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國產芯片失落的十年

  “現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,國產芯片產業有各種各樣的問題,但我要告訴你,國產芯片被低估了。”

  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、電子產業投資,已是一名有17年從業經驗的“芯片”老兵。

  在他從業的前半段時期,正值國產芯片的“低落期”,在他和許多芯片研發人員的回憶中,彼時,行業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,中國的芯片行業在回暖。

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

  盡管迄今為止,在芯片行業過去十多年的發展中留存下的人才短缺、利潤率低、產業多環節缺口明顯等問題仍然存在,但在孫超等多位芯片從業者看來,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,花力氣去發展,我相信,國產芯片可以在未來十年達到國際一流水平。”他給出了這樣的判斷。

  01 “失落”10年,人才出走

  2000年,中國首家現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,成為其中的一名研發人員。

  當時正值芯片企業創立高峰期,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,均創立于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機密,起因是中芯國際創始人張汝京在創立公司時,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6年的芯片界人盡皆知的“對戰”。

  這場對戰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績危機,2009年公司凈利潤創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。”孫超感慨說,在當時的環境下,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。”

  不僅中芯國際元氣大傷,這對于國產芯片行業也是當頭一棒。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,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,移動互聯網迎來了飛速發展的“黃金十年”。

  2008年,伴隨著蘋果推出App store,移動互聯網行業迎來風口。中國互聯網絡信息中心統計,2008年-2018年的10年內,中國移動網民規模從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家移動互聯網企業上市。

  伴隨著移動互聯網一同崛起的還有程序員職業。在8、9年前,騰訊、阿里等頭部互聯網企業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。”吳子豪這樣感慨,他是一位芯片相關領域的重點高校教授。

  根據多位芯片從業人員介紹,應屆生從事芯片研發,工資普遍僅為互聯網行業的5到7成。“以最近一兩年為例,碩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”。研發工程師林濱分析說,芯片研發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:“這行太辛苦了,我要轉去學軟件。”而另一位研究生邊做實驗邊自學編程,畢業后直接應聘了程序員崗位。“研究生、博士生畢業從事本專業的占比不到20%,”吳子豪感慨,“大部分人去了互聯網公司。”

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

  02 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,也需要很多行業經驗積累。”藍寶王是一家擁有7年經驗的外資芯片企業工程師,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”。

  在電子制造業中,芯片屬于上游產業,本身利潤不算高。芯片行業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”。“芯片本質上是和電子產品綁在一起的。”藍寶王記得,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,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年實現營收增長超400%。彼時,全志科技的毛利率達到56%。

  創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。

  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。“2011年,一顆平板電腦芯片還可以賣十幾美金,但是價格戰一打,沒過兩年,芯片已經下滑到3、5美元了。”一位電子廠商總經理回憶說。

  多位芯片從業者介紹,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。

  全志科技的價格戰最終燒回了自己。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。”

  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,也多為聯發科所占。

  “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。

  03 產業回春,扎堆設計

  2014年,在關注邊緣游蕩數年的芯片產業,迎來了春天。

  這一年9月,中國成立千億級芯片產業扶持基金,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。作為對照,根據摩根士丹利估算,在1990年代后半期,政府對芯片產業的投入不足10億美元。

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

  

  不僅是數量上爆發,同一時期,芯片產業也迎來一批并購潮。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、國有企業建廣資產管理公司也陸續發起了芯片相關收并購。

  不過芯片產業的快速增長,逐漸形成“偏科”現象。“很多資源都扎堆到一起了,”林濱感慨,“市場比較大、投入產出比高的領域,企業非常多,相反,一些冷門領域還是空白。”

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

  

芯片產業鏈示意圖(全天候科技制圖)

  然而,自中芯國際與臺積電糾紛之后,在芯片制造上,中國企業卻遲遲難以推進。“建立一條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、還需要大量研發經費,很多廠商根本都玩不起。”

  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,卻陸續傳出“暫停”消息。2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,在芯片產業鏈中的設備和原材料兩個環節,國內企業更是嚴重缺失。

  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。“這是最容易被‘卡脖子’的環節之一,”林濱這樣分析,“沒有制造設備,芯片制造就無從談起。”

  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”、“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。

  04 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”。

  “我就說芯片現在是火了,”坐在中國芯片產業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,”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。”

  芯片產業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展的實施意見及規劃。其中浙江省明確提出,到2020年,全省集成電路及相關產業業務將突破1000億元。

  自2017年來,對于芯片產業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、稅務總局發布了最新關于集成電路設計和軟件產業企業所得稅政策公告,其中寫道:符合條件的集成電路設計企業和軟件企業,自2018年12月31日前自獲利年度起計算優惠期,第一年至第二年免征企業所得稅,第三年至第五年按25%的法定稅率減半征收企業所得稅,享受至期滿為止。

  除了外部環境的利好,根據多位芯片從業者的介紹,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,現在行業正在迎來AI芯片時代,在這個產品上,還沒有哪個公司占有絕對優勢。”

  國產芯片發展的“偏科”,雖然造成了產業鏈多環節缺口,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,也均具有高競爭力的設計水平。

  “英偉達在AI芯片上有先發優勢,但還沒有形成絕對的護城河,現在是個交替時期,對于國產芯片,這是個機會。”林濱說。

  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公司宣布進入AI芯片領域。有數據顯示,2016年全球AI芯片規模為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。”

  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被“卡脖子”的狀態,但也并非毫無希望,“一旦真的出現極端狀況,如果有大企業、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。

  (文中孫超、林濱、吳子豪、藍寶王均為化名,全天候科技作者楊凡對本文亦有貢獻)

責任編輯:陳近梅

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