國產(chǎn)芯占有率多項為0,為什么中國人設(shè)計不出好芯片?
美國制裁中興,背后折射的是中國集成電路行業(yè)的問題:中國有著全球較大的半導(dǎo)體市場,但集成電路設(shè)計企業(yè)的主流產(chǎn)品仍然集中在中低端?;A(chǔ)能力上的欠缺,強烈依賴第三方的先進IP核、先進工藝和外包設(shè)計服務(wù),最終行業(yè)將受制于人。
“有些事情放下了反而輕松”。
但半導(dǎo)體不是。
不久前,美國官方發(fā)起了對中興長達7年的封殺,禁止美國企業(yè)向中興出售一切電子技術(shù)或通訊元件。
緊接著,路透社曝出華為解雇在美國的5名員工,其中有員工為華為在美國站穩(wěn)腳跟而奔走了8年之久。
“有些事情放下了反而輕松。”這是華為輪值董事長徐直軍在昨天的全球分析師大會上說的一句話。華為一直積極拓展美國市場,但似乎與美利堅越行越遠。
現(xiàn)在,中國全球唯二的兩家通訊巨頭,在中美貿(mào)易戰(zhàn)的背景下都面臨前所未有的壓力,而中興更是因為元器件依賴美國,遇到了有史以來較大的危機,有可能遭受滅頂之災(zāi)。
猛回頭。改革開放正好40周年,我們在關(guān)鍵技術(shù)上依然會被“掐脖子”。中國有著全球較大的半導(dǎo)體市場,但集成電路設(shè)計企業(yè)的主流產(chǎn)品仍然集中在中低端。
警世鐘。有些曾經(jīng)輝煌一時的企業(yè),由于基礎(chǔ)能力上的欠缺,強烈依賴第三方的先進IP核、先進工藝和外包設(shè)計服務(wù),最終業(yè)績下滑,喪失核心競爭力,成為行業(yè)的教訓(xùn)。
到底哪里出了問題?
中國芯之痛:中國核心集成電路國產(chǎn)芯片占有率多項為0,貿(mào)易逆差高達1657億美元
昨天,微博知名財經(jīng)博主@曹山石po出一張圖,顯示當(dāng)前中國核心集成電路國產(chǎn)芯片占有率狀況。
除了移動通信終端和核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有部分集成電路產(chǎn)品占有率超過10%外,包括計算機系統(tǒng)中的MPU、通用電子系統(tǒng)中的FPGA/EPLD和DSP、通信裝備中的Embedded MPU和 DSP、存儲設(shè)備中的DRAM和Nand Flash、顯示及視頻系統(tǒng)中的Display Driver,國產(chǎn)芯片占有率都是0。
這張圖最初源自清華大學(xué)微電子學(xué)研究所魏少軍所長的文章,發(fā)表在2017年的《集成電路應(yīng)用》第34卷第4期上。
魏少軍的這篇文章顯示,中國集成電路產(chǎn)業(yè)持續(xù)高歌猛進,芯片設(shè)計、制造、封裝測試都取得了超過10%的銷售增長率。
但行業(yè)火爆的背后,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與需求之間失配:
芯片制造業(yè)主要為海外客戶加工;
芯片設(shè)計主要使用海外資源;
芯片封測主要為海外客戶服務(wù);
最關(guān)鍵也是最致命的是,核心集成電路的國產(chǎn)芯片占有率低,也就是@曹山石的那張圖,即便是有國產(chǎn)芯片,要么是為海外代工,要么無人問津。
另外一點,集成電路進出口存在較大貿(mào)易逆差。2016年,中國集成電路進口額達到2270.7億美元,連續(xù)四年超過了2 000億美元,是價值較高的進口商品。同期出口集成電路613.8億美元,下降11.1%,貿(mào)易逆差高達1657億美元。預(yù)計未來幾年,集成電路進口額仍將維持高位。
關(guān)鍵元器件幾乎沒有國產(chǎn)、依賴大規(guī)模進口,在這樣的大背景下,作為全球第四大網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商,一旦美國下禁令,中興通訊就會面臨滅頂之災(zāi)。
中國人設(shè)計不出性能強大的芯片?學(xué)者:國人選擇性忽視國產(chǎn)芯
目前,國內(nèi)的集成電路產(chǎn)業(yè)設(shè)計、制造、封裝三業(yè)并舉,制造可以去代工,封裝測試與美國的差距也不是很大。
