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中国芯未来在哪里?

时间:2023-11-21 18:13:45 文章来源: BOBAPP官网下载IOS

  试想!一个国家需要完全依靠从另一个与之有着冲突或经济往来不稳定的国家进口某种珍贵商品,而且,假如没有这种商品,整个社会将被迫停顿。如果你明白这个情形,那么现在请把这一个国家想象成中国,与之冲突的国家想象成美国,而该商品就是芯片。

  大家好,这里是杨叔洞察,我是杨叔。上述这段线年美国著名IT杂志《连线》其中一文的开篇。就在这一年,中国GDP正式超越日本成为全世界第二大经济体。历尽30年的改革开放,并在21世纪头10年完成巨大经济建设成就,正当重拾民族自信的国人满怀信心地憧憬下一个10年时,没人会想到,《连线》杂志上的这段话会一语成箴预言了如今中美之间的僵局。

  “为什么我们连、氢弹都能造出来,却搞不定指甲盖大小的芯片”。当这两年围绕以“芯片技术”为核心的中兴、华为事件爆发后,网上充斥最多的就是类似的言论。芯片!这个搅动世界科学技术风云的核心、却如空气般充斥着日常生活的尖端技术被别人捏在手里,让我们感到了窒息般的难受。早在2015年的时候,芯片就已经超越石油,是我们国家最大的进口产品。这个每年进口额超3000亿美元的核心产业对国家安全的重要性丝毫不亚于导弹核武器。差距在哪?如何追赶?这就是本期话题想和大家聊的内容。

  为了把芯片讲清楚,我们还得从最基本的原理说起。1946年,世界上第一台电子计算机在美国宾夕法尼亚大学诞生,这台占地170平米,重量30多吨的庞然大物内部安装了超过18000只真空电子管。虽然它的运算能力连我手上运动手环都不如,但每小时耗电量却达到了惊人的174KW,以至于每次使用全镇的灯泡都会变暗。这种原始粗糙的计算机自然不足以满足日益强烈的计算需求。1947年,美国贝尔实验室发明了晶体管,解决了此前电子管在体积、功耗、寿命方面的缺陷,为集成电路的发明吹响了号角。而随着电路系统的不断扩张,如何缩小元器件体积、降低功耗成为电子产业最重要的研究方向。

  人类的科技史不断证明:应用领域的技术危机往往蕴藏着巨大的商业潜力。1958年,美国贝尔试验室和仙童公司几乎同时发明集成电路,由此揭开了20世纪信息革命的序幕。在专业技术人员口中,经常用集成电路或半导体代指芯片。严格来说:半导体是生产集成电路的主要材料,做出来的产品叫集成电路,也被称为芯片。指甲盖大小的芯片上要容纳十亿甚至数十亿的晶体管:这些纳米级别的“开关”电路,用通电和不通电表示1和0,由此构成10种逻辑门电路。通过配属的汇编语言,将这些门电路经过数以亿计的组合就能实现各种复杂的运算。

  而根据摩尔定律:集成电路上元器件的数量每过18个月就会增加一倍,运算能力由此翻倍。所以1969年完成载人登月的阿波罗11号飞船,它的计算力还不如现在的苹果手机。

  从家用电器到汽车飞机,从连接世界的互联网到人手一部的智能手机。经过70余年的发展,以集成电路为核心的电子信息产业已发展为超越汽车、石油、钢铁的第一支柱,成为拉动世界经济增加的强大引擎和雄厚基石。而被称为“信息产业粮食”和“工业发展倍增器”的芯片在很大程度上决定了一个国家核心的科技竞争力。

  “既然芯片这么重要,为啥不早早布局、自行研发生产?难道大家都被忽悠了吗?”这是中兴事件发生后,局座在网络上的发问。从战火中走来,深知落后就要挨打的老一辈领导人和科学家自然明白掌握核心技术的重要性。而当我们以今天的视角回看过去,很难想象中国芯是一个怎样梦幻的开局。

