我们离芯片产业的顶尖力量还差多远

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骗局从骗局谈起

作为一名在科技媒体从业近十年的工作人员,每次提及中国芯片这个话题的时候,第一反应往往不是那运算速度超快的计算机,也不是被誉为未来希望的量子计算,头脑里往往禁不住浮现的是汉芯、龙芯这样的名字,可伴随这些记忆的往往没有一点荣耀与自豪,更多是遗憾和难过,这恐怕也是国内大多数关注中国芯片领域伙伴共同的感受吧。

“如果’汉芯’能够成功,中国巨大的消费电子产品、信息家电市场中,外国人把持尖端技术的情况将得以改观、中国的军用武器将不再存在隐患、中 国的政务安全将更加可靠……”—2003年2月27日新浪网《“汉芯”一号诞生记》然而,没有然而,2006年2月政府调查组确认“汉芯一到四号”造假属实。上海交通大学开除了陈进的院长和教授职务。科技部和发改委称将终止资助陈进的研究项目,并收缴他从政府获得的研究经费。神话被戳穿之前,陈进不仅利用“汉芯”系列项目骗取了大量国家经费,并获得民间资本追捧。据二十一世纪经济报道《“汉芯一号”造假传闻调查》, “汉芯一号在问世3年时间内,向国家各部门成功申报项目40多次,累计骗取无偿拨款突破1亿元。”汉芯的骗局并未能让国人心寒,对芯片和国产 技术的渴望,让京微雅格和它包装的万能芯片谎言再次登场。

“4家美国公司用近9000项专利构筑的知识产权壁垒,让60多家企业先后折戟,巨额投入付之东流……这样的领域,足以让后来者望而却步。然而,一家中国公司却另辟蹊径,精研知识产权规则,自主开发出FPGA芯片并实现了量产,成为世界上硅谷以外唯一成功的挑战者。”—经济日报《京微雅格:打破高端通用芯片“硅谷神话”》

虽然京微雅格产品实现了量产,但市场接受度并不高,再加上经营不善,距离打破高端通用芯片“硅谷神话”至少还差十万八千里,当国家与地方投

对不能放弃的技术、数千亿进口费用、国人的骄傲、节衣缩食也要上 中国芯片,一个最容易点燃国人爱国情怀和激情的话题,无论是技术还是情怀,中国芯片都很容易成为讨论的焦点,从“汉芯”、“龙芯”这样的命名可以看出,国人对中国芯片产业的期望值有多高,而当一个产业已经被打赏民族乃至信仰图腾的时候,这个举国之力共同发展的行业到底在全球范围内处于一个怎样的地位呢?

资者发现京微雅格无力实现其规划“蓝图”,拒绝继续投资时,该公司就陷入了破产境地。

这些以骗局科研经费为目的的骗局不但造成了国家经济损失,更在其勾勒骗局的过程中,大量浪费了国家人力、实业资源,更伤害了国民的期待。

被质疑的项目

相比汉芯、京微雅格这样已经明确会被钉到中国芯片成长历史耻辱柱上的项目,漫长的时间让媒体和市场人士学会了用谨慎的态度观察中国芯片历史上那些“创新”。龙芯1号于2002年研发完成,随后2号在2003年便正式完成发布,然而龙芯3号一直到2009年才研发完成。市场调研公司In-stat指出, “龙芯2”的架构与美国MIPS科技公司的MIPS架构相似率接近95%,而MIPS科技公司并未授权相关技术给“龙芯2”的设计者。

除了技术架构受到质疑外,量产的龙芯笔记本也在纷纷扰扰中逐渐淡出人们视野,这些都让人唏嘘,也加深了国人对中国芯片的质疑。即使是2017年渐渐崭露头角的寒武纪,也成为人们质疑的焦点。据知情人士透露,寒武纪科技在参与“苏州大脑”项目申报时,声称已经量产数千万颗10纳米芯片,该人士提供了数张寒武纪科技申报项目时幻灯片。人民日报也刊登过寒武纪科芯片研发的情况介绍,不过甚少设计相关技术方面,而且市场上还没有公开信息确认其芯片已经量产并被其他公司所采用。市场对寒武纪10nm工艺量产产生很大争议,毕竟目前10纳米代工工艺目前只有三星提供,台积电10纳米工艺原计划去年量产,但已经推迟到2017年第三季度。无论是从寒武纪公开的论文,还是从 业界了解到的信息,都可断定寒武纪只在台积电进行过流片,并未与三星有过代工业务合作。

如果这些推论没有问题的话,那寒武纪芯片从何而来?