差距較大的地方在于設(shè)計,現(xiàn)在國內(nèi)芯片設(shè)計主要還是依賴國外。一位北京某高校研究所專家告訴新智元,其實不是中國設(shè)計不了芯片,是因為當(dāng)下沒有芯片迭代的條件。
“英特爾、ARM這種大公司,它們設(shè)計的第一代芯片都很難用,但是可以去迭代,最后才會出現(xiàn)好用的芯片。”
反觀之下,我們的國產(chǎn)芯片生存比較困難,主要是業(yè)界不會給迭代的機會。這是因為,一方面,市場已經(jīng)存在性能優(yōu)越的芯片,甚至成本也低。另一方面,人們沒有耐心去等國產(chǎn)的芯片去迭代,這直接限制了中國的芯片設(shè)計能力的提升。
“本來有很多人其實可以設(shè)計出很好的芯片來,但是由于市場的生態(tài)不給你國產(chǎn)芯片迭代的機會,選擇性忽視國產(chǎn),所以國內(nèi)公司也就不能、也不給工程師去’犧牲’的機會,這就是我們的問題所在。”
另一方面,研發(fā)投入不足也是產(chǎn)不出高端通用芯片的原因。除了國家科技重大專項外,國家其他科技計劃基本上沒有集成電路相關(guān)的項目和經(jīng)費投入。2008年啟動的“核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品”及“極大規(guī)模集成電路裝備及成套工藝”兩個國家科技重大專項平均每年在集成電路領(lǐng)域的研發(fā)投入不過40-50億元,不及英特爾一家研發(fā)費用的 5.2%~7.7%。
魏少軍也指出:
目前,我國集成電路設(shè)計企業(yè)的主流產(chǎn)品仍集中在中低端,尚未全面進入國際主戰(zhàn)場。除了在通信領(lǐng)域有了比較重要的突破外,在CPU、存儲器、可編程邏輯陣列(FPGA)、數(shù)字信號處理器(DSP)等大宗戰(zhàn)略產(chǎn)品領(lǐng)域的建樹不多。
雖然在“核高基”等國家科技計劃大力支持下,上海兆芯研發(fā)的桌面CPU和“龍芯”系列CPU在特定領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)批量應(yīng)用,但受制于知識產(chǎn)權(quán)、加工能力和基礎(chǔ)設(shè)計能力的不足,我國企業(yè)還未能在上述領(lǐng)域進入規(guī)?;慨a(chǎn),更談不上全面參與市場競爭。
雖然我們在超級計算機用高性能多核CPU、動態(tài)隨機存儲器、嵌入式CPU等領(lǐng)域取得了重要進步,但在整個集成電路領(lǐng)域總體上與國際先進水平相比還有不小的差距。
如果在高端通用芯片領(lǐng)域不能取得決定性的突破,我國集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間將會受到極大的限制。
未來86%的企業(yè)將采用AI,國產(chǎn)AI芯片需要0到1的機會
在華為的分析師大會上,華為首次發(fā)布全球產(chǎn)業(yè)展望GIV 2025(Global Industry Vision 2025)預(yù)測:到2025年,全球聯(lián)接總數(shù)達到1000億,視頻流量占比達89%,86%的企業(yè)將采用AI,并創(chuàng)造23萬億美金數(shù)字經(jīng)濟。
Networks + AI、Phones+AI、HuaweiCloud是華為構(gòu)建智能世界提出的三大解決方案。未來,人、家庭和組織都將實現(xiàn)智能互聯(lián),而要真正去實現(xiàn)人工智能的應(yīng)用落地問題,就必須從軟件到硬件,軟硬一體。
谷歌7年前決定研發(fā)TPU,到今天看到了效果:不僅在AlphaGO大放異彩,更重要的是還把它做成一項AI服務(wù),商業(yè)潛力巨大。這一現(xiàn)象的背后,折射出一個新的趨勢:深刻理解人工智能的軟件將促進處理器架構(gòu)的研發(fā)效率,針對應(yīng)用性場景的AI芯片可能是中國的機會。
華為去年推出麒麟970芯片,帶來更強的視覺、聽覺、觸覺體驗;并通過NPU算力為基礎(chǔ)的開放的HiAI生態(tài),將AI帶來的益處擴大到整個終端產(chǎn)業(yè),這讓芯片行業(yè)生態(tài)變得更豐富。
應(yīng)用場景決定算法,算法定義芯片,軟硬件協(xié)同設(shè)計。中國的地平線也在三年前看到了AI芯片的機會。