出来的是不需要担心的。中国是全球最大的市场之一,最不缺的就是用户了。封装测试在中国也有不错的基础,芯片设计虽然在排行榜中排前十的不多,但至少有一两家公司。
其它的方面可能比较让人担心。软件算法方面,像操作系统OS、专用软件、底层数学库等大部分都受制于美国。EDA工具和IP模块几乎完全受制于美国。前两天对华为的制裁开始后,几家EDA公司比如Cadence、Synopsys、Mentor Graphics三巨头,都已经切断向华为的供应,不仅不再给华为提供技术支持,也不做软件更新。IP模块中,排名靠前的IP公司也以很快的速度说停止对华为的支持。
上图是IP公司的榜单。这些IP公司几乎全部来源于美国或受制于美国。排名第一的是ARM公司,原来是一家英国公司,后来被日本的软银集团收购了,但它也要受制与美国,所以所谓禁令出来后,很快就停止了与华为的合作。排名第二、第三的两家公司是EDA三巨头中的Synopsys、Cadence,都是美国公司。Ceva是一家以色列公司,虽然不是美国公司,但是美国的盟友。Imagination公司原来跟ARM一样是一家英国公司,在2017年被中国的资金完全收购了,所以目前在所有权上完全属于中国资金所有。同时技术也不来源于美国,因为在被中国国资收购前,把所有的美国技术全部剥离出去了,所以目前不用担心这家公司。
IP公司主要分成两类:第一类主要是处理器IP,像CPU、GPU、MPU、DSP等等,比如ARM是移动端的CPU,包括手机、 汽车 电子等等;另一类是接口IP,比方设备都会用DDR的memory接口,像PCIE接口、USB接口等等。
上边说的是芯片设计的上游,芯片设计的下游对于解决方案来说非常关键的是软件公司,特别是对于处理器来说。有些刚开始做芯片相关投资的投资人,可能经常会忽略掉这一点,芯片公司的软件实力经常是决定一家芯片公司能否成功的关键。很多号称做AI处理器、硬件芯片流程的公司,前端、后端、市场、融资都有大咖压阵,但是团队里居然没有一个软件大咖。如果这个芯片公司是与软件公司一起合作或由软件公司投资定制的一款芯片,那可能还好,但如果这家芯片公司独立地往市场上推,可能经常用户都找不到它。
大家都喜欢类比NVIDIA,但很多人都不知道,卖GPU芯片盈利的NVIDIA公司,软件工程师的人数远远多于芯片设计工程师的人数。NVIDIA的GPU和AMD的GPU比较起来可能各有千秋,为什么市场上用NVIDIA的GPU的比例要远大于AMD的GPU,主要就在于软件生态做得好。整个CUDA软件生态,不仅有对AI各种框架的支持,也包括在各行各业,像天文、科学计算、气象等基础运算库。在专用处理器方面,这是一个非常复杂的工程,不能完全由硬件出身的专家负责,因为不了解应用软件,另外也经常会忽视软件工具链的开发。设计一个专用处理器需要经历很多步骤,比如需求分析、架构设计、硬件实现等等,而软件工具链的开发非常重要,比如处理器上的软件编程环境如何、用什么样的编译器、提供什么SDK和函数库,是否能够支持AI所需的所有卷积运算、矩阵运算、FFT运算等等。芯片本身软件工具链之外,还有更多的软件生态。以智能手机为例,手机芯片上如果不能跑安卓系统就比较麻烦,安卓上还跑微信、支付宝、抖音等等应用。因此,把芯片做出来后,只是万里长征刚刚开始,后面还有更多数量级上的工作。
芯片面临的另个问题就是人才和资金的缺口十分巨大,虽然中国在这方面持续投入了很多年,但是目前来看可能还是不够。2018年,中国电子信息产业发展研究院(CCID)和工业和信息化部软件与集成电路促进中心(CSIP)联合发布了《中国集成电路产业人才白皮书(2017—2018)》,提到了中国集成电路人才缺口大概30多万,这个数字值得玩味。
十几年前就开始说,中国集成电路每年的人才缺口大概有几十万,很多专家、学者、大咖一直在呼吁,很多高校也都开设了芯片设计相关的专业,每年培养出了很多的人,为什么人才缺口持续一直是这样的状态?白皮书中也有分析,每年培养出来的人才,八成左右在毕业后转行做互联网或金融,因为从事芯片设计行业赚不到钱。芯片设计打工者赚不到钱倒不是因为芯片设计的老板比较抠门,而是芯片设计公司的老板自己也没赚到钱。
为什么?因为芯片设计行业的特点就是投入非常高,一次流片可能就是几百万,如果比较新的工艺10nm、7nm,投入的量级可能不变,但单位变成美元,而且一次流片还不一定成功,甚至两次流片都不一定成功。除了流片费用,还有EDA费用、IP的费用、员工养家糊口的工资,这些投入非常高昂,而且一个芯片项目基本周期是一年半左右。因为周期比较长,投入比较大,同时还有非常高的风险,一年半前定好的产品需求,即使流片一次成功,到上市时能否满足市场需求,就要在一年半后上市时才可能确切的知道。也由于这方面的原因,民间资本非常不愿意进入芯片行业,其财务回报率IRR等指标,相对于大规模的创新互联网公司也不好看。
所以如果考虑向芯片业进行投资,可能要做好与团队进行长跑的心理准备,很难像互联网那样一两年就获得比较理想的或至少是比较明确的回报。还有在开始时,公司很难从技术上就能做出一个判断,很多情况下要看选择的团队和团队的技术积累和技术能力如何、团队的市场潜力、团队之间是否能长期合作共事等更加重要的指标。
在芯片产业中,除了IP、EDA和代工厂等实体组织外,还有一些环节非常关键,比如标准。像WIFI联盟、蓝牙联盟等等行业组织,先是取消华为的成员资格,几天后又恢复了华为的成员资格,虽然这是一场闹剧,但还是让人揪了一把汗。还有IEEE学术组织,也在美国政府禁令的影响下,对华为进行了一些限制,后来又放开了。对于标准,可能有人认为标准制定后就是公开的,照做就行了,不是标准制定委员会的成员也没什么关系,这就想简单了。需要参与标准的制定有两点因素:第一,每家公司技术的积累和布局是不完全一样的,参与标准的制定有利于让标准向自己更擅长技术方向上去倾斜,这非常重要——有句话是“三流公司做产品,二流公司做专利,一流公司做标准”;第二,如果不能在早期参与标准的制定过程,可能就很难在早期深入了解、获得标准的发展方向,从而很难制定一个三年或更久的产品规划图。作为一个芯片公司在与客户沟通时,没有一个清晰的产品规划路线图,客户的信任可能就打折扣,对企业未来打一个问号。而且各家公司的技术积累的方向也可能不完全一样,如果能够使标准更加倾向自己积累的方向,那么技术公司就能够获得更好的领跑优势。
前面进行的很多分析可能有些偏悲观了,但是其实我们也不必过分悲观。之前的一段时间可以看到一个趋势,芯片产业在国内的发展非常明显,特别在2014年国家的“大基金”推出后,芯片设计公司的数量几乎翻了一番还多,大幅增长。
在中国,政府的指引非常重要,一定要关注。在第一期大基金的工作中有一个饼图可以看到投资的重点,65%投资了制造方面,因此像中芯国际这些年的进步非常明显,虽然距离台积电或三星还有代差,但是对于大部分芯片公司所针对的中端用户差不多可以了。
大基金已经开始了第二期,募资规模将会超过一期,而且将围绕国家的战略和新兴行业进行投资,并且尽量对装备材料给予支持。在第一期中,设计方面的投资大概17%,在二期应该会明显对设计公司加大比例,同时设计公司相对来说在芯片产业里,与制造相比算是花费少的,所以应该会有更加明显的拉动。大基金二期目标是募集1500亿元人民币,这方面在未来可以期待很大的支持力度。
国家花大力气支持芯片产业有一个根本原因,中美博奕不是针对一家公司,中美两国博奕也不能再用过去的眼光考察了,根本是谁能够占领 科技 发展的制高点。所以针对国内的企业,从去年的中兴、福建的晋华,到目前的华为,接下来大疆、海康等AI四小龙等等,可以看到打击的目标都是高 科技 企业,所以这战争是不是场持久战?像华为可以通过囤半年或一年的货,用自有备胎从容应对就可以吗?
