中美芯片戰(zhàn)爭(zhēng)專題:中國(guó)第一次把美國(guó)打痛了!
云阿云智庫(kù)•中美芯片大戰(zhàn)專題•前沿科技
編者按:美方的戰(zhàn)略路線相當(dāng)清楚。2018年的貿(mào)易戰(zhàn)與退群(退出國(guó)際組織);2019年同中國(guó)經(jīng)濟(jì)脫鉤;2020年的芯片制裁與網(wǎng)絡(luò)清潔運(yùn)動(dòng)。然后是2022年另外建立芯片供應(yīng)鏈,與電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈。這是非常清晰的路線圖。但美國(guó)搞去全球化去中國(guó)化已經(jīng)將近5年了,結(jié)果如何呢?結(jié)果就是中美芯片大戰(zhàn),中國(guó)把美國(guó)打痛了!全文3.1萬(wàn)余字,由云阿云智庫(kù)•前沿科技課題組資料整理。
原創(chuàng)丨中美芯片大戰(zhàn),中國(guó)第一次把美國(guó)打痛了!
占豪2023-01-10云阿云智庫(kù)•中美芯片大戰(zhàn)專題•高端制造業(yè)
2018年初,中美爆發(fā)貿(mào)易戰(zhàn),中國(guó)有很多人噤若寒蟬,中國(guó)股市暴跌,一時(shí)間風(fēng)聲鶴唳。對(duì)于美國(guó)的貿(mào)易戰(zhàn),占豪戰(zhàn)略上是蔑視的,并且在第一時(shí)間進(jìn)行了深度分析得出結(jié)論——美國(guó)單方面挑起貿(mào)易戰(zhàn),是美國(guó)必輸?shù)囊粓?chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)!
為什么占豪當(dāng)時(shí)就能判定美國(guó)必輸?原因很簡(jiǎn)單,因?yàn)橹袊?guó)掌握著全球最重要的生產(chǎn)制造能力,美國(guó)要和中國(guó)打貿(mào)易戰(zhàn)的結(jié)果就是,給美國(guó)帶來(lái)通脹壓力,而對(duì)中國(guó)傷害有限。事實(shí)結(jié)果大家都看到了,正是如此。
特朗普發(fā)起的貿(mào)易戰(zhàn),大概也就一年多時(shí)間他就徹底“認(rèn)輸”了,和中國(guó)簽署了第一階段的協(xié)議,之后特朗普任內(nèi)再?zèng)]有提起貿(mào)易戰(zhàn)。
美國(guó)在發(fā)起貿(mào)易戰(zhàn)后,發(fā)現(xiàn)原來(lái)打貿(mào)易戰(zhàn)自己真的沒(méi)有優(yōu)勢(shì),于是又開(kāi)始折騰科技戰(zhàn),在中國(guó)最薄弱的芯片產(chǎn)業(yè)下手,針對(duì)中國(guó)規(guī)模最大、實(shí)力最強(qiáng)的科技企業(yè)。是的,華為雖然暫時(shí)承受了巨大的壓力,中國(guó)也承受了巨大的壓力,但美國(guó)這么做嚴(yán)重刺激了中國(guó)政府和產(chǎn)業(yè)界,中國(guó)整個(gè)國(guó)家的資源都以極快的速度向芯片領(lǐng)域集中。從2019年開(kāi)始,無(wú)論國(guó)家還是企業(yè),都鉚足了勁要推進(jìn)中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的自主能力。
現(xiàn)在,3年時(shí)間過(guò)去了,我們?nèi)〉昧耸裁闯晒兀?/span>
我們現(xiàn)在當(dāng)然還未取得對(duì)7nm制程芯片的突破,但14nm應(yīng)該已經(jīng)量產(chǎn),28nm及以下的制程則是在以瘋狂投入的方式在加速量產(chǎn),我國(guó)每年投入100條芯片生產(chǎn)線。雖然類似14nm的良品率可能還存在一些問(wèn)題,但隨著量產(chǎn)這些都會(huì)解決。但可以毫不夸張地說(shuō),我們現(xiàn)在的能力已經(jīng)具備了初步的競(jìng)爭(zhēng)力。
如果大家還記得,我們國(guó)家在2020年8月出臺(tái)了《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》,政策中強(qiáng)調(diào)了我們2025年的目標(biāo),芯片國(guó)產(chǎn)化率提高到70%。這個(gè)目標(biāo)可是太艱巨了,因?yàn)?019年我國(guó)芯片的國(guó)產(chǎn)化率還不足30%。
對(duì)于這個(gè)目標(biāo),我們心里也清楚,要快速實(shí)現(xiàn)7nm、3nm的這些制程不現(xiàn)實(shí),但當(dāng)下市場(chǎng)28nm以上制程的芯片占市場(chǎng)份額的77%,14nm以上制程的芯片占整個(gè)市場(chǎng)的90%以上,這就意味著我們只要搞定14nm制程,就能解決90%以上市場(chǎng)的芯片問(wèn)題。而且,基本上14nm芯片幾乎就能滿足芯片需求了,包括手機(jī)芯片也一樣可以,只是性能稍差而已。
事實(shí)上,目前也只有手機(jī)芯片、部分GPU、CPU用到7nm以下的芯片,蘋果、華為、高通、聯(lián)發(fā)科等手機(jī)芯片用到了5nm、4nm,還有AMD、NVIDIA的CPU、GPU用到了5nm、4nm等,其它的芯片全是7nm及以上。至于用量很大的汽車芯片、MCU、物聯(lián)網(wǎng)、消費(fèi)電子芯片等,基本都是28nm及以上工藝制程,未來(lái)14nm基本上就把絕大部分的芯片需要給滿足了。
所以,客觀上只要我們解決了14nm芯片的量產(chǎn)問(wèn)題,美國(guó)對(duì)我國(guó)的芯片“卡脖子”基本就破產(chǎn)了。目前美國(guó)在EDA、半導(dǎo)體設(shè)備、材料、人才、技術(shù)等方面進(jìn)行了全面封鎖,很顯然解決14nm工藝需要一個(gè)過(guò)程和時(shí)間,但以中國(guó)的財(cái)力、人才、制造能力,解決這些也就是個(gè)時(shí)間問(wèn)題,而且在有市場(chǎng)需求的情況下不會(huì)太長(zhǎng)。
也正是基于此,中國(guó)現(xiàn)在采取的策略就是大力建設(shè)28nm以上制程的產(chǎn)能,大力投入尋求對(duì)14nm工藝制程的突破。以中芯國(guó)際為代表的中國(guó)芯片企業(yè),都在大力投入28nm及以上工藝制程。中芯國(guó)際有中芯深圳、中芯京城、中芯東方、中芯西青在內(nèi)的四大項(xiàng)目,都是圍繞28nm及以上工藝制程在擴(kuò)大產(chǎn)能。
中國(guó)這么干的目的是什么呢?就是要通過(guò)全面占領(lǐng)中低端芯片市場(chǎng),讓你沒(méi)辦法在芯片領(lǐng)域賺很多中國(guó)的錢,而只要我們?cè)谥械投苏紦?jù)了絕對(duì)控制地位,美國(guó)就是再怎么控制7nm及以上制程,對(duì)我國(guó)各行各業(yè)的影響也是微乎其微的。那么,當(dāng)他們芯片賣都賣不出去的時(shí)候,他們卡中國(guó)脖子的計(jì)劃就崩潰了。
以中芯國(guó)際為例,現(xiàn)在公司每天的芯片產(chǎn)能可以達(dá)到每天1.7億顆以上,其它公司也在加速擴(kuò)產(chǎn),我國(guó)的芯片自給率正在快速提升,全國(guó)日產(chǎn)能已經(jīng)突破10億顆。
中國(guó)的這一招是非常狠也非常有效的,外國(guó)企業(yè)正在加速失去中國(guó)紅利。當(dāng)2020年很多人都覺(jué)得我們國(guó)家計(jì)劃2025年實(shí)現(xiàn)芯片自給率70%是天方夜譚,但現(xiàn)在看我們非常有可能實(shí)現(xiàn),這就是國(guó)家的戰(zhàn)略計(jì)劃,一般人看不懂!
那么,現(xiàn)在效果怎么樣呢?最新的數(shù)據(jù)顯示,2022年1到9月,我國(guó)芯片進(jìn)口量削減了超800億顆。中國(guó)削減芯片進(jìn)口量當(dāng)然有庫(kù)存因素,但主要還是我國(guó)中低端芯片產(chǎn)能上來(lái)了。所以,經(jīng)過(guò)兩三年時(shí)間的努力,中國(guó)市場(chǎng)留給外國(guó)廠商的空間已經(jīng)不多了。
對(duì)于這場(chǎng)科技戰(zhàn),很多中國(guó)人到現(xiàn)在還缺乏信心,依然寫各種文章、制作各種視頻貶低中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè),這都是無(wú)知的表現(xiàn)。事實(shí)上,在華爾街,很多投資人已經(jīng)認(rèn)為,中美這場(chǎng)芯片戰(zhàn)美國(guó)必?cái)o(wú)疑。
為什么連美國(guó)投資人都逐漸認(rèn)為中美芯片戰(zhàn)美國(guó)必?cái)?原因很?jiǎn)單,因?yàn)槭袌?chǎng)在中國(guó),因?yàn)橹袊?guó)有資金、有人才、有制造能力,美國(guó)卡脖子能卡得一時(shí),卡不了一世,而現(xiàn)在中國(guó)芯片企業(yè)正在加速崛起占領(lǐng)中低端市場(chǎng),而美國(guó)對(duì)此無(wú)可奈何,只能去掏空臺(tái)灣的高端工藝制程,試圖繼續(xù)保持自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。然而,一旦中國(guó)全面占領(lǐng)中國(guó)國(guó)內(nèi)的14nm以下市場(chǎng),很快就會(huì)占領(lǐng)國(guó)際上的14nm以下市場(chǎng),當(dāng)中國(guó)擁有了中低端的控制權(quán),那么7nm、5nm、3nm隨著時(shí)間都會(huì)被攻破,而像美國(guó)的芯片企業(yè)由于失去了市場(chǎng),僅靠提高高端芯片價(jià)格是難以為繼的,而且高端芯片價(jià)格越高,未來(lái)占領(lǐng)市場(chǎng)的中國(guó)企業(yè)投資越猛。事實(shí)上,美國(guó)資本越來(lái)越不看好他們的芯片企業(yè),其整體市值已經(jīng)損失了1.5萬(wàn)億美元。
與芯片制造的發(fā)展幾乎同時(shí),我國(guó)芯片制造的設(shè)備也在加速國(guó)產(chǎn)化!
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,兩年前我國(guó)晶圓設(shè)備總體國(guó)產(chǎn)化率僅7.4%。我們的芯片制造企業(yè)之所以更愿意購(gòu)買國(guó)外的設(shè)備,原因就是他們的設(shè)備性能更好、更加穩(wěn)定可靠。然而,由于美國(guó)對(duì)中國(guó)卡脖子,中國(guó)購(gòu)買的高端的光刻機(jī),外國(guó)公司根本不敢賣給中國(guó)。在這種情況下,大家都醒悟了,我們必須實(shí)現(xiàn)芯片制造設(shè)備的自給,于是國(guó)產(chǎn)芯片企業(yè)從2020年開(kāi)始,會(huì)越來(lái)越多地采購(gòu)國(guó)產(chǎn)化設(shè)備。再加上國(guó)家制定了2025年芯片國(guó)產(chǎn)化率70%的目標(biāo),這就更需要中國(guó)企業(yè)盡量多地采購(gòu)中國(guó)設(shè)備。
我們的工作是有效的。兩年時(shí)間的發(fā)展,中國(guó)芯片制造設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率就由2020年的7.4%提升到了202年的36%,相比兩年前的7.4%增長(zhǎng)了近4倍。
中國(guó)科技戰(zhàn)應(yīng)該打了四年了,中國(guó)倒了嗎?中國(guó)華為倒了嗎?美國(guó)得到了什么呢?雙方打了四年,中國(guó)也就是難受一點(diǎn),但也僅此而已,就像人得了個(gè)感冒一樣。但是,中國(guó)大力發(fā)展芯片業(yè)的后果是,未來(lái)美國(guó)的芯片業(yè)將會(huì)失去中國(guó)市場(chǎng),成為無(wú)本之木。美國(guó)自認(rèn)為聰明,卡中國(guó)脖子就能遏制中國(guó)發(fā)展,但事實(shí)是美國(guó)將會(huì)搬起石頭砸自己的腳,不會(huì)有第二個(gè)結(jié)果!
可以預(yù)見(jiàn),中國(guó)在未來(lái)5到8年的時(shí)間里,高端芯片也必然能夠突破。一旦中國(guó)在高端芯片也獲得了突破,美國(guó)還有機(jī)會(huì)嗎?一旦中國(guó)企業(yè)掌握核心技術(shù),美國(guó)企業(yè)的產(chǎn)品還有人買嗎?所以,不要認(rèn)為美國(guó)現(xiàn)在還能耀武揚(yáng)威,用不了多久他就自己熄火了。至于日本韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣,跟著美國(guó)混,最終必然被美國(guó)吸干!就像中國(guó)臺(tái)灣,高端工藝制程的芯片已經(jīng)被美國(guó)給掏走了,失去芯片產(chǎn)業(yè)的臺(tái)灣,未來(lái)會(huì)越來(lái)越窮!真正“窮臺(tái)”的不是大陸,而是美國(guó),“臺(tái)獨(dú)”勢(shì)力的爹!
大國(guó)較量,中國(guó)不舒服,但美國(guó)更不舒服,歐洲、日韓等美國(guó)盟友已經(jīng)開(kāi)始被割肉喝血了!所以,現(xiàn)在的中國(guó)不用擔(dān)心我們的未來(lái)而是要考慮如何發(fā)展!中國(guó)的機(jī)會(huì)還有很多,因?yàn)橹袊?guó)市場(chǎng)巨大!我們每個(gè)人,都需要思考該如何借中國(guó)的發(fā)展?jié)撃軄?lái)實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)!
世界在巨變,我們也要變!我們要看清世界大勢(shì),要了解國(guó)家形勢(shì),這樣才能真正看清當(dāng)下這個(gè)時(shí)代,才不會(huì)被時(shí)代拋棄!
七大跡象表明,美國(guó)對(duì)華芯片戰(zhàn)敗像已顯!
原創(chuàng) 朱志宏2022-11-25云阿云智庫(kù)•中美芯片大戰(zhàn)專題
特朗普發(fā)動(dòng)了對(duì)華芯片戰(zhàn),拜登上臺(tái)之后更是變本加厲,擴(kuò)大了對(duì)華芯片戰(zhàn)。美國(guó)政府和國(guó)會(huì)通過(guò)一系列行政和立法手段,對(duì)華展開(kāi)系統(tǒng)性的科技戰(zhàn),其目標(biāo)已經(jīng)不是簡(jiǎn)單的“卡脖子”,而是通過(guò)有針對(duì)性的“脫鉤”、“斷鏈”措施,不僅要防止中國(guó)搭乘美國(guó)及西方高科技發(fā)展的“快車”,而且還要把中國(guó)排除在西方引領(lǐng)和主導(dǎo)的全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)體系之外。美國(guó)自認(rèn)為這種割裂是中國(guó)的夢(mèng)魘,也恰恰是美國(guó)對(duì)華“競(jìng)而勝之”想要爭(zhēng)取的局面。但種種跡象表明,美國(guó)對(duì)華芯片戰(zhàn)已經(jīng)出現(xiàn)了敗績(jī)!
