和所有企業(ye) 一樣，國產(chan) 芯片企業(ye) 也需要從(cong) 0到1的機會(hui) ，目前或許就是最好的時代。

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文丨張偉(wei) 超

編輯丨楊旭然

一定程度上說，半導體(ti) 就是新經濟發展的基石與(yu) 晴雨表。科技的進步離不開半導體(ti) 的發展。

眾(zhong) 所周知，半導體(ti) 的絕大多數領域都被少數幾個(ge) 國家壟斷把持。但這無可厚非，回顧整個(ge) 半導體(ti) 行業(ye) 的曆史，從(cong) 誕生至今，他們(men) 已領先數十年。

半導體(ti) 的百年沉澱

1833年，英國科學家巴拉迪最先發現，硫化銀的電阻會(hui) 隨著溫度的變化而變化，這種情況不同於(yu) 一般金屬。這是半導體(ti) 現象的首次發現。

隨後的70多年裏，眾(zhong) 多知名科學家不斷發現相關(guan) 定律與(yu) 性質。到了1904年，人類曆史上第一隻電子管誕生。又經過34年的不斷發展，1947年，第一塊晶體(ti) 管在貝爾實驗室誕生，標誌著人類步入了飛速發展的電子時代。眾(zhong) 多公司開始涉及半導體(ti) 業(ye) 務，例如德州儀(yi) 器、摩托羅拉、IBM等。

1955年，“晶體(ti) 管之父”肖克利回到老家聖克拉拉穀（也就是現在的矽穀），建立了自己的公司——肖克利半導體(ti) 實驗室，這是矽穀第一家真正的半導體(ti) 公司。肖克利實驗室為(wei) 矽穀引來了大批優(you) 秀的技術人員。使矽穀取代美國東(dong) 部，成為(wei) 半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 的中心。

1957年，“八叛逆”離開肖克利實驗室，借助仙童照相器材公司的投資，創立了仙童半導體(ti) 公司，這是矽穀曆史上的一個(ge) 裏程碑。仙童半導體(ti) 公司首次將集成電路技術推向商用化，此後還孵化出包括英特爾、AMD、美國國家半導體(ti) 、LSI Logic、VLSI Technology、Intersil、Altera、Xillinx等業(ye) 界眾(zhong) 多巨擘。

1965年，戈登摩爾提出摩爾定律。1968年羅伯特諾伊斯與(yu) 戈登摩爾創立了Intel公司。

1971年，世界上第一片CPU在Intel公司誕生。它決(jue) 定了全球半導體(ti) 器件的基礎架構，也就是我們(men) 常說的X86架構。一代巨頭也就此開始了它的野蠻生長之路。1997年，隨著Intel奔騰係列這一劃時代的產(chan) 品出現，人類正式進入計算機時代。Intel的芯片王朝也宣告成立，X86架構芯片便橫掃世界，統治了個(ge) 人PC與(yu) 服務器時代。

與(yu) 此同時，在王朝的陰翳下，另一顆崛起的種子正在生根發芽。1985年，Acorn公司研發出第一款處理器芯片，型號被定為(wei) ARM1。在強大的X86係列麵前，ARM1顯得弱小不堪。

1990年，Acorn與(yu) 蘋果、諾基亞(ya) 、VLSI、Technology等公司合資改組為(wei) ARM計算機公司。

但在Intel強大的統治下，ARM並不好過。絕境中，ARM決(jue) 定改變他們(men) 的產(chan) 品策略，他們(men) 不再生產(chan) 芯片，轉而以IP授權的商業(ye) 模式，將芯片設計方案轉讓給其他公司。簡單來說就是，ARM不再像Intel一樣，一顆芯片的設計、製作、封裝都由自己來完成，它相當於(yu) 出售自己的“設計圖紙”，剩下的由購買(mai) 方自己去完成。

沒想到正是這種模式，開創了屬於(yu) ARM的全新時代。隨後，越來越多的公司參與(yu) 到這種授權模式中，與(yu) ARM建立了合作關(guan) 係。其中就包括三星、Cirrus Logic、德州儀(yi) 器（TI）、夏普等公司。

2007年，真正的劃時代產(chan) 品出現了，那就是iphoness。

蘋果iphoness徹底顛覆了移動電話的設計，開啟了全新的時代。第一代iphoness使用了ARM設計、三星製造的芯片。iphoness的熱銷，App Store的迅速崛起，讓全球移動應用徹底綁定在ARM指令集上。緊接著，2008年，穀歌推出了androids（安卓）係統，也是基於(yu) ARM指令集。

至此，智能手機進入了飛速發展階段，ARM也奠定了移動芯片時代的霸主地位。

如今芯片產(chan) 業(ye) 正在經曆向AI芯片的轉變，2016年被定義(yi) 為(wei) AI元年，是AI蓬勃發展的一年。各類AI芯片也橫空出世，呈現出“百舸爭(zheng) 流”的態勢。