如果真的是两国博奕,要占领未来 科技 发展的制高点。若仅有设计公司,芯片设计的部分是完全不足以支撑的,像芯片的上游EDA、IP,还有芯片的代工、代工厂的上游,完全都在别人手里,想要把产业链重新连起来,里面相当多的环节都要重新开始自己建设,国内虽然也有EDA公司,就算不是重新开始也是从一个非常低的起点开始。
上图分析在几个方面中国与世界水平还差多少:封装测试方面不用特别担心;在设计方面,基本上具备了终端方面设计的能力;在代工方面,由于投入巨大,需要一定的时间。这些方面目前有差距,但是差距既是挑战,对从业者来说也意味着机遇。在迎接这些挑战中,需要远离浮躁,要能够坚持下去。一个芯片项目做一年半,甚至可能一次流片不够,还要经过更长时间的忍耐,这对从业者也是非常大的考验。
中国的芯片如果想要在某些方面有所突破,在哪些方向或赛道上有可能会出未来黑马?
首先,芯片相关的内存、代工、封测等等领域,基本上投入都非常巨大,以数十亿计的资金才有可能参与,这些领域可能更多需要依靠国家战略进行追赶甚至赶超;
其次,IDM厂商。世界上TOP 15里有很多IDM厂商,像Intel、三星,中国还是有机会出现年轻的公司,比如华为海思。因为有持续的资源保证,海思有华为十几年持续的帮助和投入,获得了现在中国芯片领域排名第一的位置。中国还有其它的IDM,比如像无人机,还有很多比较成功的互联网公司,也都在尝试进行芯片的研发。在手机厂商和家电厂商中,除华为外,没听说哪个品牌或资源声势特别大,更多的手机厂商应该做尝试;
再次,很多人说国内要做自己的EDA公司,而EDA公司数十年的 历史 已经证明了,初创EDA公司最终最好的结局就是被三巨头收购,除非国内的EDA公司将来跟美国是一个世界两套体系,那就几乎要从头开始发展EDA产业,不然这方向不太可能有较大型的公司出现;
第四就是IP公司。在IP公司榜单前十名没有一家国内公司,直到2017年年底时,收购了Imagination。在榜单上可以看到IP公司最近几年的营收,IP公司活得很艰难,市场份额都不大。如果只是做单一IP公司,没有机会做CPU或GPU这种比较大空间的IP,那单一或少数几个IP的公司是很难生存的。如果将来迫不得已发展自己的IP,那唯一的方式就是某个具有号召力的组织机构振臂一呼,大家一起做聚合平台,把很多单一的IP聚合到一起,才有可能被芯片公司所采用。
最后,在芯片设计行业里有更多的机会,芯片设计方向也很多,主要考虑这么几点:首先,开源处理器也有隐患,将来需要完全源自于中国自主的处理器架构,不管是MCU微控制器、手机AP(Application Processor,即应用芯片)的MPU,还是一些在特定场合下的对特定指标有要求的数模、模数转换器件和射频器件。
希望投资机构能做好陪伴团队长跑的心理准备。中国的优势在于巨大的市场,可以立足于本地市场做持续引领,不要又成为“一代拳王”。像安防、AI行业,中国不仅仅有巨大的市场,而且也有很多AI的初创公司,在算法和软件方面也非常有技术领导力,还有像能源、 汽车 等等行业,一定会有国内供应商的重要一席之地。
除此之外,类似中国基金全资收购英国IP公司Imagination,也是一条可行的道路。除了美国外,在其它的一些地方,特别是欧洲还有些小而美的公司可以进行国际并购,从财务上面取得控制权,然后再慢慢消化吸收、引进人才等等。
此前,钛资本曾在2018年12月邀请了湖杉资本创始人苏仁宏在“新一代企业级 科技 投资人投研社”在线研讨会第九期上分享了中国半导体领域的投资挑战和机会(在钛资本微信公号中查看)。当时认为未来十年,中国芯片产业链将重构,这是最大的整合机会。传统的模式已经越来越没有效率了,今后的世界会越来越扁平,信息流会越来越短,数据的传输效率会提升,也会带来新的应用模式,整个产业链条会发生重构,而产业价值重点是芯片、云、数据。
而到了2019年6月,随着中美贸易战的升级和持久化,打开了中国芯片产业的 历史 性机遇窗口期。在美国禁令发出后,不少国际芯片产业链上的公司切断了对华为的技术供应,这将在很大程度上警醒和影响中国的 科技 投资流向。相对来说,半导体行业新的技术并不多,推动力大多数情况下并不是新技术。而 科技 投资的流动,将影响全球半导体产业格局的发展。过去,没有中美贸易战, 科技 投资更关注应用创新以及产业链的整合;而在中美贸易战的影响下, 科技 投资将有可能关注在全球不同的区域重建半导体生态,以保证国际竞争中的可持续性发展。
中国提前一年发放5G商用牌照,这在很大程度上拉升了中国在全球半导体产业链中的市场地位,也为国内半导体产业发展和创业创新提供了广阔的实验场和产业空间。现在需要的是更大胆更具创意的想像和想像空间——如果要在亚太和欧洲市场重建整个半导体产业及生态,是否能够做的不一样,例如还需要专业人士完成芯片设计么,还是人工智能就可以完成?好的消息是,已经有了到目前为止的整个半导体产业发展 历史 可以借鉴和对标,需要思考如果推倒重来的话是否有更好的方式、方法和路径?不是每个产业都有推倒重来的机会,在大挑战面前也是大机遇。