  1949年新中国建立后,从海外归来的精英学子中不仅包括钱学森这样顶尖的武器专家,还有一大批享誉国际的半导体人才。诺奖获得者、著有《晶格动力学理论》,被称为中国半导体开山鼻祖的黄昆;“八级钳工科学家”、中国微电子三杰之一的王守武;“中国半导体之母”、与黄昆、王守武并列“微电子三杰”的谢希德;“中国半导体材料之母”林兰英。这一连串在中国半导体发展史上熠熠闪光的名字开启了中国芯的梦幻开局。

  在老一辈科技精英的带领下,依靠苏联式的军工科研体系,中国微电子领域的科学家和工程师用一往无前的豪情与意志,不仅保障了“两弹一星”等一大批重大国防项目的顺利开展。同时也建立起一套横跨高校院所的半导体人才教育培训体系,让中国的半导体发展甚至一度紧跟美国。

  从小规模集成电路到中规模集成电路,再到大规模集成电路。当美国的芯片技术一日千里的加快速度进行发展时。中国芯片却开始被国外越拉越大,追赶乏力。从落后2年到落后20年,竟经历了什么?

  首先就是芯片产业本身的特殊性:在国家意志的刚性需求下,依靠部分精英科学家和军事化的研发体制确实能够保证“两弹一星”这样的国家级工程顺利完成。但作为每18个月性能就要性能翻倍的尖端产品,芯片在微观尺度的每一次升级都是在挑战人类工业制造能力的极限。这样的一个过程只能在市场规律的驱动下形成闭环的科研生产链条。而在那个在动乱时期,违背基本科学规律,国内一度出现“群众式的全民大搞半导体”,国内报纸甚至长篇累牍的宣传“街道老太太在弄堂里也能做芯片”的奇闻,这些无不严重冲击了正常的科研流程。 而在国际上,类似集成电路这样与国防军事紧密关联的先进的技术,无论是制造设备还是工艺技术,从来都是“巴统”名单上长年对中国禁运的项目。芯片技术的进步从来都是颠覆式的,每落下一步,就会被甩开一大截。

  到了70年代末,中国芯片在研发设计方面与世界领先水平差距15年左右,在工业生产上则至少落后20年以上。“你们一定要把大规模集成电路搞上去,一年行吗?”这是1977年,某领导同志向芯片专家王守武提的一个问题,除了少数专业领军人物,上至中央高层下至普通专家,国人对芯片巨大的技术差距和追赶难度都没有清晰的认识。

  在这样巨大的劣势下试图追赶,只有改革开放的春风才能为芯片产业注入新的活力。市场化能否解决中国芯片落后的问题,对于刚刚打开国门的中国人来说,谁心里都没底。在这样的忐忑中:1980年,位于无锡的江南无线电器材厂与日本东芝公司签订合作协议,这是中国第一次从国外引进集成电路技术。依靠日本成熟的生产线,几年时间内,厂里的芯片产量就达到了3000万块。在那个时代,全国40%的电视机、音响用的芯片都来自江南厂。这里也成为当时国内产能最大、工序最齐全的芯片生产厂。

  江南厂的技术引进是成功的,但总的来看:80年代初期的芯片产业出现了重复劳动的问题。全国各个单位同时引进几十条芯片生产线,但最终建成投入到正常的使用中的只有少数几条。为了加强对芯片产业的集中领导,在1982年的时候,国务院成立专门领导小组,并在1986年制定了改革开放以来中国第一个芯片发展的策略,就是著名的531战略。531的含义是:普及推广江南厂已掌握的5微米技术,同时开发3微米,攻关1微米。

  一时间,全国各地的芯片生产企业都组团到无锡考察学习,“到742厂学习,除了吃饭要钱,住宿不要钱”这是当年江南厂总经理喊出的口号。

  那虽然已经打开了国门,但20年的技术鸿沟很难在极短的时间弥补。尽管最终531战略的目标都实现了,但却是以全套引进国外技术的方式实现的,最初制定的“引进、消化、吸收、创新”八字方阵没有正真获得全面贯彻。到了1988年,中国集成电路年产量终于达到1亿块,同样的产量,美国1966年达到,日本是1968年。

