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國產芯片風雨飄搖的二十年發(fā)展之路

2019-06-01

“現(xiàn)在一定是國產芯片最好的時候,”孫超這樣強調,“會有很多人跟你說,國產芯片產業(yè)有各種各樣的問題,但我要告訴你,國產芯片被低估了?!?/p>

從2002年進入中芯國際做品質管理至今,孫超歷經中芯、外資芯片企業(yè)、電子產業(yè)投資,已是一名有17年從業(yè)經驗的“芯片”老兵。

在他從業(yè)的前半段時期,正值國產芯片的“低落期”,在他和許多芯片研發(fā)人員的回憶中,彼時,行業(yè)彌漫著一種對外資芯片的崇拜情緒,“覺得能用海外的、能用更好的,就用人家的,干嘛自己花精力搞芯片”。在這一時期,高端芯片被外資把控,國內企業(yè)只能在低端市場中廝殺,不僅工作更為繁忙,而且利潤更低。

但最近幾年,孫超明顯感到,中國的芯片行業(yè)在回暖。

這是事實。自2014年千億級的政府芯片產業(yè)扶持基金成立以來,各地對芯片的優(yōu)惠政策層出不窮,芯片企業(yè)數量應聲上漲。到2016年,芯片設計企業(yè)數量相較2014年翻番,達1300多家。

盡管迄今為止,在芯片行業(yè)過去十多年的發(fā)展中留存下的人才短缺、利潤率低、產業(yè)多環(huán)節(jié)缺口明顯等問題仍然存在,但在孫超等多位芯片從業(yè)者看來,隨著資金進入,市場對國產芯片認可度提高,這些問題都將有機會被解決。

“如果有足夠的資金,花力氣去發(fā)展,我相信,國產芯片可以在未來十年達到國際一流水平?!彼o出了這樣的判斷。

1、“失落”10年,人才出走

2000年,中國首家現(xiàn)代化芯片制造公司中芯國際成立。不久后,孫超從復旦大學畢業(yè),成為其中的一名研發(fā)人員。

當時正值芯片企業(yè)創(chuàng)立高峰期,如今在國產芯片中排名前列的中芯國際、華為海思、展訊通信、中興微成、珠海炬力等十余家企業(yè),均創(chuàng)立于2000年到2004年期間。

十幾年之后,當孫超再次回憶起這段過往時,他印象最深的是當時公司里同事們埋頭苦干的場景,“公司整體環(huán)境有沖勁,覺得我們要趕超臺積電,就算做不到全球最頂尖的芯片制造公司,也要成為國產芯片的支柱,有這樣一種信念。”

然而時運不濟,2003年,臺積電在美國加州起訴中芯國際侵犯專利權及竊取商業(yè)機密,起因是中芯國際創(chuàng)始人張汝京在創(chuàng)立公司時,從臺積電挖走了大量工程師。由此,中芯國際與臺積電開始了持續(xù)6年的芯片界人盡皆知的“對戰(zhàn)”。

這場對戰(zhàn)最終以中芯國際的敗訴逐漸落幕。6年內,中芯國際在美國2次敗訴于臺積電,甚至在北京高院反訴臺積電后,仍然敗訴,累計賠償臺積電3.75億美元,以及10%的股份。

敗訴后的中芯國際也遭遇業(yè)績危機,2009年公司凈利潤創(chuàng)成立以來最大年度虧損,凈虧損達到9.6億美元。

“如果事情發(fā)生在今天,輿論應該會給予中芯支持,即使不是全面力挺,也不會使中芯失敗得那樣慘烈?!睂O超感慨說,在當時的環(huán)境下,國產芯片并不被看好,中芯孤立無援。

他稱,在這場官司之前,中芯在芯片制程上大概比臺積電落后1代左右,而且有望趕上他們,“此后至今,已經落后2、3代了?!?/p>

不僅中芯國際元氣大傷,這對于國產芯片行業(yè)也是當頭一棒。隨后,包括孫超在內的許多工程師逐漸離開了國產芯片行業(yè),其中他們班上就有超過三分之二的人流入了外企。

此后,國產芯片遭遇了“失落十年”;而與之相對的,移動互聯(lián)網迎來了飛速發(fā)展的“黃金十年”。

2008年,伴隨著蘋果推出App store,移動互聯(lián)網行業(yè)迎來風口。中國互聯(lián)網絡信息中心統(tǒng)計,2008年-2018年的10年內,中國移動網民規(guī)模從1億增長至近8億。而CNNIC數據顯示,在2014年至2018年期間,有超過70家移動互聯(lián)網企業(yè)上市。