“眼见他起高楼,眼见他宴宾客,眼见他楼塌了。”
许多人曾用这样的描述形容互联网泡沫与投机者,如今,轮到了半导体行业,业内用 “芯片烂尾潮” 来形容一系列光怪陆离的景象,但真正内核的原因仍有待挖掘。
2020 年 10 月 20 日,由于不少地方芯片项目烂尾的报道持续发酵,国家发改委新闻发言人孟玮在例行发布会上指出:国内投资集成电路产业的热情不断高涨,一些没经验、没技术、没人才的 “三无” 企业投身集成电路行业,个别地方对集成电路发展的规律认识不够,盲目上项目,低水平重复建设风险显现,甚至有个别项目建设停滞、厂房空置,造成资源浪费。
武汉弘芯是一个涉及上千亿资金的明星项目,成立于 2017 年 11 月,目标是为实现 14 纳米和 7 纳米制程的芯片生产线,每月产能 3 万片,还聘来了台积电关键研发人物蒋尚义担任 CEO。2019 年 12 月,弘芯还成功引进了国内唯一能生产 7 纳米芯片的 ASML 光刻机设备,一时风光无限。
2020 年 6、7 月份,武汉弘芯被曝出,项目存在较大资金缺口,随时面临资金链断裂导致项目停滞的风险。同时,由于弘芯项目二期用地一直未完成土地调规和出让,且缺少土地、环评等支撑资料,无法上报国家发改委窗口指导,导致国家半导体大基金、其他股权基金无法导入。同时,弘芯还被曝出拖欠着供应商数千万工程款,价值 5.8 亿元的 “全新” 光刻机也被抵押给银行。
实际上,类似弘芯这类经过短暂风光却频现问题的半导体项目,也在不少地方存在并发生着。
在 2019 年,南京德科码 30 亿美元晶圆项目停摆,沦为欠薪、欠款、欠税的 “三欠” 公司,被法院列为失信被执行人;成都格芯消耗政府 70 亿元投资建设了厂房,现在停产、停业、倒闭裁员,沦为一座空房;贵州华芯通半导体宣布破产清算,与高通的合作以失败告终;江苏淮安德怀半导体被曝腐败窝案,46 亿元资金打了水漂……
据悉,国家下一步将引导地方加强对重大项目建设的风险认识,按照 “谁支持、谁负责” 原则,对造成重大损失或引发重大风险的,予以通报问责。
近年来,国家对半导体产业的投资扶持力度堪称前所未有,尤其是在中兴、华为事件之后。
2014 年 9 月 24 日,国家大基金一期成立,首期募资 1387.2 亿元,为国内单期规模最大的产业投资基金;2018 年两会之后,国内提出发展集成电路产业的城市高达 30 个,多地政府都成立了集成电路产业发展基金,预计募集基金规模超过 3000 亿元;2019 年 10 月 22 日,国家大基金二期成立,注册资本为 2041.5 亿元,业内预计两期大基金可以撬动的 社会 资本规模超过 1 万亿元,越来越多的地方政府、 社会 资本介入半导体产业,希望能实现一些突破。
但盯上这块大蛋糕的人更多。用企查查搜索 "芯片" 关键词, 能得到 54733 家名称里带芯片的注册公司,而搜索 “半导体” 和 “集成电路”,分别能得到 91247 与 261681 家企业数据。
这么多资金投入、这么大扶持力度、这么多企业参与,却换来了一波 “芯骗” 苦果,不禁让人思考问题出在哪里?追责固然重要,然而在新的发展周期启动前,我们该如何从源头上避免下一次芯片烂尾潮?
对此,华裔微纳电子学家马佐平向 DeepTech 分享了其独到看法。他是中科院外籍院士,兼任耶鲁大学电机系讲座教授、前系主任,也曾在 IBM、Intel、 HP、日立、东芝、台积电等国际大厂担任高级 科技 顾问。
以下对话内容,在保持原意的基础上略有删改。
DeepTech:你怎么看待这批地方芯片烂尾项目?
马佐平:在 2014 年国家大基金成立的时候,我曾向相关负责人谏言,建议从大基金中拿出一部分钱来做基础研究,做技术扎根,虽然业绩要到 5 10 年后才能看到,但是这个非常重要。而那位负责人当时的回应是:“我们都了解,也都非常赞同,但我只是一个执行的人,上面花钱投入,希望我们每年要有业绩,所以我不能等着 5 年、10 年以后再看业绩,那到时候我也不知道被调到哪里去了。”
于是,就有相当一部分钱去投入到买设备去盖厂房等方面。我记得在 2018 年 4 月中兴事件之后,一个月内就传出将会新成立一个大基金。
再后来就如我们现在看到的现象,出现一大堆骗钱的烂尾芯片项目。可以说这个并不是意外,症结就是有些地方在乱撒钱,很多投资并没有明晰让从业者做什么,为什么要做这个?甚至没有有效监督,成百上千家新的公司纷纷成立,很多对半导体根本不了解的人都去开公司了。
这对产业发展来讲不但没有用处,反而有害处,优质资源被浪费掉了,也把半导体行业变成了一个骗钱行业,真正要做事情的人反而被人家看不起。
最重要的一定是要好好找真正的专家团进行规划,我们到底缺什么?我们到底要把钱用在怎样的刀口上,不能投机取巧,搞形象工程。
DeepTech:以武汉弘芯为例,他们聘到了台积电资深的元老蒋尚义,甚至成功引进了 7 纳米光刻机,而且武汉有比较成功的长江存储、武汉新芯等项目,地方应该不缺乏经验?
