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明日之争:中国会成为下一个芯片帝国吗?

2018-12-02 12:53 新智元





  新智元报道  

编辑:文强、大明、克雷格

【新智元导读】中国的AI的发展成为搅动半导体格局的“鳗鱼”,冲击着老牌芯片帝国的生态。阻止收购、出口管制成为近年老牌芯片帝国参与芯片大战的惯用手段,但是《经济学人》文章反思:这场芯片大战,是否在把中国推向另一个芯片帝国?


芯片被推上了21世纪技术争夺的风口浪尖。


《经济学人》最新的封面文章,题为《芯片大战》(Chip wars),认为21世纪对技术的争夺,包括从人工智能到网络设备等,主战场在半导体工业。



计算机芯片是数字经济和国家安全的基础。现在,汽车已成为“轮子上的电脑”,银行其实就是“负责转移资金的计算机”,而计算机也成为军队战斗的工具,人类社会的方方面面都离不开芯片。


目前,来自美国及其盟友的企业,比如韩国和台湾地区,在该行业占据了最先进的主导地位。


但是这种产业格局正在受到来自中国公司的挑战。


中国万花齐放的AI芯片已经应用在安防、自动驾驶、零售等各个领域,也催生了大量的人工智能芯片创业公司,如地平线、深鉴科技、中科寒武纪等,AI的发展成为搅动半导体格局的“鳗鱼”,冲击着老牌芯片帝国的生态。


阻止收购、出口管制成为近年老牌芯片帝国参与芯片大战的惯用手段,但是《经济学人》文章反思:


这场芯片大战,是否在造就另一个芯片帝国?


中国向上游进军改变产业链格局,但遭老牌芯片帝国打压


长期以来,中国在 CPU、GPU、DSP处理器设计上一直处于追赶地位,绝大部分芯片设计企业依靠国外的IP核设计芯片,在自主创新上受到了极大的限制。


中国仍然要依赖外国来供应高端芯片,在半导体进口上花的钱比在石油上的投入更多。按销售额排名,世界前15位的半导体公司名单中没有一家中国企业。


中国国内半导体工业聚焦于产业链的下游位置,主要优势在于组装和封测芯片。



上图所示,芯片设计、制造掌握在苹果、英特尔、三星等大厂,封测之类工作则交给中国公司。


现在,在快速增长的国内市场的推动下,中国正在转向芯片设计和制造环节。


国家的产业政策也为芯片的大繁荣增加了助燃剂。2014年,中国宣布设立1万亿元人民币(1500亿美元)的投资基金,以改善国内产业发展,半导体也在“中国制造2025”计划中占据突出地位。


中国希望本土芯片产业的收入从2016年的650亿美元增长到2030年的3050亿美元,并且其大部分需求将靠国内供应。


虽然国内的芯片在生态上尚未形成垄断,中国这种打造尖端产业的雄心已经在改变全球半导体格局,受到了来自产业上下游的关注。


于是在近几年,韩国和台湾地区均出台相关政策,阻止中国企业收购本地芯片企业,防止芯片知识产权的大规模流动。


美国曾在2015年阻止英特尔向中国出售一些最先进的芯片,并阻止中国公司2016年收购一家德国芯片制造商。奥巴马主政时期的一份报告也建议美国采取行动,反制中国的补贴和强制技术转让措施。


特朗普主政期间,先是否决了博通收购高通,又禁止出口中兴通讯的核心零部件,最近又将福建晋华列入出口管制实体清单,是老牌半导体帝国的集中打压。


进击的AI芯片:弯道超车绝佳机会


不过,现在事情起了一些变化。


首先,传统的芯片强国认识到自己牢牢把控住技术上的优势,就能在与中国的争夺中不落下风,于是实施有针对性的出口管制措施。以美国为例,美国正考虑将管制令的范围进一步扩大,覆盖AI、量子计算等14个关键领域。


第二,中国也认识到,解决这个困境必须要靠自己。中兴事件之后,中国对发展“核心技术”的重视程度飙升。具体表现为芯片不再是创业公司的机会,中国的技术巨头们:如阿里巴巴、百度和华为都在集中自己的力量做芯片。


另一方面,随着人工智能的兴起,让中国在处理器领域实现弯道超车获得了绝佳的机遇。AI芯片领域,出现了国内代表性企业:寒武纪、地平线、深鉴科技等一大批公司。


而且,中国已经用行动表明,它同样也能让跨国公司的收购泡汤。今年早些时候,高通没能成功收购荷兰企业NXP,导致这起“史上最大的芯片收购案”最终流产,其主要原因就是中国的监管部门没有批准。


