對于中國芯來說,革命尚未成功,同志仍須努力!
擁有一顆真正的“中國芯”是幾代中國IT人的夢想。這里說的所謂的“真正”,不僅指品牌,還表示在服務器、存儲等關鍵IT設備中,中國人自己設計、制造的芯片可以得到大規模的應用。在規模高達3000億美元的芯片市場上,中外廠商之間的博弈始終沒有停止。但是在中國政府加大力投資和扶持芯片產業發展、各行業用戶越來越重視自主可控的背景下,中國芯片產業的發展進入了一個全新的階段,而長期把持芯片市場的國外巨頭也紛紛調整自己的在華戰略,在芯片領域,中外合資、合作出現了新的趨勢。
2016年1月17日,貴州省政府與美國高通公司在北京簽署戰略合作協議,宣布雙方投資成立的合資企業貴州華芯通半導體技術有限公司正式成立。貴州華芯通半導體技術有限公司將專注于設計、開發并銷售供中國境內使用的先進服務器芯片。
無獨有偶,就在貴州省政府與美國高通公司宣布合作后的幾天,清華大學、英特爾公司和瀾起科技(上海)有限公司也在北京簽署協議,宣布將聯手研發融合可重構計算和英特爾x86架構技術的新型通用CPU。英特爾公司將提供資金和其他重要資源,以便推動整個項目的發展。
英特爾、高通重新布局服務器芯片業務,并向中國市場傾斜,這是在全球服務器市場重心“東移”情況下的新趨勢,再加上IBM在中國成立“中國Power技術產業生態聯盟”,向中國相關企業開放其P0WER芯片授權,中國芯片產業再次受到國外芯片大佬的垂青。這是中國芯片市場再次起飛的新契機,還是將更深地陷入對國外廠商的依賴?
選擇適合自己的道路在x86服務器CPU市場,原本是英特爾和AMD兩強相爭,但是由于AMD的策略問題,現在基本是英特爾一家獨大。當然,在高端服務器市場上,IBM POWER還是有一定用戶基礎的。隨著云計算、大數據、物聯網等新技術的興起,英特爾開始向嵌入式CPU領域滲透,而原來主要用于消費類產品的ARM處理也開始向服務器、存儲進軍。高通、亞馬遜等都開始嘗試在云數據中心里應用ARM處理器。
從我國的情況看,中國科學院計算所、國防科技大學、北大眾志等主要研發高性能通用CPU,用于高性能計算和服務器等產品;中國科學院計算所、北大眾志等還研發主要用于桌面和筆記本電腦的CPU; 研發嵌入式CPU的單位比較多,包括浙江大學、清華大學、蘇州國芯、杭州中天等。
我國處理器產業的發展有三條路徑可以選擇。第一條路徑,以龍芯、申威處理器為代表,它們堅持自主設計,打造處理器的核心基礎。不過,這條路也是最難走的,需要付出大量的人力、物力、財力。第二條路徑,以飛騰處理器和華為公司為代表,購買ARM公司的系統架構授權或ARM的硬核和軟核,然后自主設計SOC芯片。這是一條通用的發展道路。隨著高通、AMD、亞馬遜以及一些互聯網公司的加入,未來更多有意涉足芯片市場的廠商可能會選擇這條道路。ARM處理器能否滿足企業級服務器、存儲產品的應用需求,還要等待實踐檢驗。今年,我們也許會看到更多采用ARM處理器的服務器、存儲產品面市。第三條路徑,走與國外廠商合作開發的道路。不同的處理器技術發展路線針對的是不同用戶的需求。目前,這種百家爭鳴、百花齊放的局面,有利于中國芯片產業快速做大,但能否做強,還要看政策的引導,特別是廠商本身是否愿意在技術研發、市場推廣方面下大力氣,而且要持之以恒,即使面對挫折,也要奮力前行。總之,只有堅持應用牽引、系統優化、軟硬件結合,才能建立實用的技術路線,同時建立自主可控的軟硬件產品體系。
突破不僅僅是在技術層面過去這兩三年是中國芯片廠商集體爆發的時期。在政府政策和資金的支持下,以及行業用戶對自主可控IT產品的需求刺激下,天津飛騰、中晟宏芯、上海兆芯、北大眾志一批等致力于國產CPU發展的企業受到了市場的關注。在“國產自主芯”口號的引領下,中國CPU企業進入了發展的快車道,不僅多款國產CPU相繼發布,據說有的中國CPU廠商已經開始盈利。