其一,美國(guó)芯片巨頭們的股值全線暴跌,研發(fā)受到影響。
今年以來(lái),美國(guó)100家上市半導(dǎo)體企業(yè)的總市值,蒸發(fā)了1.81萬(wàn)億美元,很多半導(dǎo)體大企業(yè)的市值都是腰斬。芯片業(yè)巨頭們的股值,高通負(fù)40%,阿斯麥負(fù)49%,臺(tái)積電負(fù)50%,英特爾負(fù)51.7%,英偉達(dá)負(fù)61.5%,AMD負(fù)61.6%。但美國(guó)的股市可并未跌,道指常在3萬(wàn)點(diǎn)以上,只是今年美國(guó)喊得最響的振興半導(dǎo)體單單就跌光了一半市值。美國(guó)上市半導(dǎo)體企業(yè)未來(lái)預(yù)期也不妙,其中一個(gè)重要原因,就是被要求與最大買家中國(guó)大陸“脫鉤斷鏈”的后果。從總體看,中國(guó)大陸作為芯片最大進(jìn)口國(guó),去年芯片進(jìn)口額占全球芯片銷售總額的34.6%。據(jù)波士頓咨詢集團(tuán)(BCG)估計(jì),如果按照目前的對(duì)華半導(dǎo)體“禁止供應(yīng)“政策,到2025年,美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)將失去18%的全球市場(chǎng)份額和37%營(yíng)銷收入,并由此損失1.5萬(wàn)到4萬(wàn)個(gè)高技能就業(yè)機(jī)會(huì)。
而且,中國(guó)芯片制造正奮起直追。2021年,中國(guó)出口芯片總額已占全球銷售總額的9%,成為全球第三大芯片供應(yīng)方。2022年上半年,中國(guó)減少了290億的芯片進(jìn)口量,到了下半年的7月份,僅僅一個(gè)月又減少了140億,加起來(lái)已經(jīng)430億顆,總體下降的幅度超過(guò)了10%。這不僅打破了美國(guó)對(duì)華芯片進(jìn)口的限制,而且也削弱了美企的研發(fā)能力。芯片公司的研發(fā)經(jīng)費(fèi)很多是要靠從股市籌錢的。如今,股值大跌,必然會(huì)影響到他們的研發(fā)進(jìn)展。美國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)報(bào)告指出,美國(guó)半導(dǎo)體生產(chǎn)企業(yè)為保持技術(shù)進(jìn)步和競(jìng)爭(zhēng)力,每年都要把上年銷售收入的大約18%,用于研發(fā)投入。減少對(duì)華銷售收入則意味著研發(fā)投入的減少,長(zhǎng)此以往,美國(guó)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)難保。
其二,芯片聯(lián)盟不滿美國(guó)的自私自利。
美國(guó)在搞對(duì)中國(guó)的科技脫鉤,更集中發(fā)力在芯片上。意圖拉日韓和臺(tái)灣,搞以美國(guó)為首的產(chǎn)業(yè)鏈,抱團(tuán)脫鉤中國(guó)。只是隊(duì)伍不好帶,韓國(guó)竟唱起了開(kāi)放式、不以第三國(guó)為對(duì)象的高調(diào),不愿意丟掉中國(guó)這個(gè)全球最大的芯片消費(fèi)市場(chǎng)。2020年,臺(tái)韓日美等出口芯片合計(jì)3848億美元,中國(guó)進(jìn)口達(dá)3500億美元,所以他們不賣中國(guó)賣給誰(shuí)?
不僅日韓和臺(tái)灣企業(yè)對(duì)美國(guó)要求與中國(guó)脫鉤不滿,就連美國(guó)企業(yè)也在用腳投票。第五屆中國(guó)國(guó)際進(jìn)口展覽會(huì)11月4日至10日在上海舉行。這次展會(huì)和往屆有個(gè)不太一樣的地方,就是在美國(guó)政府在以半導(dǎo)體為代表的科技產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)χ袊?guó)實(shí)施禁運(yùn),并大力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈與中國(guó)“脫鉤”的背景下,仍然有大量外國(guó)科技公司蜂擁而至。甚至有包括領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司在內(nèi)的200多家美國(guó)公司,也蔑視拜登政府的政策來(lái)中國(guó)推銷他們的產(chǎn)品。
這次參加上海進(jìn)博會(huì)的美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)包括美國(guó)前十大半導(dǎo)體企業(yè)中的4家:英特爾、高通、德州儀器、超威半導(dǎo)體(AMD)。英偉達(dá)最近已經(jīng)證實(shí),該公司即將向中國(guó)提供一種符合美國(guó)出口管制規(guī)則的新型先進(jìn)芯片。該芯片名為A800,據(jù)稱中國(guó)的電腦銷售商已經(jīng)開(kāi)始為采用這種芯片的產(chǎn)品做廣告了。這也是美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)首次為中國(guó)生產(chǎn)符合美國(guó)出口管制規(guī)則的先進(jìn)芯片。
其三,各國(guó)開(kāi)始去美國(guó)化。
參考消息網(wǎng)11月24日?qǐng)?bào)道:據(jù)路透社11月23日?qǐng)?bào)道,歐盟國(guó)家23日就一項(xiàng)為芯片生產(chǎn)提供資金的價(jià)值450億歐元(約合466億美元)的計(jì)劃達(dá)成一致。這使有著27個(gè)成員國(guó)的歐盟朝著減少對(duì)美國(guó)和亞洲芯片制造商依賴的目標(biāo)又邁進(jìn)了一步。
美國(guó)的霸道行徑激發(fā)起各國(guó)掀起去美國(guó)化浪潮。在美國(guó)的壓力下,一些國(guó)家一方面會(huì)減少與中國(guó)在高科技上的頻繁往來(lái)以免成為美國(guó)攻擊的對(duì)象,另一方面,這些國(guó)家也會(huì)加緊自身供應(yīng)鏈的完善,以免美國(guó)在與中國(guó)的科技競(jìng)爭(zhēng)中將全球的資源和產(chǎn)業(yè)鏈都吸到自己本土,破壞了一些地區(qū)本應(yīng)具有的競(jìng)爭(zhēng)力。日本的企業(yè)也擔(dān)心在高端半導(dǎo)體領(lǐng)域被美國(guó)“卡脖子”。所以當(dāng)前日本已經(jīng)有八家企業(yè)成立了高端半導(dǎo)體公司,由政府提供大量補(bǔ)助,以在2027年實(shí)現(xiàn)日本自己的2納米芯片量產(chǎn)。德國(guó)以及歐盟也在尋求自我保護(hù),通過(guò)收緊非歐盟國(guó)家投資其關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的限制來(lái)減少歐洲國(guó)家對(duì)美國(guó)和亞洲國(guó)家在高科技領(lǐng)域的依賴。
財(cái)聯(lián)社11月23日?qǐng)?bào)道,荷蘭政府官員近日表示,將捍衛(wèi)自己的經(jīng)濟(jì)利益,拒絕聽(tīng)從美國(guó)方面提出的對(duì)中國(guó)禁售半導(dǎo)體設(shè)備請(qǐng)求。荷蘭外貿(mào)與發(fā)展合作大臣Liesje Schreinemacher22日表示,在與美國(guó)等其他國(guó)家的貿(mào)易談判中,荷蘭將就阿斯麥公司(ASML)向中國(guó)銷售芯片設(shè)備的事宜做出自己的決定。
在與中國(guó)的貿(mào)易中,阿斯麥目前只供應(yīng)了技術(shù)相對(duì)低一檔次的DUV(深紫外線光刻機(jī))。該設(shè)備瞄準(zhǔn)的是工藝技術(shù)在7納米以上芯片的制造,覆蓋了目前市場(chǎng)上大部分成熟制程的芯片,而中國(guó)也是阿斯麥DUV光刻機(jī)的最大客戶之一。自美國(guó)開(kāi)打?qū)θA芯片戰(zhàn)以來(lái),阿斯麥就開(kāi)啟了去美國(guó)化進(jìn)程。美國(guó)在出臺(tái)政策限制中國(guó)獲取高尖端半導(dǎo)體設(shè)備的同時(shí),仍擔(dān)心阿斯麥通過(guò)DUV讓中國(guó)能夠發(fā)展7-14納米級(jí)別的芯片。但ASML公司方面不顧美國(guó)的要求,堅(jiān)持向中企供貨,并直言DUV光刻機(jī)僅使用了少量的美國(guó)技術(shù)。言外之意,在必要時(shí)ASML公司可以選擇用其他技術(shù)替代美國(guó)技術(shù)。
目前,中國(guó)依靠阿斯麥提供的DUV光刻機(jī),已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了7nm芯片量產(chǎn)。再加上華為發(fā)明的堆疊芯片技術(shù),中國(guó)實(shí)現(xiàn)了5nm芯片量產(chǎn)。堆疊芯片簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是通過(guò)將14nm等落后制程的芯片通過(guò)3D封裝等技術(shù)將復(fù)數(shù)個(gè)芯片堆疊成單一芯片,從而增加晶體管密度,以實(shí)現(xiàn)更高的性能。多家媒體爆料華為通過(guò)芯片堆疊技術(shù)曲線突破,使得堆疊后的14nm在晶體管密度和性能上接近5nm芯片,間接解決了無(wú)法取得EUV光刻機(jī)及先進(jìn)制程芯片制造技術(shù)的困境。
其四,中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)商業(yè)循環(huán)被迫建立起來(lái)。
中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)鏈上游包括各類半導(dǎo)體材料和半導(dǎo)體設(shè)備;中游為芯片制造過(guò)程,包括芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測(cè)試;下游廣泛應(yīng)用于汽車電子、消費(fèi)電子、信息通訊、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療、工業(yè)、軍工等領(lǐng)域。
中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)鏈上游硅晶圓企業(yè)包括臺(tái)積電、中芯國(guó)際等,濺射靶材上市企業(yè)包括日礦金屬、霍尼韋爾等,光刻機(jī)企業(yè)包括阿斯麥、尼康等。中游的芯片企業(yè)主要為中芯國(guó)際、長(zhǎng)電科技、韋爾股份、通富微電、北方華創(chuàng)、華天科技、華潤(rùn)微、兆易創(chuàng)新、江波龍、紫光國(guó)微、格科微、晶晨股份、北京君正、海光信息、中微公司等。
中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)立鏈?zhǔn)侨蜃钔暾漠a(chǎn)業(yè)鏈,沒(méi)有之一。而且,只有14億人口的中國(guó)和未來(lái)的印度才有可能建立起這樣完整的產(chǎn)業(yè)鏈。中國(guó)制造業(yè)總量已經(jīng)超過(guò)七國(guó)集團(tuán)之和,中國(guó)人口超過(guò)10億人口規(guī)模的發(fā)達(dá)國(guó)家人口總和。一旦中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)鏈形成商業(yè)循環(huán),就勢(shì)不可擋。中國(guó)將很快完成28nm芯片制造的全國(guó)產(chǎn)化,而28nm芯片是使用最多的芯片。中國(guó)28nm芯片一旦成熟,將碾壓世界各國(guó)。這樣就勢(shì)必?cái)D壓美國(guó)建立起來(lái)的芯片聯(lián)盟國(guó)家企業(yè)的利潤(rùn)空間。結(jié)果是,中國(guó)芯片企業(yè)用于研發(fā)的投入會(huì)越來(lái)越大,而芯片聯(lián)盟用于研發(fā)的投入越來(lái)越少;中國(guó)芯片人才越來(lái)越多,而芯片聯(lián)盟的人才越來(lái)越少。
日經(jīng)中文網(wǎng)22日撰文“半導(dǎo)體納米競(jìng)爭(zhēng)的盲點(diǎn),中國(guó)笑到最后?”文章稱,納米數(shù)字越大,產(chǎn)品難度越小,中國(guó)的投資和生產(chǎn)能力的增長(zhǎng)也越大。作為中國(guó)設(shè)備投資的結(jié)果,也許在三、四年后,全球市場(chǎng)將充滿中國(guó)制造的低成本、高質(zhì)量的上一代技術(shù)的半導(dǎo)體!凹{米競(jìng)爭(zhēng)”看似很簡(jiǎn)單,以至于忽略了來(lái)自中國(guó)的價(jià)格破壞能力。這讓人想起之前的鋼鐵行業(yè)。日本和世界的一些大型鋼鐵企業(yè),被中國(guó)壓倒性的生產(chǎn)力量打敗而被淘汰。雖然在技術(shù)上贏了,但在市場(chǎng)上輸了。
其五,摩爾定律在傳統(tǒng)芯片制造領(lǐng)域趨于失效。
數(shù)十年來(lái),半導(dǎo)體制程沿著摩爾定律持續(xù)向前發(fā)展。摩爾定律的核心內(nèi)容是:集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每經(jīng)過(guò)18個(gè)月到24個(gè)月便會(huì)增加一倍。換言之,處理器的性能大約每?jī)赡攴槐叮瑫r(shí)價(jià)格下降為之前的一半。摩爾定律是摩爾的經(jīng)驗(yàn)之談,漢譯名為“定律”,但并非自然科學(xué)定律。但隨著近年來(lái)摩爾定律在傳統(tǒng)芯片制造領(lǐng)域逐漸趨近極限,芯片制程提升帶來(lái)的性能提升越來(lái)越少,同時(shí)先進(jìn)制程的價(jià)格越來(lái)越昂貴,甚至價(jià)格漲幅已超過(guò)性能漲幅。這也引起了不少消費(fèi)者的質(zhì)疑:在成熟制程(28nm及以上)能滿足大多數(shù)應(yīng)用的情況下,我們還要不要為這么貴的先進(jìn)制程買單?而中國(guó)恰恰掌握了28nm以上的成熟制程!
臺(tái)媒“DigiTimes”22日爆料,臺(tái)積電采用3nm制程的12英寸晶圓片單價(jià)已突破2萬(wàn)美元(約合人民幣14.3萬(wàn)元),相比7nm制程的價(jià)格翻倍,相比5nm制程漲幅也有25%。而根據(jù)臺(tái)積電公布的路線圖,同樣功耗下,5nm制程相比7nm性能提升15%,3nm制程相比5nm,性能提升只有11%。價(jià)格暴漲25%,性能卻只提升11%,下游終端廠商和消費(fèi)者能接受嗎?摩爾定律在傳統(tǒng)芯片制造領(lǐng)域趨于失效,大大減少了中國(guó)的追趕時(shí)間。
其六,中國(guó)芯片技術(shù)取得突破一系列重大突破。
如果說(shuō)中國(guó)在傳統(tǒng)硅基電子芯片領(lǐng)域還是一個(gè)追趕者,那么在非碳基非電子芯片領(lǐng)域,卻已經(jīng)成為并跑者甚至領(lǐng)跑者了。在未來(lái)更為先進(jìn)的芯片制造領(lǐng)域,中國(guó)已經(jīng)取得了一系列重大突破。這有可能使中國(guó)芯片制造來(lái)一個(gè)類似于汽車制造那樣,在電動(dòng)汽車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車。
第一項(xiàng)突破是碳基芯片。市面上的芯片大部分都是以第一代半導(dǎo)體材料硅為主,制成硅基芯片。從2000年至今,北京大學(xué)電子學(xué)院教授彭練矛堅(jiān)守在國(guó)產(chǎn)碳基芯片研究一線。20年來(lái),他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了整套碳基芯片技術(shù),首次制備出性能接近理論極限,柵長(zhǎng)僅5納米的碳納米管晶體管,實(shí)現(xiàn)了“從0到1”的突破,為中國(guó)芯片突破西方封鎖、開(kāi)啟自主創(chuàng)新時(shí)代開(kāi)辟了一條嶄新的道路。
碳納米管具有一些奇特的量子效應(yīng),使其電子學(xué)性能變得非常好,速度快、功耗低。碳基芯片將擁有硅基芯片很多難以比擬的優(yōu)點(diǎn)。
第二項(xiàng)突破是光子芯片。一方面光子芯片有更快的傳輸速率,另一方面光子芯片制程結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。所以光子芯片的優(yōu)勢(shì)是很明顯的,哪怕制程低一些,憑借更快的傳輸速率也能達(dá)到和高端電子芯片相近的效果。技術(shù)門檻降低之后,對(duì)掌握核心技術(shù)會(huì)更有利。在光子芯片產(chǎn)業(yè)鏈中國(guó)實(shí)現(xiàn)了突破,國(guó)產(chǎn)廠商已經(jīng)在籌備國(guó)內(nèi)首條“多材料,跨尺寸”的光子芯片生產(chǎn)線了,一旦建成,對(duì)各行各業(yè)的發(fā)展都有重要意義。
第三項(xiàng)突破是超導(dǎo)量子芯片。近日,華為所公布的“超導(dǎo)量子芯片”的專利技術(shù),主要就是解決“量子比特之間的串?dāng)_”的問(wèn)題,而這一難題一直困擾著美國(guó)谷歌等公司在量子芯片領(lǐng)域的研發(fā),但沒(méi)想到現(xiàn)在卻被華為給搶先突破了。而華為在超導(dǎo)量子芯片領(lǐng)域取得突破,這也為行業(yè)的發(fā)展提供了更多的可能。另外阿里達(dá)摩院還成功破冰了新型超導(dǎo)量子fluxonium兩比特量子芯片,可以說(shuō)在量子芯片領(lǐng)域,國(guó)產(chǎn)已經(jīng)取得領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)!
其七,大量華裔科學(xué)家紛紛回國(guó)效力。
美國(guó)國(guó)家安全顧問(wèn)沙利文在今年9月的一場(chǎng)活動(dòng)中表示,美國(guó)的使命是招募更多的科技人才,包括來(lái)自中國(guó)的研究人員。但一份由亞裔美國(guó)學(xué)者論壇對(duì)約1300位華裔科技從業(yè)人員的調(diào)查發(fā)現(xiàn),他們當(dāng)中有72%因?yàn)閷W(xué)術(shù)研究人員的身份而感到不安全,61%曾考慮離開(kāi)美國(guó),65%擔(dān)心與中國(guó)的合作(會(huì)帶來(lái)挑戰(zhàn))。短期的科技戰(zhàn)是政策博弈、資源博弈以及技術(shù)博弈,但中長(zhǎng)期的科技競(jìng)爭(zhēng)最終還是會(huì)轉(zhuǎn)化為人才的競(jìng)爭(zhēng)。中美如若想在全球科技競(jìng)爭(zhēng)、多方各自為營(yíng)的殘酷環(huán)境中脫穎而出成為最終的贏家,那勢(shì)必需要?jiǎng)?chuàng)造能培養(yǎng)、吸引、留住高科技人才的大環(huán)境。
近幾年以來(lái)隨著中國(guó)科技的不斷發(fā)展,中美之間摩擦不斷加劇,1000多名華裔科學(xué)家選擇回國(guó)發(fā)展,其中不乏芯片技術(shù)人才。人才是科技的基礎(chǔ),人才有多少?zèng)Q定了科技發(fā)展的高度。對(duì)于中國(guó)人才紛紛回國(guó)發(fā)展,連比爾蓋茨都不得不承認(rèn):我們主動(dòng)認(rèn)輸。
楊風(fēng):中國(guó)接手全球化,美國(guó)反被邊緣化,中國(guó)將領(lǐng)導(dǎo)全球經(jīng)濟(jì)
楊風(fēng) 2023-01-10云阿云智庫(kù)•中美芯片戰(zhàn)爭(zhēng)專題
美國(guó)搞去全球化已經(jīng)進(jìn)行了將近5年,現(xiàn)在的情況如何?未來(lái)的發(fā)展又會(huì)如何?