马佐平:这个非常可惜。弘芯聘请的 CEO 蒋尚义是我的大学同学,非常有实力的一个人,他是台积电创办人张忠谋十分倚重的研发元老,人称 “蒋爸”,期间也雇我做过顾问,他如果要带团队真的有能力做成,非常好的一个人,可是没想到的是,这么好的一个人也被骗。
很多国内报道都说背后有几个人在北京搞了一个空壳公司(北京光量)做大股东,根本没有资本和技术实力操盘,而且也查不到更多信息。
DeepTech:我们能否从根源上避免部分地区乱撒钱搞芯片的方式?
马佐平:可以参考国外的决策经验,比如在美国,别说几千几万亿的项目,就是只有几个亿的项目,政府推进工程发包之前,也会请很多专家组成顾问团,各种审核,怎样花钱,第一步做什么,第二步做什么,细节都要规划到了,至少要推敲几个月。
华为事件之后,外媒还传言中国要投入 9 万亿用更大力度全面扶持半导体产业,且不说这个数字是真是假,如果真是这么大的资金规模,决定过程至少要超过一年以上。首先行政部门需要有一个非常清晰的规划和审核,之后还要看参众两院多方投票是否能通过,可能到最后只能批准 5 万亿的预算,不过都会有非常充分的理由支撑,不是随便拍脑门决定的。
政府工程发包的时候也要有一个顾问团,都是来自各个领域的专家,包括技术方面、财务方面、执行方面的专家,然后给出落实建议,要具体执行的时候,还有另外的顾问团或是顾问公司,各个环节是非常独立的,杜绝之间的利益关系。
而如果是拍脑门决定,无疑效率非常高,但是会有很多欠考虑的地方以及看不到衍生出来的关联影响。我们不能在开会的时候,大家都说这个计划很好很好,一开始执行才发现里面利益牵扯太多,乃至没办法打破。
DeepTech:这个情况在当下的半导体行业,是很普遍的一个现象?
马佐平:很普遍。我经历过太多这种事情,地方半导体行业有很多外行领导内行的情况,我的建议也要组建无利益关系的顾问团,其实很容易,但是后来有人跟我们讲,你这种是不可能的,你如果去搞这种顾问团的话,等于是把人家利益部分都砍掉了。最后很多钱,流向了骗子和贪污。
你这个项目要这么多钱是干什么的?你一项一项地把它列出来,审核部门再找相关专家、顾问团详细讨论和决策,就会很难被蒙骗,可能要很久才能出来方案,但是,将来出错的几率就会很小。
DeepTech:扶持半导体事业已经成为国家战略,而且市场的投资热度都很高,但我们造的芯片可能大多在一些非常细分的领域或者相对中低端一些,这种方式能让中国半导体事业进阶到一个理想预期么?
马佐平:现在业界投资的很多芯片,是有一些商机的,虽然不是最高端的芯片,但在中国市场的需求量还是很大。如果这批创业者比较了解的话,抓住这个重点,弥补市场空白,外面进不来,刚好我们自己有这个能力去弄,而且可以很快研发出来,一定程度上可以把我们国内的供应链产业链给加强,当然这只是短期。
长远来看,我们国家芯片产业真正的目标还是要做高端芯片,像华为等公司需要的旗舰手机芯片、5G 设备芯片等,它需要非常高端的基础技术支撑,国内没办法供应它,那短期能怎么办?没办法,那就要沉下心来做长期打算,真的是忍痛前行。
芯片产业链非常复杂,涉及面非常广,从材料、制造、设计、设备、封装、生产最后到市场,这些环节全部都紧密连在一起,哪里是我们最弱的?那里我们能够迎头赶上等等,需要系统规划一下。
我觉得对于芯片产业,完全要自己封闭起来搞,这是不可能的,一定要争取国际合作,即便美国技术领先,也是要靠国际力量的。我觉得我们可以用外交手段等,推进业界寻求国际合作,而且不能说,完全是我们这边都占利,这种强势的方法不太可行,我们也需要给到对方好处,大家互相促进,能自力更生固然好,但对于芯片产业来说几乎不可能。
这也是一个很现实的事, 因为芯片产业不是某个单一的东西,比如说我们自己造原子弹、人造卫星很厉害,攻克几个关键技术就可以做出来。
芯片产业发展是日新月异的,每一个星期每一个月都在创新,你现在以为跟别人的差距差不多了,人家两年以后又翻了一倍,不可能自己闭关自守,我们需要深刻了解这一点,有的时候需要放下一些身段跟人家合作。
我们经常说要赶超,但现阶段只要不差的更远就不错了,人家研发能力更强,也不是不动的,人家也在努力发展。
DeepTech:这么多年来,我们的芯片产业似乎与国际产业链的契合紧密度仍然不够?比如我们遇到制裁禁令会变得很被动,也难以牵动国际产业链帮助进行脱困。
马佐平:契合度比较低。最主要是你可以给人家什么,人家跟你合作,人家能得到什么,我们要得到什么,需要互利的基础,都是很现实的问题。
中国有一个很大的利基就是市场非常大,中国市场已占到全球集成电路市场的近乎一半。此外中国的扶持政策、财力、建厂土地等都具备很大的吸引力,还有一方面,中国近年来培养出来的工程师人才,是美国的好几倍,这些都是非常大的优势所在,怎样利用好这些资源互利,不要老是去对抗。
我们可以集中所有的力量去干一件大事,刚好那个东西不是那么复杂,但现在对于芯片产业来讲,完全不是这个样子,太复杂了。比如一台光刻机就有几十万个零件,其中比较精密的材料来自很多发达国家,荷兰的 ASML 可以把它整合起来,但是里面的关键元件和技术有一大部分是美国提供的,所以美国可以通过一些手段卡住它对中国的供应。
我知道很多地方领导希望看到有实体的东西,比如盖大楼、建厂房、买设备,有一个实体东西在那就安心了,但是这不解决核心问题。
DeepTech:怎么解决你说的核心问题?
马佐平:这需要看一个芯片项目具体的性质,是要做什么事情,但最重要的是人,没有靠谱的人才团队,大楼盖起来,机器买来也没有用。人才为什么会去?他需要知道很明晰且有力的规划,将来能切实落实。据我所知,弘芯就曾计划从台积电高价挖来一些人,给他们开出 3 倍高的薪水,但是呢,单纯为钱而来的人并不一定是最好的人才。
至少要把人才稳住,之后要扩建什么当然是无可厚非的,不能本末倒置。
弘芯项目当前的处境非常可惜,据我了解,蒋尚义已经寻找到了 50 多个得力干将,因为在芯片业界有一个规则,不能从同业竞争公司之中挖来骨干马上雇佣,这期间至少要 “周转” 一年时间, 但是真的有几个厉害人,因为信任他,所以愿意跟着他。
如果没有太多意外和干扰,我相信他带领团队真的可以做成弘芯,而且可能不需要太多年,就能越过 14 纳米工艺,实现 7 纳米乃至更高的水平,因为蒋尚义在台积电就曾领导过 7 纳米工艺的研发突破。
遗憾的是,没人出面将弘芯的局面稳住,就看着它垮掉,这些人才如果都散掉了,不仅前面的钱白花了,重要的是接下来再想攻克 7 纳米工艺谈何容易,再试图从台积电等大厂挖核心人才也会被盯得更紧了。
DeepTech:芯片烂尾潮之外,最近半导体行业还有哪些现象显示出了不好的征兆?