2015年,美國商務部出臺新規,對中國四家國家超級計算機中心禁售至強PHI計算卡。在開放、合作成為主流的時代,這種規定似乎并不能起到它預想中的效果,反而讓中國芯片廠商更堅定了自主開發的決心。2015年3月,中國電子信息產業集團有限公司旗下的天津飛騰信息技術有限公司推出了最新的FT-1500A系列CPU處理器。FT-1500A系列處理器是64位通用CPU,兼容ARM V8指令集,采用國際先進的28nm工藝流片,具有高性能、低功耗等特點,關鍵技術國內領先,可實現對英特爾中高端“至強”服務器芯片的替代,并可廣泛應用于政府辦公和金融、稅務等各行業信息化系統之中。
在2015年8月18日舉行的龍芯2015新品發布暨合作伙伴大會上,龍芯中科技術有限公司總裁、龍芯總設計師胡偉武底氣十足地表示:“以前,我們所做的只是技術成果發布。今天,我們在補齊所有技術短板后正式發布可規?;a和商用的新一代龍芯處理器。”
龍芯處理器已經在服務器、安全計算機、筆記本電腦、加固型平板電腦、高性能防火墻、千兆網絡交換機、高性能工控模塊等一系列產品中得到了廣泛應用。龍芯中科的數據顯示,2015年其銷售收入增長保持50%以上,總收入首次突破1億元大關。從以前依靠政府的扶持,到現在采用完全市場化的運作方式,推出結合市場需求自主定義和研發的新一代處理器,龍芯中科已經可以依靠自身的“造血”機制生存并發展,國內知名投資機構鼎暉資本注資龍芯中科已經證明了這一點。
上海高性能集成電路設計中心成立于2003年6月,其主要任務是研發國產高性能CPU,推進成果應用及產業化。該中心最知名的產品就是“申威”系列國產高性能CPU。在國家“核高基”重大專項課題支持下,該中心成功研制出國際上首款實用化16核高性能通用CPU“申威1600”,使國產CPU性能提升了兩個數量級,達到國際先進水平。2011年,該芯片應用于科技部超級計算(濟南)中心“神威藍光”高效能計算機系統中,僅用8704顆處理器芯片即達到每秒千萬億次峰值性能,是國內當時唯一一臺速度超過千萬億次的全部采用國產處理器的高性能計算機,使我國成為繼美國、日本后能夠使用自主設計的處理器構建千萬億次級高性能計算機的國家。
2012年,在上海市科委的支持下,該中心牽頭成立了“上海國產高性能處理器平臺產業技術創新戰略聯盟”,現已擁有成員十多家,涉及芯片、硬件、軟件、整機系統各個環節。“申威”系列處理器已經用于計算型服務器、應用型服務器、存儲服務器、安全桌面、防火墻、交換機等,特別是在一些國家重點項目和商用市場上有了成功應用。
我國在可重構計算領域也取得了非常大的進展。由清華大學、上海交通大學、東南大學、深圳市國微電子有限公司等單位參與的“高能效動態可重構計算及其系統芯片關鍵技術”研究項目獲得了教育部技術發明獎一等獎。該技術成果已經用于信息安全和武器裝備等領域。深圳市國微電子有限公司的第二代現場可編程邏輯器件產品已經應用于國產武器裝備中,三年累計實現銷售2.5億元。
圍繞可重構計算,英特爾和清華大學將展開全面合作:針對中國和國際市場的需求開發高效、靈活、客戶可定制且適配于軟件應用的新型微處理器架構;為中國市場量身定制高度靈活的新型處理器平臺、相關工具鏈和應用軟件;將可重構計算技術運用于英特爾架構處理器。
在芯片技術層面,中國企業已經取得了許多突破。龍芯、申威等代表性企業不僅在技術上實現了躍升,而且在生態系統的建設和芯片的商用化方面也做出了有益的嘗試。