2019年8月,特朗普揚(yáng)言,讓美國(guó)在中國(guó)的企業(yè)離開(kāi)中國(guó),雖然最后沒(méi)有實(shí)施,因?yàn)閷?shí)施不了。不過(guò),所謂的“脫鉤論”開(kāi)始大行其道。同時(shí),去全球化的說(shuō)法也在全球時(shí)事評(píng)論中響徹了云霄。
大家應(yīng)該還記得,當(dāng)時(shí)許多人都在談去全球化,談中美經(jīng)濟(jì)脫鉤。
到了拜登時(shí)期,美國(guó)不僅僅是持續(xù)進(jìn)行與中國(guó)經(jīng)濟(jì)脫鉤,搞去全球化,拜登還力推,要建立由美國(guó)主導(dǎo)的供應(yīng)鏈,例如芯片四方聯(lián)盟,以及對(duì)美國(guó)本土的芯片產(chǎn)業(yè)與電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)補(bǔ)貼,從而建立只有美國(guó)與幾個(gè)少數(shù)盟友的供應(yīng)鏈。
所以,美方的戰(zhàn)略路線相當(dāng)清楚。2018年的貿(mào)易戰(zhàn)與退群(退出國(guó)際組織);2019年同中國(guó)經(jīng)濟(jì)脫鉤;2020年的芯片制裁與網(wǎng)絡(luò)清潔運(yùn)動(dòng)。然后是2022年另外建立芯片供應(yīng)鏈,與電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈。這是非常清晰的路線圖。
不管是貿(mào)易戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)清潔運(yùn)動(dòng)、芯片制裁等,都違反了世界貿(mào)易組織(WTO)的公平貿(mào)易原則,2020年9月15日,WTO裁定,美國(guó)于2018年對(duì)中國(guó)商品增加關(guān)稅的行為,違反國(guó)際貿(mào)易規(guī)則。但是,美方并不在乎。
另外,這也是美方片面的打破,自己曾經(jīng)力推十多年的全球化努力。世界貿(mào)易組織是于1995年1月成立,但是,美方現(xiàn)在不要WTO了,要重塑新的世界貿(mào)易規(guī)則,也就是去全球化。
但是,美方搞去全球化,中方卻堅(jiān)守陣地,堅(jiān)定不移地維持公平貿(mào)易,維護(hù)WTO的國(guó)際規(guī)則。中國(guó)成為全球公平貿(mào)易的擁護(hù)者。這是你丟我撿,你(美方)不要,我(中國(guó))要。
而且還要外加一句,感謝華盛頓,讓我們平白撿了這個(gè)好機(jī)會(huì),撿了好處。
為什么這么說(shuō)呢?
坦白說(shuō),WTO之所以能夠建立,還真虧了美國(guó)多年的努力,從之前的關(guān)稅貿(mào)易總協(xié)定(GATT)過(guò)渡到WTO,美方那時(shí)候可是花了大功夫,向世界各國(guó)半勸說(shuō)、半強(qiáng)迫,終于建立WTO。
所謂的半勸說(shuō),是指美方向列國(guó)勸說(shuō),“教導(dǎo)”列國(guó)全球化的好處,自由貿(mào)易的好處,低關(guān)稅的好處。
那個(gè)年代,恰好是美國(guó)新自由主義暢行的時(shí)候。也正好是美國(guó)與蘇聯(lián)爭(zhēng)霸,漸漸取得上風(fēng)的時(shí)候。1980年代后期,蘇聯(lián)陷入很大的經(jīng)濟(jì)麻煩,美國(guó)卻是處于里根時(shí)代的經(jīng)濟(jì)興盛時(shí)期,美國(guó)是自信滿滿。
美國(guó)當(dāng)時(shí)認(rèn)為,憑著美國(guó)的科技、金融、與醫(yī)療等高獲利的產(chǎn)業(yè),如果世界各國(guó)都能夠打開(kāi)大門,開(kāi)放市場(chǎng),并且降低關(guān)稅,那么美國(guó)這些產(chǎn)品與服務(wù)將會(huì)長(zhǎng)驅(qū)直入列國(guó),美國(guó)可以因此永遠(yuǎn)站在全球經(jīng)濟(jì)鏈的最上層。
不要忘了,美國(guó)于1990年代初期,已經(jīng)把日本打敗、收服了,日本的經(jīng)濟(jì)不再是美國(guó)的威脅。也因此,日本于1995年WTO成立的前幾年,也是支持美國(guó)推行全球化的措施,建立WTO。
日本當(dāng)時(shí)除了被美國(guó)收服與說(shuō)服之外,日本也深信,憑借其“高端”的科技工業(yè)實(shí)力,日本可以跟著美國(guó)的全球化風(fēng)潮,繼續(xù)在全球保有優(yōu)勢(shì),維持競(jìng)爭(zhēng)力。
歐洲在當(dāng)時(shí)也是跟著美國(guó),同意推行全球化。歐洲國(guó)家自忖,自身是已開(kāi)發(fā)國(guó)家,也是富國(guó)俱樂(lè)部(G7)的成員,跟著美國(guó)推行全球化,當(dāng)然也能得到好處,保持經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)。德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)和意大利等歐洲大國(guó)都是G7的成員。
只不過(guò),美歐日都沒(méi)有想到,中國(guó)于2001年加入WTO之后,不論是對(duì)外貿(mào)易和經(jīng)濟(jì)總量都迅速增長(zhǎng)。2010年,中國(guó)的GDP超越日本,成為全球第二大經(jīng)濟(jì)體。
2017年,以購(gòu)買力計(jì)算的GDP,中國(guó)超越美國(guó)。這是按照世界銀行與國(guó)際貨幣基金組織(IMF)的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算。
由于中國(guó)趕超的速度太快了,也因而引起一些人的恐慌,所謂的美方修昔底德陷阱的說(shuō)法于焉而生。
中國(guó)的崛起的確讓一些人不適應(yīng)。最不適應(yīng)的當(dāng)然是懷抱修昔底德陷阱的美方,其次是日本,再過(guò)來(lái)才是歐洲。日本過(guò)去有著侵略中國(guó)的歷史,生怕中國(guó)強(qiáng)大之后報(bào)復(fù)日本。
因此,不要認(rèn)為拜登政府聯(lián)合盟國(guó),對(duì)付中國(guó)的政策,這些盟國(guó)之所以會(huì)在某種程度上參與,都是因?yàn)檫@些國(guó)家是美國(guó)盟國(guó)的緣故。有部分原因也是因?yàn)檫@些國(guó)家不適應(yīng)中國(guó)的崛起。
不過(guò),日本與歐洲雖然是跟著美國(guó)一起,但是在對(duì)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易政策方面,也只是淺嘗美國(guó)對(duì)中國(guó)的措施,稍微配合一下美國(guó),并沒(méi)有真正的下場(chǎng)對(duì)付中國(guó)。
這就產(chǎn)生一個(gè)很大的差異,真正搞去全球化的只有美國(guó)。可能有人說(shuō),澳大利亞不是也跟著美國(guó)嗎?不然,去年澳大利亞新政府成立之后,極力想跟中國(guó)貿(mào)易正常化。
這樣的結(jié)果就讓中國(guó)好對(duì)付美國(guó)的去全球化了。
既然美國(guó)與盟國(guó)不是鐵板一塊,單憑美國(guó)的經(jīng)濟(jì)體量想要撼動(dòng)中國(guó),就沒(méi)那么容易了。甚至于我們認(rèn)為,根本撼動(dòng)不了。理由是:
第一,中美兩國(guó)的經(jīng)濟(jì)體量其實(shí)是相當(dāng)?shù)模徽撌菑馁?gòu)買力計(jì)算GDP,或是從貿(mào)易總量,工業(yè)總量來(lái)看,美方并不占據(jù)優(yōu)勢(shì)。美方比較占據(jù)優(yōu)勢(shì)的是在科技產(chǎn)業(yè)方面。
不過(guò),就算在科技產(chǎn)業(yè)上,美方的優(yōu)勢(shì)主要是呈現(xiàn)在芯片產(chǎn)業(yè),其他方面的優(yōu)勢(shì)也不多了。
第二,中國(guó)的經(jīng)濟(jì)潛能大,從高等教育的人口總數(shù),工程師與從事科學(xué)研究的人口總數(shù)來(lái)看,中國(guó)在科技上的潛能大于美國(guó),當(dāng)然更大于其他美國(guó)的盟國(guó)。
這樣的優(yōu)勢(shì)將會(huì)讓中國(guó)在一定時(shí)間之內(nèi),把一些科技領(lǐng)域上的短板補(bǔ)上。因此,美方在科技上的優(yōu)勢(shì)不會(huì)太久。
中方在經(jīng)濟(jì)與科技的潛能還在增長(zhǎng),而且是有序的增長(zhǎng),美方要持續(xù)與中國(guó)經(jīng)濟(jì)脫鉤,搞去全球化的努力將會(huì)越來(lái)越困難,越來(lái)越難推動(dòng)。
我們的判斷是,如果華盛頓還是在經(jīng)濟(jì)與科技上壓制中國(guó),在這兩個(gè)層面上與中國(guó)持續(xù)糾纏,在面臨越來(lái)越大的反制力量下,美國(guó)將會(huì)疲憊不堪,難以支撐。
對(duì)于去全球化的說(shuō)法,在時(shí)事評(píng)論界是有爭(zhēng)議的。有人認(rèn)為去全球化已經(jīng)是一個(gè)事實(shí),全球的經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)鏈、與科技都在去全球化。
但我們認(rèn)為,全球化的趨勢(shì)并沒(méi)有改變,只是方向與部分的流量出現(xiàn)了變化,在一番重新整合之下,全球經(jīng)濟(jì)仍然是在全球化之下。
第一,1995年世界貿(mào)易組織成立后,這是全球化的一個(gè)重要標(biāo)志。1999年1月1日,歐盟正式啟動(dòng)歐元。往后的一些自由貿(mào)易協(xié)定,或是自由貿(mào)易經(jīng)濟(jì)圈,例如RCEP,也都是在全球化的大架構(gòu)下。
有人說(shuō),經(jīng)濟(jì)圈是區(qū)域化,這也沒(méi)錯(cuò),但區(qū)域合作仍然是全球化的合作方向,只是在區(qū)域之間的合作更加緊密。
在美方去全球化的作為下,疊加俄烏戰(zhàn)爭(zhēng),讓全球貿(mào)易與經(jīng)濟(jì)合作的方向有一些變動(dòng)。俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)使得歐洲與俄羅斯的石油與天然氣貿(mào)易等減少了。
然而這些減少的能源交易,轉(zhuǎn)往亞洲地區(qū),也就是之前說(shuō)的,全球能源貿(mào)易形成兩油體系。當(dāng)然,俄羅斯與一些歐盟國(guó)家之間仍然存在“黑市能源交易”。生意人總是有辦法的。
中美之間的貿(mào)易也是如此。自從特朗普時(shí)期于2018年和中國(guó)打貿(mào)易戰(zhàn)以來(lái),一些中國(guó)商品也是透過(guò)第三國(guó),再轉(zhuǎn)往美國(guó)。這種轉(zhuǎn)口貿(mào)易有的是人做。
另一種形態(tài)是,中國(guó)廠商對(duì)外出口原物料或是零部件,甚至于是整個(gè)商品,再由第三國(guó)生產(chǎn)或是組裝,中國(guó)對(duì)外的零部件出口增加了。這也部分解釋了從2020年以來(lái),中國(guó)與東盟互為彼此的第一大貿(mào)易伙伴。
全球化的趨勢(shì)沒(méi)有改變,只是方向與流量變了,中美之間的貿(mào)易流量部分轉(zhuǎn)到東盟地區(qū),然后再繞回美國(guó)。
另外,也產(chǎn)生了一些變化,部分國(guó)家從中美貿(mào)易流量的改變而獲益,越南與墨西哥都是代表。以墨西哥來(lái)說(shuō),墨西哥在地理位置上是美國(guó)的鄰國(guó),有著地利之便,同時(shí)墨西哥與美國(guó)也有著相同的時(shí)區(qū),兩邊的貿(mào)易人員可以很方便地進(jìn)行聯(lián)系。
中美貿(mào)易戰(zhàn)讓墨西哥在塑膠和紡織品等方面,增加對(duì)美國(guó)的出口,從而奪走了一些原本是中國(guó)廠商的份額。這些都是技術(shù)含量比較低的產(chǎn)業(yè)。在這方面也只是流量換了,并非是美國(guó)減少進(jìn)口,或是減少了需求。全球整體貿(mào)易仍然沒(méi)有改變。
接下來(lái),美國(guó)堅(jiān)持去全球化,中國(guó)則是高舉全球化的大旗,這對(duì)中美兩國(guó)各自會(huì)產(chǎn)生什么影響?
美國(guó)去全球化的方式主要有兩個(gè),一個(gè)是試圖與中國(guó)經(jīng)濟(jì)脫鉤。另一個(gè)是與少數(shù)盟友建立自己的供應(yīng)鏈。
之前,中國(guó)外交部幾次三番勸告美國(guó),不要搞小圈圈。跟美國(guó)對(duì)中國(guó)的外交擠壓相比,美國(guó)與盟友搞自己的供應(yīng)鏈其圈子更小。就以《芯片與科學(xué)法案》與芯片四方聯(lián)盟來(lái)說(shuō),只有美日韓與臺(tái)積電。
《美國(guó)的削減通脹法案》更絕了,外國(guó)電動(dòng)汽車廠商,或電動(dòng)汽車電池廠商如果不到美國(guó)設(shè)廠,基本上就沒(méi)份,不會(huì)得到美國(guó)政府的補(bǔ)貼資金。
美國(guó)的做法如同形成貿(mào)易壁壘,也因此,韓國(guó)與歐盟對(duì)美國(guó)的做法相當(dāng)反彈。這是后遺癥之一。
后遺癥之二,一些北約的歐洲盟國(guó)開(kāi)始自尋出路。德國(guó)總理碩爾茨于去年11月訪問(wèn)中國(guó),尋求中國(guó)的經(jīng)貿(mào)合作。因?yàn)槊绹?guó)的做法傷害了德國(guó)的經(jīng)濟(jì)。
后遺癥之三,一些中東產(chǎn)油國(guó)開(kāi)始轉(zhuǎn)向中國(guó),尋求與中國(guó)的經(jīng)濟(jì)合作。去年底的中阿峰會(huì),這是第一次中國(guó)與阿拉伯國(guó)家的元首峰會(huì);還有中海元首峰會(huì)等。這都揭示了,全球許多國(guó)家并不想要參與美國(guó)的去全球化,因而分割全球市場(chǎng)。
雖然美國(guó)于2021年三月下旬,成功阻止歐盟審議中歐投資協(xié)議。但,由15個(gè)國(guó)家所組成的 RCEP自由貿(mào)易圈仍然在去年1月1日上路。RCEP已經(jīng)運(yùn)行了一年。
其實(shí),美國(guó)沒(méi)能阻止日本、韓國(guó)、澳大利亞與新西蘭加入RCEP。美國(guó)去全球化的努力本身就遇到了很大的阻礙。這就表示,美國(guó)去全球化的努力,最后變成自己干,自己“單干”,只會(huì)有非常少數(shù)的盟友會(huì)配合美國(guó)。
即便是如此,也是因?yàn)槊绹?guó)的壓力所致,基本上沒(méi)有國(guó)家會(huì)完全與中國(guó)經(jīng)濟(jì)脫鉤。澳大利亞就是一個(gè)明顯的例子。
那么,時(shí)間久了,差異就出來(lái)了。2018年美國(guó)向列國(guó)發(fā)動(dòng)貿(mào)易戰(zhàn)的時(shí)候,美國(guó)是西方世界的盟主,也是地球村的武林盟主,美國(guó)說(shuō)的話算數(shù),就算有國(guó)家不買賬,例如伊朗與俄羅斯,但也對(duì)美國(guó)無(wú)可奈何。
如今將近5年過(guò)去了,雖然美國(guó)仍然掌控全球話語(yǔ)權(quán),但分量已經(jīng)不如從前,F(xiàn)在還有多少國(guó)家死命跟著美國(guó)?
