芯片老兵如何看國(guó)產(chǎn)替換？

自2016年之后，國(guó)產(chǎn)替換的呼聲越來(lái)越高。

“華為‘備胎’一夜轉(zhuǎn)正”的案例一度成為華為面對(duì)美國(guó)禁令的底氣，越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始關(guān)注供應(yīng)鏈安全、國(guó)產(chǎn)替換，國(guó)產(chǎn)替換已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。越來(lái)越多的企業(yè)也開(kāi)始主動(dòng)尋求一些國(guó)產(chǎn)替換解決方案，但國(guó)產(chǎn)替換到底應(yīng)該怎樣切入?怎樣做?很多人都很迷茫。

我們芯片超人商學(xué)院第一期課程邀請(qǐng)了東南大學(xué)信息學(xué)院產(chǎn)業(yè)教授姜鑫，為大家?guī)?lái)國(guó)產(chǎn)替換的“芯片國(guó)產(chǎn)化替換的一些分享”，希望能為大家撥開(kāi)國(guó)產(chǎn)替換化道路上的一些迷霧。部分課堂內(nèi)容整理如下：

導(dǎo)師檔案

姜鑫，東南大學(xué)信息學(xué)院產(chǎn)業(yè)教授，成功管理過(guò)上百個(gè)產(chǎn)品，親自設(shè)計(jì)并發(fā)布了多款新產(chǎn)品，負(fù)責(zé)多條產(chǎn)品線的研發(fā)，生產(chǎn)和技術(shù)支持，后加入東南大學(xué)毫米波國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在業(yè)界擁有豐富的積累。

1、芯片是什么?

芯片的生產(chǎn)和造紙的原理類似，芯片制造中的"紙"需要一張質(zhì)量好的紙：紙張一般來(lái)源于沙子，然后形成硅晶柱、切片形成晶圓，然后將感光材料覆蓋在晶圓上，利用光刻機(jī)光線的反射將復(fù)雜的電路圖復(fù)制到感光材料上，光刻機(jī)的作用原理和膠片相機(jī)的使用原理相似，只不過(guò)膠卷上儲(chǔ)存的是電路圖。

然后在“膠卷”上一層一層刻上不同的電路圖，原理和蓋房子類似，蓋一層鋪一層膠、光刻，循環(huán)往復(fù)，根據(jù)需求形成不同的結(jié)構(gòu)。最后經(jīng)過(guò)離子注入其它復(fù)雜的工藝便有了半導(dǎo)體的特性，最后進(jìn)行測(cè)試，分割，封裝完成成品芯片。

一般來(lái)說(shuō)，硅芯片一般需要蓋幾十層，射頻芯片一般需要十幾層。值得關(guān)注的是，光刻機(jī)一直是我國(guó)的技術(shù)弱項(xiàng)，90%以上都依賴國(guó)外進(jìn)口，其技術(shù)水平嚴(yán)重制約著中國(guó)芯片技術(shù)的發(fā)展。

2、芯片產(chǎn)業(yè)格局

芯片為什么重要?

大家都知道芯片重要，但是到底有多重要很少可以量化表達(dá)，其實(shí)芯片有一種撬動(dòng)的“杠桿效應(yīng)”。比如1元集成電路的產(chǎn)值將帶動(dòng)10元左右電子產(chǎn)品產(chǎn)值和100元國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。 若以單位質(zhì)量鋼筋對(duì)GDP的貢獻(xiàn)為1計(jì)算，則小汽車為5，彩電為30，計(jì)算機(jī)為1000，而集成電路的貢獻(xiàn)率高達(dá)2000。

在市場(chǎng)份額上，就射頻芯片來(lái)說(shuō)，射頻只占模擬市場(chǎng)的1/10，而模擬是整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的1/10。

為什么是這樣子?因?yàn)槟M處理的問(wèn)題主要是信號(hào)跟自然界之間的關(guān)系，所以我們既自豪又自卑，為什么?我自豪的是我們面對(duì)的都是真實(shí)世界的東西，自卑是因?yàn)槲覀儾皇悄軕{空創(chuàng)造一個(gè)完整世界，因?yàn)閿?shù)字化的東西自帶一個(gè)體系。當(dāng)然射頻的10%也很重要，就像人的微量元素，是人體不可或缺的。

從上面的表格中可以看出，數(shù)字芯片市場(chǎng)是一個(gè)極其壟斷的市場(chǎng)，1985年前十大廠商占據(jù)市場(chǎng)份額的60%，2018年全球排名前十的半導(dǎo)體廠商占據(jù)市場(chǎng)份額的65%+。