问题还不仅仅是芯片

中国芯片发展历史中,这些造假和质疑绝对是不容忘记的历史,其用一种近乎耻辱的方式践踏了科技的真相,当然,它们也从另一个角度开启了民智。除芯片硬件领域不少滥竽充数、居心不良的学者利用民众乃至国家的情怀、期待骗钱外,系统领域同样存在这样的问题,同样披着国产、独立掌握核心技术等民族情怀的光环,麒麟系统的开发人员在修改FREEBSD的代码为麒麟操作系统后,并没有遵守FREEBSD的版权协议,反而声称这套系统是自己独立研发成功的、具有完全自主知识产权的,以此来骗取国家巨额科研经费。

移动互联时代,COS操作系统更被誉为中国完全自主知识产权的智能手机操作系统同,可从COS系统官方网宣传片来看,里面使用的机器是HTC产品,运行的是Android操作系统上的应用,且手机界面许多细节都与运行Android系统的htc手机一致,从而引发市场质疑。在中国芯片发展史上,这些问题事件足以令人愤怒,然而,正是一次次被“骗”,加深了人们对中国芯片的理解,越来越多的人开始用宽容的目光重新审视中国芯片的发展以及未来。

历史及现状当历史书页翻到60年前

比汉芯、京微雅格在中国芯片历史上写下了耻 辱的一页,然而,中国芯片数十年的奋斗史却并不应被这些造假的罪人抹杀。有多少人还记得那用算盘算出来的原子弹核心数据?

在那个一穷二白的年代,我国科技工作者一步一个脚印的攻克了一个又一个计算机及芯片相关领域的技术难点。师从苏联,从模仿到自主设计,103计算机、104计算机、红旗551型模拟计算机、107计算机等等产品见证了我国科技工作者自强不息的奋斗史。“自主研发为主,技术引进为辅”的路线为我国计算机领域打下坚实基础,虽然研发同市场的接轨并不太好加上计算机研发同芯片未能清晰规划,但“独立”二字却深深地融入过了中国芯片的基因。

超极计算机背后的尴尬

去年,德国法兰克福国际超级计算机大会(ISC)公布了世界计算机500强榜单,我国最新的超级计算机“神威•太湖之光”登顶。榜单前十名除了“神威•太湖之光”与“天河二号”外,分别为美国的“泰坦”与“红杉”、日本的“京”、美国的“米拉”和“三一”、瑞士的“代恩特峰”、德国的“花尾榛鸡”和沙特阿拉伯的“沙欣II”。

目前我国的超级计算机主要有银河、天河、曙光、神威四个系列,除了军用的“银河V”和“神威Ⅱ” (在研)之外,主要应用方式都是租用。租用对象主要是高校、科研院所、商业企业等。强悍的计算能力让这类设备可用于气候预报,石油勘探、药物开发和汽车设计等方面。

面对触手可及的大数据、云计算时代,超极计算机取得的成就足以另国人兴奋,神威蓝光计算机使用的是申威SW1600处理器也让不少科技粉自

看,占比不超过3%。

圆晶代工:从规模看,全球代工企业主要有台积电、台湾华联电子、美国格罗方德半导体、韩国三星以及中国大陆的中芯国际等公司。前五家海外圆晶代工厂的市场份额超过全球70%。中芯国际、武整体实力令人焦虑汉新芯、上海华力微电子等大陆企业,虽然近年来

除了超极计算机,我国在量子通信和量子计算增长较快,但大陆芯片代工企业的市场份额不超过方面同样表现出色,但这些并不足以弥补中国芯片15%。如果算上英特尔、IBM这样的IDM企业,中国同全球顶尖力量的差距。人们熟悉的CPU实际上是芯片在圆晶制造方面的份额还会更低。一个非常系统的工业产物,从沙子到CPU的过程需封装测试:封装测试,作为芯片进入销售前的要产业链上设计软件、指令集体系、芯片设计、制造最后一个环节,主要目的是保证产品的品质管理,对设备、圆晶代工等多个环节数量庞大的企业构成,技术需求相对较低。2014年,中国台湾芯片封测业想要了解中国芯片同全球的位置,需要将CPU整个产值占全球比例达55.2%。封测领域是中国芯片产产业链拆开来看。业最早可赶超世界平均水平的领域,而中国大量的