去年5月,拜登親自推動(dòng)的印太新經(jīng)濟(jì)框架,有多少國(guó)家跟從美國(guó)?有關(guān)新經(jīng)濟(jì)框架,美方一來(lái)沒(méi)有提出具體方案,二來(lái)也沒(méi)有誠(chéng)意,沒(méi)有提出讓各國(guó)受益的辦法。這就注定不會(huì)成功。
對(duì)中方來(lái)說(shuō),美國(guó)進(jìn)行去全球化,反而是中方發(fā)展的機(jī)會(huì)。相對(duì)于美國(guó)發(fā)動(dòng)貿(mào)易戰(zhàn),搞經(jīng)濟(jì)脫鉤,推行小圈圈與貿(mào)易保護(hù)主義,中國(guó)堅(jiān)持采取市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的政策,因而廣受歡迎。
中國(guó)的公平貿(mào)易與市場(chǎng)開(kāi)放,非但受到廣大的第三世界國(guó)家歡迎,就連美國(guó)的盟國(guó)——?dú)W盟國(guó)家與韓國(guó)等,也都?xì)g迎。
相對(duì)于美國(guó)的貿(mào)易保護(hù),中國(guó)堅(jiān)持市場(chǎng)開(kāi)放政策,等同于從美國(guó)那邊接手了全球化的主導(dǎo)地位。美國(guó)于1980年代與1990年代初期所推動(dòng)的全球化運(yùn)動(dòng),讓中國(guó)接手了。
這對(duì)美國(guó)來(lái)說(shuō)會(huì)是個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。美國(guó)過(guò)去在全球的統(tǒng)治地位,主要是由軍事、美元、盟國(guó)與經(jīng)濟(jì)。美國(guó)過(guò)去開(kāi)放自己的市場(chǎng),推行全球化,如今,美國(guó)反過(guò)來(lái)以國(guó)家安全為理由,緊收市場(chǎng),又要迫使其他盟友,限制對(duì)中國(guó)的貿(mào)易。
美方在經(jīng)濟(jì)上的領(lǐng)導(dǎo)權(quán)將慢慢地拱手讓人,讓給中國(guó)。
另外,與去全球化的同時(shí),列國(guó)也在進(jìn)行去美元化。如此,盟國(guó)統(tǒng)治全球四大支柱中的美元、盟國(guó)、與經(jīng)濟(jì),都將受到影響。
秦安:絕對(duì)的重大突破,中國(guó)4納米封裝芯片已量產(chǎn),美方封鎖徹底失敗開(kāi)始了
原創(chuàng) 秦安戰(zhàn)略2023-01-11云阿云智庫(kù)•中美芯片戰(zhàn)爭(zhēng)
關(guān)于芯片的中國(guó)突破,以前有多次消息,但后來(lái)一看都是芯片設(shè)計(jì)層面,自己造不了,依然離不開(kāi)臺(tái)積電。但關(guān)鍵是現(xiàn)在臺(tái)積電都要變成美積電了,雖然是中國(guó)的企業(yè),但被美國(guó)控制了,所以讓大家空歡喜。但這次消息不一樣,智慧的中國(guó)人找到了一個(gè)用先進(jìn)的封裝技術(shù)突破的新辦法。央視財(cái)經(jīng)最新消息,據(jù)臺(tái)灣“中時(shí)新聞網(wǎng)”1月8日?qǐng)?bào)道,用先進(jìn)的封裝技術(shù)連接功能不同的數(shù)個(gè)芯片以達(dá)到先進(jìn)制程芯片功能的小芯片(又稱晶粒)技術(shù),被視為中國(guó)突破美國(guó)芯片科技禁運(yùn)的快捷方式。這其中,長(zhǎng)電科技這家企業(yè)開(kāi)發(fā)的先進(jìn)封裝技術(shù)已開(kāi)始為國(guó)際客戶進(jìn)行芯片封裝量產(chǎn)。
據(jù)報(bào)道,面對(duì)西方國(guó)家對(duì)中國(guó)進(jìn)行包括光刻機(jī)在內(nèi)的半導(dǎo)體設(shè)備禁運(yùn),以小芯片等先進(jìn)封裝技術(shù)將成熟制程的芯片組合連結(jié)后達(dá)到先進(jìn)制程芯片功能的技術(shù),成為中國(guó)突破美方科技禁運(yùn)的重要路線之一,并獲得明顯進(jìn)展。
這個(gè)芯片技術(shù)的突破,達(dá)到什么先進(jìn)的程度呢?報(bào)道說(shuō),長(zhǎng)電科技宣布,該公司開(kāi)發(fā)的一種小芯片高密度多維異構(gòu)集成系列工藝,已按計(jì)劃進(jìn)入穩(wěn)定量產(chǎn)階段,同步實(shí)現(xiàn)國(guó)際客戶4納米節(jié)點(diǎn)多芯片系統(tǒng)集成封裝產(chǎn)品出貨,最大封裝體面積約為1500平方毫米的系統(tǒng)級(jí)封裝。
大家注意兩個(gè)關(guān)鍵詞,一是量產(chǎn),二是4納米。這個(gè)4納米意義重大,大家都知道,臺(tái)積電目前再美國(guó)建廠的是5納米,下一步才是3納米,目前還有待技術(shù)成熟。也就是說(shuō)4納米絕對(duì)是世界先進(jìn)水平了。這種4納米的盡管很先進(jìn),但畢竟是用先進(jìn)的封裝技術(shù)連接功能不同的數(shù)個(gè)芯片以達(dá)到先進(jìn)制程的,因此,其使用范圍依然具有局限性。據(jù)了解,長(zhǎng)電科技將充分發(fā)揮這一工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì),在高性能計(jì)算、人工智能、5G、汽車電子等領(lǐng)域應(yīng)用,向下游客戶提供外形更輕薄、數(shù)據(jù)傳輸速率更快、功率損耗更小的芯片成品制造解決方案。
大家注意到,拜登上臺(tái)后,比特朗普更加陰冷,招數(shù)也更加狠辣。一方面,大量進(jìn)口中國(guó)日用品,繼續(xù)擴(kuò)大中美貿(mào)易順差,不像特朗普一樣老咬著貿(mào)易差額不放;另一方面,組建半導(dǎo)體聯(lián)盟,對(duì)中國(guó)進(jìn)行芯片為核心的高科技禁運(yùn)。在這種背景下,芯片技術(shù)也在面臨一次革命,不妨稱為“小芯片”革命。隨著先進(jìn)制程不斷深入,隨著制程工藝逐漸接近物理極限,半導(dǎo)體設(shè)備的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)激烈,光刻機(jī)等設(shè)備價(jià)格與制造成本皆快速飆高,讓業(yè)界被迫尋找新的替代技術(shù),小芯片就是其中之一。
小芯片的概念是不執(zhí)著于將所有的晶體管全部整合在一塊芯片內(nèi),而是將多個(gè)功能相異的芯片通過(guò)先進(jìn)封裝技術(shù)整合在一起,形成一個(gè)系統(tǒng)芯片,如此可以不使用先進(jìn)制程芯片就能達(dá)到相近的性能要求。目前臺(tái)積電、高通等半導(dǎo)體企業(yè)以及谷歌、微軟等IT巨頭在內(nèi)的10家企業(yè)就小芯片技術(shù)展開(kāi)合作,公開(kāi)了通用小芯片互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn),還成立了產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。
當(dāng)然,這些企業(yè)組建小芯片聯(lián)盟,搶先公布相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),與拜登建立半導(dǎo)體聯(lián)盟封鎖中國(guó)得圖謀是一致的。但問(wèn)題在于,這種辦法無(wú)法阻止中國(guó)企業(yè)的技術(shù)突破。因此,這次中國(guó)基于“小芯片革命”,實(shí)現(xiàn)4納米芯片的量產(chǎn),誰(shuí)也無(wú)法阻止!
一句話總結(jié):中國(guó)先進(jìn)制程設(shè)備受到禁運(yùn),反而發(fā)展“小芯片”技術(shù),突破美方的芯片技術(shù)封鎖,期待在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)方面全面性彎道超車。
秦安,2023年1月11日,北京海淀。
這個(gè)美國(guó)人狂言,對(duì)中國(guó)實(shí)施十年以上的技術(shù)封鎖!
原創(chuàng) 補(bǔ)壹刀 2023-01-11云阿云智庫(kù)•中美芯片戰(zhàn)爭(zhēng)
執(zhí)筆/李小飛刀
從某種程度上說(shuō),我們對(duì)美國(guó)霸權(quán)主義丑陋面目的認(rèn)識(shí),是由一部部暢銷書幫助推動(dòng)的。
2018年底孟晚舟事件發(fā)生,“補(bǔ)壹刀”向國(guó)內(nèi)讀者介紹了法國(guó)阿爾斯通集團(tuán)高管皮耶魯齊的自述《美國(guó)陷阱》,揭開(kāi)了美國(guó)如何利用“長(zhǎng)臂管轄”打擊商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的內(nèi)幕。
2022年,也有這樣一部書,《金融時(shí)報(bào)》將其評(píng)為年度商業(yè)書籍,《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》和《紐約客》也都將其列為年度書籍。最近一段時(shí)間,因?yàn)榉N種原因,這本書引起了國(guó)際上的更多關(guān)注,值得一提的是,在我國(guó)臺(tái)灣地區(qū),一些心懷不軌的人也試圖在這本書里尋找安慰和思路。
在這本題為《芯片戰(zhàn):爭(zhēng)奪全球最關(guān)鍵技術(shù)》的書中,作者米勒以濃厚的冷戰(zhàn)思維,回溯了幾十年前集成電路剛剛興起時(shí),各國(guó)在技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中的種種行為,斷言芯片已成為大國(guó)戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)尤其是中美競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵,并給未來(lái)幾十年美國(guó)如何在芯片上“卡死”中國(guó)“出謀劃策”。說(shuō)白了,就是建議美國(guó)怎么跟中國(guó)打“這場(chǎng)仗”。
其中,聯(lián)合盟友對(duì)中國(guó)實(shí)施長(zhǎng)期技術(shù)封鎖,施壓臺(tái)積電把先進(jìn)制程移到美國(guó)等損招,與拜登政府目前在做的不謀而合。
尤其是該書去年10月4日開(kāi)始銷售,10月7日美國(guó)就對(duì)中國(guó)祭出史上最嚴(yán)芯片禁令,不是巧合勝似巧合。
美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間10日,美國(guó)國(guó)會(huì)眾議院以壓倒性表決結(jié)果批準(zhǔn)成立“美中戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)特別委員會(huì)”,有這個(gè)委員會(huì)摻和,美國(guó)戰(zhàn)略界今后會(huì)怎么琢磨對(duì)付中國(guó),《芯片戰(zhàn)》可窺一二。
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20世紀(jì)60年代,紐約的美國(guó)共產(chǎn)黨黨員阿爾弗雷德•薩倫特和喬爾•巴爾都是訓(xùn)練有素的工程師,他們加入了蘇聯(lián)間諜朱利葉斯•羅森伯格的間諜網(wǎng),后來(lái)叛逃到蘇聯(lián),幫助蘇聯(lián)建立起計(jì)算機(jī)工業(yè)。
然而,赫魯曉夫手下的官僚不給蘇聯(lián)科學(xué)家自由發(fā)展的空間,而是強(qiáng)迫他們?nèi)コu德州儀器生產(chǎn)的集成電路。由于缺乏原創(chuàng)性,蘇聯(lián)就這樣落在了后面,無(wú)法跟上美國(guó)芯片工程師的步伐,后者研發(fā)的芯片按照摩爾定律,飛速向前發(fā)展,并最終影響了冷戰(zhàn)的勝負(fù)走向。
這是米勒在《芯片戰(zhàn)》中敘述的一個(gè)場(chǎng)景,在他看來(lái),芯片產(chǎn)業(yè)過(guò)去幾十年的歷史是一部充滿爾虞我詐、你死我活、坑蒙拐騙、勾心斗角的“碟中諜”電影。從某種程度上說(shuō),這也反映了部分美國(guó)精英的世界觀。
米勒是典型的美國(guó)學(xué)術(shù)精英,大學(xué)就讀于哈佛,博士就讀于耶魯,雖然今年只有35歲,卻已經(jīng)寫了四本書。他是美國(guó)塔夫茨大學(xué)國(guó)際歷史副教授,主攻俄羅斯經(jīng)濟(jì)史。本來(lái)他準(zhǔn)備著手寫一本蘇聯(lián)核武器的書,但在準(zhǔn)備材料的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),冷戰(zhàn)時(shí)期的美蘇競(jìng)爭(zhēng),與現(xiàn)在的中美競(jìng)爭(zhēng),共同的關(guān)鍵都是芯片。
米勒思索,在技術(shù)方面,俄羅斯有著復(fù)雜的歷史。它擁有杰出的科學(xué)家,令人印象深刻的教育體系,以及人造衛(wèi)星和原子彈。但蘇聯(lián)在計(jì)算能力方面卻完全失敗了。米勒認(rèn)為,失敗的的原因是蘇聯(lián)無(wú)法制造出頂尖芯片。
米勒認(rèn)為,半導(dǎo)體科技在上世紀(jì)50年代后期發(fā)明后,主要訂單都來(lái)自國(guó)防軍事。美國(guó)和蘇聯(lián)的冷戰(zhàn)和軍備競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)了半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展,也造就了今日的硅谷。
米勒認(rèn)為,美國(guó)借著領(lǐng)先的芯片運(yùn)算科技,制造出由電腦程序和衛(wèi)星引導(dǎo)、可遠(yuǎn)距離精準(zhǔn)打擊的導(dǎo)彈,讓蘇聯(lián)在軍備競(jìng)賽中喪失競(jìng)爭(zhēng)力和自信,直接導(dǎo)致美蘇冷戰(zhàn)結(jié)束,讓美國(guó)成為全球第一軍事強(qiáng)權(quán)。
在米勒看來(lái),過(guò)去幾十年凡是輕視芯片在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中作用的國(guó)家都落后了。法國(guó)總統(tǒng)戴高樂(lè)曾對(duì)日本首相池田勇人1962年訪法時(shí)送給他的晶體管收音機(jī)嗤之以鼻。戴高樂(lè)認(rèn)為那是小資產(chǎn)階級(jí)的俗氣玩意兒。而荷蘭后來(lái)發(fā)明了極紫外光刻技術(shù),在歐洲掌握了主動(dòng)權(quán)。
米勒認(rèn)為,冷戰(zhàn)結(jié)束后美國(guó)獨(dú)霸世界,各國(guó)削減軍事預(yù)算,芯片研發(fā)焦點(diǎn)從軍用系統(tǒng)轉(zhuǎn)到更有利可圖的民用產(chǎn)品,如手機(jī)、電腦和各種智能配備。過(guò)去30多年來(lái),韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣借助美國(guó)科技,建立擁有強(qiáng)大產(chǎn)能和掌握尖端技術(shù)的世界級(jí)企業(yè)。
然而,隨著中國(guó)軍力崛起,軍事競(jìng)爭(zhēng)重返世界舞臺(tái)中心,軍力提升和軍事智能化的要素,就是通過(guò)高性能運(yùn)算芯片,不斷提升超音速導(dǎo)彈、無(wú)人機(jī)、軍用雷達(dá)和通訊系統(tǒng)。
米勒做了兩個(gè)判斷:第一,美國(guó)基于國(guó)防安全和軍事考慮對(duì)中國(guó)祭出的管制措施,要“切斷對(duì)手接受最先進(jìn)芯片的能力”。
米勒認(rèn)為,中國(guó)在芯片制造方面的進(jìn)步威脅到幾十年來(lái)一直支撐美國(guó)軍事力量的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域。因此,美國(guó)的戰(zhàn)略是在計(jì)算能力方面領(lǐng)先于中國(guó),并希望這種計(jì)算能力的優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為更有能力的軍事系統(tǒng)。
第二,美國(guó)要求臺(tái)積電到美國(guó)設(shè)廠不是出于經(jīng)濟(jì)考慮,純粹是擔(dān)心臺(tái)海爆發(fā)戰(zhàn)事、軍事封鎖升級(jí)時(shí)供應(yīng)鏈中斷。
米勒偷換了一個(gè)概念,假想出一種情況,即兩岸統(tǒng)一之日,就是臺(tái)積電對(duì)世界尤其是美國(guó)芯片斷供之時(shí)。美國(guó)對(duì)臺(tái)積電高度依賴,是美國(guó)國(guó)家安全的重大隱患。
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那么,面對(duì)上述兩種情況,要打一場(chǎng)“民主”與“專制”之戰(zhàn)的米勒,又給美國(guó)政府出了什么損招呢?