来源:麦姆斯咨询


根据中国半导体行业协会统计,2016年,中国集成电路产业销售额达到4335.5亿元,同比增长20.1%。设计、制造、封测三个产业销售额分别为1644.3亿、1126.9亿及1564.3亿,增长速度分别为24.1%、25.1%及13%,设计和制造环节增速明显快于封测,占比进一步上升,产业结构趋于平衡。


未来几年内,中国仍是全球最大的集成电路市场,且将保持20%左右的年均增长率。


中国企业也开始在价值链上取得进一步的成功。华为旗下海思(HiSilicon)和清华紫光(Tsinghua Unigroup)按收入评为全球十大芯片设计公司之一。海思的“麒麟”系列智能手机芯片与西方公司可以设计的产品相媲美。


“摩尔第二定律”限制中国半导体


中国芯片进击之路并不好走,尤其是在尖端制造方面取得进展更加困难,这是芯片制造中最苛刻的部分。


首先,中国新兴企业必须与拥有数十年来的技术领先者和工程师竞争。以麒麟980为例,这是第一款在7纳米节点上生产的智能手机芯片,但由于中国没有工厂拥有所需技术,因此必须在台积电生产芯片。


其次,摩尔定律的消亡也成为客观上限制中国半导体的因素。每次芯片中的元件缩小,制造都会变得更加繁琐和昂贵。


现在,领先的晶圆厂已经变得令人眼花缭乱,但是近年来芯片工厂的成本每四年翻一番,芯片制造商戏为称“摩尔第二定律”,因此能够制造高端芯片的晶圆厂的数量在减少。



据咨询公司麦肯锡(McKinsey)称,2001年有29家公司提供最先进的晶圆厂设施,但今天只有五个。这些晶圆厂由美国、台湾和韩国的公司所有,中国在这方面并不占优势。


为了保持领先,老牌半导体帝国将做到何等地步?


一种核心观点是,将芯片制造产业链全部移回本国。但是,半导体产业已经呈现重度全球化形势,一家美国芯片厂商在全球有1.6万家供应商。不仅如此,中国乃是芯片购买大国,很多跨国公司都将因为美国政府对中国出台的芯片禁令而遭受严重打击。


《经济学人》报道认为,未来美国将重视三个方面举措:首先是加强与欧洲和亚洲的盟友合作,继续在世界贸易组织中针对中国;第二是促进国内创新,投入更多政府资金用于芯片研发;第三则是做好准备,迎接一个芯片实力更加强大的中国


早在1989年3月出版的《芯片大战:明日世界之争》(Chip War: The Battle for the World of Tomorrow)一书中,艾美奖得主、科学记者和作家弗雷德·沃肖夫斯基(Fred Warshofsky)便指出,这个世界的经济主导地位将属于能够制造“更便宜、更快、更好”芯片的国家。


1989年3月出版的《芯片大战:明日世界之争》


30年后的今天,这一论点似乎依然成立。


下一个芯片帝国


《芯片大战》一书出版正值日本半导体工业鼎盛时期,那时候美国还十分积极地向日本申请授权使用相关技术。沃肖夫斯基认为,当时的日本坐拥三大优势:工作狂文化(a workaholic work ethic)、强政府支持和廉价的劳动力资本


这无一不让人想到当前的中国。


“中国速度”有目共睹,政府出台多项支持半导体行业的政策和措施,中国的人力资本仍然相对廉价。事实证明,2015年英特尔芯片的相关禁售令,让中国自研芯片发展起了超算产业,“太湖之光”数度蝉联世界最快超级计算机Top500榜首。


新技术的限制确实会对中国的发展造成很大影响,但这反过来也可以形成对中国的一种激励。正如清华大学微电子学研究所所长魏少军在未来科学大奖与清华大学联合学术报告中所说:


“特朗普已经’神助攻’两次了,我们欢迎这样的’神助攻’。”


另外,摩尔定律的终结也为中国带来了希望,定律的放缓使得整个行业都在寻求建立更好芯片的其他方法。换句话说,行业注意力逐渐从精炼制造转向更聪明的设计和新想法。


如果这改变了芯片行业的运作方式的话,中国企业可能会试图进入这个相对无人的新领域。


中国会成为下一个芯片帝国吗?


参考链接:

https://www.economist.com/briefing/2018/12/01/the-semiconductor-industry-and-the-power-of-globalisation



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