中外合作的新起點目前,中國已是全球第二大服務器銷售市場。IDC的統計數據顯示,2015年,中國數據中心服務器CPU的市場規模為370萬片,到2020年,這一規模將達到860萬片,年增長率達到18%。正是因為看好中國服務器市場的發展潛力,美國高通公司才致力于與貴州省政府合作,打造一個基于ARM架構的服務器生態系統,期望在數據中心領域開辟一片新的天地。美國高通公司在芯片設計、研發上具有多年的積累和資源優勢,此次進軍數據中心芯片領域,可以更好地滿足云計算、大數據、物聯網迅猛發展對于數據中心的需求,此舉與貴州發展大數據產業的戰略,以及我國大力推動集成電路產業發展的行動計劃不謀而合。
合資企業貴州華芯通半導體技術有限公司首期注冊資本18.5億元,貴州方面占股55%,美國高通公司占股45%。貴州方面表示,美國高通公司在貴州的投資發展計劃與國家的戰略高度契合,雙方的合作將有利于發揮各自的優勢,進一步拓寬合作領域,深化合作內容。
合資公司的注冊地為貴州貴安新區,并在北京設立運營機構。根據協議,美國高通公司將向合資企業許可其服務器芯片專有技術,還將提供設計和技術。貴安新區是國務院2014年批準設立的國家級新區,是貴州省大數據產業發展的重要平臺,建設目標是國家重要的大數據產業發展集聚區和大數據綜合試驗區。貴安新區規劃建設超過250萬臺服務器的綠色數據中心集聚區。
此次戰略合作的意義深遠,將為中國集成電路產業在生產方式、商業模式和增長模式的創新上提供更多有益探索和借鑒,進一步提升中國的集成電路整體水平。從合作的內容來看,本次合作涵蓋從服務器芯片的設計開發到市場營銷、資本運作等多個層面,必將推動中國芯片行業的技術進步,同時推動貴州大數據產業的快速發展,提高產業的整體競爭力。
除了合資公司以外,美國高通公司還將在貴州設立一家投資公司,作為其未來在中國進行投資的載體。其實,在此之前,美國高通公司已在中國進行了多項投資,比如與中芯國際合作制造智能手機芯片,投資合資企業中芯國際集成電路新技術研發(上海)有限公司,設立1.5億美元的中國風險投資基金等。
美國高通公司與貴州的合作是涵蓋資本、技術、市場等在內的全方位的合作,而英特爾公司與清華大學、瀾起科技的合作引起人們的關注更多是在技術方面??萍疾扛咝滤靖彼鹃L梅建平表示:“清華大學的可重構計算技術在國家科技計劃的長期支持下取得了重要成果。此次與英特爾公司的合作表明,這一技術已獲得國際頂級企業的認可。本次合作瞄準當今技術含量最高的服務器CPU,融合各方的技術優勢,注重原始創新。祝愿雙方合作取得成功,產出世界級的新型通用CPU產品。”
可重構計算兼具通用計算的高靈活性,以及專用計算的高性能和低功耗特性,被公認為是下一代具有突破性的集成電路技術??芍貥嬘嬎愕牡讓蛹夹g是FPGA編程技術。以FPGA為先導的可重構技術是半導體科學、材料科學、電子工程和計算機科學的前沿研究領域。可重構計算的優點是硬件設計的實現基于軟件的靈活性,并且保持了傳統的基于硬件方法的執行速度。FPGA各方面的特點也促使FPGA逐漸開始取代ASIC市場。有評論認為,清華大學開發的FPGA相當于芯片電路級的“安全衛士”,可以對CPU的行為進行監控,甚至可能會對某些程序與數據做類似“沙盒”的保護。它可能有助于消除中國對進口技術安全性的擔憂。英特爾的CPU核,再加上清華大學開發的FPGA,封裝到一個模塊中,由瀾起科技負責銷售和市場化。這一合作模式可以更好地滿足數據中心等對高性能服務器的迫切需求。
從英特爾與清華大學、瀾起科技,以及高通與貴州省政府這兩對組合來看,中外在芯片領域的合作模式正在悄然發生改變,以前更多側重在市場和銷售層面的合作正在向聯合的技術開發和全面的商業合作轉變。從外國芯片企業的角度看,它們積極響應中國政府的政策,希望更深入地融入到中國本地的發展,并在一定程度上開放其技術;從中國企業的角度看,希望抓住政府大力扶持這一有利時機,能夠在高端通用CPU領域取得實質性突破,在技術上全面提升自己的能力,有朝一日可以與國外廠商相抗衡。