马佐平:我看到了很多中国公司在报道里说开发出了第三代半导体,所谓的第三代半导体,好像很先进,其他的都是一代、二代,我们有了第三代芯片不是更先进吗?其实要我来说,不是第三代,只不过是 “第三类” 半导体,可以局部用到一些大功率、 汽车 、高温设备等细分领域。
还有很多人大谈摩尔定律失效。摩尔定律有狭义与广义之分,狭义的摩尔定律就是把芯片微器件不断缩小,肯定是快到尽头了,比如说台积电 5 纳米,再下一个阶段 3 纳米,最多 1.5 纳米,能够分布几百亿个晶体管等等,但我认为广义的摩尔定律才刚刚开始,很多业内人士也赞同这个说法。
芯片不只是平面的,工程师可以堆叠好几层乃至几十层,新的制造封装工艺在台积电已经在不断突破,而且预期很快会变成主流,就是广义的摩尔定律还不会失效,可以想象一下如果一层有几百亿个晶体管,像盖高楼一样构建几层乃至几十层会有怎样的性能,芯片纳米工艺到极限之后,可把它立体化,用三维的方法重新定义。
DeepTech:我还看到不少光电芯片、乃至碳基芯片可能要取代硅基芯片的说法。
马佐平:光电芯片当然在某些方面可以有很好的应用,而所谓的碳基也好,比如石墨烯或者纳米碳管的炒作,这些是不可能取代硅芯片的,尤其是石墨烯领域的报道很多是在乱讲,它能够做导体,但你要做到硅基晶体管的水平是完全不对的,用碳基取代硅基有些痴人说梦。
不可能进行产业跃迁,半导体行业需要强大的专业知识和技术手段,没接触过的人贸然进入这个领域,只是投钱而已。
我国半导体行业现状
沉寂多年的半导体行业,因为全球性芯片缺货再次疯狂起来。
对中国而言,紧迫程度则更甚。自中兴、华为事件开始,芯片市场对国产替代的需求裹挟着爱国情绪逐步爆发。在产业端肩担重任的同时,资本闻风而动——逻辑很简单,中国要摆脱“卡脖”语境,重塑本土的半导体产业链,这其中必然孕育着巨大的机会。
芯片代工厂龙头台积电总营收达1.34万亿新台币(约合人民币3020亿),营收高于绝大多数科技公司的市值,但其购买一台ASML生产的先进制程顶级EUV光刻机就要花费1.48亿欧元(约合人民币11.74亿元)。如果这样的设备、技术能够自强,产业的势能将无限放大。
芯片狂潮来袭已不是什么新闻,但水大鱼大,泡沫也大。武汉弘芯、成都格芯、贵州华芯通等芯片烂尾项目敲响行业警钟,而一级市场投资人对于芯片的热情丝毫不减。
一位知名FA(财务顾问)机构创始人表示,市场上50%的机构都在看半导体,这已然成为投资人见面的必聊话题。而另一位不愿透露姓名的FA科技板块负责人告诉「资本侦探」:“有个项目,投资人连创始人的面都没见过,直接发出去4亿的TS(投资意向书)。更多的投资人则为抢不到好项目发愁。”
不过,有意思的是,在这场盛筵刚刚开席后不久,资本阵营里出现了观点分化,市场也悄然起了变化。
一级市场如火如荼,但二级市场显然对这件事多了许多冷思考。近期更是出现了一波芯片概念股的集体下跌,甚至有分析师认为半导体将进入下跌期。
存量的半导体上市公司正在疯狂的解禁。解禁意味着减持的可能性,减持则意味着市场上供给出来的股票变多了。
一方面是国家大基金。
三大半导体龙头上市公司晶方科技、兆易创新、安集科技发布公告称,国家大基金将减持公司股份不超过总股本的2%,减持金额分别为5.63亿元、19.78亿元、3.69亿元,合计近30亿元。
市场普遍认为此次减持的原因是国家大基金的投资已进入回收期,现阶段正有序减持回收资金。大基金一期成立,股东包括财政部、国开金融等机构,是为扶持中国本土半导体产业而设立的专项基金。其投资计划为15年,分为投资期、回收期、延展期各5年,如今资金回笼是正常流程,此后,新设立的大基金二期将继续投资半导体市场。
当然,大基金的减持还在继续,伴随着企业情况陆续达到大基金的退出要求,之后还会有更多的减持情况出现。
另一方面是小非(5%的非流通股股东)。“很多PE机构赚了钱要「跑路」,导致供给又变多了,估值下压。”
例如中微公司的小非公告出来清仓式解禁。去年7月,中微公司合计约1.94亿股的首发原股东限售股份解禁,约占公司总股本的36.27%,24日公司公告显示置都(上海)投资中心、嘉兴悦橙投资、嘉兴创橙投资等九家原始机构股东计划通过询价转让方式减持公司股份,这九家公司合计持股占公司总股本的2.66%。
我国的光刻机处于世界的先进水平,但没有达到顶尖水平:
我国的光刻机发展已经近到了28纳米的光刻机,可以满足日常的射频芯片,蓝牙芯片以及其他电器中的一些芯片的要求和标准。但是相较于芬兰等欧美国家的光刻机芯片,已经达到了个位数的纳米。想要在此基础之上超越欧美国家,进入光刻机的顶尖水平,还需要数10年的时间研究和发展,这就好像在一根头发丝上的1/10000处,雕刻一栋楼房的难度是差不多的。
光刻机在我国之所以如此重要,是因为它在芯片的研究和生产方面占有非常重要的地位。我国的大部分芯片研究都离不开光刻机的技术支持,例如手机芯片,一些重工业行业,机器的芯片,还有很多高新科技产业的核心技术,都需要用光刻机来研发芯片,没有了光刻机,我国的芯片研究就会陷入停滞的发展状态,因此我国的大多数光刻机主要依赖于进口,只有少数的光刻机用在一些不太重要的科技岗位上。
只要光刻机达到顶尖水平,我国的芯片研究就会得到一个质的突破。例如汽车芯片的研究,在我国除了自身的发展以外,大多数也依靠进口来完成汽车的整体生产过程,当光刻机的技术达到了顶尖水平以后,我国将不会再依赖外国的汽车芯片,拥有自主研发的中国芯片,安装在中国生产的汽车上。一方面会增加我国在汽车生产上边的独立性,另一方面会减少对国外光刻机的依赖造成他国对我国的贸易制裁影响。
总而言之,光刻机的技术非常重要,但难度也非常大,有专家预计在未来的十年到20年中,我国的光刻机技术可能会得到质的突破。
不要老是盯着光刻机,国产芯和美国芯的真正差距还是在专利和标准上!