伴隨著移動互聯(lián)網一同崛起的還有程序員職業(yè)。在8、9年前,騰訊、阿里等頭部互聯(lián)網企業(yè)開出的應屆生月薪水平已過萬,近幾年,更是以年薪20萬、30萬起步居多。

“同樣是技術人員,做軟件工資高、出路好;做硬件就不行,不僅辛苦,工資還低?!眳亲雍肋@樣感慨,他是一位芯片相關領域的重點高校教授。

根據多位芯片從業(yè)人員介紹,應屆生從事芯片研發(fā),工資普遍僅為互聯(lián)網行業(yè)的5到7成?!耙宰罱粌赡隇槔T士生進入一家不錯的芯片公司,大概每月能拿1.2到1.5萬元”。研發(fā)工程師林濱分析說,芯片研發(fā)工程師的成長速度比程序員慢,應屆生開始工作后,平均要經歷4、5個芯片項目周期,每個周期6個月到兩年,才能“開始獨當一面”,想要走到下一個技術層次,則又需數年時間,“成長速度慢,工資漲幅也就比較慢,和程序員沒法比”。

在吳子豪任職院系的實驗室,發(fā)生過數起學生“叛逃”事件。一位資質不錯的學生,進入實驗室不久就和導師表態(tài):“這行太辛苦了,我要轉去學軟件?!倍硪晃谎芯可呑鰧嶒炦呑詫W編程,畢業(yè)后直接應聘了程序員崗位?!把芯可⒉┦可厴I(yè)從事本專業(yè)的占比不到20%,”吳子豪感慨,“大部分人去了互聯(lián)網公司?!?/p>

伴隨芯片行業(yè)對人才吸引力走低,人才缺口逐漸浮現(xiàn)。據《中國集成電路產業(yè)人才白皮書(2017-2018)》預測,在2020年前后,我國集成電路行業(yè)人才需求規(guī)模約72萬人,但現(xiàn)有人才存量約40萬,人才缺口將達到32萬。

2、低端市場的紅海廝殺

“芯片技術人才的要求其實是很高,既需要物理、數學、化學等基礎學科的沉淀,也需要很多行業(yè)經驗積累?!彼{寶王是一家擁有7年經驗的外資芯片企業(yè)工程師,他認為當下芯片人才素質與薪水的不匹配,是“受市場條件所限的不得已情況”。

在電子制造業(yè)中,芯片屬于上游產業(yè),本身利潤不算高。芯片行業(yè)頂尖水平的毛利率可以達到40%到60%,但在中低端水平的利潤則進一步被壓縮。

在國產芯片偏離關注焦點中心的十年里,也迎來過一些“窗口期”?!靶酒举|上是和電子產品綁在一起的?!彼{寶王記得,大約在2012、2013年,隨著iPad帶火了平板電腦市場,國內由此迎來一波“白牌”平板電腦熱潮,鑒于這類產品對芯片性能要求不高,不少芯片設計廠商扎堆入局。

第一個抓住這次“機遇”的,是珠海的全志科技。2011年下半年,看到機會的全志科技搶先推出了一款基于ARM架構的平板電腦處理器芯片A10,主頻提升至1G。簡單來說,這款芯片的出現(xiàn),將低端平板電腦從之前的“MP4大號版”提升至一個基本可用的工具。

憑借A10和隨后推出的A13,全志科技成為芯片領域的一匹黑馬,在低端市場出貨量躍升至全國首位,占據國產芯片總量約三分之一,并在2012年實現(xiàn)營收增長超400%。彼時,全志科技的毛利率達到56%。

創(chuàng)始和管理團隊賺的盆滿缽滿。一位自稱是全志科技員工的匿名用戶在知乎上透露說,全志科技的早期員工多半分有股票,上市后又逢股市高點,許多人實現(xiàn)了財富自由。

然而,全志科技也由此掀開了隨后數年的國產處理器芯片價格戰(zhàn)。

在推出A13時,為了搶占更多市場份額,全志將這款芯片定位于市場總量最大、也最低端的7寸平板市場,并一次性將其定價為每片5美元,不足市場平均價格的一半?!?011年,一顆平板電腦芯片還可以賣十幾美金,但是價格戰(zhàn)一打,沒過兩年,芯片已經下滑到3、5美元了?!币晃浑娮訌S商總經理回憶說。

多位芯片從業(yè)者介紹,盡管芯片聽起來“高端”,事實上,在中低端芯片設計領域,技術、資金門檻不高,同級別芯片性能水平相近,無法形成絕對競爭壁壘。隨著參與者逐漸增多,技術門檻較低的山寨機手機芯片、LED芯片等市場,最終走向了價格戰(zhàn)。

