大國芯事:他們終結了中國的無芯歷史

世紀之交,20世紀90年代末到21世紀初,是第一批「中國芯」企業紛紛誕生的高光時刻,也是讓國人振奮和驕傲的歷史瞬間。在1999年-2004年這短短的六年間里,相繼有多顆自主研發的「中國芯」橫空出世,正式結束了中國的無芯歷史。

一、卷首

在此之前,中國芯片業經歷了諸多波折:五六十年代大批半導體學者從海外學成回國奠定了中國半導體事業的基礎,與美國並駕齊驅;七八十年代因受技術封鎖及計劃體制因素影響而導致產業全面落後;九十年代初期「908」、「909」項目啟動,在當時落後美日20年的困境中奮力追趕;在世紀之交,中國的自主芯片開始落地生根,孕育出一批日後成長為中國芯片業中堅力量的引領者,開啟中國芯片產業高歌猛進的20年。

本文將時光聚焦到世紀之交前後那激盪人心的時間節點,追蹤那些當年為打造第一顆「中國芯」而投身其中的人和故事,以此希冀中國芯片產業未來走向更高的輝煌。

二、再啟程

仙童的蒲公英輕輕吹落,整個芯片產業播撒下無數創業的種子。

進入上世紀90年代,美國半導體產業經歷了幾十年的積累正蓄勢起飛,硅谷成為全球科技的風暴眼。

Intel將業務聚焦於微處理器芯片,並逐漸向服務器、網絡和通信領域拓展。「奔騰」處理器的推出,開啟了個人電腦的全盛時代。Intel在「摩爾定律」的指引下,以Tick-Tock的芯片戰略模式,快速推動着芯片工藝和技術架構的技術突破。

德州儀器主攻嵌入式芯片領域,發明了成本更低、功耗效率更出色的MCU系列產品,由此將嵌入式處理提升到新的水平,從此產品在工業、家電、通訊等領域全面開花,坐穩了模擬芯片龍頭老大的寶座。

此外,高通、NVIDIA、摩托羅拉、博通、IBM、Xilinx……一大批日後的芯片巨人悉數登場,在美國政府的全力護航下,受益於Sematech(半導體製造技術戰略聯盟)計劃得以發展壯大。

與此同時,在大洋彼岸的另一片土地上,芯片產業卻是完全不同的景象。

中國,這個曾經在50年代有着「夢幻開局」的半導體領域的「優等生」,之後數十年卻因種種原因「荒廢了學業」,眼看着其他的學霸已經意得志滿地步入名牌大學,此時卻不得不重新拾起小學課本,寄望於發憤圖強,奮起直追。

然而,與30年前相比,留給中國芯片產業的課題已經完全變了:這不再是一個攻克世界尖端科技的科研課題,而是面對整個生態產業鏈全面落後如何追趕的問題。

隨着90年代個人電腦時代來臨,信息產業變革席捲了社會的每個角落。在這場宏大而迅猛的技術浪潮中,中國人驚覺,這里竟然存在如此之多的被「卡脖子」的環節。

每每回望這段歷史,許多人都評價它是中國芯片產業「最黑暗的一段歷史」。誠然,單從數據來看無可否認:九十年代中國集成電路年產量才剛剛跨過1億塊的門檻,而這已經比美國晚了25年,比日本晚了23年。

然而縱觀中國芯片產業發展,那也正是中國芯片蓄力起跳最好的時代:

從內部環境來看,「908工程」的失落讓中國政府更深刻認識到芯片產業發展的規律,總結了寶貴經驗;改革開放20多年國家經濟實力的雄厚積累奠定了發展芯片產業的堅實保障;市場環境的開放和創業下海氛圍的興起吸引了大批國內外技術人才投身其中;最為重要的是:中國在芯片產業的全面落後深深刺激着國人的心,自上而下,一股力量正不斷積聚,一觸即發!