许多人认为中国的芯片制造工艺不行,的确目前国产的光刻机只能达到90nm的精确度,国内最好的芯片代工厂中芯国际的工艺水平也只在28nm-14nm之间。但是芯片厂商完全可以找技术先进的代工厂,例如华为的麒麟970和苹果手机的芯片都是让台积电代工。从芯片制造环节本身来说,芯片制造属于产业链的下游,中国和美国都是外包的。
但是在上游的专利和标准上,由于 历史 原因(计算机是美国人发明的、集成电路行业也是发源于美国),基本上都掌握在美国以及它的盟友手上。例如Intel 在x86 框架指令集中就有着大量的专利作为自己的专利壁垒,其他国家如果没有专利授权的话去研发一款能运行Windows的自主CPU是绝无可能的。
同样在移动芯片领域中,ARM也占据了专利的上风。ARM本身不生产芯片,只是设计芯片的架构,靠着技术授权给其他半导体制造商就可以数钱数到手抽筋。
另外说芯片的发展,不得不提的就是操作系统。即使是绕过了专利搞出了一套新的芯片技术,性能还领先,但是没有操作系统的支持的话依然是没有用武之地,这就是为什么当年Windows+Intel联盟所向披靡的原因。中国前几年研发的自主CPU龙芯,其实性能已经达到了能用的程度,但是没有操作系统的配合,只能跑跑Linux,终究不能成为主流。
中国目前发展芯片的机遇在一些还没有制定标准的专用芯片领域,例如人工智能芯片等。另外,世界也是在不断变化中,现在占据领先不代表永远不会被赶超,微软和ARM的合作就试图挑战Intel的地位,中国目前也得到了x86架构的授权正在不断追赶。
最快多久才能赶超?有生之年肯定看得到!
这个问题问得好。
国产芯片落后了多少,从一些事件就能看出。
同样是前段时间,网上流传着紫光的内存条,一开始的DDR3大家说这是奇梦达当年倒闭时前的最后作品,后来的DDR4被证明用的是海力士的颗粒。而紫光自己到底有没有能力生产出内存颗粒一直是个迷。有的说下半年紫光就能生产出自己的DDR4颗粒,但目前来看紫光高层有波动,能否如期完工还是个问号。
然后就要说说我们Al芯片的骄傲寒武纪了。这个芯片商商很奇怪,他们的官网没有任何性能介绍,要知道就算是挖矿用的矿机芯片和顶级的FPGA芯片也都有性能介绍。而衡量Al芯片性能的参数就是半精度计算和深度计算能力,这些参数很普通,根本不是什么机密,那么他们为何不展示呢?
最后,我们的代工业务,中芯国际的核心业务是28nm工艺,14nm正在研制。而英特尔在2009年就成功操作出了同级别的32nm工艺。
我想从这几件事就能看出,我们落后人家至少十年!至于赶超,现在我们要什么没什么,难道要用口号去赶超?如果真能静下心来,十几年的差距也不是那么容易赶上的。我想等到二十一世纪中叶,我们应该能赶上去。
目前来看,国产芯片与美国芯片的差距到底在哪儿,我们最快要多久才能赶超呢?
一、近年中国芯片产业进步有目共睹,可与美国的差距到底有多大呢?
看完现状,我们再看追赶速度。根据美国官方组织统计的美国上市公司数据,美国芯片上市公司2019年的研发投入和资本支出总计717亿美元,从1999年到2019年,美国芯片上市公司整体资金总投入将近9000亿美元,而我们的国家大基金一期二期加起来也就3000亿人民币,差了一个数量级。
近年来,中国芯片产业的进步是有目共睹的,我们已经从中低端解决了有无问题,国产CPU已在国内获得应用机会,未来将在此基础上,不断迭代、不断升级,从有到好。
二、参观日韩芯片产业发展,我们是在没显著优势的情况下,就被美国打压了
回顾 历史 ,上世纪五六十年代,芯片是美国的天下,其实是没有日本韩国什么地位的,日本开始重视民族企业的发展,索尼,松下等企业才迅速发展。到了70年代末,日本芯片实力大大提高,能和美国扳手腕那种,同时以质量好,价格低的优势把美国产业打得落花流水。
同时,韩国三星在90年代发展起来,有韩国政府和美国的扶持,90年代末就超过日本美国,不过1997年亚洲金融危机,美国购买大量三星股票,占有量超50%。虽美国不直接干预三星内部事务,但三星大部分利润是被美国赚去了。可以说,三星就是美国的高级"打工仔",被美国控制住了。
讲了这么多 历史 ,我们可以看出:
结论就是:中国半导体是在没有建立显著优势的情况下,就被美国狠狠打压了,这一点与韩日不同,这意味着我们必须打破高耸的技术壁垒,前路艰难险阻啊。
三、最后,中国芯片产业什么时候能超过美国?这是个伪命题
如今看来,中国芯片产业并不是要超过谁,而是要满足谁。搞清楚这个问题,是芯片产业发展的核心问题;芯片产业不是奥林匹克竞赛,看谁的芯片技术好,发个金银铜铁奖牌;那满足谁?满足中国日益增长的芯片需求。
可是,面对这种巨大规模市场,芯片产能转移到中国,是未来十年的趋势,会有反复,但不会回头;没有人能够对抗不了经济运行的规律,只能顺势而为,不是逆势而行;中国的芯片行业是汪洋大海,不是小池塘,海纳百川,水大鱼大。
最后的话:所谓的芯片领先,绝对不单单是设备,更是其产业链
我们一定要明白一个道理:所谓的领先,绝对不单单是设备,更是其产业链;美国打击的也不仅仅是某一家,而是全部的产业链!曾经有位大佬画了一个图来解释在半导体产业链上我们与美国之间的巨大差距,看看这个图感觉挺好的。
差距有多大呢?
