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“缺芯”困局如何打破?
2018-05-16 17:49:22|来自:
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“中兴禁售事件”之后,一颗小小的芯片,已超脱商业领域。上升为国家层面的较量。


根据官方的统计数据,中国芯片进口的花费已经连续两年超过原油,过去十年,累计耗资高达1.8万亿美元。即便按照较低的汇率折算,也已经远超10万亿元人民币。


芯片产业是中国输不起的战争。中国的芯片需求占全球市场份额的比重超过四成,但近九成需要进口;这不仅让跨国公司卡住了诸多产业的咽喉,也使中国的商业机密和国防信息存在被窃取的可能。


过去几十年,中国一直力图在芯片领域谋求突破,但至今产业的主导权和大部分行业利润仍然掌握在跨国公司手中。美国芯片巨头——高通近六成的收入来自中国。


显然,“中国芯”需要自力更生,更需要依托于国家力量的支持。



缺“芯”缺在哪?



以此次中兴通讯被制裁的用于光通讯领域的光模块为例,其主要功能是实现光电及电光转换。光模块中包括光芯片,即激光器和光探测器,还有电芯片,即激光器驱动器、放大器等。低速的(≤10Gbps)光芯片和电芯片实现了国产,但高速的(≥25Gbps)光芯片和电芯片全部依赖进口。


如此倚重进口主要缘于国产芯片与国际水平差距太大。赛迪研究院集成电路产业研究中心总经理韩晓敏表示,中国芯片产业的落后是“全方位、系统性”的,即使是国内的龙头企业,和国际主流水平都有一定的差距,更不用说国际最先进水平。

DRAM和NAND Flash是存储器的两大支柱产业,中国严重依赖进口。其中,NAND Flash产品几乎全部来自国外,主要用在手机、固态硬盘和服务器。


目前,长江存储作为中国首个进入NAND 存储芯片的企业要在2018年才能实现小规模量产。到2019年其64层128Gb 3D NAND 存储芯片将进入规模研发阶段。长江存储员工称,今年将出的第一代产品技术相对落后,“主要为了技术积累,不是一个真正面向市场的量产产品。可能到明年我们第二代产品出来后,会根据市场需求量产”。


EDA(电子设计自动化)软件则由美国Cadence、Mentor和Synopsys三大公司垄断。利用EDA工具,工程师将芯片的电路设计、性能分析、设计出IC版图的整个过程交由计算机自动处理完成。中国企业在整个市场上微不足道。


在半导体设备领域,光刻机是芯片制造过程中最核心的设备,全球最大芯片光刻设备市场供货商ASML是为数不多的厂家之一。但就是这样核心的设备,却对中国禁售。即使卖给中国,也是落后好几代的设备。


要做出单晶的晶圆,就得对原料硅进行纯化和拉晶。拉晶过程中,“要用到单晶硅生产炉、切片机、倒角机等多种设备和材料,其中90%需要进口。” 陕西光电子集成电路先导院总经理张思申介绍。


还有一个卡住我们的,就是芯片纳米级工艺。当前国际上可达到的芯片量产精度为10纳米,我国能达到的精度为28纳米,还差两代。而且,关键原材料和设备还都是进口。”



错过了一个时代



中科院计算技术研究所研究员包云岗认为,差距的形成和拉大,在一定程度上是由于我国错过了一个时代。20世纪七八十年代,国际芯片产业开始发展并迎来腾飞。“每种芯片发展到今天这样的成熟度,差不多需要10000人/年的投入,而且是长期投入。”

大陆对半导体的人才培养和储备也远远落后。2003年国家教育部新设本科专业集成电路设计与集成系统专业。截至2017年,全国只有41所高校设置了“集成电路设计与集成系统”专业。2015年中国集成电路从业人数为39.4万,其中技术人员只有14.1万,中高端人才供需矛盾突出。


 “缺芯现状非短期所能改变,要有耐心。”在18日晚由中国计算机学会青年计算机科技论坛(CCF YOCSEF)举办的一场特别论坛上,中国工程院院士李国杰表示,国家芯片水平从某种程度上反映了国家的整体水平。“从设计、加工到设备配套,芯片产业链漫长,涉及领域广,尤其需要经验的累积。”李国杰坦言,“不是说砸钱下去就能把差距追平。”



太烧钱,没利润 缺席的民间资本



据大唐电信财报,2016年总营收为72.29亿,同比下跌15.96%;亏损额高达17.75亿。大唐电信业绩在2015年就出现下滑,该年其净利润同比暴跌87.1%。截至2016年底,大唐电信归属于上市公司股东净资产为22.91亿,与上年末相比大跌43.71%。


事实上,如果没有巨额的政府补助,大唐电信日子可能会更加艰难。仅2011—2016年间,大唐电信收到的政府补助累计金额就高达11.47亿。


大唐电信的主要业务包括集成电路(芯片)设计、终端设计等。大唐电信称,随着部分具有互联网属性的公司进入手机市场,近年来国内手机价格急剧下降,其销售方案或者主板(PCBA)并收取设计费的业务模式受到较大冲击;2016年其移动终端芯片与解决方案销售额同比下跌26%。


不只是在2016年,其实大唐电信近十多年来的业绩一直较为低迷。按照财报数据测算,自1998年上市以来,其净利润总和为亏损21.53亿。


大唐电信的状况只是芯片产业现状的一个缩影。 


因为利润不高,风险巨大,风险投资总是距离芯片产业很远。


 “所有的东西都比芯片更容易产生回报及高利润率,你进入芯片领域和进入其他如卖肥皂等领域有差不多的利润。”原IDG资本合伙人、火山石资本创始人章苏阳称,这就是实际情况,实际情况进而影响到商业投资行为。