3、數(shù)字與模擬的壟斷

為了讓大家更了解模擬和數(shù)字的區(qū)別，姜鑫教授借用了“得到”吳軍老師的理論給大家講解了模擬與數(shù)字的區(qū)別。

吳軍老師說(shuō)：“人類進(jìn)步主要是能量和信息”。其實(shí)電子元器件主要處理信息問(wèn)題，還有一部分處理能量問(wèn)題。數(shù)字芯片主要進(jìn)行信息處理(可復(fù)制)，包括信息的傳播、信息的處理和信息的存儲(chǔ)，數(shù)字世界的邊界是人為造出來(lái)的，只要供需一直在，就會(huì)一直增長(zhǎng)。

模擬芯片主要進(jìn)行信息的傳遞，傳遞能力其實(shí)也跟處理能力有關(guān)聯(lián)。做模擬芯片就像老中醫(yī)，要一直揣摩，要有經(jīng)驗(yàn)，要根據(jù)不同的“病人”開(kāi)不同的藥。從上圖可以看出，從1995年開(kāi)始算起(彼時(shí)摩托羅拉第一代的手機(jī)開(kāi)始開(kāi)始興起，無(wú)線通訊開(kāi)始真正到人類社會(huì))，增長(zhǎng)規(guī)律大概是每五年增長(zhǎng)十倍。

所以在測(cè)算5G何時(shí)全面商用時(shí)間時(shí)，我們可以參照一下4G的發(fā)展軌跡：2014年4G才逐漸被大面積使用，在時(shí)間線上，今天相當(dāng)于4G爆發(fā)前的2010年。從技術(shù)角度發(fā)展來(lái)看，大概到2023年前后，5G才能被我們大眾廣泛享用。

數(shù)字世界是分層的“想象/協(xié)作共同體”，在這個(gè)體制內(nèi)玩家們都遵守著游戲規(guī)則，每一層都有它的邏輯邊界和游戲規(guī)則，一旦成為游戲規(guī)的制定者，就會(huì)造成“贏者通吃”的局面，這也解釋了英特爾在市場(chǎng)中屹立不倒的原因：它掌握了通用計(jì)算的游戲規(guī)則，所以說(shuō)同一賽道不存在彎道超車。

為什么說(shuō)AI是一個(gè)新賽道，因?yàn)锳I的底層邏輯、算法可以改變。

而模擬芯片種類繁多，技術(shù)門檻要求高，頭部客戶少，驗(yàn)證時(shí)間長(zhǎng)，供應(yīng)鏈比較單一，不易驗(yàn)證等特點(diǎn)，決定了在模擬芯片的競(jìng)爭(zhēng)中需要更多的閱歷積累，拼的是“資歷”。

4、國(guó)產(chǎn)替換有哪些思路

工業(yè)社會(huì)的協(xié)作已經(jīng)很少有純純粹粹的國(guó)產(chǎn)化，在我看來(lái)，如果能滿足甲方供應(yīng)鏈的安全就可以稱為真正的國(guó)產(chǎn)化。

為什么要國(guó)產(chǎn)化?主要有外在原因和內(nèi)在動(dòng)力。外在原因歷史悠久：1949 - 1994 年巴黎統(tǒng)籌委員會(huì) (簡(jiǎn)稱“巴統(tǒng)”)限制蘇聯(lián)，1952年開(kāi)始限制中國(guó)，1996年瓦森納協(xié)定，33個(gè)成員國(guó) (其中17個(gè)為巴統(tǒng)成員)把軍民兩用商品和技術(shù)以及各類武器彈藥、設(shè)備及作戰(zhàn)平臺(tái)列入到限制清單，內(nèi)在動(dòng)力主要是戰(zhàn)略和發(fā)展需求。

姜鑫教授為芯片超人商學(xué)院學(xué)員授課

我認(rèn)為眼下做國(guó)產(chǎn)化的目的是為了實(shí)現(xiàn)真正的國(guó)際化。

國(guó)際化有幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：

第一，技術(shù)要在在國(guó)際上站得住腳，首先知識(shí)產(chǎn)權(quán)基本上是沒(méi)有太大問(wèn)題的，需要自研的技術(shù)作為儲(chǔ)備;

第二，產(chǎn)品需要經(jīng)過(guò)批量和各種驗(yàn)證考核，能融入到其他的生態(tài)體系;

第三，團(tuán)隊(duì)要有很強(qiáng)的戰(zhàn)斗力，能夠適應(yīng)未來(lái)的國(guó)際化和挑戰(zhàn)。

在國(guó)產(chǎn)替換方面，姜鑫博士主要提出了國(guó)產(chǎn)替換的三種思路：Pin-2-Pin替換、借鑒經(jīng)驗(yàn)、聯(lián)盟+平臺(tái)形式，聯(lián)盟+平臺(tái)形式目前是機(jī)會(huì)較大的一個(gè)方向，識(shí)別靠譜的國(guó)產(chǎn)化芯片團(tuán)隊(duì)/產(chǎn)品是其發(fā)展的關(guān)鍵。