雖然國內(nei) 外企業(ye) 都處於(yu) 同一起跑線，但老牌企業(ye) 依舊有自身優(you) 勢。由於(yu) CUDA開發平台的普及和較早研發GPU，英偉(wei) 達目前處於(yu) AI芯片領頭羊的地位，並在不斷擴張。

值得欣喜的是，在AI芯片時代，我國擁有華為(wei) 海思、聯發科、瑞芯微、芯原微、寒武紀、地平線等大量優(you) 秀企業(ye) 緊隨其後，國產(chan) 替代或將自此而始。

國產(chan) 替代在路上

2018年貿易爭(zheng) 端伊始，中興(xing) 遭受了沉重的打擊。這讓人們(men) 意識到核心器件被“卡脖子”是多麽(me) 可怕的一件事，也讓“國產(chan) 替代”的口號變得愈發響亮。

其實不止我國苦“美”久矣，天下都已苦“美”久矣。

20世紀80年代，日本製造商在半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 中處於(yu) 領先地位，他們(men) 采用基於(yu) DRAM的IDM商業(ye) 模式。日本幾乎占領了全球半導體(ti) 市場的半壁江山。他們(men) 以全麵出擊的策略來擴張業(ye) 務，利用成功的內(nei) 存業(ye) 務為(wei) 其創造資源，在MCU、Sensor等領域取得巨大成功。

20世紀90年代初，三星成為(wei) 全球最大的DRAM，隨後再成為(wei) 全球閃存的最大廠商。

20世紀90年代中，我國台灣，智原、聯發科、聯詠等一批IC公司從(cong) 聯電分離出來，吹響了東(dong) 方IC企業(ye) 挑戰西方IC產(chan) 業(ye) 的號角。

但好景不長，隨著PC個(ge) 人電腦的全球普及，日本、韓國製造商風頭減弱，美國IC廠商通過把資源集中到PC業(ye) 務而取得了長足的發展，Intel和德州儀(yi) 器等美國製造商抓住機遇。尤其是Intel，通過專(zhuan) 心致誌發展MPU（MPU為(wei) CPU的分支，可簡單理解為(wei) 功能較強大的CPU），從(cong) 日本電氣股份有限公司NEC手中奪得了全球第一的排名，並在此後一直保持。

我國半導體(ti) 行業(ye) 起步較晚，在20世紀末的這場半導體(ti) 行業(ye) 戰爭(zheng) 中並無我國企業(ye) 的身影。但隨著時間的推移，目前我國優(you) 秀的半導體(ti) 企業(ye) 也開始湧現出來。例如上海先進、中芯國際、中星微、士蘭(lan) 微、紫光、華為(wei) 等。

貿易摩擦出現至今已經22個(ge) 月。正是這些企業(ye) ，為(wei) 實現國產(chan) 替代的理想提供了強有力支持。

今年1月，在華為(wei) 開發者大會(hui) 2020（Cloud）預溝通會(hui) 上，華為(wei) 高級副總裁張順茂針對此前華為(wei) 進軍(jun) 消費級台式機市場的消息進行回應。他表示，華為(wei) 將為(wei) 國產(chan) 台式機提供芯片，型號為(wei) 鯤鵬920S。華為(wei) 鯤鵬服務器主板和鯤鵬台式機主板也已上線，搭載鯤鵬920處理器。

張順茂稱，目前全世界絕大部分算力都是基於(yu) 英特爾的x86架構CPU。華為(wei) 近年來發力服務器芯片，尤其是在貿易爭(zheng) 端後加速了布局，來對標長期主導該市場的英特爾。

張順茂表示，歡迎國內(nei) 更多有技術、資金實力的公司投入芯片產(chan) 業(ye) ，讓國家有一個(ge) 堅實的計算基礎。希望此舉(ju) 能獲得“天下雲(yun) 集響，嬴糧而景從(cong) 。”

正視差距，知己知彼

要想實現真正的國產(chan) 替代，第一件事情就是對目前我國半導體(ti) 行業(ye) 現狀有所了解，否則容易陷入到盲目樂(le) 觀或者自卑。

中國推動國產(chan) CPU多年，但在市場上的競爭(zheng) 力仍然不足，份額或不到1%。

這張圖最初源自清華大學微電子學研究所魏少軍(jun) 所長發表的《集成電路應用》。魏少軍(jun) 將國產(chan) 核心集成電路和國產(chan) 芯片的份額，和國外公司的市場占有率進行了比較。並將引用領域劃分為(wei) 計算機、通用電子、通信、存儲(chu) 和視頻係統等幾個(ge) 大方麵進行了數據比較。