全志科技的價格戰(zhàn)最終燒回了自己。隨著A13的走紅,凌陽,揚智,君正,安凱,瑞芯微等大量芯片廠商加入這一市場,競爭迅速進入白熱化。根據全志科技2015年申請上市時披露的招股書顯示,56%高毛利率的優(yōu)勢僅僅維持了一年,2013年,公司營收達到史上最高峰16.5億元,但毛利率則下滑至41%。此后至今,全志的營收、毛利率再未回到過高點。

此前,《投資者報》曾披露芯片行業(yè)的毛利率平均值為40%以上。而根據全志、晶辰半導體、瑞芯微等國產芯片財報,在2015到2018年,毛利率均略高于30%。作為對比,同一時期,博通、高通、英特爾的毛利率區(qū)間為40%-60%。

“在美國,高通、英特爾的工程師工資不會低于谷歌、亞馬遜,”吳子豪這樣感慨,“但在國內,由于整體利潤率比較低,概念也不火,芯片工程師比程序員的薪水真的低太多?!?/p>

在國產手機剛剛崛起時,曾有觀點認為,這是國產芯片進入高端市場的契機。但最終事實表明,這一領域仍是高通的天下,即使是中低端機,也多為聯(lián)發(fā)科所占。

“在平板電腦熱潮退后,國產芯片逐漸向電視盒子、智能音箱、車載娛樂系統(tǒng)幾個方向轉換。”藍寶王分析說,以上幾類產品使用場景相對簡單,但是因為市場迎來過風口,已成為國產芯片近年來的主要出貨方向。

3、產業(yè)回春,扎堆設計

2014年,在關注邊緣游蕩數年的芯片產業(yè),迎來了春天。

這一年9月,中國成立千億級芯片產業(yè)扶持基金,目標在10年內將芯片內需市場自制率提升至70%,在2030年時,從技術上趕超世界領先企業(yè)。作為對照,根據摩根士丹利估算,在1990年代后半期,政府對芯片產業(yè)的投入不足10億美元。

芯片行業(yè)重新熱鬧起來,芯片設計企業(yè)數量突飛猛進。在中國半導體行業(yè)協(xié)會集成電路設計分會的統(tǒng)計中,2015年,國內芯片設計企業(yè)尚為736家,僅僅一年后,即翻倍增加至1362家。

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不僅是數量上爆發(fā),同一時期,芯片產業(yè)也迎來一批并購潮。紫光在2013年7月至2015年6月,完成展訊通信、銳迪科微電子兩起并購,并收購了惠普旗下新華三集團的51%股權;同時,長電科技、國有企業(yè)建廣資產管理公司也陸續(xù)發(fā)起了芯片相關收并購。

不過芯片產業(yè)的快速增長,逐漸形成“偏科”現(xiàn)象?!昂芏噘Y源都扎堆到一起了,”林濱感慨,“市場比較大、投入產出比高的領域,企業(yè)非常多,相反,一些冷門領域還是空白。”

從完整產業(yè)鏈看,芯片從上游到下游,包括設備、原材料、研發(fā)設計、制造、封裝測試五個環(huán)節(jié)。其中研發(fā)設計最“輕資產”,海外高通、聯(lián)發(fā)科、博通,國內海思、展訊等企業(yè),均為“無晶圓設計企業(yè),” 即只負責設計環(huán)節(jié),制造、封測則交由其他企業(yè)。2016年以來,翻倍增長的芯片企業(yè),也多屬于設計領域。

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芯片產業(yè)鏈示意圖

然而,自中芯國際與臺積電糾紛之后,在芯片制造上,中國企業(yè)卻遲遲難以推進?!敖⒁粭l先進制程的芯片產線需要大量資金投入,”一位芯片銷售人員分析稱,“維持產線運營,又要保證充足訂單、又要領先制程、還需要大量研發(fā)經費,很多廠商根本都玩不起?!?/p>

在當時的芯片熱潮下,各地紛紛投入建設芯片工廠,可惜時隔不久,包括成都格芯、福建晉華等項目,卻陸續(xù)傳出“暫?!毕ⅰ?年之后,格芯宣布項目停擺。

如今,中芯國際仍然是中國市場上規(guī)模最大、制程最先進的芯片制造廠商,不過,如果以中芯近期傳出將于2019年下半年量產14nm工藝制程的消息看,這仍比臺積電正在試產5nm制程的水平落后2代。

換句話說,目前在智能手機中最常見的高通驍龍855、華為海思980兩枚芯片所需的7nm制程,中芯國際尚無法生產。

此外,在芯片產業(yè)鏈中的設備和原材料兩個環(huán)節(jié),國內企業(yè)更是嚴重缺失。

以被稱為“集成電路最關鍵領域”的光刻機為例,早在20年前,即不斷傳出中國自主研發(fā)光刻機的各類消息,但迄今為止,仍未能生產出擁有先進制程的光刻機?!斑@是最容易被‘卡脖子’的環(huán)節(jié)之一,”林濱這樣分析,“沒有制造設備,芯片制造就無從談起?!?/p>