设计软件:芯片设计软件是芯片公司设计芯封测企业,正在抓紧并购全球的封测公司。片结构的关键工具,目前芯片的结构设计主要依靠将整个CPU制造领域拆开来看会发现,我国Eda(电子设计自动化)软件来完成。cadence(美国除在“封装测试”环节具有明显优势外,其它产业在铿腾电子科技、)Mentor Graphics(美国明导国际、) 全球的话语权都相当低,而且“封装测试”本身技术ALTIUM(澳大利亚ALTIUM公司)、SYNOPSYS(美国含量相对较低,算是CPU产业链的下游,这恐怕就是新思科技)、Magma Design Automation(美国微中国芯片产业的现状。捷码、)ZUKEN INC.(日本图研株式会社)等几家公司,几乎垄断了世界半导体设计软件。其中,仅美国的四家公司在全世界的EDA市场份额就占到70%以上。

目前,中国开发EDA软件的企业主要有展讯和华为。两家公司的设计软件主要供内部使用,市场份额还很低,总占比不到10%。

指令集体系:目前,英特尔、MIPS、ARM三家公司的指令集体系,几乎占领了全世界所有的智能手机、电脑及服务器等设备。中国芯片在这方面的占有率不超过3%。

芯片设计:在2015年全球前十大芯片设计公司排行及整体销售额显示,高通、博通、联发科排在前三位,这三家公司的销售总额超过后7家之和,接近380亿美元。联发科、海思和展讯都进入了名单,华为海思排名第6位,销售额为38亿美元左右,展讯为18亿美元。

制造设备:目前,世界半导体制造设备主要供应厂商是AMAT(美国应材)、ASML(荷兰艾司摩尔)、Lam Research(美国科林研发)、lkaTencor(美国科磊)、dainippon Screen(日本迪恩仕)。这五家公司的销售额占世界总份额的80%以上。英特尔、台积电、三星电子、中芯国际等厂商的关键以及主要半导体设备均由这几家美国及欧洲公司提供。目前国产的半导体生产设备厂商以七星华创、北方微电子、中国电科集团等为主,一些企业也研发出了28纳米的等离子硅刻蚀机,但主要是在国内消化,应用于特种、军工等领域,从全世界范围来 科金朋的合并,造就了次于日月光(全球第一)和安靠(全球第二)的全球第三大封测厂,全球市场份额9.8%;南通富士通微电子出资约3.7亿美元收购AMD旗下的苏州厂和马来西亚槟城厂;目前,紫光集团也已入股矽品,占股份25%……正是这些资本领域的扩张,加速了我国“封装测试”环节产业的发展。在众多借助资本拓展半导体资本产业的企业中,紫光集团无疑是其中的佼佼者,其近四年一连串的并购动作足以让整个半导体芯片领域震惊,更用资本缔造了一个庞大的半导体芯片联盟。

• 2013年7月,紫光集团以17.8亿美元收购展讯通信。• 2014年7月,紫光集团以9.1亿美元,收购锐迪科微

• 2014年9月,紫光引入英特尔,英特尔以90亿元人民 • 2015年2月份,T C L的增发宣布完成,紫光集团旗下 • 2015年4月16日,沈阳机床增发,紫光智能、紫光4.0分 • 2015年5月份,紫光集团控股的紫光股份宣布收购惠 • 2015年10月30日,紫光宣布向台湾力成科技投资6亿 • 芯片和存储器一向被视为国家和地区战略级

的核心产业,不容外资轻易染指。因为包括“政治”在内的原因,紫光入股力成、收购美光等多项计划被叫停,投资西部数据更是在最后阶段被CFIUS(美国外资投资委员会)紧急终止。紫光集团一些项目的“失利”,再次让人们看到了半导体芯片领域竞争的激烈,市场开始尝试另一条路。

争议极大的合作

2017年5月26日,高通(中国)、建广资产、联芯科技(大唐电信)与智路资产宣布,联合创立合资公司瓴盛科技(贵州)有限公司(JLQ Technology),该公司面向中国市场,主打智能手机芯片业务。

一家“正常不过”的合资企业,但消息刚刚宣布,便在国内半导体业界投下了一颗重磅炸弹。一家新生的公司,却被认为有可能阻碍国内行业的发展,并由此引发业内的一场大辩论。这个匪夷所思的剧情,正在国内手机芯片业上演。瓴盛科技旗帜鲜明的专打中低端市场,而这一市场正好是紫光集团辛苦培育的展讯的“自留地”,高通会携手中国企业“关照”中低端市场,被不少人认为是想要狙击成长中的展讯,利用资本和技术扼杀中国芯片创新企业。