第一,對(duì)華實(shí)施10年以上的技術(shù)封鎖。
米勒認(rèn)為,美國(guó)可能需要大約10年的出口限制,才能大幅擴(kuò)大在芯片領(lǐng)域?qū)χ袊?guó)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
在未來(lái)10年里,如果出口管制有效,美國(guó)及其盟友與中國(guó)之間的差距將擴(kuò)大,因?yàn)槟柖蓪⒗^續(xù)推動(dòng)美國(guó)獲得比中國(guó)先進(jìn)的芯片。由于計(jì)算和傳感、通信都依賴于芯片,對(duì)現(xiàn)代軍事技術(shù)至關(guān)重要。米勒認(rèn)為,在20年的時(shí)間里,如果美國(guó)在計(jì)算方面比中國(guó)有更大的優(yōu)勢(shì),那么在情報(bào)能力和軍事能力方面也會(huì)比中國(guó)有更大的優(yōu)勢(shì)。
第二,拉攏盟友,包括韓國(guó)、日本和荷蘭等共同抗衡中國(guó)。
第三,承諾“保護(hù)”臺(tái)灣,同時(shí)對(duì)臺(tái)積電施壓,把先進(jìn)制程移到美國(guó)。
米勒認(rèn)為,美國(guó)對(duì)中國(guó)的封鎖也是有可能失敗的。
第一,美國(guó)未能在一項(xiàng)復(fù)雜的平衡行動(dòng)中團(tuán)結(jié)起一個(gè)包括歐洲、日本、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣在內(nèi)的芯片聯(lián)盟。
第二,美國(guó)自己的技術(shù)進(jìn)步跑得不夠快。未來(lái)10年里,摩爾定律很難繼續(xù)下去。如果摩爾定律確實(shí)減慢了速度,美國(guó)的速度也會(huì)跟著變慢。
像所有“冷戰(zhàn)愛(ài)好者”一樣。米勒對(duì)中國(guó)的看法同樣是怪異和矛盾的。他認(rèn)為中國(guó)的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)威脅到美國(guó),很快將超越美國(guó),是強(qiáng)大的。但同時(shí),這樣強(qiáng)大的中國(guó)又是“不堪一擊”的。“投資混亂”“浪費(fèi)很多”“生產(chǎn)的芯片占世界生產(chǎn)的15%,只有相對(duì)微薄的市場(chǎng)份額”“美國(guó)絕對(duì)不能學(xué)”。
米勒不乏得意洋洋地表示,美國(guó)針對(duì)華為的施壓行動(dòng),初步展示了美國(guó)為遏制中國(guó)技術(shù)優(yōu)勢(shì)而推出的許多手段。切斷華為獲得先進(jìn)芯片的渠道給華為帶來(lái)了巨大的困難。這表明,對(duì)于技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)被切斷與美國(guó)的聯(lián)系,中國(guó)幾乎沒(méi)有短期補(bǔ)救措施。
美國(guó)的限制將在一定程度上有效地阻止先進(jìn)芯片轉(zhuǎn)移到中國(guó),并大幅減緩中國(guó)在先進(jìn)芯片制造方面的進(jìn)展。相關(guān)限制將增加中國(guó)追求先進(jìn)計(jì)算能力的成本,而且隨著時(shí)間推移,隨著中國(guó)芯片能力落后于其他國(guó)家,成本將會(huì)進(jìn)一步增加。
中國(guó)的應(yīng)對(duì)措施可能是追求芯片制造能力的自主可控,從而加劇芯片行業(yè)分化為“中國(guó)”和“非中國(guó)”供應(yīng)鏈的趨勢(shì)。
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米勒用美國(guó)通吃的視角看待芯片產(chǎn)業(yè),他想得太美了。即便在美國(guó)也有不同意見(jiàn),《紐約時(shí)報(bào)》認(rèn)為是一部非虛構(gòu)類驚悚作品,是送給那些有“厭女癥”的美國(guó)保守派“男孩”的好禮。書中充滿了貪婪和狡詐。
浙江大學(xué)公共外交與戰(zhàn)略傳播研究中心執(zhí)行主任方興東認(rèn)為,米勒是把中國(guó)看作日本和歐洲,好像美國(guó)動(dòng)一動(dòng)指頭,中國(guó)就要趴下了。
然而,中國(guó)可不是日本,現(xiàn)在市場(chǎng)和需求已經(jīng)不在美國(guó)這一邊,而在中國(guó)這一邊。之前美國(guó)一些輿論叫囂要讓中國(guó)芯片遭遇毀滅性打擊,然而三年來(lái)也沒(méi)見(jiàn)中國(guó)遭遇“毀滅”。
中國(guó)未來(lái)很快取得14納米技術(shù)非美化突破后,再過(guò)3至5年美國(guó)的科技戰(zhàn)就將“爛尾”,根本撐不到10年。美國(guó)的科技戰(zhàn)一打,打出了一群放棄幻想下定決心的中國(guó)企業(yè)。過(guò)去3年我們很努力,進(jìn)展比外部想象得要快,技術(shù)突破水到渠成,沒(méi)有感受到什么根本性的難度。企業(yè)是技術(shù)發(fā)展的龍頭,當(dāng)中國(guó)企業(yè)被美國(guó)逼到角落后,產(chǎn)業(yè)界迅速形成共識(shí),有市場(chǎng)在、需求在,有“國(guó)家+企業(yè)”的模式支撐,中國(guó)芯片行業(yè)突破美國(guó)封鎖是水到渠成的事。
米勒迎合美國(guó)國(guó)內(nèi)冷戰(zhàn)“男孩”們的口味編故事,在美國(guó)市場(chǎng)也很流行,但改變不了芯片行業(yè)自身規(guī)律。
全球化智庫(kù)高級(jí)研究員何偉文認(rèn)為,《芯片戰(zhàn)》的出發(fā)點(diǎn)就是錯(cuò)誤的。決定過(guò)去幾十年世界歷史的肯定不是芯片。冷戰(zhàn)結(jié)束之前美國(guó)的芯片戰(zhàn)主要針對(duì)日本而不是蘇聯(lián),美國(guó)對(duì)日本打的根本不是什么“專制與民主”之戰(zhàn),而是美國(guó)維護(hù)霸權(quán)的利益之戰(zhàn)。
何偉文認(rèn)為,從新中國(guó)成立之后,美國(guó)涉及高科技或軍民兩用對(duì)中國(guó)一貫態(tài)度是限制。《芯片戰(zhàn)》的作用是幫我們更清楚地了解美國(guó)的霸權(quán)主義和對(duì)中國(guó)的敵視態(tài)度。美國(guó)的打壓也不僅僅是針對(duì)中國(guó)大陸,它對(duì)價(jià)值觀跟它相同的國(guó)家照樣打壓,包括日本、韓國(guó)等都是現(xiàn)成例子。
最終,不管是封鎖10年還是拉攏盟友,美國(guó)這些招都起不到什么作用。盟友不會(huì)割肉配合美國(guó),盟友跟中國(guó)的聯(lián)系也不可能割斷,F(xiàn)在日本、韓國(guó)、歐盟都在打自己的算盤。全球芯片供應(yīng)鏈不會(huì)分化為“中國(guó)”和“非中國(guó)”供應(yīng)鏈,中國(guó)不會(huì)關(guān)門搞芯片,中國(guó)會(huì)繼續(xù)保持開(kāi)放,而美國(guó)會(huì)變成自己跟自己過(guò)的孤家寡人。
科工力量:性能接近國(guó)際巨頭后,龍芯將迎來(lái)什么?
科工力量2023-01-13來(lái)源:觀察者網(wǎng)
導(dǎo)讀:這個(gè)過(guò)程會(huì)非常漫長(zhǎng),也許5年,也許8年。軟件生態(tài)建設(shè)就是一場(chǎng)持久戰(zhàn),只要堅(jiān)持不懈,就能如同八年抗戰(zhàn)趕走日本鬼子那樣,構(gòu)建成龍芯生態(tài)。
【文/科工力量專欄作者 鐵流】
日前,龍芯發(fā)布了用于服務(wù)器市場(chǎng)的的3D5000系列芯片,引發(fā)關(guān)注。
3D5000與3C5000屬于同一代CPU,是采用Chiplet技術(shù)把兩片3C5000芯片互聯(lián)和封裝在一起,進(jìn)而獲得一片32核CPU,這種方式也被稱為“膠水32核”。就性能而言,龍芯3D5000的IPC接近AMD Zen2的水平,全芯片性能與同主頻下的32核AMD Zen2架構(gòu)CPU接近,對(duì)于大部分應(yīng)用已經(jīng)是夠用了。
在2023年,性能更強(qiáng)的龍芯6000系列CPU將要問(wèn)世,龍芯在IPC上與英特爾、AMD的差距將會(huì)進(jìn)一步縮小,真正阻礙龍芯在市場(chǎng)上推廣的要素將不再是CPU性能,而是軟件生態(tài)。
1.龍芯5000系列是自主CPU里程碑
2019年,龍芯3A4000四核處理器亮相。龍芯3A4000是繼3A3000之后的新一代處理器。3A4000既升級(jí)了新內(nèi)核GS464V,IPC大幅提升;又通過(guò)在原有28nm工藝上深入磨合優(yōu)化,改進(jìn)電路和物理設(shè)計(jì)方法,在制造工藝與3A3000相同的情況下,將性能提升了一倍。就3A4000的IPC而言,已經(jīng)從3A3000的7/G達(dá)到了9.8/G,AMD的Zen大致也就在10/G水平,龍芯3A4000的GS464V是一款可以與第一代Zen匹敵的內(nèi)核。
3A5000的內(nèi)核是基于GS464V進(jìn)行小改,IPC為10.6/G,采用12nm工藝,主頻為2.2G至2.5G,后期流片的有2.7G主頻版本,SPEC06定點(diǎn)成績(jī)超過(guò)26(GCC,@2.5Ghz),這對(duì)于自主CPU而言已經(jīng)是非常不錯(cuò)了,即便和引進(jìn)的CPU相比,其定點(diǎn)和浮點(diǎn)性能僅次于海光,超過(guò)其他引進(jìn)的X86和ARM CPU。
龍芯3A5000與龍芯3C5000、3D5000屬于同一代CPU,3C5000采用LoongArch指令集,16核心單芯片unixbench分值9500以上,雙精度計(jì)算能力達(dá)560GFlops,16核處理器峰值性能與典型ARM 64核處理器的峰值性能相當(dāng),并支持最高16路互連,搭配新一代龍芯7A2000橋片,PCIe吞吐帶寬比上一代提升400%以上。就SPEC2006測(cè)試來(lái)看,單核定點(diǎn)浮點(diǎn)Base分均大于10/G,單芯片分值超過(guò)200?蓾M足通用計(jì)算、大型數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算中心的計(jì)算需求。該處理器通過(guò)芯片級(jí)安全機(jī)制可為等保2.0、可信計(jì)算、國(guó)密算法替代、網(wǎng)絡(luò)安全漏洞防護(hù)等提供CPU級(jí)內(nèi)生支持。
3C5000最大特點(diǎn)是單核性能強(qiáng),特別是unixbench這種看重單核和內(nèi)存性能,多核加速比很低的測(cè)試,龍芯只用16核就能跑到9500,某ARM CPU即便有64核也跑不到這個(gè)成績(jī)。從公開(kāi)的數(shù)據(jù)來(lái)看,3C5000的性能在信創(chuàng)市場(chǎng)足夠用了,而且16核的核心是使其部署比較靈活。
龍芯3D5000則是把兩個(gè)3C5000封裝到一起的膠水32核芯片,集成了64MB的L3 Cache,支持最多8個(gè)DDR4-3200 DRAM,可以通過(guò)HyperTransport接口構(gòu)建至多四路處理器,因此單機(jī)可以支持多達(dá)128核。在性能方面,龍芯3D5000單路和雙路服務(wù)器的SPEC CPU2006 Base實(shí)測(cè)可以超過(guò)400分和800分,預(yù)計(jì)四路服務(wù)器的分值可以達(dá)到1600分?梢哉f(shuō),龍芯3D5000主要針對(duì)一些對(duì)性能有更高要求的場(chǎng)景,只要軟件生態(tài)跟得上,完全可以替換掉英特爾至強(qiáng)CPU。
2.龍芯6000性能將再次飛躍
相對(duì)于一些技術(shù)引進(jìn)CPU在引進(jìn)海外技術(shù)后CPU IPC增長(zhǎng)緩慢,性能提高基本依靠購(gòu)買更好的EDA工具和買臺(tái)積電更好的工藝。龍芯一直致力于提升CPU微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平來(lái)提升CPU的性能,沒(méi)有盲目去堆核心數(shù)量。這種穩(wěn)扎穩(wěn)打的做法使龍芯在過(guò)去10年中IPC提升了3-4倍,在桌面CPU上成效立竿見(jiàn)影。
CPU的IPC在過(guò)去10年中提升了3-4倍,這使龍芯可以在制造工藝上落后技術(shù)引進(jìn)的某ARM CPU一代的情況下,依然可以依靠CPU微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平做到性能持平或略優(yōu)于技術(shù)引進(jìn)的某ARM CPU。當(dāng)龍芯與引進(jìn)的某ARM CPU采用相同工藝時(shí),龍芯可以憑借其IPC上的優(yōu)勢(shì)在性能上領(lǐng)先某ARM CPU。
3A6000和3A5000采用相同制造工藝,龍芯依靠其設(shè)計(jì)能力把CPU性能大幅提升,主要是拉大框架,比如把4發(fā)射改成6發(fā)射等等。從此前公布的仿真成績(jī)看,定點(diǎn)相對(duì)于3A5000提升30%,浮點(diǎn)相對(duì)于3A5000提升60%,這種提升是非常駭人的——如果仿真成績(jī)與最終成績(jī)相當(dāng),那么,3A6000 SPEC06單核定點(diǎn)Base分大于13/G,浮點(diǎn)Base分大于16/G,基本達(dá)到AMD Zen2水平。如果3A5000為2.5G至2.8G,那么,3A6000的 SPEC06單核定點(diǎn)Base分大于35,浮點(diǎn)將大于45。
從公開(kāi)信息看,在使用相同工藝的情況下,3A6000性能比3A5000提升40%—60%,芯片面積縮小20%,12nm的3A6000對(duì)標(biāo)7nm的AMD Zen2。做最保守估算,3A6000 SPEC06單核定點(diǎn)Base分為32分(@2.5G)至35分(@2.8G)。這個(gè)性能對(duì)于信創(chuàng)和日常使用而言都已經(jīng)明顯過(guò)剩了。
必須說(shuō)明的是,仿真往往是不準(zhǔn)確的,有的公司會(huì)高估,有的公司會(huì)低估,從龍芯這幾年發(fā)布的信息看,龍芯是偏保守的,實(shí)測(cè)成績(jī)只會(huì)比仿真成績(jī)好,以最近流片回來(lái)的2K2000來(lái)看,實(shí)測(cè)成績(jī)比龍芯仿真成績(jī)高了20%至30%,這大大超乎龍芯的預(yù)期。龍芯2k2000的LA364性能基本追平ARM A76,充分展示了自主路線的發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展活力。
3C6000是16核服務(wù)器芯片,內(nèi)核是LA664,與3A6000相同。3D6000則是兩片3C6000封裝在一起構(gòu)成32核服務(wù)器CPU,可以匹敵搭載Zen2核心的AMD EPIC。只要軟件能跟上,商業(yè)市場(chǎng)已經(jīng)沒(méi)有性能短板了。
龍芯下一代7000系列CPU,進(jìn)一步提升CPU核性能,IPC瞄準(zhǔn)Zen3和12代酷睿,計(jì)劃采用7nm工藝,SPEC06定點(diǎn)Base最保守估算是40分,屆時(shí),會(huì)有24-32核的3D7000(7nm)和48-64核3E7000(兩片封裝)。
3.Chiplet有利有弊 不宜神化
有文章認(rèn)為:由于地緣政治的影響,中國(guó)的半導(dǎo)體行業(yè)受到了種種限制,尤其是開(kāi)發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵芯片(如國(guó)產(chǎn)CPU,或者之后有可能受到影響的其他高性能計(jì)算芯片)的公司難以使用最先進(jìn)的半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)。
另一方面,中國(guó)的半導(dǎo)體fab同樣由于受到地緣政治的影響,難以快速追趕全球最先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn),而目前只能主要生產(chǎn)成熟工藝節(jié)點(diǎn)(如28nm),或者是介于成熟工藝和先進(jìn)工藝之間的工藝節(jié)點(diǎn)(例如SMIC今年剛開(kāi)始大規(guī)模量產(chǎn)14nm,未來(lái)幾年可望做到10nm以下)。即使是介于成熟工藝和先進(jìn)工藝之間的工藝節(jié)點(diǎn),也會(huì)存在良率較低等問(wèn)題,需要時(shí)間來(lái)解決。