最近这两年我们大国崛起的声音越来越多,城市化水平越来越高,人均GDP越来越多。尤其是移动互联网,更是有了移动支付、共享单车这种走在前沿的创新,许多人都产生了一种错觉,中国 科技 突飞猛进终于可以吊打一切了。
但是, 事实是中国在国防技术相关的商业航空器、半导体、生物机器、特种化工和系统软件等核心技术领域,和美国差距在10年以上。 找点例子,大家感受一下。
来点手机行业的例子感受一下。
手机上常用的大猩猩玻璃的前身是康宁公司在20世纪60年代生产的,具防弹功能的特种玻璃。
Iphone里使用的Siri是美国国防部先进研究项目局2003年投资的CALO计划。
中国国产手机里的操作系统都是谷歌的安卓操作系统。
很多中国国产产品每年都要向 思科、高通、西门子、诺基亚等很多公司缴纳专利费。 尤其是高通公司,每一个智能手机都要向高通缴纳专利费,要知道高通是3/4G领域的奠基者,在全球通信领域具有垄断地位,也因垄断被发改委罚款60亿人民币。
华为 的麒麟970,技术架构是来自英国的ARM公司(现在是日本的)。芯片是台湾生产的,中国大陆没有生产能力 。
随便说点计算机领域的
计算机的核心--cpu,目前民用的只有两家intel和AMD ,遗憾的都是美国的, 由cpu引申出来的计算机主板芯片大多数也是这两家。你计算机里用的硬盘大多数都是美国的。 制作显卡芯片的目前两家最大----AMD和英伟达 ,他们也是美国的。
中国的BAT虽然是世界级的软件公司,但是主营业务不是卖广告就是搞 游戏 。
我们看一下美国的IT巨头都在干什么?苹果,当年自己开发了CPU和硬件芯片对抗Intel,自己做操作系统对抗微软和谷歌,然后自己攒手机卖,就挣得比世界其他IT公司都多;谷歌,虽然跟百度一样发小广告,但是人家并购并发展了youtube和安卓系统,搞无人驾驶 汽车 ,搞人工智能打败了围棋世界冠军,和NASA创办奇点大学;微软,虽然操作系统做的越来越烂,但微软在基础的软件编程平台、数据库、图像识别技术及各项开源软件都作出了杰出的贡献。亚马逊一家的云平台就占据了世界市场的50%。
而相比之下, 中国没有世界级的国产数据库,没有世界级的编程语言 。甲骨文给中国政府、如银行电信电力石油等央企提供一套数据库,便宜的几十万元,贵的更是数百万元。而 这些数据显示着中国的经济情况,国家机密的数据都躺在美国人的数据库上。 中国的企业始终致力于靠关系拿项目,而始终忽视了研发底层技术核心。在今天中国的市场环境下,没有一个中国公司具有美国公司那样高的视野和格局。
其他的是不想长篇大论的分析, 希望大家好好认清现实。现阶段实现芯片全部自主化、国产化,基本不可能,所以要做的只能是站在巨人的肩膀上,利用好最先进的资源和技术,全力发展自己,在不断追赶中减少差距。
cpu技术
cpu即中央处理单元(CPU)是计算机内的电子电路,通过执行指令指定的基本算术,逻辑,控制和输入/输出(I / O)操作来执行计算机程序的指令。 计算机工业至少从20世纪60年代初开始使用“中央处理器”。 传统上,术语“CPU”是指处理器,更具体地涉及其处理单元和控制单元(CU),将计算机的这些核心元件与外部组件(诸如主存储器和I / O电路)区分开。
美国掌握大量的芯片底层核心技术。
instruction set 指令集目前都是国外的。
A list of computer central processor instruction sets:
哪个是中国的,或者以上哪个是中国公司全掌握的?以上只是底层技术的一面。。。。
50年的差距,更多的是人才的差距
每一个人多学一些cpu知识,汇总起来可以加快缩小这个差距。
40万芯片人才缺口该怎么补上?
努力吧,少年老年们。
基于别人的房基去建设高楼大厦,别人要断你,不让你上和下,那你只能飞上楼和飞下楼了。
其实芯片行业或者是集成电路行业,整个范围是要比大家想的丰富的多的。芯片并不只有CPU,或者是NPU这些。我们用到的耳机,指纹识别,冰箱,电视,电梯等等都会用到大小不同功能不同的芯片,像电源所用的芯片,目前代工厂就可以满足国内需求。
真正存在巨大差距是高端芯片,总体来说就是 三方面差距:
设计差距
中国的经济体量巨大,所以我们不缺钱,我们缺的是什么?答案就是人才。首先要设计芯片,设计出来之后交给代工厂生产,设计芯片软件方面中国在世界上的占比为0%,国内目前芯片生产商最好的应该是中芯国际,最好的制程是 14纳米 ,而台积电跟三星今年7纳米就要要量产了。 中间差了二代 。
光刻上的差距
这主要就是光刻机的问题。光刻机目前美国处于垄断,造价和售价都是很贵的,每年量产不超过30台,国内目前只能购买国外淘汰掉的光刻机,绝大多数来源于日本。而且瓦森纳协议中,每过几年都会更新禁售列表,比如2010年90nm以下的设备都是不允许对中国销售的,到2015年就改成65nm以下的了,即便如此,我们购买二手光刻机还是需要美国的审批。
晶圆制备的差距
这方面我们差距其实不是很大,目前IC芯片的衬底都是硅,需要运用电子级硅制造硅碇,再将硅锭精细切割,而中国即使是一些低端的国产率较高的芯片,其中很大一部分野都是买的国外的晶圆,然后自己切割,不过随着国内集成电路的发展,晶圆切割其实已经能慢慢实现了。
中国已经错过了一个发展的黄金期,再想要追赶付出的代价将会非常大,而在未来,人工智能、深度学习的大浪潮下,传统的通用计算会很吃力,而眼下新的发展机遇又会到来。这次中兴事件警钟的敲响,让我们重新开始认识到机遇的重要性,开始研制的寒武纪AI芯片, 阿里达摩院规划的AI芯片都属于新领域芯片, 希望这次芯片发展的快车,我们不会再被落下。
首先任何技术都有一个技术积累阶段,还必须要有一个从原材料,到生产工具,与检测仪器仪表,最后在到生产组装配套完整的产业链。
今我国全民玩芯,学校成立芯片专业,将高精尖端技术玩成了速成技术,这本就不现实,为什么呢?事实上这只是骗国家的补贴,和企业学校玩政治秀,为什么呢?因为有些企业和学校,芯片长什么样子他们都不知道,又不是工地搬砖,靠人多力量大,就可快速完工。
我国玩高精尖端的技术,事实上不是缺人才,而是缺高精尖端的实验室,和实验室所需要的高精尖端的制造工具,和高精尖端精密的实验仪器仪表工具,和高精尖端高精密度的测试仪器仪表工具,这是一个国家高 科技 必须要掌握的技术,为什么呢?因为开发未来新根念技术,就必要开发新型的材料应用,而开发新技术和新型材料与原器件,都离不开高精尖端的制造工资,和实验与测试仪器仪表。
所以高精尖端芯片设计软件,才是我们的短板,还包括配套芯片的系统软,工业自动控制软件等,所以我们与美欧日的差距,真正意义上来说,没有形成完整的产业链。芯片设计软件,工业控制软件,高精尖端的精密工具,高精尖端的仪器仪表。每一个工序,都可卡我们的脖子。
所以全民各玩各的芯片,不但浪费资源,还不能统一技术标准,费吋费力还不一定成功。现我们需要的是组成,各类专业行业领域的科研攻关队,而不是开发队,为什么呢?因为开发技术永远是跟在别人后面追,所以我们需要的是研究研究生团队,比如高 科技 的材料研发,高精尖端的工具研发,高精尖端的仪器仪表研发,各类的工业和智能的控制软件研发,只有我们掌握了这些技术,我们的尖端 科技 才能完成,从研发到设计到生产完整的产业链。
凡是吹牛逼祸国殃民的所谓科学家和各类专家全部滚蛋。凡有责任心有担当的国家培养 科技 人员要有爱国之心向国家向全民立下军令状,保证在短期内研发出中国自主品牌的中国航空发动机和中国芯。所有中国科学家有谁敢站出来向国家和人民立下军令状?
