這不禁讓人想問,到底中國的芯片技術發展得怎么樣了?是否像今年中美貿易摩擦時的“中興事件”一樣,隨隨便便就能被人卡脖子,與英偉達、高通等美國企業相比完全不值一提?在回答這個問題之前,我們要先弄清楚到底什么是芯片?它是怎么發展起來的?
1美國是半導體誕生之地
芯片簡單而言就是半導體元件產品的統稱,是指內含集成電路的硅片,體積很小,常常是計算機或其他電子設備的一部分,但它所涉及的學科、工序眾多,包括設計、制造、封裝三大環節,是一個非常龐大的產業。而關于這一產業的發展最早可以追溯到上世紀五十年代的美國。
1957年,“晶體管之父”肖克利(W.Shockley)的“八個天才叛徒”,在硅谷創立了仙童半導體公司(其母公司為費爾柴爾德攝影器材公司),后來該公司在仙童之首羅伯特·諾伊斯(N. Noyce)的精心運籌下,業務得到了迅速發展,到了60年代仙童半導體公司發展的黃金時期到來,硅谷也因此成了全世界半導體技術的發源地,一直延續至今。
在那時,能進入仙童公司工作就等于跨進了硅谷半導體工業的大門,然而也是從這一時期開始,仙童公司的危機開始出現。眾多仙童創始人因不滿母公司的行為負氣出走,紛紛涌進仙童的大批人才精英,也紛紛出走自行創業,其中比較有名的包括后來創辦了大名鼎鼎英特爾(Intel)的羅伯特·諾伊斯(N. Noyce)和戈登·摩爾(Gordon Moore)以及在1969年創辦了高級微型儀器公司(AMD)的原仙童公司銷售部主任杰里·桑德斯(J. Sanders)。
盡管后來仙童半導體公司被幾經轉手、命運多舛,但不可否認,80年代硅谷的大多數半導體公司基本都是仙童直接或間接的后裔。雖然后來在七八十年代整個半導體制造產業大量轉移到了日本,九十年代后轉移至韓國及中國臺灣,但美國至今依舊保留著在諸多核心技術領域以及生態系統上的統治力。如今,在全球20大半導體公司中,美國依舊獨占8席,處于絕對霸主地位,并且基本都是卡住核心的關鍵性公司。
2中國危機四伏、挑戰巨大
反觀中國的半導體產業,雖如今已成為重要的戰略性產業之一,但它起步時間晚于美國,既沒有良好的商業環境也沒有足夠的人才儲備,最初主要通過引進美國的二手設備來改善半導體裝備水平,可以說在整個產業鏈上,國內企業的差距是全方位的。
而且長期以來,我國半導體產業一直受到外方在先進制造裝備、材料和工藝引進等方面的種種限制,甚至是美國政府層面的干預。過去幾十年,國家也一直在努力突破這些封鎖,也有取得一定的效果,但并不顯著,目前我國高端芯片基本還是依賴進口。根據相關數據顯示,我國芯片產品連續多年進口額超過2000億美元,甚至超過石油成為了最大宗進口產品。
雖然在芯片設計上,華為海思、紫光展銳已位列國內芯片行業第一梯隊,甚至在不少領域也已處于世界領先水平,但其架構授權核心依舊被英國ARM公司掌握。ARM公司是蘋果、諾基亞、Acorn、Technology等公司的合資企業,是全球領先的半導體知識產權提供商,全世界超過95%的智能手機和平板電腦都采用的ARM架構。而目前我國擁有自主知識產權架構的只有中科院的龍芯和總參謀部的申威,前者用于北斗導航,后者用于神威超級計算機,主要服務于軍事領域。
在設備、材料供應、芯片制造方面,國內外企業差距也十分明顯。比如在制造芯片的三大設備中,國內僅中微半導體的第三代7-10納米蝕刻機能與世界最前沿技術比肩;在制造芯片的十多種主要材料上,日本全球領先所占份額超過了60%,中國國產率很低主要還是依賴進口;在芯片制造上,三星、臺積電等巨頭即將在今年量產7納米,而我國最先進的企業也只能做到28納米量產,整整落后了兩三代。
3人才是根本
可以看出,要制造出完美的芯片,全球合作是必然之路,可對于芯片巨頭們而言,怎么可能輕易放棄實現壟斷的機會?40年前,全球有幾十家主要設備制造商,如今只剩下三四家了。而為了進一步鞏固自己的權力優勢,巨頭們使用了各種方法與手段,其中最被人熟知的便是專利戰與價格戰。
眾所周知,專利技術之爭關乎企業的生死存亡和繁榮昌盛,而先進入市場的企業一般都具備包括技術、資源等多方面的優勢,還具有制定規則的特殊權利,也就是制定標準的權利。所以對于后來者而言,技術與環境所帶來的挑戰都是非常巨大的,此外還是時刻懂得規避專利陷阱。
價格戰就更容易理解了,也就是降價。在其他企業還沒有研發出這項產品或技術的時候,壟斷企業可以借此積累暴力并用于研發下一代技術和產品,當其他企業也能做出同樣的產品或技術時,它已經有更新的技術了,老一代產品就可馬上降價傾銷,讓你完全喪失抵抗力。而且半導體本來就是一個周期長、燒錢快、更新也快的行業,如果沒有強有力的國家財政支持,普通企業根本無法承受。
近年來,我國政府確實也加大了對半導體行業的投入,但投資規模與全球領先的幾大芯片巨頭相比,差距明顯。據IC Insights統計,整個2017年全球半導體研發支出總額為589億美元,排名前10位廠商的研發支出達359.21億美元,超過了其他半導體公司的支出總和。但更讓人失望的是,我國半導體產業獲得的回報甚至無法填補輸出。
不過對于中國而言,資金并不是最大問題,人才吸納與培養才是。從歷史原因來看,作為兩次世界大戰最大的受益者,美國在人才方面得到了更多補足;在面對人才招納上,美國也一直是大開綠燈,通過優厚的福利吸引全世界高端精英投奔。此外,在教育上,美國有全世界最先進、最完備的教育設備,擁有最開放的學術環境。而我國目前只有不到30萬的半導體人才,未來需要的是70萬,缺口達到40萬。
雅斯頓小結
可以看到,我國芯片現狀確實挺嚴峻的,除了眾多外部的復雜因素影響,自身原因也不少。而因中興事件的發生,普通消費者也知道了國家必須要大力發展芯片產業,其中最重要的一點便是要以人才培養為核心,因為有人才能發展出核心技術與基石,推動產業的進步。而隨著汽車電子化和物聯網產業逐漸成為主流,包括傳感器、電源管理、集成MEMS和成像應用等組件的需求提升,未來市場也將迎來一個大的機會。