前路雖荊棘叢生,但英雄總是迎難而上。

在看似荒蕪的中國芯片產業土壤中,希望已經開始萌芽。以海思、中星微、展訊等為代表的第一批中國自主芯片創業者的「復仇者聯盟」已經悄然從這里起步,它們將開枝散葉,啟迪中國芯片產業未來20年的輝煌。

三、代工崛起

客觀來看,中國自主芯片在90年代末2000年初集中爆發,與全球芯片產業走向細化分工的大趨勢密可不分,特別是代工模式的興起起着關鍵作用。

90年代初,芯片產業還僅僅是少數國際巨頭角逐的舞台。當時,主流的芯片企業採用的是IDM(垂直整合製造)模式,典型的如德州儀器、Intel,他們自己設計芯片並且自己生產和封裝。

IDM模式門檻奇高,僅以IC製造環節為例,要通過近5000道工序,把數億個晶體管,在一片只有指甲蓋大小的硅晶片上製造出來,投資動輒幾億美金。這對於許多僅有創意不具備生產能力的中小芯片企業來說根本無法企及。

1985年張忠謀離開德儀返回台灣,順應中國台灣發展集成電路的戰略成立了台灣積體電路製造公司,即是台積電。

台積電開創了以代工(Foundry)為主的業務模式,打破了少數巨頭壟斷芯片製造的門檻,為具有創意和技術的新興IC設計企業進入行業提供了必要條件。

此後,以「代工」起步的台積電,不但成為了全球第三大半導體廠商,同時也是全球尖端製造工藝的絕對王者,超越了Intel、三星這些芯片巨頭。

1998年,我國華晶芯片生產線開始承接上華公司來料加工業務,國內自主的Foundry時代正式開啟。

90年代,隨着芯片代工產業的高速發展,大批具有創新理念的芯片設計企業如雨後春筍般萌生。

對於第一批「中國芯」企業來說,在當時國內芯片製造工藝落後較大、產業鏈條發展不完善的背景下,全球產業分工細化和代工模式的成熟,為中國芯片產業快速起步創造了土壤。

四、擱淺方舟

進入個人電腦時代,以Intel為代表的X86架構處理器與微軟Windows95桌面操作系統構建起全球家用電腦的龐大生態系統。國內雖然一時間涌現出數百家電腦品牌商,但是上游的芯片、處理器和軟件產業卻牢牢掌控在美國科技巨頭手中。

由於Wintel聯盟的壟斷優勢,使得打造國產自主處理器和軟件系統的目標看起來越發遙遠。時任科技部部長徐冠華曾評價:「中國信息產業缺芯少魂。」

芯是指芯片,魂則是指操作系統。這也是當時國人心中普遍的隱痛:我們只能在別人建立的叢林里苟且生存。

此時,已經出走聯想的中科院院士倪光南並未放棄造芯夢想。雖然在聯想因主張自研大規模集成電路受挫,但是倪光南堅持中國應該舉全國之力發展自主芯片和操作系統的主張。

恰在此時,他遇到加拿大籍華人李德磊。李德磊曾在摩托羅拉、日立半導體等大公司參與過微處理器設計工作,並且在北京設立了一家芯片業務外包公司百拓立克。

在當時國內芯片人才和技術極度匱乏的環境下,倪光南認為終於發掘出一支可以做CPU的完整技術隊伍。在倪院士的無償幫助下、李德磊以百拓立克的團隊為基礎成立了方舟科技。

以方舟科技為基礎,倪光南為中國電腦產業設計了方舟CPU+Linux操作系統做成瘦客戶機NC「雲+端」的解決方案,旨在對抗Wintel聯盟。

這是一個雄心勃勃的計劃,誕生之初便獲得了政府層面高度的支持。在倪光南的努力下,方舟項目獲得了科技部863重大專項、計委重大專項、信息產業部產業扶持基金。甚至北京市政府在辦公軟件選型中將微軟踢出局,實現了國產替代。

2001年,方舟1號橫空出世。方舟CPU、永中Office、NC瘦客戶機和Linux操作系統的工作的組合打造了一套純國產的電腦系統。

大國芯事:他們終結了中國的無芯歷史

△方舟CPU

然而,由於缺乏軟硬件生態系統和嚴重的兼容性問題,導致方舟系統根本無法在政府機構正常工作。即便勉強邁過了硬件製造和應用軟件缺乏兩座大山,方舟仍然只是電腦產業之外的一葉孤舟。