多少年这个答案可能事关我们每个人了。芯片设计技术的提升需要市场试错和反馈,不是所有的bug都能在实验室里发现。市场上有人买有人用才能给手机企业,软件企业,包括芯片企业带来资金回笼(为研发再投入)以及更重要的市场对技术的验证(为下一步技术完善和研发方向提供宝贵意见及数据积累)。大家对当年刚用安卓手机时一天死n次机的情况应该还有印象吧,但那时没有更好的手机了,所以大家(市场)的包容度都很高,在大家的共同努力下,填平了当时设备各方面的研发投入(手机用的顺畅事关软硬件配合,及自身技术的成熟,当然也包括芯片,或者说芯片是最为复杂的部分)。
总之,要是大家愿意一夜回到从前,还能忍受一天司机n次,只用简单应用程序(现在的应用都比较复杂,用户体验好,但对硬件要求高),我觉赶超的时间会大大缩短,也许5-10年?所以,你愿意么?问的再具体点,在你可以选择更好而且便宜,只是用了国外芯片的手机的情况下,你会愿意选择完全国产,用自主芯片,但经常死机,如龟速的手机么?
(ps.我内心的答案是:我愿意买两部,肯定会有一部是纯国产的,哈哈!)
作为产品、成品,“国产芯片”与“美国芯片”曾经没有什么差距啊!
中国的华为芯片曾经与美国的高通芯片以及苹果芯片一样是高端的 。当时是世界上仅有的三大高端芯片,同样是7纳米、5纳米水平,同样使用了ARM架构、EDA软件,同样由使用ASML EUV光刻机及其它工艺设备和高端材料等的台积电代工出来。 就产品和成品而论,在过去,国产芯片已经赶上了美国芯片,只剩下何时超过的问题,而在当时看来,超过将无需太长时间。
国产高端芯片后来至今却面临着成品库存终将耗尽和可能绝版 2 个问题 。华为高层人已经公开地说明白了这 2 个问题,同时,又说了海思仍在研发世界领先的芯片、与ARM照样合作着,倒是没听到说与美国企业在EDA软件上的合作怎么样了,但该软件跟那个架构一样是获得永久授权的,尽管今后不再被提供升级服务,也能支持国产高端芯片的设计。由此可见,就当前而言, 这 2 个问题是出在高端代工上 ,台积电无法继续按照自己的意愿,用EUV光刻机来制造国产芯片,致使国产芯片的高端性不得不仅仅停留在设计阶段/环节,即国内高端芯片设计技术不再像过去那样进入了国际高端制造阶段/环节从而得到实现,显然, 国产芯片是在已经赶上了的情况下,超过美国芯片的时间将被美国及其盟国盟友给延长,而且将延长许多!
美国是拿什么东西把国产芯片超过美国芯片的时间给延长的? 一是不再给国产高端芯片设计提供EDA升级服务,二是不让给国产高端芯片设计提供高端架构服务、高端代工服务和高端工艺设备以及高端材料服务等,而代工服务中本也包括EDA服务。
美国是凭什么做到不再给和不让给这么多高端服务的? 是因为EDA工具为其本国的,而盟国盟友使用的高端架构、高端代工、高端设备、高端材料等当中则含有本国的技术, 因此便可知,首先去除美国技术是多么的必需!
美国为什么不再给和不让给国产高端芯片提供这么多的高端服务? 就是因为我们国内相关企业在这些服务上都还没有达到高端,芯片设计的前端和后端各环节都还没有达到高端,按分工不是由芯片设计企业和芯片制造企业负责的EDA软件或工具也不是高端的,且不说还没达到国产化, 由此就可知国产芯片与美国芯片的差距在哪儿了,差在我们国内已经建立起的技术链产业链以及供应链整体没有实现高端上,在高端上距离外国还远,而外国不止是美国,并且,美国也承认自己至少在高端芯片制造和高端光刻机制造上并不是强者 ,已经有了差距感和危机感,其它的国家和地区倒向来是跟美国一伙的,于是,国内唯一达到高端的芯片设计企业,在过去,只能接受美国及其盟国盟友所提供的不断升级的高端服务;在现在和未来的一个较长时期内,只能接受人家不再升级的高端服务,正因为如此,国产芯片超过美国芯片的时间必定会比过去长不少,实际上,连在芯片设计环节已经实现的“赶上”都会难以保持住,可能会变成“有差距”,毕竟得不到不断升级的国外高端服务了。好在!我们国内芯片行业正在实施全技术链全产业链以及全供应链升级行动,已呈现全面奋起、整体直追之势,相信终将弥补国产芯片与美国芯片的差距,不止弥补国产芯片高端设计可能出现的与美国高端芯片设计的差距,远远不止!
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