另一方面,瓴盛科技的支持者则认为建广资产+智路资本(资本部分)+瓴盛科技(主要是实体部分的联芯科技)就等同于现在的清华紫光(资本)+展讯(实体部分)。双方的路数几近相同,都是以资本布局,辅以实体以期在中国乃至全球芯片产业谋求话语权,这原本就是极正常的竞争。事实上,国内半导体芯片产业体系整体有待提升,而无论是紫光集团还是大唐电信,以及华为、中兴,想要在短时间做大做强都需要“全国之力”来支持,才有可能同全球相关领域企业一较高下。

中国芯片未来密集的政策扶持

无论是供给侧改革还是中国制造2025,从芯片到半导体再到集成电路,都是国家大力扶持的目标,也是我国整体制造业乃至民生实业实现转型及跨越式发展的根本,更是未来综合国力的重要组成部分。对于这些信息时代的核心基石,国家的扶持政策也相当具有倾向性,密集发布的扶持政策推动整个产业的快速发展。2014年10月份,国家集成电路产业投资基金正式设立,首期募资规模1387.2亿人民币。据相关负责人介绍,截至2016年底,国家集成电路投资基金已进行了多达40笔投资,承诺投资额也已接近700亿元,已投项目带动的社会融资超过1500亿元。

相对CPU这样的芯片产品,近年来我国把存储 器作为国产集成电路产业发展的一大突破口。自2015年以来,我国存储器产业市场从零起步,正逐渐形成紫光/长江存储系、福建晋华以及合肥长鑫三足鼎立格局。而密集的政策扶持,也推动中国芯片及整个集成电路产业的快速发展。面向2020年,我国继续加快实施已部署的国家科技重大专项,重点攻克高端通用芯片、高档数控机床、集成电路装备等方面的关键核心技术,形成若干战略性技术和战略性产品,培育新兴产业。

高景气的全球市场

根据IC Insights的数据,2017年全球半导体产值为3300亿美元左右,同比正增长+7%。从行业规模来看,全球半导体产值将继续呈现上扬趋势。行业规模正增长,高通、三星、台积电等行业巨头业绩增长明显,包括DRAM、NAND Flash与nor Flash等内存上半年出现罕见供应全面吃紧情况,不断提价的上游芯片、存储颗粒等半导体产品,已经让智能手机、智能电视等相关产品被动提价见证了全球半导体行业景气度的不断攀升。

以封测厂商我代表的国内芯片行业相关厂商已经成为受益者,而借助资本并购和企业合作,国内企业也不断将“触手”伸到晶圆制造、芯片研发领域,高景气的整体市场让资本乐于投入,也提振了整个半导体芯片产业的发展。

除非个人消费电子产品领域涌现的智能穿戴、智能家居等设备会选消耗众多半导体芯片产品外,智能汽车、智能交通等领域也会加速半导体芯片产品的消耗,让整个行业进入持续景气周期。

后摩尔定律时代的机会

在后摩尔定律时代,封测企业正在向方案解 决商的角色转变,地位也会被重新定义和架构。扮演愈来愈重要的角色。与传统封测企业所承担的职责不同,随着芯片工艺发展遇到了瓶颈,整体系统性能的提升成为关注的重点。封测企业不再是简单的芯片封装和测试,而会转变为方案解决商。

从超越摩尔定律角度看,SIP将重构封测厂的地位和角色,向方案解决商转变。封装厂需要提供:从芯片封装到系统集成的整体解决方案;具备系统设计和测试能力;除了传统芯片封装之外,EMI防护, 3D/嵌入式封装结构,嵌入式天线等高集成度方案的know how,都将由封装厂来掌握。进一步而言,封装厂将从单纯的为某一家Fabless提供芯片封装方案,转变成为下游的整机商提供完整的系统解决方案,比如封装厂将瑞萨的MCU和博通的无线芯片封装在同一个package里,这在iot的应用来看是非常常见的。除了半导体芯片企业职能或者说角色在不断演变外,其产品应用领域也在不断拓展。无人机、智能汽车等新兴领域都会消耗大量的芯片、半导体元器件,摄像头芯片、光器件、通信芯片、平衡芯片等等细分市场都会为相关企业提供新的机会,而对这些新兴领域的精耕细作,也有望催生具有全球竞争力的巨头公司。

写在最后:期待惊喜

作为全球化程度极高同时也是很多产业上游的半导体行业,资本和技术密集型产业的特性让其具备一定的周期性,可随着近年来新兴应用领域的不断诞生,全球半导体芯片行业走出了长时间“慢牛”的态势,尤其是NB-IOT和5G时代的来临,华为、中兴通讯等一大批企业已经率先卡位,在全球相关领域市场具有较高的话语权,而随着时间积累,未必不能孕育出属于中国芯片的时代。

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