加上創始人李德磊與倪光南在方舟後續發展理念上的分歧,導致產品研發進展緩慢,內部士氣低下,主導開發的副總裁劉強負氣出走。

已經被納入國家「863計劃」的方舟3號研發更是被直接否決掉。

在國家投入上億資金後,方舟CPU很快停止開發,永中Office也破產清算,方舟這一國產芯計劃因此擱淺了。

方舟項目雖然失敗了,但它是中國造芯史上一次有意義的嘗試,它給中國信息產業帶來的收獲是:市場和用戶才是產品真正的試金石。

方舟希望通過自主架構CPU和開源Linux系統繞過Wintel的專利壁壘,卻無法打造相適應的生態系統。在應用和體驗上的缺陷導致它無法成為中國的「蘋果」。為

「自主」而「自主」,即便有強大的政策和財力支持作為後盾,也難以成功。方舟雖然失敗,但失敗何嘗不是一種經驗教訓的啟發。

五、襁褓中的「龍」

「方舟」的擱淺並未澆滅中國自主CPU的研發熱情。在同一時期,由中科院計算所率領的研發團隊也在向「中國芯」進發。

2000年10月,胡偉武帶着招生宣傳任務回母校中國科技大學,回憶起十年前與同學一起鑽研8086處理器設計項目,想起計算所正籌備的CPU設計項目,作為半導體人,他突然有種沖動:一定要造出中國自己的CPU。

中科院計算所籌備CPU設計由來已久,但是由於CPU設計市場壁壘很高,即使是已經投片出來的很好的CPU,如果沒有人用就會走入以往「鑒定會就是追悼會」的怪圈。

此時,胡偉武站出來主動請纓,並放言:一兩年之內不把通用操作系統引導起來,提頭來見。這是中國自主產權通用處理器「龍芯」的開端。

「龍芯」彼時的英文名「Godson」,音譯為「狗剩」,研發團隊用中國傳統的習慣,希望給孩子取個歹名好養活。這其實也多少暗示了「龍芯」當年的尷尬處境:對於龍芯當時的研發團隊來說,基本是從零經驗摸索起步,許多指令代碼都是自己一點點琢磨。「沒人教,沒處學,起步很艱難。「

不過,龍芯將自己的定位設得很高,Godson流水線包括了許多當時處理器設計中最先進的技術,如流水線動態調度、Tomasulo算法、寄存器重命名、猜測執行、精確例外處理、64位的浮點運算部件、高速緩沖存儲器技術等,並且有所創新。

2002年8月,龍芯1號研發成功,舉國矚目。

然而,對於尚處於襁褓中的中國「龍芯」來說,這種矚目遠非預想中的贊美與祝福,相反,龍芯自從誕生起,一路走來就經歷着鋪天蓋地的質疑和非議。

比比皆是的非議聲所表達的,並非國人對自主CPU的不認同,相反:愛之切,責之深。這所反映出的,是中國芯片落後20年國人的焦急和期盼。

差距究竟有多大?

2002年9月龍芯1號上市時主頻僅266MHz。

而這一年,Intel已經推出頻率為3.06GHz的Pentium 4處理器,並且正式推出超線程HT技術。而次年的IntelPentium 4處理器頻率已經達到3.2GHz。

如此巨大的差距,且不說追趕,在Intel巨大的陰影下,都讓龍芯顯得很是尷尬。

差距不僅僅是硬件層面的,更是軟件和生態系統層面的完全荒蕪,從做出第一顆龍芯處理器到組裝成第一台可以運行LINUX的電腦原型機面世用了6年時間。

事實上,從龍芯1開始的前幾代產品都沒能走出實驗室,直到2010年由中國科學院和北京市共同牽頭出資入股,成立龍芯中科技術有限公司,龍芯才嘗試從研發走向產業化。

從2001年到2010年,龍芯用10年時間推出了三代龍芯處理器,性能上越來越接近Intel的主流處理器,而2012年八核32納米龍芯3B1500流片成功,開始逐漸應用於服務器、桌面電腦等領域。

大國芯事:他們終結了中國的無芯歷史
△龍芯3號即便到了今天,也很難說龍芯已經成功了。

然而龍芯誕生於中國通用處理器的一片荒原中,面對着比自己強大千倍的對手,在銅牆鐵壁般的CPU專利禁錮和Wintel同盟的擠壓下努力紮根,用二十年的時間培育屬於中國人的通用處理器,其堅持的巨大勇氣和耐心足以讓所有人欽佩。

特別是在今天的時代背景下,龍芯當年堅持的意義猶顯得可貴和意義重大!

