寇佳麗
2005年4月,中國自主研發(fā)的“龍芯2號”處理器正式問世,標志著中國告別無“中國芯”的時代。中國芯已經邁過從無到有這道坎,它正在邁向“從有到好”下一道坎。
每一項新產品的應用,無論是硬件還是軟件,都沿著試錯-改進-迭代的邏輯不斷完善。但是,國產芯片和國產操作系統(tǒng)都面臨同一個困境:研制出來誰來用?很多時候,國產芯片只能眼睜睜地看著芯片市場被海外芯片供應商蠶食,甚至是被壟斷。
汽車是一個典型又特殊的例子。因為汽車的安全關系到人的生命。所以,出于安全性的考慮,汽車廠商會選擇國外老牌的芯片供應商。國產芯片無法納入到整車的采購體系中。沒有使用就無法迭代,現(xiàn)實就是這樣殘酷。
手機芯片也有類似的境遇。華為手機已使用了自主研發(fā)的麒麟芯片。但是,一方面,麒麟芯片只是手機硬件上小小的一部分。另一方面,華為麒麟芯片并沒有對外銷售。而且,即便對外銷售,其他國產手機廠商出于安全和供貨量的考慮,也未必會采用該芯片。“沒有芯片著急,有了芯片又不愿用。”這正是國產芯片的尷尬之處。
從另一個層面來看,整個國產芯片產業(yè),所有的“落后”和“癥結”都可以歸結為一點:知識產權上的全面落后。設計芯片的軟件,我們需要進口;高性能的芯片,我們也需要進口。想要讓中國芯更強更有力地“跳動”,只能不顧一切地掌握屬于我們自己的知識產權,別無他法。而知識產權,歸根結底來自人才,來自富含知識的頭腦。
國產芯片簡史
提到芯片(Microchip),一些詞匯的出現(xiàn)率會比較高,比如“半導體”“集成電路”(IC)。很多觀點認為集成電路等同于芯片,實際上,芯片的范圍更廣泛,比如一般的光電芯片也屬于“芯片”,但卻不是集成電路。從產業(yè)化的角度看,芯片制造業(yè)的上游是集成電路設計業(yè),后者的上游則為封裝測試業(yè)。
中國對半導體的研究從1956年就開始了。當時在周恩來總理的批示下,全國第一個半導體班成立。它聚集了來自清華大學、北京大學和廈門大學等高校的學生,標志著我國對半導體的早期研究正式啟動。1959年前后,中國研發(fā)出了第一塊集成電路。
“但其實第一塊芯片的出現(xiàn)時間,大家似乎沒有清楚的認識,因為我們經歷了‘文革,當時高校之間的互相聯(lián)系并不充分??梢源_定的是,20世紀60年代,國外對于芯片的應用就比較廣泛了。70年代以后,也就是英特爾(全球最大個人計算機零件和CPU制造商)在1968年成立之后,國際上芯片的發(fā)展就相當快了?!惫I(yè)和信息化部賽迪研究院集成電路所所長王世江在接受《經濟》記者采訪時這樣說。
說起芯片產業(yè)的起步,中國并沒有落后國際水平很多,但王世江表示,芯片設計的復雜度和知識產權的密集度,讓整個產業(yè)具有如下特點:一旦一個企業(yè)占領高地,其他企業(yè)很難再去和“第一”搶奪市場。為什么呢?這還要從芯片生產的來龍去脈說起。
從國際上普遍應用端的分布來看,芯片大致可分為五類。
一個是通信類芯片,最典型的就是手機中的基帶芯片和智能手表中的芯片;第二類是計算機芯片,比如臺式計算機或者手提電腦中的芯片;第三類是汽車類芯片;第四類是消費類芯片,比如冰箱、洗衣機或者MP3中使用的芯片;第五類是工業(yè)控制芯片,比如智能制造中使用的機器人或者生產線中高端設備上的芯片。
王世江強調,上述五大類芯片,無論哪一種,都需要遵循極其嚴格且昂貴的研發(fā)程序。
想要生產自己的芯片,首先要使用計算機軟件成功設計出一款產品。這個環(huán)節(jié)的研發(fā)費用動輒需要上億元,且耗時較長。假設“圖紙”順利完成,下一步就是“流片”,即把設計圖紙轉化成實物。如果實物沒能通過測試,或者檢測出設計漏洞,一切就要重新開始。
不是所有的芯片都很昂貴,幾十元價位的芯片大有所在。以手機芯片為例,如果一個企業(yè)投資幾億元研發(fā)自己的芯片,一個芯片在市場上的價格為80元,該企業(yè)需要賣出去上千萬個芯片,其利潤才可能覆蓋前期投資。問題在于,假設一個手機需要一個芯片(注:實際上一部手機通常包含兩個處理器芯片,一個是基帶芯片,負責通信,另一個是應用處理器芯片,負責手機的各類應用程序,目前這兩種處理器芯片可以集成為一個手機芯片),幾千萬個芯片意味著幾千萬部手機將被生產出來。如此暢銷的手機產品,誰又能保證時刻都有呢?
“有些人會說,我們自己連兩彈一星都能研制,怎么芯片就這么難呢。研究原子彈或者人造衛(wèi)星當然很難,但這些東西不需要走向大眾和普通市場。芯片更新?lián)Q代太快,按照摩爾定律,集成電路上可容納的元器件數(shù)目,約每隔18-24個月可以翻一倍。信息技術進步速度這么快,企業(yè)去研究芯片,投資了一個億,產品還沒出來,可能研究目標就已經落后了。代價太大?!蓖跏澜绱朔治?。
然而,企業(yè)的研發(fā)成本需要產品走向市場才得以循環(huán)獲得。換言之,芯片的更新?lián)Q代需要市場去帶動,最好的循環(huán)是:企業(yè)瞄準了市場,很快設計出芯片,產品在市場上大賣,資金回籠,企業(yè)繼續(xù)研究下一代芯片。誰能做到這一點?那些起步最早或者最快成功搶占市場的企業(yè)。
對此,王世江表示,“比如說英特爾。在臺式電腦芯片的國際市場中,它占有90%以上的份額。英特爾制造的芯片,能夠很快大賣,所以他們有實力進行新的研發(fā)投入。業(yè)內人士都知道,芯片產業(yè)有一個特點,即‘大者恒大,贏者通吃,第一名吃肉,第二名喝湯,第三名半死不活。在這個領域,你的市場占有率越高,你的毛利率也越高,兩者成正比。后發(fā)企業(yè),尤其是中國的企業(yè),只能耐心地投入更多時間和資金,才有突破的可能”。
國產芯片要奮起直追,不僅因為要去搶占國際市場,更重要的是保證國家信息安全。核心技術是買不來的。慶幸的是,中國現(xiàn)在能夠制造各個領域的全部芯片,性能比不上歐美,但從無到有的環(huán)節(jié)已經解決了。從全球看,能夠做芯片的只有6個國家或地區(qū),美國、歐盟、日本、韓國、中國大陸和中國臺灣。我們可以保障自己的軍隊和國防安全,國家層面的信息安全也已得到保障?!蓖跏澜f。