  但仅仅是引进生产线,核心技术别人怎会是教给你。为了形成自研能力,在1988年,电子工业部抽调500名技术骨干与江南厂共同组建了无锡微电子联合公司,这就是被称为“中国芯片黄埔军校”的华晶电子集团前身。有了华晶做基础,在1990年,中央决实施908工程:目标是在八五期间攻克1微米技术。不过,尽管总投资高达20亿元,但908工程的结果却并不理想。最终的原因还是计划经济主导芯片产业行不通,半导体是更新换代最快的产品,投资决策层层审批,等项目批下来原本先进的技术已落后。审批过程甚至比产品的生命周期还长,你这经费审批花两年,人家18个月产品更新一代。最终就是还没投产就落后。

  那在908工程不成功的尝试后,国家并没放弃攀登芯片这条科技树,随后投资规模更大、决策力度更大的909工程开始实施。吸取908失败的教训:909工程快速缩短项目审批周期,资金最快时间到位。最重要的是以市场为导向,通过市场滚动循环来完成产品升级。909工程的核心是上海华虹NEC,到了2000年,华虹取得了30.15亿元的销售额,利润达到了5.16亿元。到2005年6月,华虹完成了当初立项的所有目标。

  真正的核心技术很难通过市场交换获得,引进不是目的,为我所用实现自主创新;从始至终坚持以市场为导向,抓住人才为核心。这是时任电子工业部部长后来总结的三点经验。

  20年的摸索,无数次的失败尝试,进入新世纪以来,中国芯终于找到了一条正确的发展道路。从2000年到2011年,中国的芯片产业已形成一定规模的企业研发能力。那这其中最值得一说的就是华为旗下的海思啦。

  同样是跨界做手机,为什么华为比中兴更“抗压”。“没有创新,要在高科技行业中生存下去是不可能的”,任正非一针见血指出了华为的核心竞争力。早在1991年,华为就成立了芯片设计中心ASIC,两年之后ASIC就成功研发出华为第一块数字专用集成电路。到了2004年,华为的实力已今非昔比,在ASIC基础上,海思半导体公司正式成立。作为少数几家可自研芯片的厂商,海思的麒麟处理器如今已成为华为手机最亮眼的招牌。

  2010年,当苹果自研的A4处理器在Iphone4上大获成功后,不甘落后的华为紧接着就在2012年推出了K3V2处理器,并大胆用在了自己旗舰手机上。2013年,华为推出了麒麟910,尽管由于性能和兼容性问题,没有完全得到市场认可,但却开了个好头。不到一年,新一代麒麟芯片推出,与华为新款旗舰手机一起逐渐获得用户认可。得益于华为内部庞大的采购量,麒麟芯片可以不断迭代更新,销售额和市场反馈也在节节攀升。

  但是从当时情况去看:为了给自研芯片铺路,将一款并不成熟的产品直接与自己的旗舰手机绑定在一起,很可能会引起“小马拉大车”,最后车马俱碎。但这一切都是值得的,依靠自研芯片建立的护城河,华为拥有更低的研发和制造成本。

  不过由于海思的芯片只是自研自用,不会对外发售,再加上美国的制裁。从发展前途、技术能力和市场占有率来看,另一家“被严重低估”的芯片公司更需要我们来关注,这就是展锐。

  为什么重点要提展锐呢?我就说两点:目前可提供5G手机芯片的厂商,全球只有5家:高通、三星、联发科、海思、展锐;中国大陆公开市场唯一拥有5G芯片设计能力并成功商用的主芯片平台提供者——展锐。

  可能大部分人对展锐实际上并不那么了解,展锐是2018年由展讯和锐迪科合并而成。展锐成立于2001年,是一家做基带芯片设计的公司;锐迪科成立于2003年,主要做射频和混合信号芯片的设计研发。

  在功能机时代,手机生产厂商关注的焦点是外形的创新,芯片只需满足通信这一最基本的功能就行了,因此,展讯一度成为华强北的山寨机之王。当以iphone为代表的智能机时代到来后,展讯却依然采用以低端产品抢占低端市场的策略,以海外功能机为主要的市场。我们大家都知道,2010年到2018年间,得益于移动网络的快速的提升,中国慢慢的变成了全球最大的智能机市场,但展讯几乎整个错过,在国内看不到一款使用展讯芯片的智能机,直到2019年,展锐才开售4G全网通产品,可以说4G时代落后一线年。这样看来,展锐的历史并不占据优势,那么展锐究竟是如何厚积薄发成为如今5G扛把子的呢?