六、星光乍現

盡管中國「龍芯」已經踏上打造國產CPU的漫漫征途,但在當時,放眼國際芯片大市場,仍然難覓中國企業的一席之地。「無芯」之痛仍然深深刺激着國人的自尊。

中國的芯片產業,並不缺乏尖端技術的攻堅能力,也獲得了國家戰略層面的全力支持呵護,但如何將這盤棋盡快走活,發展中國特色的百年科技復興戰略,這是當時擺在人們面前的思考。

此時,遠在大洋彼岸的一位中國人也在思考這個問題,他叫鄧中翰。

1998年,剛滿30歲的鄧中翰已經是美國硅谷小有名氣的企業家。他在加州大學伯克利分校獲得了電子工程學博士、經濟管理學碩士和物理學碩士學位,服務過Sun和IBM兩家企業,並於畢業兩年後獲得Intel創始人風投在硅谷創建了集成電路公司PIXIM,公司市值達1.5億美元。

跟許多追求美國夢的華人學者不同的是,鄧中翰既沒打算入藉美國拿到綠卡,也並不滿足於眼下唾手可得的成功。他始終關注着大洋彼岸祖國的芯片產業發展進程。伯克利度過的5年時光,價值觀已經增加了自由和活躍的因子,但對他影響最深的卻是陳景潤和華羅庚的故事,還有葉劍英的那句詩「攻城不怕堅」。 鄧中翰作為學者、創業者,卻始終有着「有報國情結」。

機緣之下,1998年時任中國科協主席周光召找到他,向他拋出了一個沉甸甸的問題,「中國半導體工業可能要走一條新的道路才行,你想想看,有什麼好的辦法。」而這個問題,不僅促使他向李嵐清等中央領導遞交了一份如何推動科技創新的專門匯報,更是促使他在1999年作為留學人員代表受國家邀請參加50周年國慶觀禮後,毅然放棄美國的一切,選擇重頭出發回國創業。

50年代,王守武、謝希德、黃昆等大批半導體學者從海外學成回國,立志創立中國半導體產業。因為種種歷史變故事業未竟;90年代末,中國芯片產業面臨新的課題和挑戰時,一批海歸學者挺身而出,立志帶領中國自主芯片在國際市場闖出一片天地。

在鄧中翰看來,一方面他非常看好中國舉國體制發展芯片的國家戰略,另一方面他也看到當時科技創新完全依靠國家扶持,缺乏與市場接軌的問題所在。在匯報中他大膽提出:在中國的科技體制下,不能僅僅靠科研實驗室的方式搞創新,還要建立起科研與科技創新相結合的產業,通過產業來推動國家的創新發展。這一提議獲得了中央政府的認可,也成為開啟中國芯片事業走向騰飛的關鍵因素。

在政府風投基金的支持下,鄧中翰帶領一批海歸學者的團隊,承擔並啟動了國家「星光中國芯工程」,在100多平方米的倉庫里創辦了中星微電子有限公司。

當時,通用處理器(CPU)是芯片行業的大熱門,科研機構和企業都瞄準自主研發CPU這一目標。然而,實際情況是:以Intel為代表的X86架構處理器已經成為業界主流,Wintel聯盟已然形成,在當時國內尚缺乏完善生態鏈支撐的時候,單靠一家企業很難打破這種局面。

基於這種現狀,鄧中翰認為,中國應該把自己融進整個國際的產業鏈中,在國際IT產業中尋找定位。韓國選擇了記憶體芯片,中國台灣主攻芯片代工,印度則在軟件業集中突破。中國要想在國際IT產業鏈中找到自己的位置,就必須選擇整個產業鏈中有前途、但當時尚無人去做的領域。