在這樣的情況下,國(guó)產(chǎn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)芯片在受到地緣政治影響下只能使用較落后的工藝節(jié)點(diǎn),那么使用Chiplet這樣的高級(jí)封裝技術(shù)就成為了突破工藝限制,或者說(shuō)至少減少工藝對(duì)于芯片影響的一種重要技術(shù)。
鐵流認(rèn)為,以上觀點(diǎn)總體是沒(méi)問(wèn)題的,但不宜將Chiplet神化,畢竟封裝也是存在成本和良率問(wèn)題,關(guān)鍵還是要看需求和場(chǎng)景。
當(dāng)下,龍芯的最大短板是軟件生態(tài),其次是制造工藝。就工藝而言,一方面是龍芯錢少,不可能和蘋果、高通這些巨無(wú)霸去搶臺(tái)積電最尖端工藝,何況當(dāng)下臺(tái)積電尖端工藝還存在政治風(fēng)險(xiǎn)。正是因此,龍芯在制造工藝的選擇上往往是偏保守,基本與境內(nèi)晶圓廠的最佳制造工藝同步,而彌補(bǔ)工藝差距的方式就是采用Chiplet技術(shù)。Chiplet是一種封裝技術(shù),在制造工藝與臺(tái)積電有差距的情況下,可以通過(guò)使用先進(jìn)封裝技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)不足。
Chiplet技術(shù)并非是橫空出世的新技術(shù),過(guò)去,AMD的64核和128核就是將8核的芯片和IO橋片封裝在一起的,這其實(shí)就是運(yùn)用Chiplet構(gòu)建多核和SoC主流的技術(shù)。Chiplet最大的優(yōu)勢(shì)是降低成本和提升芯片集成度,可以使12nm芯片在集成度上媲美7nm芯片。由于片內(nèi)互聯(lián)效率大幅高于片外互聯(lián),將原來(lái)的板載芯片集成進(jìn)來(lái)以后,可以大幅提升互聯(lián)速度。此外,Chiplet還可以實(shí)現(xiàn)不同制造工藝芯片的“混搭”,比如關(guān)鍵模塊采用14nm工藝,次要模塊采用28nm工藝,然后封裝到一起,這種SoC的性能和真正的14nm芯片相差無(wú)幾,但成本將低于14nm芯片,在性價(jià)比方面會(huì)更有優(yōu)勢(shì)。
目前,龍芯的技術(shù)還屬于2D水平,其實(shí)并不算多強(qiáng),現(xiàn)在主流已經(jīng)開(kāi)始向2.5D和3D發(fā)展。龍芯3D5000之所以沒(méi)上2.5D,主要是因?yàn)榫湍壳褒埿镜幕ヂ?lián)速度,2D版本就足夠了,后續(xù)接口到16Gbps了就會(huì)采用2.5D。
必須說(shuō)明的是,不宜把Chiplet神化,因?yàn)榉庋b也有成本的,還有良率的問(wèn)題,也不是封得越多越好。關(guān)鍵還是看需求,Chiplet對(duì)服務(wù)器芯片有利,普通芯片盲目封裝沒(méi)太多好處。
4.展望未來(lái)
就性能而言,3A5000應(yīng)對(duì)日常使用和單位辦公已經(jīng)是性能過(guò)剩了,3A6000則是進(jìn)一步性能過(guò)剩,7000系列CPU則能進(jìn)入商業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。對(duì)于龍芯而言,性能已經(jīng)不是最大短板,軟件生態(tài)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)才是短板。
對(duì)此,龍芯措施是兩手抓,一方面用二進(jìn)制翻譯兼容X86生態(tài),另一方面推出自主編程框架。
以LATX來(lái)說(shuō),目前已經(jīng)可以運(yùn)行大量X86/Windows應(yīng)用,預(yù)計(jì)還需要一年時(shí)間完善。以打印機(jī)來(lái)說(shuō),現(xiàn)在97%、98%以上的打印機(jī)龍芯不用遷移,可以直接用,這在X86和ARM上都沒(méi)有做到,凡是windows有的驅(qū)動(dòng)龍芯都能跑。還有少量的2%、3%的問(wèn)題,將逐步解決,也就是說(shuō)在X86和ARM平臺(tái)上肯定很多打印機(jī)認(rèn)不了,但在龍芯的平臺(tái)上,可以保證100%的打印機(jī)都能識(shí)別。
自主CPU和操作系統(tǒng)的整機(jī)產(chǎn)品之所以需要無(wú)休止的遷移適配,主要是因?yàn)檫@些系統(tǒng)是不在自主平臺(tái)上寫的,現(xiàn)有的應(yīng)用都是基于別人的編程框架編出來(lái)的,自主編程框架是自主操作的重要特征,目前國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)都不是真正意義上的自主操作系統(tǒng),只是開(kāi)源操作系統(tǒng)的自主發(fā)行版,APP開(kāi)發(fā)者使用的自主編程框架進(jìn)行編程才能徹底解決無(wú)休止的適配問(wèn)題,所以龍芯在明年?duì)幦⊥瞥鲎灾骶幊炭蚣。未?lái)就像手機(jī)APP有蘋果版和安卓版,未來(lái)電腦的系統(tǒng)有龍芯版和windows版,這樣龍芯就有自己的生態(tài)了。
這個(gè)過(guò)程會(huì)非常漫長(zhǎng),也許5年,也許8年。軟件生態(tài)建設(shè)就是一場(chǎng)持久戰(zhàn),只要堅(jiān)持不懈,就能如同八年抗戰(zhàn)趕走日本鬼子那樣,構(gòu)建成龍芯生態(tài)。
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科技史上最悲壯的長(zhǎng)征:中國(guó)芯片突圍戰(zhàn)
云阿云智庫(kù)•中美芯片戰(zhàn)爭(zhēng)專題•前沿科技
“我們害怕華為站起來(lái)后,舉起世界的旗幟反壟斷!倍嗄昵埃瑫r(shí)任微軟總裁史蒂夫·鮑爾默、思科CEO約翰·錢伯斯在和華為創(chuàng)始人任正非聊天時(shí)都不無(wú)擔(dān)憂。
華為顯然不會(huì)這么做,“我才不反壟斷,我左手打著微軟的傘,右手打著CISCO的傘,你們賣高價(jià),我只要賣低一點(diǎn),也能賺大把的錢。我為什么一定要把傘拿掉,讓太陽(yáng)曬在我腦袋上,腦袋上流著汗,把地上的小草都滋潤(rùn)起來(lái),小草用低價(jià)格和我競(jìng)爭(zhēng),打得我頭破血流!
這是任正非當(dāng)時(shí)的回答,在他看來(lái),狹隘的自豪感會(huì)害死華為,并提醒華為盡可能用美國(guó)公司的高端芯片和技術(shù)。
但這只是硬幣的A面,硬幣的B 面是,落后就要挨打,而中國(guó)企業(yè)在硬件(芯片)和軟件層面(操作系統(tǒng))都受制于美國(guó)。
“如果他們突然斷了我們的糧食,Android 系統(tǒng)不給我用了,芯片也不給我用了,我們是不是就傻了?”2012年,在華為“2012諾亞方舟實(shí)驗(yàn)室”專家座談會(huì)上,任正非在回答時(shí)任終端OS開(kāi)發(fā)部部長(zhǎng)李金喜提問(wèn)時(shí)說(shuō)到。
據(jù)傳,任正非看了美國(guó)電影《2012》以后,認(rèn)為信息爆炸將像數(shù)字洪水一樣,華為想生存下來(lái)就需要造一艘方舟。于是在華為成立了專門負(fù)責(zé)創(chuàng)新基礎(chǔ)研究的“諾亞方舟實(shí)驗(yàn)室”。
其實(shí),早在諾亞方舟實(shí)驗(yàn)室成立八年前,任正非便已經(jīng)布下一顆棋子。
“我給你四億美金每年的研發(fā)費(fèi)用,給你兩萬(wàn)人。一定要站立起來(lái),適當(dāng)減少對(duì)美國(guó)的依賴!
倉(cāng)促受命的華為工程師何庭波當(dāng)時(shí)一聽(tīng)就嚇壞了,但公司已經(jīng)做出了極限生存的假設(shè),預(yù)計(jì)有一天,所有美國(guó)的先進(jìn)芯片和技術(shù)將不可獲得,那時(shí)華為要如何才能活下去?
為了這個(gè)以為永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生的假設(shè),“數(shù)千海思兒女,走上了科技史上最為悲壯的長(zhǎng)征,為公司的生存打造“備胎”。數(shù)千個(gè)日夜中,我們星夜兼程,艱苦前行。當(dāng)我們逐步走出迷茫,看到希望,又難免一絲絲失落和不甘,擔(dān)心許多芯片永遠(yuǎn)不會(huì)被啟用,成為一直壓在保密柜里面的備胎!何庭波回憶。
而任正非的堅(jiān)持和何庭波團(tuán)隊(duì)的負(fù)重前行,很可能決定了華為未來(lái)的生死存亡。
兩天前,美國(guó)商務(wù)部工業(yè)和安全局(BIS)宣布,把華為加入該部門實(shí)體名單(entity list)。這意味著什么?在該原則下,若無(wú)特殊理由,美國(guó)工業(yè)安全局基本不會(huì)授予名單外企業(yè)向名單內(nèi)實(shí)體出口、再出口或(國(guó)內(nèi))轉(zhuǎn)移受《出口管理?xiàng)l例》管控之貨物的許可。
換言之,最嚴(yán)重的情況是,華為無(wú)法再向美國(guó)公司購(gòu)買芯片等產(chǎn)品。
“所有我們?cè)?jīng)打造的備胎,一夜之間全部轉(zhuǎn)“正”!多年心血和努力,挽狂瀾于既倒,確保了公司大部分產(chǎn)品的戰(zhàn)略安全、大部分產(chǎn)品的連續(xù)供應(yīng)!
在美國(guó)公布制裁華為消息后的5月17日凌晨,何庭波在發(fā)給海思員工的內(nèi)部信里寫到。這封內(nèi)部信發(fā)出后,迅速引發(fā)了無(wú)數(shù)中國(guó)網(wǎng)友的熱議。
華為手機(jī)掌門人余承東在朋友圈轉(zhuǎn)發(fā)評(píng)論說(shuō):“消費(fèi)芯片一直就不是備胎,一直在做主胎使用,哪怕早期K3V2競(jìng)爭(zhēng)力嚴(yán)重不足,早年華為消費(fèi)者業(yè)務(wù)品牌和經(jīng)營(yíng)都最困難的時(shí)期,我們也始終堅(jiān)持打造自己芯片的核心能力,堅(jiān)持使用與培養(yǎng)自己的芯片!
余承東還進(jìn)一步透露:除了自己的芯片,還有操作系統(tǒng)的核心能力打造。
在操作系統(tǒng)這個(gè)領(lǐng)域,不被逼到絕路,我們此前同樣很難有所作為。但在硬件的核心-芯片這個(gè)領(lǐng)域,這個(gè)“絕路”可能先一步到來(lái),并且追趕的機(jī)會(huì)也并不那么渺茫。
中興事件和此次美國(guó)制裁華為給我們敲響的警鐘,早已將芯片產(chǎn)業(yè)推至風(fēng)口浪尖。命運(yùn)的年輪帶來(lái)了滔天巨浪,我們能做的,只有正視過(guò)去的長(zhǎng)期落后和悲壯的前行之路,正視5G和AI時(shí)代下的新機(jī)遇,警鐘長(zhǎng)鳴、知恥而后勇。
一、失效的摩爾定律
帶給我們新機(jī)遇的,不單單是5G和AI時(shí)代的到來(lái),還有摩爾定律。
我們要講的,當(dāng)然不是“每18-24個(gè)月,集成電路上的元器件數(shù)目,就會(huì)增加一倍,性能和性價(jià)比也提升一倍”,而是摩爾定律的消亡。近年來(lái),這個(gè)說(shuō)法幾次爆發(fā),雖然很多人不屑一顧,但作為英特爾創(chuàng)始人之一的摩爾本人早已認(rèn)可。
先解釋一下,它為什么失效以及我們的機(jī)會(huì)在哪里。
1946年,人類社會(huì)第一臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生,重達(dá)30噸。形象點(diǎn),它就是一堆電路。通過(guò)無(wú)數(shù)開(kāi)關(guān)和電線的連接,18000個(gè)能通電的電子管和7000個(gè)不能通電的電阻,每個(gè)電子元器件,都是一個(gè)“0”或“1”,計(jì)算不再是大腦的專利。
雖然在這個(gè)電路中,電子元器件挺少,計(jì)算能力很弱,但它開(kāi)機(jī)的那晚,整棟大樓的燈光都瞬間變暗,耗能恐怖。一年后,燈泡大小而易損的電子管迎來(lái)顛覆者,晶體管誕生,電子元器件開(kāi)始微型化。
而這個(gè)龐大的電路,也隨之被集成到了一塊硅片上,它的名字叫芯片。
微不可見(jiàn)的晶體管和電阻器,替代了電路中的電子管和電阻;而線路之間的間距,就是摩爾定律這些年進(jìn)步的領(lǐng)域。就像在一個(gè)廣場(chǎng)上,人們排列的越規(guī)律越緊密,能擠下的人就越多,而電子元器件的數(shù)量又直接決定著計(jì)算力。
近年來(lái),芯片線路間距已經(jīng)突破到了22nm、10nm或7nm(納米),所以未來(lái)能縮小的空間有限。試想下1nm是什么概念,原子可以用它做單位,物理學(xué)界的名言說(shuō)它是“命運(yùn)”,一張紙的厚度也有100000nm。
當(dāng)然,把芯片往大里做提高計(jì)算能力理論上可行,但成本太高(后文解釋),我國(guó)的軍用和航天芯片就基本靠燒錢實(shí)現(xiàn)了自產(chǎn)。但商用芯片,即使天馬行空一點(diǎn),假裝不用考慮“設(shè)計(jì)框架、制造成本、使用能耗”的等等困難,芯片太大的話終端設(shè)備也塞不下。
基礎(chǔ)科學(xué)何時(shí)再次進(jìn)步難以預(yù)測(cè),但芯片性能并不僅僅取決于線路間距。以前有的選,產(chǎn)業(yè)界都在壓縮間距,換個(gè)提升計(jì)算力的方向研究無(wú)疑是吃力不討好,F(xiàn)在沒(méi)得選了,間距壓縮不了了,芯片性能想提升必須換方向。
不管是嘗試新的線路架構(gòu),還是直接在晶體管上做文章,甚至換掉硅片的“底盤”角色,新的方向都代表著空白或淺薄,是沒(méi)有技術(shù)壁壘的新機(jī)會(huì)。窮則變、變則通,況且我們一向擅長(zhǎng)集中力量搞基建,很難想象芯片這種核心技術(shù),我們還會(huì)再次走偏。
其實(shí),中國(guó)芯并不是從一開(kāi)始就遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后的。1956年,周恩來(lái)總理親自主持規(guī)劃了四個(gè)急需發(fā)展的領(lǐng)域——半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化和電子學(xué),在集體的力量下,科研成果遍地開(kāi)花。1959年,世界上出現(xiàn)了第一塊集成電路,此時(shí)中國(guó)已經(jīng)弄出了晶體管,并于六年后也成功研制出了第一塊集成電路。
但之后這個(gè)差距被迅速拉大,并固化成了難以攻克的壁壘,原因?qū)崉t很復(fù)雜:既有幾段特殊的歷史時(shí)期,造成的人才流失和科研阻力;也有企業(yè)界選擇市場(chǎng),棄研發(fā)而重進(jìn)口重銷售;更有學(xué)術(shù)造假和腐敗問(wèn)題對(duì)產(chǎn)業(yè)的致命打擊。
今天的落后,不是歷史的意外,而是多方共同造就的遺憾。
二、芯片制造
在集成電路出現(xiàn)的頭二十年,雖然我們起步落后于美日,但至少是領(lǐng)先韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的。這時(shí)的半導(dǎo)體行業(yè),難的是制造,即生產(chǎn)晶體和晶體管,制造加工設(shè)備。此時(shí)的芯片企業(yè)一般是設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)都自己做,非?粗刭Y本實(shí)力。
首先填坑,把芯片往大里做不現(xiàn)實(shí),這其實(shí)跟芯片的材料有關(guān)。芯片的原料是這顆星球上最不值錢的二氧化硅,但需要提純,純度低的可以用來(lái)太陽(yáng)能發(fā)電,不值錢但我們產(chǎn)量足以對(duì)外出口;電子級(jí)的高純硅要求純度極高,不便宜但我們幾乎全仰仗進(jìn)口。
硅提純的時(shí)候,用的是中學(xué)生物課常用的提純方法,旋轉(zhuǎn)。成品自然是圓的,也叫“晶圓”。幾何知識(shí)告訴我們,使用圓形的材料時(shí),對(duì)材料利用率最高的做法,一定是正方形越小,邊上浪費(fèi)的材料就越少,這樣就能降低成本。
其次值得說(shuō)明的是,如今做芯片依然要經(jīng)歷設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試這一系列流程,其中的主要環(huán)節(jié)是設(shè)計(jì)和制造。但通常情況下,這些環(huán)節(jié)是分離的,由不同企業(yè)負(fù)責(zé)。
我們今天所說(shuō)的芯片實(shí)力,關(guān)注的芯片企業(yè),則更多是指芯片設(shè)計(jì)。
原因很簡(jiǎn)單,芯片制造業(yè)有了一個(gè)遙遙領(lǐng)先的龍頭企業(yè),一己之力占據(jù)世界芯片代工的半壁江山—中國(guó)臺(tái)灣的臺(tái)積電。即使是來(lái)勢(shì)洶洶殺入芯片行業(yè)的巨頭阿里,也只是設(shè)計(jì)針對(duì)自身業(yè)務(wù)的定制芯片,然后制造環(huán)節(jié)找臺(tái)積電和中芯國(guó)際代工。