  2018年之前,由于展锐长期采取技术跟随策略,买回来也无法完全消化,反而拖延了自研技术的进度,陷入了“低成本优势+低端市场”的陷阱。再加上企业内部缺少正规科学的管理体系,贪腐横行,展锐的产品多次因质量上的问题而被客户投诉,甚至某大客户真正的需求的赔偿额都超过了销售额。这时,展锐可以说走到生死存亡的境地。

  2018底,前海思首席战略官楚庆来到展锐,开启了一场管理、技术、产品、市场的全方位变革。打头阵的就是“火凤凰”计划:楚庆带领100多名精挑细选的技术骨干,关起门来把所有的底层代码从零开始全部重写,从根本上规范了设计流程;对外方面尊重客户的诉求,采取跟踪式服务保证随时随地处理问题。甚至在19年3月集中举办了一次质量大会,让公司的技术骨干直面客户的“怒火”。这种刮骨疗毒式改革让展锐重新赢得了客户信任。

  “立项完全无序,没有一点控制,一个 10 个人的项目经理就可以决定产品立项,到处都在乱花钱”。这是老展锐混乱管理真实的写照。

  楚庆全面接手后,展锐建立了科学决策机制,将原来上百个项目精简至10%,更是杜绝了此前的“拍脑袋立项”风气,所有重大立项都一定要经过由CEO领头的集成组合策略管理委员会共同决策同意。这就要求立项负责人,要深刻洞察市场机会和客户的真实需求,认真规划产品的各项特性,确保推出的产品具备竞争力。

  想做高端技术,自然要下苦工练内功。新展锐一改早年间的“技术跟随”路线G技术,朝着技术创新的一线G全网通产品,成为了进入国内市场的敲门砖。

  5G领域,2020年5月,在全球首款量产出货的5G手机华为mate30 5G版面世后仅6个月,搭载展锐5G芯片的手机就完成了商用出货,这标志着在5G时代,展锐已经迎头赶上。

  2020年2月,展锐发布全球首款6nm 5G芯片,搭载这款芯片的终端也将在今年底上市。同时,展锐还接连拿下包括荣耀、摩托罗拉、realme、诺基亚、中兴等多家企业订单,搭载展锐芯片的智能手机、平板电脑、儿童手表等等产品琳琅满目。

  Counterpoint最新发布的报告数据显示,2021年上半年,紫光展锐智能手机芯片出货量激增,较2020年上半年增长122%。2018-2019年,展锐智能手机移动主芯片市占率被列入“others”,2020年开始单独统计,占比4%,2021年二季度上升到8.4%。增长是惊人的,什么叫未来可期啊!(战术后仰)

  就在最近,展锐在5G领域更是好消息频传。7月30日,展锐和联通共同发全球首个打通5G R1的6标准,为5G R16商用奠定了基础。8月6日,在高达32万片的业界规模最大5G模组集采项目中,搭载展锐5G基带芯片的模组产品共赢得中国移动42.12%份额,几乎占据了半壁江山。

  什么是实力?这就是实力!这就是展锐、这就是中国芯的实力。从当年的遥不可及到后来的望其项背,再到如今的齐头并进。5G时代,展锐来了,中国芯终于迎头赶上。

  这个像玻璃管一样的东西是中国第一颗的触发管。半个多世纪前,为了给共和国铸造核盾。扎根大漠科研人员中不仅有邓稼先、钱三强这样的核物理专家,还有像黄昆、王守武这些中国半导体领域最早的探索者。没有诺贝尔奖、没有国外优厚的待遇,这些在极端艰苦条件下数十年隐姓埋名的“无双国士”怀着对祖国的无限忠诚为我们这个民族铸造了核保护伞。

  今天,国家之间的较量早已从武力的强弱比较上升为经济、科技的全面比拼。而以芯片技术作为在某些特定的程度上决定国家核心科技竞争力的尖端产业,这个高地我们一定要拿下。在这条枪林弹雨的冲锋道路上,冲在最前面的是华为和展锐,在它们之后还会有无数的中国企业,为了民族复兴、国家崛起,虽千万人吾往矣,这就是中国芯。返回搜狐,查看更加多

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