因此中星微在創建之初,一反國內高科技企業「填補科技空白」的做法,提出了:「填補市場空白」、「站在巨人的肩上做事」,放下高科技公司的架子。

中星微意識到:隨着互聯網的發展,寬帶網絡的普及,圖像傳送將成為網絡的主要內容,蘊含着巨大的市場潛力。與此同時,當時數碼攝像頭芯片領域尚沒有國際巨頭進入,產品較為低端,這為中星微進入該領域創造了有利時機。

大國芯事:他們終結了中國的無芯歷史
△中星微「星光一號」

在中星微的全力攻堅下,2001年3月11日中國第一枚百萬門級超大規模數碼圖像處理芯片「星光一號」正式研製成功。

此後「星光」芯片不僅相繼被三星、飛利浦、索尼、戴爾惠普、華為、中興、聯想等國內外知名企業大批量採用,更是一舉占領了全球計算機圖像輸入芯片市場高達60%以上的份額。

中星微在國際上結束了中國無「芯」的歷史,也成為第一家在美國納斯達克上市的芯片設計企業,開啟了中國芯片發展的新篇章。

大國芯事:他們終結了中國的無芯歷史

△中星微成功在納斯達克上市(圖片來源:搜狗百科)

中星微的成功模式對於中國芯片產業發展具有里程碑式的意義:

1、它開創了在國內政府以風險投資模式發展芯片事業的先河,後續吸引了大批海歸學者紛紛回國創業,投身中國芯片產業發展。據數據顯示,2000年後最多時一天有5家新的芯片公司注冊成立。

2、中星微啟迪着中國科技企業更多關注市場,參與全球芯片產業的分工協作,以市場為導向進行產品研發和科技創新。這種「先圖融入,尋找定位,伺機反超「的策略影響着更多中國科技企業,也逐漸形成了中國科技創新的「跟跑、並跑、領跑」的新思維格局。從阿里巴巴引領的」去IOE「大潮,到華為海思移動芯片全球領先,5G崛起,中國企業在市場競爭中不斷尋找突破點,實現反超「領跑」。

3、「星光一號「實現了」中國芯「首次走向國際市場並取得了巨大的市場成功。中星微的成功證明了中國企業有能力通過自主創新在芯片產業確立主導地位,極大增強了中國半導體人的自信心。此後,層出不窮的」中國芯「開始活躍於國際舞台,中國芯片產業開啟了星光熠熠的新10年。

七、展訊啟程

展訊通訊是繼中星微之後又一家由海歸學者創立的明星企業。

2000年,信息產業部(工信部前身)發布了「18號文件」,首次明確鼓勵軟件與集成電路產業的發展,一批海外人士准備回國創業,為中國集成電路發展做貢獻。

那年秋天,離開祖國11年之久的陳大同踏上了回國創業的路。跑遍全國尋找創業突破口,最終在與當時信產部的一個飯局中了解到了中國手機芯片的尷尬:「2G已經沒辦法了,如果3G還是如此,實在無法向國家交代!」

當時,2G手機的專利技術完全掌握在以高通為代表的美國公司手里,中國在移動通訊領域完全沒有話語權。陳大同當即決定,就研發3G手機芯片,這個決定果敢卻又任重道遠。

陳大同與武平組織了一個15人的學者創業團隊回國成立展訊通訊,目標是「在中國做一個技術程度從一開始就是國際領先的企業」,將對手鎖定在高通、博通、MARVELL這些國際巨頭上。

在通信專用芯片領域,移動通信終端核心芯片無疑是技術含量最高,開發難度最大的產品之一。但事實證明,展訊具備了一定的技術實力和創新能力,挑戰高通並非奢望。

在當時,模擬/數字/電源管理/多媒體單芯片「四合一」是歐美大公司都未能解決的技術難題,國際上通常都是以分離芯片來解決相關問題,最多做到二合一。

展訊通過數項技術發明和創新,攻克了數字電路對模擬電路的干擾及噪聲隔離等難題,提供了四合一單芯片的整體解決方案,並且首次提出將通信計算機和消費電子相融合、數字網絡和多媒體相融合、協議標准內容融合的通信多媒體智能一體化核心芯片的三大融合設計理念。