芯片制造需要重資金投入,還得度過(guò)非常長(zhǎng)期的技術(shù)積累階段。遍觀目前全球五大芯片制造地-美國(guó)、歐洲、日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣,無(wú)一不是在上世紀(jì)全球產(chǎn)業(yè)分工調(diào)整的時(shí)期,靠堆積政策和資金崛起的。
當(dāng)時(shí)半導(dǎo)體行業(yè)最好的切入點(diǎn),就是DRAM,也就是電腦里的內(nèi)存條。因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,更看重制造工藝,所以無(wú)論在哪都是首選的半導(dǎo)體產(chǎn)品。領(lǐng)先地位的美國(guó)和日本中,日本崛起打的美國(guó)企業(yè)無(wú)力招架;落后地位的韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣,三星受益于美日之爭(zhēng),買下了許多破產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)線,臺(tái)積電則認(rèn)準(zhǔn)芯片行業(yè)會(huì)產(chǎn)生分工,專心做芯片制造代工廠,也都翻了身。
不高不低的中國(guó),則先是落后于美日,又被韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣趕超。好不容易國(guó)家主導(dǎo)了幾次工程,但效果也都不明顯,最終國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人出訪韓國(guó)參觀了三星,回國(guó)后總結(jié)出四個(gè)字:觸目驚心。
908工程尚未竣工驗(yàn)收,909立刻上馬,國(guó)務(wù)院動(dòng)用財(cái)政赤字成立了華虹。但華虹剛出點(diǎn)成績(jī),稍微有了丁點(diǎn)盈利時(shí),就迎來(lái)了暴擊。2001年,美國(guó)互聯(lián)網(wǎng)泡沫破裂,芯片價(jià)格受波動(dòng)暴跌,華虹巨虧。
幸好這一年,張汝京被臺(tái)積電排擠到大陸,在上海張江辦的中芯國(guó)際開(kāi)始試產(chǎn),到2003年沖到了全球第四大代工廠。
臺(tái)積電的分工理念很正確,企業(yè)們?cè)缇褪軌蛄擞忠O(shè)計(jì)又要建廠還要不停更新生產(chǎn)線的高昂成本。臺(tái)積電開(kāi)創(chuàng)性的轉(zhuǎn)型做芯片代工,降低了芯片設(shè)計(jì)的技術(shù)門檻和資金風(fēng)險(xiǎn),試水芯片設(shè)計(jì)的企業(yè)越來(lái)越多,訂單如江河入海般向臺(tái)積電涌來(lái)。
臺(tái)積電的創(chuàng)立者張忠謀選對(duì)了理念,臺(tái)積電的科學(xué)家們則突破了技術(shù)。之前說(shuō)過(guò),過(guò)去的芯片進(jìn)步基本仰仗摩爾定律,通過(guò)提升晶體管密度來(lái)提高計(jì)算能力,而提高密度的關(guān)鍵,就是提升芯片生產(chǎn)時(shí)的精度。
芯片制程曾在157nm處卡過(guò)殼,當(dāng)時(shí)就有摩爾定律失效的說(shuō)法。全球頭部廠商砸進(jìn)幾十億美金,技術(shù)提升卻微乎其微。
這時(shí)一位華人出手拯救了產(chǎn)業(yè)界,林本堅(jiān)幾乎以一己之力,改變了臺(tái)積電在芯片制造業(yè)的地位。
早年,林本堅(jiān)效力于藍(lán)色巨人IBM,當(dāng)時(shí)就曾提出IBM與產(chǎn)業(yè)界一直追求的“X光”光刻機(jī)不是正確的方向。后來(lái)他輾轉(zhuǎn)來(lái)到專注芯片制造的臺(tái)積電,繼續(xù)不走尋常路。
本來(lái)光刻機(jī)都是干式的,以空氣為介質(zhì),產(chǎn)業(yè)界想在光刻機(jī)的“光”上做文章;林卻想做浸潤(rùn)式的光刻機(jī),在介質(zhì)上下功夫,采用液體的水。芯片行業(yè)實(shí)行分工理念,有專門生產(chǎn)光刻機(jī)的企業(yè),例如當(dāng)時(shí)領(lǐng)先的尼康和佳能,還有落后的ASML。
2002年,風(fēng)暴降臨,傳統(tǒng)介質(zhì)的193光刻機(jī)走到了末路,幾位繼承者集體發(fā)難。光刻機(jī)生產(chǎn)商尼康和佳能終于燒出了一點(diǎn)成績(jī),做出了157nm干式光刻機(jī)。林本堅(jiān)則出席了一場(chǎng)國(guó)際研討會(huì),拋出了自己的浸潤(rùn)式光刻機(jī)理論,業(yè)界一片嘩然;一種13nm的紫外線光刻機(jī)EVU,也被人提出。
這兩個(gè)不被看好理論,最后都和落后的ASML捆綁在一起。成品實(shí)現(xiàn)后,代表了其兩個(gè)時(shí)期的最高水平。先做出產(chǎn)品的是林本堅(jiān)設(shè)計(jì)出原型概念的193nm浸潤(rùn)式光刻機(jī),EVU從193nm進(jìn)步到13nm的步子太大,還要研究。
193nm浸潤(rùn)式光刻機(jī)成品出現(xiàn)后,原先訂購(gòu)了157nm干式光刻機(jī)的IBM等十多個(gè)大廠紛紛退單,改旗易幟。
到2007年,IBM直接放棄了芯片制造業(yè)務(wù),專注設(shè)計(jì)。臺(tái)積電則靠著芯片代工成為了一家利潤(rùn)率超過(guò)蘋果,本土利潤(rùn)僅次于ICBC的龐然大物。
到如今,最常用的光刻機(jī)依然是193nm浸潤(rùn)式光刻機(jī),但最先進(jìn)的則是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的EVU光刻機(jī)。
2018年5月21日上午,ASML向華虹六廠交付的一臺(tái)193nm雙級(jí)沉浸式光刻機(jī)入駐上海浦東新區(qū),黃色的大吊車和四根纜繩上的大紅花,書寫著“中華芯片制造夢(mèng)”。
幾乎同時(shí),中芯國(guó)際又向荷蘭ASML公司下單了EVU光刻機(jī),預(yù)計(jì)排隊(duì)到2019年初交付。遺憾的是今年初一場(chǎng)大火,燒到了ASML荷蘭供應(yīng)工廠,我們想要實(shí)現(xiàn)7nm芯片的制造,恐怕還得再等等。
光刻機(jī)被譽(yù)為人類最精密復(fù)雜的機(jī)器,站在整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)食物鏈的制高點(diǎn),ASML的成功不是它一家企業(yè)的成功,而是西方世界無(wú)數(shù)寡頭和財(cái)團(tuán)用經(jīng)費(fèi)鼎力支持燒出來(lái)的,其中也包括臺(tái)積電,但不包括華虹和中芯國(guó)際。
芯片行業(yè)一年進(jìn)口超2000億美金,超過(guò)原油。冰箱、電視;汽車、機(jī)器人;服務(wù)器、電腦、手機(jī);智能音箱、智能安防攝像頭。我們都必須取得每個(gè)領(lǐng)域芯片設(shè)計(jì)上進(jìn)步,但同樣重要的是芯片制造,如今總算真正被國(guó)內(nèi)重視起來(lái)的中芯國(guó)際等代工企業(yè),還得星夜兼程。
即使EVU光刻機(jī)交付后,光刻機(jī)這樣的遏住整個(gè)芯片行業(yè)喉嚨的機(jī)器,也值得我們重視。沒(méi)有制造生產(chǎn)設(shè)備和利用設(shè)備制造芯片的能力,除了燒得起錢的特殊領(lǐng)域,我們所探討的一切種類的芯片設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì),都是無(wú)根之水。
當(dāng)然,芯片除了設(shè)計(jì)、制造、還有地位略次的封裝(刻蝕機(jī))和測(cè)試兩個(gè)環(huán)節(jié)。封測(cè)逐漸專業(yè)化,國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)傾向于選擇大陸封測(cè)廠商,是如今的趨勢(shì)。這兩個(gè)環(huán)節(jié)大陸做的不錯(cuò),在全球第一梯隊(duì),基本與臺(tái)灣、美國(guó)三足鼎立。
三、華為與IBM陷阱
并不是所有半導(dǎo)體企業(yè)都屈服于資金投入、時(shí)間投入,從而選擇了芯片分工制造。目前依然有實(shí)力強(qiáng)勁的巨頭把持著從設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試到銷售的整個(gè)鏈條,這種模式叫IDM模式,其中最大的是美國(guó)的Intel、其次是韓國(guó)的三星和SK海力士。
世界前十的IDM廠商中沒(méi)有中國(guó)企業(yè),因?yàn)槲覀兓静捎弥止ず献鞯腇abless+Foundry(設(shè)計(jì)+代工)模式。
前文大篇幅介紹了代工過(guò)程中生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備的重要性、大陸目前的現(xiàn)狀及機(jī)會(huì),接下來(lái)的重心將轉(zhuǎn)為芯片設(shè)計(jì)。正如前文所述,現(xiàn)在我們談及的芯片實(shí)力多指芯片設(shè)計(jì)。
所謂的5G芯片、AI芯片,不管是巨頭還是獨(dú)角獸,基本也都是著眼于芯片設(shè)計(jì)。
我們說(shuō)國(guó)內(nèi)芯片行業(yè)孱弱實(shí)際上是有些片面的。經(jīng)過(guò)幾十年的不斷前行,我們終究還是積累出了近兩千家芯片設(shè)計(jì)公司,位列世界首位。但論及總營(yíng)收,卻只占全球芯片營(yíng)收的13%左右。
由此可見(jiàn),國(guó)內(nèi)的芯片企業(yè)大多著眼于中低端產(chǎn)品,利潤(rùn)很低。尤其是近年來(lái)芯片產(chǎn)業(yè)迎來(lái)發(fā)展,不到十年間數(shù)量翻了三倍,可以想象有多少同質(zhì)化的產(chǎn)品。就中低端市場(chǎng)而言,國(guó)內(nèi)的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)不但不缺,反而泛濫,銷售難度甚于科研。
而據(jù)IC insights 2017年報(bào)告,全球營(yíng)收前十的芯片F(xiàn)abless(設(shè)計(jì))公司中,中國(guó)占了三席:聯(lián)發(fā)科、海思、紫光。其中,華為旗下的海思半導(dǎo)體,可謂風(fēng)頭最盛。當(dāng)然,這份名單排除了歐美日韓那些既設(shè)計(jì)又生產(chǎn)的IDM企業(yè)。
來(lái)看看芯片設(shè)計(jì)有多難。首先,企業(yè)要確定芯片種類和用途,在此基礎(chǔ)上選用恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)架構(gòu)。架構(gòu)這個(gè)詞,非常關(guān)鍵,之后會(huì)大量提及;其次,要付出高昂的成本,來(lái)購(gòu)買設(shè)計(jì)工具EDA軟件,它可以輔助電路設(shè)計(jì)提高效率。遺憾的是,美國(guó)的三家EDA企業(yè)幾乎壟斷了全球EDA市場(chǎng),據(jù)稱華為海思每年為此付費(fèi)在千萬(wàn)級(jí)別。
海思,原本是一家相當(dāng)?shù)驼{(diào)的企業(yè),創(chuàng)建之時(shí)華為還遠(yuǎn)沒(méi)有今天財(cái)大氣粗。1996年,海思日后的掌門人何庭波才剛念完北郵碩士加入華為。這一年,華為芯片事業(yè)起步,為了讓團(tuán)隊(duì)用上國(guó)外的EDA軟件,任正非不惜欠下高利貸。
華為的事業(yè)成長(zhǎng)很快,何庭波也很快被委以重任,開(kāi)始帶團(tuán)隊(duì)。直到2004年,在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)選錯(cuò)了技術(shù)方向的華為,憑借在歐洲市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)成功突圍。任正非緩了一口氣,思考良久后,決定收回“誰(shuí)再胡說(shuō)(做手機(jī)),誰(shuí)下崗”的決定。
但任正非也有顧慮,當(dāng)時(shí)的手機(jī)芯片基本都是西方的,華為要做手機(jī)就不能把心臟攥在西方的手上,海思由此誕生。即使是臺(tái)灣聯(lián)發(fā)科,直到2006年也都還在做一站式手機(jī)解決方案turnkey,跑偏在了中國(guó)“山寨機(jī)王”的路上。
任正非想起了有3G芯片研發(fā)的何庭波,把她找來(lái)做手機(jī)芯片。
華為手機(jī)發(fā)展有了起色,雖然國(guó)內(nèi)的3G牌照一直卡著不發(fā),但華為跑到了歐洲給運(yùn)營(yíng)商做定制手機(jī),勉強(qiáng)立住了腳跟。2009年,好事兒都趕到了一塊:國(guó)內(nèi)3G牌照發(fā)放、華為有了第一款安卓手機(jī)、海思發(fā)布了首款應(yīng)用處理器K3V1。
最后一件好事兒,以慘敗收?qǐng)。K3V1的制程為110nm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于人,能耗和兼容表現(xiàn)都很差,被自家手機(jī)放棄,只有山寨機(jī)愿意用它。
海思剛發(fā)出第一聲啼哭,就被市場(chǎng)教育得體無(wú)完膚。
又過(guò)了三年,海思用盡全力做出了K3V2,成功的安在了華為D1四核手機(jī)上。2012年是四核ARM的爆發(fā)年,K3V2是中國(guó)大陸首個(gè)四核心智能CPU,市場(chǎng)期待很高,但K3V2的能耗問(wèn)題依舊堪憂,被失望的用戶調(diào)侃為“暖手寶”。
之后,兩年時(shí)間海思沒(méi)有再出新芯片。于是后來(lái)的D2手機(jī)也用了這款芯片,結(jié)局亦是慘淡,D3手機(jī)更是胎死腹中。
等于說(shuō)海思的K3V2芯片,成功拖死了華為的D系列手機(jī),海思眾人幾乎心灰意冷,K3系列再無(wú)續(xù)章。
“做得慢沒(méi)關(guān)系、做得不好也沒(méi)關(guān)系,只要有時(shí)間,海思總有出頭的一天”,喜歡被稱作工程師的何庭波,帶著海思熬到2014年,八核芯片麒麟系列問(wèn)世。以麒麟910為始,麒麟系列一掃K3系列的頹勢(shì),掀起了一段波瀾壯闊的逆襲。
一直到今天的麒麟980,海思?xì)鈩?shì)如虹,制程達(dá)到了全球最領(lǐng)先的7nm,性能與功耗的平衡也堪稱業(yè)界絕佳。
華為海思芯片,再也不是華為手機(jī)嫌棄的對(duì)象,而是它的一張王牌。何庭波和她的海思,不僅是“工程師”,也是“攻城獅”。
手機(jī)芯片之難,小米也曾碰過(guò)釘子。手機(jī)芯片的設(shè)計(jì),不同于電腦芯片,要考慮的點(diǎn)甚至更多。因?yàn)樵O(shè)計(jì)架構(gòu)歸屬方的不同,手機(jī)芯片的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈程度也遠(yuǎn)高于電腦芯片。手機(jī)芯片,真·不好做。
早年,雷軍也曾有過(guò)芯片夢(mèng),他的愿望是未來(lái)能按沙子的價(jià)格賣芯片,于是有了“澎湃芯片”系列。
澎湃S1,由小米5C搭載,出道即絕唱。發(fā)布會(huì)上,雷軍哽咽的看向身后的黑色熒幕,“大規(guī)模量產(chǎn)的中高端芯片”,幾個(gè)月后匆忙下架了這款手機(jī)。澎湃S1也再?zèng)]能出現(xiàn)在其他小米手機(jī)上。
澎湃S2,雷軍不敢再冒進(jìn),扎扎實(shí)實(shí)的燒進(jìn)去了不少經(jīng)費(fèi)。芯片終于設(shè)計(jì)妥了,拿去讓臺(tái)積電小規(guī)模試產(chǎn)了一批流片,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題很大需要大改;第二第三次試產(chǎn)流片,無(wú)法亮機(jī);第四次試產(chǎn)后推到重來(lái);第五次試產(chǎn)后,“仍在研發(fā),請(qǐng)給小米一點(diǎn)時(shí)間”。
此后近一年,澎湃一直杳無(wú)音信,直至最近傳來(lái)團(tuán)隊(duì)分拆重組的消息。無(wú)數(shù)經(jīng)費(fèi)也沒(méi)能換回“量產(chǎn)”這兩個(gè)字,芯片設(shè)計(jì)真不是門容易活。