警惕“雙刃劍”國外的芯片巨頭為什么這么熱衷與中國地方政府、企業和高校進行形式多樣的合作?美國證券公司Wedbush Securities的分析師Betsy Van Hees一語道破:“全球的大型芯片制造商對中國的依賴程度,與中國對它們的依賴程度旗鼓相當。”
2013年,中國進口芯片所花費的資金超過了石油。彭博社的一篇報道指出,中國企業采購的芯片量占全球芯片銷售量的一半以上,而且這一比例還有繼續擴大的趨勢。與中國芯片消費大國的地位不相匹配的是,全球十大芯片制造商中沒有一家來自中國。自己不掌握芯片這樣的底層核心技術,對于中國IT產業的發展來說是說不出的痛。因此,中國政府才不斷出臺新的政策和措施,大力扶持芯片產業的發展,以減少對外國技術的依賴。
集成電路作為國民經濟發展的基礎性、先導性、戰略性產業,是整個信息產業的基石。2014年6月24日發布的《國家集成電路產業發展推進綱要》(以下簡稱《綱要》)正式公布?!毒V要》中指出,我國集成電路產業發展既面臨巨大的挑戰,也迎來難得的機遇,應充分發揮市場優勢,營造良好發展環境,激發企業活力和創造力,帶動產業鏈協同可持續發展,加快追趕和超越的步伐,努力實現集成電路產業跨越式發展。
為了扶持芯片產業的發展,中國政府計劃在未來10年內投入約1萬億元用于芯片開發,這一金額相當于英特爾公司10年的研發投入。資金的支持還只是一方面,為了實現《綱要》設定的目標,中國政府還會繼續擴大對外開放,進一步優化環境,大力吸引國(境)外資金、技術和人才,鼓勵國際集成電路企業在國內建設研發、生產和運營中心,鼓勵境內集成電路企業擴大國際合作,整合國際資源,拓展國際市場。這些政策為中外合資、合作提供了堅實的基礎和保障。
“引進、消化、吸收、再創新”,這是以前中國企業在學習國外先進技術時通常采用的策略。如今,隨著國內的企業、科研機構技術能力的不斷提升,以及云計算、大數據、物聯網等新興技術領域所帶來的市場空間,讓中國企業有了更多的話語權和選擇權。英特爾與清華大學、瀾起科技的合作,其實是各方投入各自的核心技術,針對中國市場進行聯合研發的一個典型。英特爾的優勢在于CPU的架構設計和制造能力,清華大學則在可重構計算技術方面具有領先性,而解決方案的整合和實施是瀾起科技的特長。合作各方在技術和解決方案上形成優勢互補,同時又能充分發揮英特爾的品牌效應,以及中國企業對中國用戶需求的深刻理解和把握,這一合作模式對于中國芯片產業的發展必將起到積極的推動作用。可重構計算與x86技術的融合將會引領未來中國服務器市場的發展。對于中國芯片產業而言,與國外巨頭深層次、全面的合作一方面可以收獲更廣泛的關注度,推動整個產業加快發展;另一方面也有利于中國芯片企業在技術、專利等方面進行積累,為實現全面突破奠定基礎。
是幫助中國提升芯片產業,同時也讓自身獲得發展,還是拋開中國市場獨自發展?大多數外國的芯片廠商還是明智地選擇了前者,所以它們在中國大量建廠,與中國本地的企業合資或授權中國企業生產芯片。因為它們十分清楚地知道,未來不可能簡單地將芯片成品銷售到中國。不過,這一趨勢也讓少數外國芯片廠商感到憂慮:中國企業在技術和研發能力上還不如國外廠商時,中國企業需要國外合作伙伴的幫助和支持。但是有一天,當中國企業羽翼豐滿時,國外廠商就會被拋開。
其實,類似的情況也可能會發生在中國企業身上。當前的合資、合作會讓中國芯片企業的技術能力得到提高,會在一定程度上帶熱中國的芯片市場,但是,這也可能造成中國企業對國外芯片巨頭的更深的依賴,以至于永遠也離不開國外廠商這根拐杖。國外廠商在芯片領域有多年的積累,即使有了國外廠商的幫助,中國企業也需要一定時間積累和趕超,不可能一蹴而就。IBM、高通在宣布與中國企業進行合作時都宣稱將向中國合作伙伴授權其芯片技術,但是這種開放和授權究竟能達到何種程度,是否能夠真正將最核心的技術進行授權,還要等待實踐的檢驗。如果這些所謂的開放和授權只是讓中國的合作伙伴變成“穿馬甲”的IBM、高通,淪為國外廠商在中國擴大銷售的新型代理商,那么合資、合作的意義和結果會大相徑庭。另外,國外芯片巨頭大舉進入中國,并與中國企業合作,其身份的轉變實際上有利其產品在中國的銷售,這會不會直接擠壓還比較弱小的中國本土自研芯片企業的生存空間呢?這些都需要警惕和認真思考。