2003年4月,採用展訊芯片的首款GSM/GPRS手機批量生產;2004年5月,全球首顆TD-SCDMA手機核心芯片在展訊誕生,讓TD走出了沒有手機核心芯片支持的困境,實現了移動通信終端核心技術的突破。展訊產品一經推出,就陸續收獲了波導、夏新等國內30多家客戶的訂單,營業額逐年翻番。

大國芯事:他們終結了中國的無芯歷史

不過,與在研發上攻城拔寨所向披靡相比較,「技術流」展訊在企業運營和市場方面卻遇到短板,走得異常艱難。

在市場上,展訊為「反應慢半拍」持續交了昂貴的學費。國外友商曾給展訊起了個綽號——「2Q」,不管說什麼都會延遲兩個季度(Quarter)。

通訊行業分秒必爭,一步落下可能前功盡棄,展訊就這樣被落下了。聯發科一度搶走了90%以上的國產手機市場。

展訊押寶中國3G的TD技術,投入5億提前4年研發出TD-SCDMA手機核心芯片,但由於3G商用在國內姍姍來遲,導致公司資金緊張。

後續在展訊上市後又因為以7000萬美元的代價收購的美國射頻(RF)芯片公司Quorum,但一直打不開市場持續虧損。這令展訊在隨後的金融危機面前,毫無輾轉騰挪的餘地。

缺錢的困擾持續伴隨着公司發展,又導致武平等人不得以通過不斷稀釋股份融資維持,創始團隊逐漸喪失了對公司主導權。

通訊芯片行業研發周期長,研發投入巨大,加上行業的周期性波動,使得投資者對於展訊缺乏耐心。最終導致創始人出局,公司陷入困頓。

擁有豪華團隊、超級賽道、強大技術的展訊從起飛到下墜,未能完成挑戰巨頭高通的使命。但在中國通訊芯片領域,另一股強大力量也在冉冉升起。

八、海思出海

2004年,華為成立海思半導體,其前身為1991年成立的華為ASIC設計中心。

某種程度上,海思半導體的誕生是逼出來的選擇。

2001年到2002年,華為在國內的小靈通和CDMA上陷入困頓,苦心經營多年的競爭優勢消耗殆盡,此時的華為焦頭爛額,無暇他顧。2003年,終於靠海外市場沖出重圍,擺脫了生存危機的華為,意識到要建立起屬於自己的核心技術和產品,於是定位於研發3G芯片的海思半導體成立。

初創的海思為了尋找定位,從低端SIM卡芯片到視頻監控芯片和機頂盒芯片的嘗試,效果都不理想。無奈只得掉頭轉向數字安防市場,通過H.264編解碼芯片,讓海思與海康威視和大華股份建立了合作並迅速占領了數字安防市場,從而獲得了自給自足的能力。

但對於海思來說,發展通訊芯片才是其根本使命。任正非很早就預想到,即便是在「和平時期」,也要按照極端情況進行備戰。正因為寬備窄用,海思才能做到在美國抽身而走時,實現自立。也正是在這種危機感的驅動下,海思能從產業戰略的高度思考產品定位,從而在中國芯片產業創下不朽的功績。

初創的海思不僅要面對高通、博通、Marvell等一系列國際芯片巨頭,還要解決技術困境與資金困境兩座大山。做一顆手機SoC到底有多難呢?有業內人士曾經感慨,「手機芯片是民用消費品里面最難做的,基本上最尖端的科技、最影響用戶直觀體驗的技術要全部發揮到淋漓盡致,才有比拼的實力」。

一顆手機SoC中包含CPU、GPU、ISP所在的AP部分,通信基帶、射頻所在的BP部分以及其他芯片(電源管理芯片、音頻等)部分,形成一顆高度集成的芯片。過往,連英偉達、英特爾等老牌芯片巨頭都先後推出了移動處理器領域,就是因為在基帶問題上遇到了麻煩。