再說(shuō)點(diǎn)時(shí)髦的,最近AI熱潮帶火了AI芯片,也帶火了幾個(gè)比較相似的詞。AI最重要的是算力,也就是處理數(shù)據(jù)的能力,早先用于AI運(yùn)算的芯片一般為CPU(中央處理器)。后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)GPU(圖像處理器)適合并行計(jì)算,可以用來(lái)訓(xùn)練深度學(xué)習(xí);再后來(lái)谷歌打造出了TPU,是一種專為機(jī)器學(xué)習(xí)量身定做的處理器;現(xiàn)在,又有了NPU(嵌入式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器)這種加速AI落地的特殊芯片。
其中CPU和NPU都比較有聊頭。CPU是所有人都很熟悉的,電腦和手機(jī)的大腦。誰(shuí)都想要一顆更聰明的大腦,同樣也想要性能更好的CPU,因此芯片上的電子元器件越多越好,也因此必須要按合理的設(shè)計(jì)架構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)電路。
Intel占據(jù)先機(jī),提出了x86架構(gòu),從此幾乎壟斷了整個(gè)電腦芯片市場(chǎng)。裝在電腦里的Intel芯片雖然體積稍大一點(diǎn),用電多了點(diǎn),但性能極佳。同期一家叫ARM的企業(yè),提出了一種體積小巧又省電的芯片架構(gòu),在PC電腦時(shí)代芯片這完全是雞肋,反倒是性能不足的缺點(diǎn)顯得致命。
直至移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代逼近,商務(wù)機(jī)和智能機(jī)橫空出世,體積小巧又耗能低的ARM架構(gòu)成為首選,幾乎壟斷了手機(jī)芯片。ARM公司并沒(méi)有像Intel一樣,借助架構(gòu)成為壟斷地位的行業(yè)霸主是因?yàn),在上世紀(jì)末,ARM還沒(méi)等到真正的春天時(shí),為了繼續(xù)活下去,決定不再自己做芯片,而是授權(quán)給其他公司,賺取授權(quán)費(fèi)。
終端的電腦和手機(jī)芯片,就這樣對(duì)應(yīng)著X86和ARM兩種架構(gòu),分別誕生出Intel和高通兩大芯片霸主。因?yàn)锳RM的存在,高通在手機(jī)芯片領(lǐng)域達(dá)不到Intel在電腦芯片領(lǐng)域的成就,至少華為海思和臺(tái)灣聯(lián)發(fā)科,也都在手機(jī)芯片領(lǐng)域走出了自己的路。
但華為并不僅僅有終端,事實(shí)上,作為全球五大通信設(shè)備商之首,華為最值得驕傲的產(chǎn)品是自家的基站。想要用上5G,既要看用戶的手機(jī)能否接入5G網(wǎng)絡(luò),還得看運(yùn)營(yíng)商的基站能否提供5G網(wǎng)絡(luò)。
華為作為全球最大的通信設(shè)備供應(yīng)商,又獨(dú)攬著5G標(biāo)準(zhǔn)的1600多項(xiàng)核心專利,早在今年1月24日就發(fā)布了首款5G基站芯片—天罡,同時(shí)宣布截至當(dāng)時(shí)已獲得30份5G商用合同,其中18份來(lái)自歐洲。
而手機(jī)芯片,大體分為三塊:射頻芯片、基帶芯片、應(yīng)用處理器。其中基帶芯片才是我們常說(shuō)的5G芯片的真正作用點(diǎn),其是把信號(hào)編譯成即將發(fā)射的基帶碼,或把接受到的基帶碼譯為信號(hào)。
目前來(lái)看,5G芯片TOP 2的玩家,大概率就是高通和華為。
現(xiàn)在即使高通的手機(jī)SoC芯片(系統(tǒng)級(jí)芯片),也都還沒(méi)有辦法將5G基帶芯片集成進(jìn)去。業(yè)界普遍采用的辦法是,在原本集成了4G基帶的SoC芯片上,外掛5G基帶(如麒麟985)。據(jù)報(bào)道,高通本季度將“流片”首款集成5G基帶的SoC芯片,華為可能會(huì)遲些。
前段時(shí)間,蘋果和高通鬧別扭,就曾放出風(fēng)聲有意購(gòu)買華為的5G基帶,外掛到蘋果自身的A系列芯片上(三星以產(chǎn)能不足為名已經(jīng)拒絕了蘋果)。雖然華為積極回應(yīng),對(duì)銷售5G芯片保持開(kāi)放態(tài)度,但有常識(shí)的人都知道這事兒大概率沒(méi)戲。
緊接著,蘋果就服軟與高通達(dá)成了和解,雙方繼續(xù)合作。蘋果隨后也重組了自己的5G基帶研發(fā)團(tuán)隊(duì),據(jù)外媒稱等蘋果亮劍可能要到2025年了。值得注意的是,目前華為著重發(fā)力的5G芯片,可能面臨著和IBM當(dāng)年賣服務(wù)器是一樣的困境。
去IOE行動(dòng)曾是阿里云發(fā)展的強(qiáng)助推力之一,棱鏡事件爆發(fā),使國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)不再信任以IBM小型機(jī)為首的IT基礎(chǔ)設(shè)施,國(guó)內(nèi)企業(yè)普遍具有對(duì)自研芯片和自研服務(wù)器的渴望。
其實(shí)小型機(jī)更“高大上”,成本昂貴,只是在金融電信行業(yè)較為常見(jiàn)。反而是隨著互聯(lián)網(wǎng)不斷推進(jìn),因?yàn)閄86架構(gòu)在PC端的優(yōu)勢(shì),所以服務(wù)器端也幾乎是X86架構(gòu)的天下。X86服務(wù)器開(kāi)源,能生產(chǎn)X86服務(wù)器的廠商眾多,IBM就曾是其中佼佼者。
但I(xiàn)BM顯然有更大的野心,干脆在2014年把自己的X86服務(wù)器業(yè)務(wù)賣給了聯(lián)想,繼而專心開(kāi)發(fā)自家的Power架構(gòu)。誠(chéng)然,IBM的Power架構(gòu)優(yōu)點(diǎn)很多,性能也很好,但I(xiàn)BM注定無(wú)法用它撼動(dòng)IntelX86服務(wù)器的地位。
我把它形容為“IBM陷阱”:IBM野心太大滿盤通吃,無(wú)論是芯片、系統(tǒng)還是產(chǎn)品都親自上陣。但有一個(gè)問(wèn)題,IBM既生產(chǎn)服務(wù)器芯片,又生產(chǎn)搭載這種芯片的服務(wù)器。試問(wèn),哪家服務(wù)器生產(chǎn)商愿意用Power架構(gòu)芯片呢?
有道是“無(wú)欲則剛”,Intel的X86服務(wù)器架構(gòu)成功壟斷市場(chǎng),恰恰是因?yàn)樗汇@研服務(wù)器芯片,卻堅(jiān)決不生產(chǎn)服務(wù)器,留出一部分利潤(rùn)給下游。華為,如果既想賣5G基帶芯片,又想賣5G手機(jī),需要警惕IBM陷阱。當(dāng)然,行業(yè)也有全產(chǎn)業(yè)鏈成功的案例——三星。
另外,如今的服務(wù)器市場(chǎng)可能還會(huì)有新變故。X86架構(gòu)的電腦大量普及,幫X86架構(gòu)服務(wù)器鋪好了生態(tài),身在2019年的我們不應(yīng)該忘記,智能機(jī)的普及也幫ARM架構(gòu)鋪好了生態(tài),做ARM服務(wù)器是有希望的。
身為ARM架構(gòu)手機(jī)芯片陣營(yíng)里的話事人,高通早就意識(shí)到了這一點(diǎn)并曾大膽嘗試,但很遺憾以失敗放棄告終。《經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)》指出,由高通和貴州省管企業(yè)華芯合作建立的華芯通,經(jīng)歷高調(diào)成立、瘋狂挖人后,首款產(chǎn)品量產(chǎn)不足半年便迅速倒下,近日進(jìn)入破產(chǎn)清算流程。
但這并不意味著ARM陣營(yíng)的全面潰敗,畢竟ARM早已被大范圍授權(quán),手機(jī)芯片不是高通一家的生意。華為,在2016年研發(fā)出了首款A(yù)RM服務(wù)器芯片;軟銀斥巨資收購(gòu)ARM后,也表現(xiàn)出對(duì)中國(guó)市場(chǎng)和中國(guó)企業(yè)的期待,國(guó)內(nèi)的芯片熱潮未必不會(huì)波及服務(wù)器領(lǐng)域。
能把握5G時(shí)代芯片機(jī)會(huì)的畢竟還是少數(shù),對(duì)多數(shù)企業(yè)而言,機(jī)會(huì)在于即將到來(lái)的AI時(shí)代。當(dāng)然,手機(jī)上也需要搭載一些人工智能方案,比如華為海思的麒麟970、麒麟980都集成了寒武紀(jì)的人工智能模塊。
但華為只是買了寒武紀(jì)的人工智能模塊集成進(jìn)自己芯片而已。余承東在國(guó)外的發(fā)布會(huì)上,將AI能力作為麒麟970芯片的核心賣點(diǎn)重點(diǎn)介紹,且在演示時(shí)并未點(diǎn)明這一項(xiàng),只是將其描述為麒麟的NPU(嵌入式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器)。
四、AI芯片新機(jī)遇
中國(guó)最有機(jī)會(huì)以弱勝?gòu)?qiáng)的領(lǐng)域,還在于AI芯片。寒武紀(jì),背景是中科院孵化,目前估值位列全球AI芯片獨(dú)角獸之首。
在AI芯片這條賽道上狂奔的企業(yè),主要分三類:針對(duì)自身業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)AI芯片的巨頭,比如阿里、華為、特斯拉;針對(duì)自身業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)芯片的AI創(chuàng)業(yè)企業(yè),比如這兩天靠著發(fā)布芯片登上新聞聯(lián)播的依圖;還有一類就是寒武紀(jì)之類的AI芯片創(chuàng)業(yè)公司。
這條賽道能這么火熱,既得益于中興事件引發(fā)的對(duì)中國(guó)“缺芯少魂”的民族情緒,更得益于AI的特殊性。AI至今經(jīng)歷了三次浪潮,之前已經(jīng)有了兩輪鋪墊,這一次又爆發(fā)于互聯(lián)網(wǎng)浪潮興起后,在此基礎(chǔ)上引發(fā)了激烈的商業(yè)和技術(shù)革命,因此顯得格外劇烈。
AI目前的現(xiàn)狀是,落地場(chǎng)景復(fù)雜,細(xì)分領(lǐng)域繁多,業(yè)務(wù)差異明顯,除了有我們熟知的幾家獨(dú)角獸外,還有許多長(zhǎng)尾集中。但偏偏,隨著這些企業(yè)的算法不斷優(yōu)化,普通芯片已經(jīng)難以提供滿足他們利用的計(jì)算力。只有設(shè)計(jì)針對(duì)算法的強(qiáng)耦合的專用芯片,才能充分出芯片的潛力。
波音737max連續(xù)墜機(jī)悲劇的根源,足以告訴我們,硬件有問(wèn)題的時(shí)候,只想從軟件著手修正是多么愚蠢。不管在什么系統(tǒng)里,硬件軟件的兼容和諧,都至關(guān)重要。如果是用來(lái)運(yùn)算的芯片不給力,優(yōu)化AI算法,只是空談而已。
傳統(tǒng)的芯片企業(yè)們,強(qiáng)在這么多年積累下來(lái)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn),強(qiáng)在他們?cè)O(shè)計(jì)出的芯片可以更好地找到性能、成本、功耗之間的平衡點(diǎn)。但這一切都基于我們前文強(qiáng)調(diào)的一個(gè)詞,架構(gòu)。
服務(wù)器、PC、手機(jī)等等都有各自合適的架構(gòu),在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)電路的技術(shù)壁壘,在需要構(gòu)建新的體系架構(gòu)的AI領(lǐng)域,幾乎蕩然無(wú)存。
AI企業(yè)在中國(guó)遍地開(kāi)花。如果說(shuō)AI領(lǐng)域要打仗,AI芯片就是軍火。無(wú)數(shù)人盯上了這門生意,依圖這樣的AI獨(dú)角獸打起了自建“軍工廠”的念頭,更有無(wú)數(shù)資本聞風(fēng)而動(dòng)想分一杯羹。值得反思的是,我們所熟悉的那套融資燒錢打消耗的互聯(lián)網(wǎng)打法,是正確的嗎,適用于芯片行業(yè)嗎?
從使用設(shè)備來(lái)看,AI芯片分為終端和云端兩種。
終端很好理解,比如手機(jī)里除了5G基帶芯片,當(dāng)然也需要一些跑AI算法的芯片當(dāng)然也會(huì)需要一些:華為的AI芯片更多的是服務(wù)攝像頭拍出更好的照片,蘋果的AI是為了更好的圖像處理效果。云端芯片也有依圖、寒武紀(jì)、阿里、百度等等選手參與,一種商業(yè)模式是先找好架構(gòu),針對(duì)自身擅長(zhǎng)的業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)出契合的芯片,再自己使用加強(qiáng)自己的算法,然后對(duì)外直接輸出服務(wù)而不是買芯片。
從算法步驟來(lái)看,AI芯片分為訓(xùn)練和推斷兩類。
機(jī)器學(xué)習(xí)一般就分為這兩步:先輸入大量數(shù)據(jù),訓(xùn)練出網(wǎng)絡(luò)模型;再利用此模型,推斷新數(shù)據(jù)的結(jié)果(比如語(yǔ)音識(shí)別說(shuō)了什么,面部識(shí)別此人是誰(shuí))。其中訓(xùn)練過(guò)程設(shè)計(jì)海量數(shù)據(jù)和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),目前主流選擇是適合并行運(yùn)算的英偉達(dá)GPU,但這并不是最優(yōu)解,谷歌為此設(shè)計(jì)出了自己的TPU芯片,阿里也有此意向;而推斷環(huán)節(jié)的可用芯片更是五花八門。
從CPU到GPU,再到偏通用的FPGA芯片和針對(duì)功能定制的ASIC芯片,其針對(duì)特定AI功能的傾向逐漸加深。這意味著從通用芯片年代積累下來(lái)的技術(shù)少,壁壘低,未來(lái)可探索空間高,機(jī)會(huì)更多。
更何況,這些都只是基于馮·諾依曼架構(gòu)的芯片,運(yùn)算器和存儲(chǔ)器分離,只能單純的提升運(yùn)算速度,卻很難壓縮數(shù)據(jù)訪問(wèn)消耗的時(shí)間。因此,類腦芯片的構(gòu)想也逐漸出現(xiàn)在了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界。
因此可以說(shuō),AI芯片幾乎是一個(gè)另類的領(lǐng)域。不說(shuō)是一片空白,但它至少很新,給了AI芯片從業(yè)者們“回到過(guò)去”重新競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)會(huì)。其中更有國(guó)家隊(duì)的身影和為科技創(chuàng)新注入新活力的科創(chuàng)板問(wèn)世,互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)誕生了無(wú)數(shù)的巨頭獨(dú)角獸,下一顆未來(lái)之星難保不會(huì)是芯片企業(yè)。
當(dāng)然,賽道熱領(lǐng)域多并不意味著誰(shuí)都可以隨意蹭熱度。國(guó)內(nèi)四大AI獨(dú)角獸之一依圖內(nèi)部人士的看法是:算法即芯片的時(shí)代,相近的算法和應(yīng)用的需求同樣會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生相近的芯片設(shè)計(jì)。由此,也會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)。
比如以人臉識(shí)別技術(shù)領(lǐng)先著稱的依圖,和以自動(dòng)駕駛技術(shù)領(lǐng)先的特斯拉,本質(zhì)上都是要有視覺(jué)識(shí)別能力,這就導(dǎo)致算法對(duì)AI芯片提出了相似的設(shè)計(jì)需求。“不該說(shuō)今年是AI芯片爆發(fā)的一年,而是AI芯片交卷的一年,AI芯片良莠不齊的亂象即將面臨考核!鄙鲜鲆缊D內(nèi)部人士表示。
五、結(jié)束語(yǔ):想要中國(guó)芯,這是最好的年代
細(xì)數(shù)半導(dǎo)體行業(yè),PC時(shí)代誕生了英特爾,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)造就了高通和蘋果,5G和人工智能時(shí)代這個(gè)全新的機(jī)會(huì),誰(shuí)又能成為霸主呢?
不管是追精度、還是設(shè)計(jì)新架構(gòu)、亦或是給晶體管裹鐵皮,甚至是直接追求化學(xué)物半導(dǎo)體(泛指各種不以硅為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體材料),芯片到底該怎么追,很難講,但可以肯定的是,能不能成為AI時(shí)代里的Intel,跟能不能打敗現(xiàn)在的Intel基本沒(méi)有關(guān)系。
這已經(jīng)是一種幸運(yùn)了,中興事件給我們敲響的警鐘,余音繞梁, 5G時(shí)代AI時(shí)代我們沒(méi)有理由不奮起直追。
想要中國(guó)芯,這是最好的年代。