“只要这个情况依然存在,PE/VC投芯片企业的就一定少,芯片技术的投资一定是属于国家和政府大资金做的事”,章苏阳表示。


相比于美元基金追求长线收益,对中国VC们来讲,更喜欢投一些能产生大的消费需求的商业模式创新的公司比如阿里巴巴、美团甚至摩拜,这样能快速把投资资金收回来。说成是VC们击鼓传花赚钱也好,或者是通过实际利润获得较高收益,总归到底是更看重超额回报率。


金沙江创投董事总经理朱啸虎也持相同观点。


 “中国的芯片技术有几个难点,首先是中国的芯片公司大部分是单一产品公司,单一产品公司从长远来看回报率会有问题。因为生命周期很短,回报率很快下降到平均水平。因为前期投入很大,研发人员、流片都是很高的成本,公司的估值都不高。它不像腾讯、阿里市值四五千亿美元,芯片最成功的公司市值也就是10亿-20亿美元。对VC来说,投入和回报是不成比例的。其次,芯片的投入一旦形成平台,新公司很难做。尤其是芯片公司前期投入非常大,如果你的竞争对手靠先机占据市场,把设备成本摊销掉以后,你没办法与其竞争,成本曲线会远远落后于竞争对手,那你无法竞争,除非靠政府的大量补贴和支持。”



弯道超车的机会在哪儿?



龙芯中科总裁胡伟武指出,在国际上,通用CPU的性能于2010年左右已达到了天花板;而我国自主研发的通用CPU性能,也预计在2019到2020年左右逼近天花板。再过五年或稍长一点时间,围绕自主芯片的生态也可初步形成。


“现在主要有两个生态体系,一个是英特尔加微软,一个是ARM加安卓。在我国一些特殊领域,如能源、交通、金融、电信和国家安全中,国产芯片已经得以应用;再过若干年,到开放市场上或也可以一战。”胡伟武判断,中国芯片行业还有机会。


赛迪智库集成电路研究所高级分析师刘欣亮认为,在通用芯片领域,中国一直希望有更大的突破,应该说人工智能时代的到来让这个突破之梦有了进一步的可能。无论是以应用为驱动的专用AI芯片,还是正呈现出CPU与GPU融合的通用AI芯片领域,中国都有机会。


刘欣亮表示:在人工智能、物联网时代,其实还没有完独霸天下的巨头出现,所以在这个时期,中国企业是有机会的。以华为、展讯等为代表的通信厂商,经历了移动互联网时代的技术积累,有团队、有人才、有资金又有生态和市场的优势。比如华为与寒武纪的合作,有可能在通用领域获得更多突破,华为海思刚刚发布的麒麟970就加入了来自寒武纪公司的人工智能单元NPU。在今年的前三个季度,华为的手机出货量全球排名第二,第一、二、三季度出货量分别为3420万、3910万、3850万。


在专用AI芯片领域,中国同样有大量机会,英特尔公司全球副总裁兼中国区总裁杨旭表示,人工智能要处理各种各样海量的数据、面对不同的应用场景,面对如此多的数据、变化如此快的市场,中国公司的高速运作、低成本控制和规模化的能力是其他市场没有的。


寒武纪希望以技术+生态的方式来加速其云端互动的AI落地。“没有配套的应用和软件,很难在市场上获得成功。”陈天石说。目前寒武纪的合作伙伴,包括了阿里、华为、联想、ARM等互联网和硬件企业,也包括了科大讯飞、旷世、商汤等。


来自投资人沈南鹏的透露,目前中国已经有1000家AI领域初创企业,中国所有投资活动中有50%与AI有关。全球正在迎来一个汹涌澎湃的AI时代,中国有人才、有资金,也有大量的创新团队,我们有理由相信,中国在AI芯片,未来大有机会。



5万亿资金护航,

能否圆“中国芯”梦?



早在2012年9月,习近平、李克强等中央领导人就明确批示,要求把集成电路产业作为战略性产业抓住不放,努力实现跨越式发展。


两年后,《国家集成电路产业发展推进纲要》提出,成立专项的产业基金,计划在未来10年拉动5万亿资金投入到芯片产业。

国家集成电路产业基金(以下简称“大基金”)产业链布局成效显著。成立3年来,大基金所投项目55个,包括40家IC企业,涵盖集成电路完整产业链,总共承诺出资1003亿元,承诺投资额占首期募集资金的72%,实际出资额为653亿元,约占首期募集资金的50%。在承诺投资额中,IC设计业、制造业、封测业、装备材料业的投资金额占比分别为17%、65%、10%、8%。


到了2016年,国家大基金的投资成效显现。中芯国际实现了28纳米的量产,长电科技收购了新加坡的尖端企业,进入全球封测产业的前四,展讯科技进入了全球芯片设计的前十。在武汉,着眼于国家信息安全的存储器基地开始建设。


2017年年底,国家工信部宣布,2018年-2020年将众多推动人工智能和实体经济的深度融合,而重点突破包含AI芯片等核心技术。今年4月,财政部、发改委、工信部联合发布《关于集成电路生产企业有关企业所得税政策问题的通知》,对符合条件的企业予以减税。

种种国家战略的推动,令《中国制造2025》中“芯片自给率2025年达到50%”,“超越美国”的设想,拥有了土壤和养料。


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