對於海思來說,每一代手機芯片的推出都是九死一生的豪賭,巨額資金的長期消耗,對於企業來說如果沒有堅定的長期戰略是很難堅持下去的。這也是為何像小米等許多財力雄厚的互聯網手機巨頭多年前就布局手機芯片行業卻遲遲沒有斬獲的原因。

而海思從最初K3V1芯片的一敗塗地,到首顆四核A9架構處理器K3V2達到業界主流水平,再到2014年海思推出第一款手機SoC麒麟910成功解決TD-SCDMA制式規格問題,到麒麟920全球首次商用LTECat.6並採用八核異構架構的全面領先,麒麟930、麒麟950、麒麟960、麒麟970,麒麟980……海思麒麟芯片通過與自家華為手機的緊密結合,快速的創新迭代,最終實現了從跟隨到反超,麒麟和蘋果、高通驍龍、三星獵戶座並駕齊驅,5G領域,麒麟990更是一騎絕塵,獨領風騷。

大國芯事:他們終結了中國的無芯歷史

除了在手機芯片領域外,海思也向更多領域挑戰,昇騰系列AI芯片,鯤鵬系列服務器芯片,5G芯片系列巴龍和天罡覆蓋通信、智能終端、視頻、物聯網等多個領域。

如果說中星微的成功使中國自主芯片第一次登上國際舞台並成功占據一席之地,那麼海思的崛起則是讓「中國芯」展現出與美國巨頭同台較量的實力。它證明了中國芯片企業通過自主創新是有能力在半導體技術的尖端領域取得成就的。

在通訊技術領域,中國從2G的追趕,到3G的突破,4G的齊頭並進再到5G的全面領先,在信息產業領域,中國從PC時代的努力追趕到移動互聯網時代的生機迸發,相信在人工智能時代中國芯片技術出海值得期待。

九、繁盛森林

時間重新回朔到上世紀九十年代末到本世紀初,圍繞着中國芯片產業自主知識產權的中國芯上演了許許多多激盪人心的故事。

這些故事將政府、高校、研究人員、海歸、商人、本土創業者等各種角色串聯在一起,將「中國芯」的種子悄然播下,並在20年後的今天成長為繁盛的森林。

而當年那些星星點點的「中國芯」,許多都已經長成行業巨擎,在更多的領域創造更大的成功。

方舟固然擱淺,但當年主導方舟CPU研發的負責人劉強後來創立了北京君正集成電路有限公司,現在已經成為國內教育電子、電子書領域市場份額最大的CPU芯片供應商。

龍芯的誕生點燃國產CPU星星之火,此後中國陸續誕生了飛騰、海光、兆芯、申威等國產CPU企業,國產化CPU已經成為一股不可阻擋的勢力。

目前,龍芯已經打造成超過1000多位緊密合作夥伴,提供芯片級開放、主板級共享、內核級支持和開放性商業模式的全產業鏈生態體系。產品廣泛應用於黨政、教育、海外、網絡安全、能源、交通、光電等領域,北斗雙星上搭載的CPU芯片就是龍芯。

曾經擔任龍芯3主架構師的陳雲霽後來創辦的人工智能芯片企業寒武紀也已經成為中國人工智能芯片領域又一家獨角獸。

中星微20年的不斷發展壯大中,在安防、傳感器、人工智能領域全面發力。在安防領域,中星微承擔的「星光中國芯工程」響應國家重大發展需求,與公安部第一研究所作為組長單位牽頭聯合國內40多家產學研究單位研究制定了具有我國自主知識產權、技術達到國際領先水平的《安全防範監控數字視音頻編解碼技術要求》(GB/T25724-2010,簡稱「SVAC國家標准」)。

「星光中國芯工程」制定的SVAC國家標准,被廣泛應用在天網工程、平安城市、雪亮工程、智能交通、智慧城市、數字邊境等國家重大項目建設中,為大數據和人工智能時代下的國家公共安全立體化安防體系作出了新的重貢獻;在人工智能領域,中星微相繼推出全球首顆嵌入式神經網絡處理器人工智能芯片「星光智能一號」和首顆集成國家標准與神經網絡架構的機器視覺行業專用處理器「星光智能二號」。