對于光刻機的渴望,甚至引起過一起動靜頗大的“烏龍事件”。在2018年12月,一篇《國產超分辨光刻設備通過驗收,可加工22納米芯片》文章引爆整個市場,在這篇文章中,這臺機器最高可用于10nm制程,與頂尖水平僅差1、2代,一時間,不少媒體紛紛以“中國光刻機終于出現(xiàn)”、“芯片最關鍵領域終于突破”等主題撰稿報道。

可惜的是,第二天該消息即被澄清:這臺由中科院研制的光刻機并非用于制造芯片,僅適用于其他領域。如今,上海微電子裝備研制生產的光刻機,是中國本土市場制程最先進的一款機器,該光刻機能夠量產的最高水平為90nm。

4、最好的時代?

盡管存仍在著種種問題,在孫超、林濱等人眼中,當下,就是國產芯片“最好的時代”。

“我就說芯片現(xiàn)在是火了,”坐在中國芯片產業(yè)聚集地上海張江的一家咖啡館內,林濱笑道,“放在以前,很少有媒體來關注我們這個行業(yè),”他稱,最近一兩年,接到的獵頭電話都多了許多,“芯片人才更值錢了?!?/p>

芯片產業(yè)的利好消息蜂擁而至,近兩年來,北京、浙江、河南、廣東、上海、深圳等地,均已出臺促進集成電路發(fā)展的實施意見及規(guī)劃。其中浙江省明確提出,到2020年,全省集成電路及相關產業(yè)業(yè)務將突破1000億元。

自2017年來,對于芯片產業(yè)的減稅政策每年頒布一次。最近一次是在今年5月22日,財政部、稅務總局發(fā)布了最新關于集成電路設計和軟件產業(yè)企業(yè)所得稅政策公告,其中寫道:符合條件的集成電路設計企業(yè)和軟件企業(yè),自2018年12月31日前自獲利年度起計算優(yōu)惠期,第一年至第二年免征企業(yè)所得稅,第三年至第五年按25%的法定稅率減半征收企業(yè)所得稅,享受至期滿為止。

除了外部環(huán)境的利好,根據多位芯片從業(yè)者的介紹,對于芯片這一科技產品本身,也正在迎來一輪新的生命周期。

“在PC時代,英特爾占據了處理器芯片的主流位置;智能手機時代,高通成為主力,”林濱分析說,“每一個時代開始時,也是芯片公司重新洗牌的時候,現(xiàn)在行業(yè)正在迎來AI芯片時代,在這個產品上,還沒有哪個公司占有絕對優(yōu)勢?!?/p>

國產芯片發(fā)展的“偏科”,雖然造成了產業(yè)鏈多環(huán)節(jié)缺口,但另一方面,也使國產芯片在設計領域進步迅速。多為從業(yè)者認為,目前在手機Soc芯片上,華為海思已經與高通旗鼓相當;而在最新的AI芯片領域,海思、寒武紀等企業(yè),也均具有高競爭力的設計水平。

“英偉達在AI芯片上有先發(fā)優(yōu)勢,但還沒有形成絕對的護城河,現(xiàn)在是個交替時期,對于國產芯片,這是個機會?!绷譃I說。

AI芯片已經形成了新的風口,僅僅在2017年一年,就有包括云知聲、寒武紀、地平線等數十家初創(chuàng)公司宣布進入AI芯片領域。有數據顯示,2016年全球AI芯片規(guī)模為23.88億元,到2020年則會增長至146.16億元。“很多錢涌進來,的確會出現(xiàn)一些騙局,”林濱聳聳肩,“不過,這其中的確有些水平很不錯的企業(yè)。”

在調研機構Compass Intellingence給出的全球AI芯片公司排行榜上,中國公司占據了24個企業(yè)中的7個席位,其中華為位列12,居中國廠商之首。

設計領域之外,在那些缺口較為明顯的制造、設備等領域,以藍寶王的看法,雖然目前有可能會出現(xiàn)被“卡脖子”的狀態(tài),但也并非毫無希望,“一旦真的出現(xiàn)極端狀況,如果有大企業(yè)、大力量來做這個事情,也是有實力做的出來的”。

在關于“你認為國產芯片能否有機會達到一流水平”的這個問題上,每位工程師的回答都是“可以的”;在他們給出的年限中,最短的認為是3年,最長則是10年。


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