從(cong) 以上數據可以看出，計算機係統中，國內(nei) 芯片所占份額最好的是工業(ye) 應用，單片機主控製芯片份額為(wei) 2%，在個(ge) 人計算機及服務器方麵國產(chan) 芯片占有率基本為(wei) 0。雖然我們(men) 有著自己的服務器生產(chan) 製造企業(ye) ，但是核心技術層麵仍然沒有掌握。

在通用電子設備領域，可編程邏輯設備和DSP數字信號處理器的國內(nei) 份額也為(wei) 0。雖然我國也研發出了類似華睿2號數字信號處理器麵世，但是其在市場工業(ye) 領域應用還是基本空白。

在通信裝備行業(ye) ，全國最高的依然是應用處理器、通信處理器等產(chan) 品，所占份額分別為(wei) 18%、22%。這也是我國目前在芯片領域能夠占領到的最好的份額，但在嵌入式的MPU、DSP處理器占有率基本還是0。

在內(nei) 存芯片方麵，DRAM內(nei) 存、NAND閃存份額也是0，閃存份額也不超過5%，ISP處理器份額也有5%。在顯示及視頻係統中，顯示處理器中國產(chan) 占有率為(wei) 5%，驅動IC占有率也是0。

需要指出，這裏的0%不代表國內(nei) 完全沒有這個(ge) 產(chan) 品，而是與(yu) 市場主流相比可以忽略不計。比如CPU處理器，國內(nei) 有龍芯、兆芯以及新近曝光的海光、瀾起等等，且不說技術、性能差距，光是產(chan) 量方麵他們(men) 就不能跟Intel、AMD之類的公司相比。

貿易逆差和自給率是常被提及的兩(liang) 個(ge) 數據。2016年，中國集成電路進口額達到2270.7億(yi) 美元，連續四年超過了2000億(yi) 美元，是價(jia) 值最高的進口商品。同期出口集成電路613.8億(yi) 美元，反而下降11.1％，貿易逆差高達1657億(yi) 美元。預計未來幾年，集成電路進口額仍將維持高位。

近年來我國集成電路自給率不斷提升，2018年為(wei) 13%，預計2020年有望提升至15%，但總體(ti) 仍然處於(yu) 較低水平。

關(guan) 鍵元器件幾乎沒有國產(chan) 、依賴大規模進口，在這樣的大背景下，一些曾經被引以為(wei) 傲的中國科技公司，在美國的施壓下噤若寒蟬。

從(cong) 零到一的最好時代

和所有企業(ye) 一樣，國產(chan) 芯片企業(ye) 也需要從(cong) 0到1的機會(hui) ，目前或許就是最好的時代。

集成電路產(chan) 業(ye) 涉及設計、製造、封裝三個(ge) 環節，目前國內(nei) 已實行三業(ye) 齊驅。製造可以去代工，封裝測試與(yu) 美國的差距也不是很大。差距最大的就是設計環節。

國家八六三計劃超大規模集成電路設計專(zhuan) 項專(zhuan) 家魏少軍(jun) 曾多次公開表示，其實不是中國設計不了芯片，而是因為(wei) 當下沒有芯片迭代的條件。

我國也有優(you) 秀的芯片麵世，但芯片從(cong) 不是簡單的一個(ge) 器件，而是一個(ge) 生態，需要不斷去應用，驗證，迭代。但此前完全沒有機會(hui) 去給國產(chan) 芯片迭代。

英特爾、ARM這種大公司，都是通過不斷的迭代，最終改進出來好用的芯片。反觀國內(nei) ，國產(chan) 芯片生存比較困難，重要原因之一，是業(ye) 界不會(hui) 給迭代的機會(hui) 。

這是因為(wei) ，一般企業(ye) 等不了漫長的研發周期，或沒有耐心去等國產(chan) 的芯片迭代；另一方麵，即使研發出來，市場已經存在性能優(you) 越的芯片，甚至成本也低，他們(men) 可以通過價(jia) 格戰來競爭(zheng) ，這直接限製了中國芯片設計能力的提升。

“本來有很多人其實可以設計出很好的芯片來，但是由於(yu) 市場的生態不給你國產(chan) 芯片迭代的機會(hui) ，選擇性忽視國產(chan) ，所以國內(nei) 公司也就不能、也不給工程師去試錯的機會(hui) ，這就是我們(men) 的問題所在。”魏少軍(jun) 認為(wei) 。

一顆芯片誕生後，需要有龐大的生態來支持它的開發，這需要漫長的時間積累。很多國產(chan) 芯片大多都是停留在實驗室階段，大量產(chan) 、批量應用基本沒有。

所以貿易爭(zheng) 端的存在，一定程度上保護了國內(nei) 眾(zhong) 多芯片企業(ye) ，使得他們(men) 可以盡可能少地受外國低價(jia) 高性能芯片的價(jia) 格戰衝(chong) 擊，能給他們(men) 更多的時間去應用，驗證，迭代，做到真正的國產(chan) 替代。

畢竟現實已經足以說明，受製於(yu) 人的危害之大。