同時,鄧中翰再次立足科技創新前沿,前瞻性地提出推動信息處理能力持續提升的「智能摩爾之路」的發展理念,以及率先提出了多核異構處理器(XPU)概念,即結合CPU、GPU、NPU、DSP等技術,在底層對數據進行交互處理,通過架構上的突破,適應當今大數據時代的發展。

展訊在經歷了短暫的低谷後,於2016年被清華紫光收購,合並瑞迪科成立紫光展銳。目前紫光展銳已經是國內僅次於華為海思的第二大芯片設計公司,同時也是目前全球僅有的5家5G基帶廠商之一,成為了中國造芯力量中不可或缺的組成部份。

伴隨着深圳科技製造業在2000年後快速發展強大,一批批新興IC設計企業應運而生,在各個細分領域搶占先機,參與國際競爭,推動着中國製造的大踏步前行。

最新的數據顯示,2020年國內的芯片設計企業達到了2218家,比去年的1780家多了438家,數量增長了24.6%。2020年國內整個芯片設計行業的銷售額預計為3819.4億元,相比2019年的3084.9億元增長23.8%,增速比上年的19.7%提升了4.1個百分點。

還一個有意思的現象是:當今許多優秀的中國芯片公司都成立於世紀之交。

其中包括:

中星微電子成立於1999年;

中芯國際成立於2000年;

珠海炬力成立於2001年;

展訊通信成立於2001年;

瑞芯微成立於2001年;

匯頂科技成立於2002年;

銳迪科成立於2002年;

華為海思成立於2004年;

瀾起科技成立於2004年;

兆易創新成立於2004年;

……

這些企業踏准了中國芯片產業騰飛的脈搏,在一個個空白領域創造着中國芯的奇跡,在它們的帶動下,中國芯片產業開啟了蓬勃成長的二十年。當今,隨着芯片產業越來越向垂直細分的專業化分工,中國企業已經在包括人工智能、物聯網與通訊等前沿領域占據領先,與美國老牌芯片巨頭分庭抗禮。

十、尾聲

2018年開始,美國打壓中國科技產業的步伐驟然加快,實施力度空前的對華的全面技術封鎖。從中興事件,再到封鎖華為5G業務,再到孟晚舟事件,乃至華為、中芯國際等百餘家中國科技企業被列入實體清單。

此外,美國還出台了一系列法案嚴格限制華為使用美國的技術、軟件設備來設計和製造半導體芯片,一時間我們仿佛又回到上世紀60年代新中國被全面技術封禁的「巴統時代」。

國際環境的風雲驟變逼迫我們需要重新審視自己的芯片工業發展。雖然,「中國芯」在近20年取得巨大進步的同時,但我們的短板和差距仍然非常明顯。

根據SIA的數據顯示,2019年,美國半導體產業的產值在全球半導體產業當中的占比仍高達47%,而中國的占比僅5%,差距巨大。同時,中國芯片的自給率仍然不高,2019年僅占30%,大部份芯片仍然需要國外進口。

大國芯事:他們終結了中國的無芯歷史

△數據來源:SIA、遠川研究所

在芯片設計上,除了少數企業外,大量中國IC設計企業從事的仍然是中低端設計。在製造、材料和設計軟件方面,更是成為我們的極大軟肋。

芯片產業是一個龐大的系統工程,中美芯片之爭,是一場沒有硝煙的戰爭。我們想要不被「卡脖子」,就要實現全面的自主從EDA工具、芯片設計、芯片製造,乃至芯片製造所需的半導體設備和材料的全面突破,並且還需要實現從中低端向高端的突破。

站在新時代大變局之下,機遇與挑戰同樣巨大。面向2035中國製造的國家戰略,中國芯片產業需要完成更大的自我變革,從宏觀政策、資本層面到產業轉型全面提升。

過往20年的發展我們補足了空白,學習了國際先進技術和經驗,積累了扎實基礎。在未來的15年間,中國芯片產業需要打破過往的老路,擺脫模仿和低端重復,真正走上自主創新提升產業含金量的路徑上來,畢竟除了勝利,我們別無選擇。

來源:cnBeta