不要再當溫室里的花朵2015年,“互聯網+”行動戰略的發布將有力地推動我國核心芯片、高端服務器、高端存儲、數據庫和中間件等產業快速、健康的發展。這一戰略的實施將運用互聯網理念,構建以骨干企業為核心、產學研用高效整合的技術產業集群,打造國際先進、自主可控的產業體系。
當前,全球的集成電路產業正進入重大調整期,具體表現在:一方面,投資規模攀升,市場格局重新調整;另一方面,云計算、大數據、物聯網等新興市場的發展,將促進集成電路技術持續演進。我國擁有全球規模最大的集成電路市場,市場需求十分旺盛。在這種背景下,提升中國芯片產業的整體實力,推出一批具有全球競爭力的中國芯片企業是最迫切的需求。
為了實現上述目標,中國政府在政策、資金方面的扶持是一方面,另一方面,中國的芯片企業再也不能“等靠要”,而是要根據自己的實際情況,找到一條屬于自己的創新、突破之路。
有的中國芯片企業提出,“政府應該在黑暗森林里圍個籬笆墻,構建一個小森林,把國外芯片擋一擋”。如果中國芯片企業到現在還想依靠國家的保護,那么最終只能成為溫室里的花朵,經不起大自然風雨的洗禮。我們必須正視,中國芯片企業與國外巨頭相比還比較弱小,但是這并不意味著它們只能靠政府保護,或依附國外大廠商。IT市場這么大,中國的芯片企業可以完全可以找到具有比較優勢的一些細分產品領域,比如涉及國家安全,或中國用戶具有特殊需求的應用領域,率先取得突破,然后再向其他領域拓展。比如,申威處理器就在自主可控的存儲、安全產品領域取得了突破。2015年,中國存儲廠商創新科(UIT)就在新推出的自主可控的企業級存儲產品中采用了申威處理器。中國安全廠商中科網威也在其自主可控的防火墻產品中使用了申威處理器,并且在對安全性要求極高的的黨政軍等領域贏得了用戶的肯定。
在IT領域,對于“國產”產品有不同的定義和解釋,國產的產品不一定是自主可控的。像芯片這樣的核心技術是信息化的基石,也關系到國家整體的安全戰略。雖然當前中國企業自主研發的芯片可能在某些技術指標上與國外產品還有差距,但是在自主可控方面,中國企業還是有許多工作可以做的。
《綱要》中指出,大力發展我國集成電路產業要遵循以下幾項基本原則:需求牽引,依托市場優勢,構建“芯片—軟件—整機—系統—信息服務”產業鏈;創新驅動,強化企業技術創新主體地位,加大研發力度,協同推進機制創新和商業模式創新;軟硬結合,以軟件的優化升級促進硬件技術進步,推動信息技術產業發展水平整體提升;重點突破,強化市場需求與技術開發的結合,實現涉及國家安全及市場潛力大、產業基礎好的關鍵領域快速發展;開放發展,充分利用全球資源,推進產業鏈各環節開放式創新發展,加強國際交流合作,提升在全球產業競爭格局中的地位和影響力。
一方面,外國巨頭加大對中國芯片產業的投入;另一方面,中國企業在全球范圍內加大并購力度,尤其是在封裝測試領域,江蘇長電科技、紫光集團等一躍成為市場的佼佼者。并購讓中國的芯片市場和企業成了全球關注的熱點,從市場大環境、吸引投資、完善產業鏈的角度看,這是好事。但是,我們應該警惕市場的“虛熱”。芯片產業發展的基礎還是技術、產品。中國的芯片企業還是應該利用現在合資、合作的大好時機,夯實并不斷提升自身的技術能力。
當前,我國的集成電路產業正處于發展的重要戰略機遇期和攻堅期。對于中國芯片產業的發展既不能妄自菲薄,也不能盲目樂觀??傊?,芯片國產化任重道遠。