芯片产业中美至少相差20年,警惕大跃进式“全民造芯”

云视角

2018-09-03

科技云报道原创。
美国商务部近日宣布7年内禁止向中兴销售电子元器件、设备和软件技术,引发了关于中国芯片产业核心竞争力的担忧。就在同一时间段,阿里先是宣布正在研发一款超级AI芯片,紧接着又宣布全资收购一家大规模量产芯片的科技公司。美国的科技封锁倒逼中国自力更生,也必将引来资本的蜂拥而至。

美国商务部近日宣布7年内禁止向中兴销售电子元器件、设备和软件技术,引发了关于中国芯片产业核心竞争力的担忧。就在同一时间段,阿里先是宣布正在研发一款超级AI芯片,紧接着又宣布全资收购一家大规模量产芯片的科技公司。美国的科技封锁倒逼中国自力更生,也必将引来资本的蜂拥而至。

据国务院发展研究中心发布的《二十国集团国家创新竞争力黄皮书》,中国关键核心技术对外依赖度高,80%芯片都靠进口。有专家指出,中国的芯片技术和生产工艺整体上目前与美国无法相比,但在低端芯片的生产上,是可以完全自足的,问题主要集中在中高端产品的产业和技术上。

对比国外的公司而言,在芯片领域国内创业企业主要的差距不是在某个技术点或某一环节上,而是整个产业链落后。 

正视芯片短板现实    资本催生不出伟大的芯片公司

 据统计资料显示:全世界芯片领域排名前五位的分别是美国,日本,欧洲,韩国,台湾,有些高端芯片只有美国做得好,其他的均达不到要求。中国近20年过度偏向于消费类(例如数码产品)芯片的开发,而其他非消费类的芯片就立足于采购,“赚快钱”的心态让国内企业对于芯片基础研究可以说基本停滞。 

海关总署数据显示,最近几年集成电路进口额均超过2000亿美元,甚至长期超过石油进口额。2017年,这一数额达到了2601亿美元,进出口贸易逆差达到最高值的1932.6亿美元。中国芯片严重依赖进口,尤其依赖美国,缺“芯”已经称为中国制造的一块“芯”病。 

从整个设计制造流程看,芯片设计堪称是一个苦活。芯片生产的第一步要提炼高纯度二氧化硅,做成比纸薄的晶圆,然后在晶圆上用激光刻出几亿条线路,铺满几亿个二极管三极管,之后再把每片晶圆组合链接好密封,指甲盖大小的芯片里大约要包含5-70亿个二极管。

芯片制造需要十数年甚至数十年的长期投入,试错成本和风险极高,且见效慢,仅靠一己之力完全无法实现芯片的设计与生产。 

早期,高端通用芯片作为“核高基”专项之一,以及国家863计划等重大政策的加持,大量的政府资金涌入半导体产业。龙芯、飞腾等国产公司纷纷立项。这些公司或多或少曾在自主研发上进行尝试,但研发进展缓慢。

在863、973、自然科学基金、知识创新工程以及核高基重大专项等资金扶持下,中科院计算所2001年开始研制龙芯CPU。直到2010年,转型成立公司,该计算所研制的CPU的样品才完成产品化。目前龙芯的商用化进展并不大。 

在商用化方面,华为海思、展讯等企业通过架构授权,快速投入设计研发,取得了较为明显的进展。2013年,华为获得了ARM的架构授权,可以对ARM设计的原始架构进行修改和对指令集进行扩展和缩减。

不久之后,华为陆续推出了从麒麟910到960多代智能终端芯片产品,并在处理器架构中融入了自己的技术创新。虽然是否应当自研架构仍在业界存在争议,但与十年前一款商业化应用的系统芯片都没有,已经是零的突破。 

与此同时,中国芯片产业人才稀缺,以及对完全自主和“拿来主义”的讨论争议,影响了产业发展的进度。Gartner分析师表示,已经投入几十年的研发都没有结果,短时间内想要突破并没有那么简单。

 Intel华人芯片设计第一人江宏说,“作为芯片领域的从业人员,如果只是抱着一种今年设计,明年收获,后年上市的想法,不可能办出成功的国际级芯片公司。”而中国社会过于浮躁和功利的心态,导致基础创新严重不足,研发驱动力受阻,缺乏沉下心来专注技术研究做好事情的耐性和坚守。

江宏不厌其烦地强调在这一领域耐心与长线眼光的重要性:“中国的公司要接近和赶上世界先进公司,除了政府的支持、投资人的理解外,尤其需要技术人员忘掉急功近利的念头,应该有一种脚踏实地、耐得住寂寞的职业追求,有为了一个项目埋头苦干五六年甚至更长时间的准备。”

 这些原因导致中国芯片产业一直处于“大而不强”的状态,其更多集中在后端工艺,通过砸钱就会有收获,但对上游基础原材料、芯片设备以及核心元器件,如射频、FPGA、高速数模转换、存储等多个核心芯片技术仍掌握在国外厂商手中。 

芯片当自强     但切忌大跃进式“全民造芯”

由于起步较晚,中国芯片制造水平与国际巨头还有很大差距。2017财年,高通实现营收222.91亿美元,净利34.66亿美元,实际上,这还是在2017财年利润出现腰斩的情况下(利润下滑的原因是受苹果及其合同供应商拒付专利授权费、以及遭遇韩国9.12亿美元反垄断天价罚单等影响)。

以高通为例,其净利润率在芯片行业堪称翘楚,此前的数个财年,都能保持在20%以上,甚至很多年份超过30%。相较之下,下游的中国厂商中兴通讯常年净利润不超过5%。即便是华为,其近年净利润率也很难突破10%。 

对于这次“中兴事件”引发的关注,其实反映了中国以电子信息产业为代表的高新产业在关键芯片、核心零部件方面基础薄弱。当然此事件进一步推动了AI芯片成为产业各方关注的风口,但我们也要清醒认识芯片研发是项复杂工程,需要科学严谨的态度,芯片产业确实需要自强,但也要冷静,切忌大跃进式的“全民造芯”。 

对中国厂商而言,目前最重要的是先完成产业链的布局。根据智研咨询发布的一份报告显示,中国厂商在核心集成电路的国产芯片发展状况令人堪忧,计算机系统、通用电子系统、通信设备、内存设备和显示及视频系统的关键芯片上,国产厂商均有未能覆盖的关键领域。

目前,中国在集成电路的四个主要环节上,材料方面全面落后、制造上也落后了一到两代,设计方面(即产品)在高端差距较大,中国唯一能赶上接近的就是封装领域,但它的技术含量最低。如果中国没有控制集成电路的关键链条,就容易被别人卡住脖子。

国产芯片替代公司发展主要制约因素有以下两点:第一,芯片领域属于高技术壁垒,高智力密集行业,需要时间的沉淀;第二,从资本角度来看,很多掌握大量社会资金的投资机构不够重视实业投资,过去5年中国投资行业热衷追逐风口,倾向于投资商业模式创新的公司,不仅对国家硬实力没有太多意义,也造成了一定的资源资金的浪费。

对真正的需要支持的技术驱动型企业没有起到积极的助推作用。像国内一些大型科技企业通常采用的产业并购,而不掌握核心芯片技术的模式,也将走向末路。

对于一个国家、一个企业来说,危机何尝不也是一种机会呢?或许这次中美科技竞争给中国带来的紧迫性反而成为中国芯片产业大发展的一个契机。在芯片发展上,中国一直在热身,现在是时候该上场了。此次危机将倒逼中国国内相关产业的变革,成为创业者和投资者们的机会。

【科技云报道原创】

微信公众账号:科技云报道

推荐文章