|
|---|
|
|
|
|
|
|
w*p
发帖数: 16484 | 1 美国在美东时间4月16日颁布出口禁令，禁止所有美国企业和个人以任何方式向中兴通
讯出售硬件、软件或技术服务，期限7年，立即执行，直到2025年。与此同时，英国国
家网络安全中心也发出最新的建议，警告电信行业不要使用中兴的设备和服务。
接着，看到中兴宣布正在配合美国政府申请出口许可，虽然这种申请通常会被驳回。再
后来，听说ARM这家英国公司，因为公司大部分研发放在美国，也被迫停止对中兴的支
持和商务合作。如此种种，不觉让人深吸了一口凉气，看来这次美国玩儿真的了。
缺“芯”现状，“命门”被握
对于这次事件的反应，有些人认为没什么大不了，努比亚没了高通，不是还有中兴微电
子么，用自己的呗。有些人认为，最好全部禁运，此刻正是国产芯片的好机会。
对于国产芯片而言，若失去国产整机厂作应用支撑，又谈何发展机会。所以，目前当务
之急是让美国政府尽快解除禁运，度过眼下难关，再图将来。
虽然这些年，国内集成电路产业发展突飞猛进，自给率逐年提高。华为海思最新的麒麟
芯片可以和高通骁龙820一比高下；龙芯积累了十多年，也终于可以和北斗卫星一起上
天；随便拆开一个蓝牙音箱、机顶盒、冰箱洗衣机，里面的核心芯片已经大部分是国产
品牌。
但不可忽视的现状是，这些国产芯片的成功应用大多在消费类领域。在对稳定性和可靠
性要求很高的通信、工业、医疗以及军事的大批量应用中，国产芯片距离国际一般水平
差距较大。尤其是一些技术含量很高的关键器件：高速光通信接口、大规模FPGA、高速
高精度ADC/DAC等领域，还完全依赖美国供应商。
进入二十一世纪第二个十年，西方国家遏制中国，限制高技术产品出口中国的瓦森纳协
议依然生效。上述几种芯片是限制出口的重灾区。如果想看看中国这几个方向的真实水
平，每年查查瓦森纳协议的更新就可以了。
而现代相控阵雷达里面，他们都是必需品，只能通过”你懂的”渠道获得。
每生产一台国产示波器，里面的ADC都需要美国政府的同意才能进口，同时要承诺不被
转做军事用途。打开中兴、华为出产的基站，电路板上除了几颗数字基带芯片是自产的
，通信链路上RF，PLL，ADC/DAC乃至外围测量电源电压的芯片都见不到国产供应商的身
影。
虽然整机厂通过自产基带芯片掌握核心算法，但是，却无法解决被国外芯片供应商&
ldquo;卡脖子”的问题。了解整机产业的人都知道，一台基站假如有100颗芯片，
其中只要有1颗被禁运，整台基站就无法交付。就算找到团队重新设计，根据IC研发的
固有规律，一颗芯片从设计、测试到量产至少要1年以上，高可靠性的工业级芯片需要
时间更长。
如果制裁持续1年，这期间中兴的所有产品全面断货，合同无法履行，完全没有收入，
结果不言而喻。唇亡齿寒，就算国产ICer们一年后把芯片给中兴做出来，又有什么用呢
？这一次，美国政府是捏住了中兴的脉门。
诚然，这些年来中国电子整机行业水平突飞猛进。华为超越爱立信成为世界第一大通信
设备公司。逼的其他几家公司只能不断合并，最后中兴得以挤进世界前四。联影、迈瑞
等国产大型医疗器械的产品水平直逼GE、飞利浦等巨头。国产雷达完成主动相控阵的跨
越式超越，052C/052D、歼16等高性能武器服役，其雷达制式和性能已经直逼美国，超
越欧洲和俄罗斯。就在军迷们弹冠相庆，裤衩红的不能再红的时候，不能掩盖的事实是
缺”芯”的命门其实一直掌握在美国人手中。
纵览历史，中国电子整机产业的突破其实也是电子技术演进和世界分工变化的结果。电
子设备的核心是算法、软件和硬件。算法和软件有其自身的特点，中国人依靠聪明和勤
奋容易完成赶超。客户需要一个feature，华为可以连夜派工程师加班编写；都是4G基
站，华为可以做到一键配置完成，而对手需要按照操作手册一步步完成。
早年的华为靠这些逐步建立起市场优势。而硬件随着IC技术的发展，芯片集成的功能越
来越多，实际上技术含量都集中到了芯片中。以前一块电路板上上百个元件，调试和良
率都是门槛，而现在变成一两颗芯片。只要你能买到芯片，照着参考电路设计一下，八
成能用。除了军用的高端芯片，华为中兴之流几乎可以买到世界上最先进的商用芯片。
尽管有瓦森纳协议，但美国供应商们在巨大的利益诱惑面前，也在帮助我们想办法绕过
限制。于是，买了一流的芯片，就有了一流的硬件，再加上勤奋铸就的软件和聪明凝聚
的算法，打败懒惰的欧洲通信商们就是顺理成章的事情。于是中国成了世界工厂，有着
世界上最大的半导体消费市场。但3月7日，美国政府的制裁来了，我们才发现，世界领
先的整机产业实际上是建立在沙子一般的地基之上，皇帝的新衣被人扒的一干二净。
互联网我们有BAT可以和facebook/google过过招，电子整机有华为中兴可以对抗思科爱
立信，IT行业里面为什么独独集成电路，没有能跟美国抗衡的能力呢？
这还要从IC设计产业的特点来说起。IC设计相对于互联网和整机设备，有两个重要特点
，试错成本高和排错难度大。互联网做一个app，可以一天出一个版本，有些bug没关系
，第2天就可以修复，试错和修改的成本几乎为零。整机硬件的电路板设计周期在1天到
1个月之间，生产周期在3天到2周之间，出了错重新投板费用在几百到几千之间，最多
数万块钱。
而IC设计，不算架构设计，从电路设计开始，到投片，最少要半年时间。投片送到工厂
加工生产，一般要2个月到3个月。最重要的是一次投片的费用最少也要数十万元，先进
工艺高达一千万到几千万。如此高的试错和时间成本对一次成功率的要求极高，不得不
把流程拖长，反复验证，需要多个工种密切配合，团队中一个人出错，3个月后回来的
芯片可能就是一块儿石头。修改一轮，又三个月出去了。
与试错成本高并存的是排错难度大。互联网编个软件，调试起来几乎可以在程序任意地
方设断点，查看变量当时的状态或者打出log。硬件电路板上，几乎任何一根信号线可
以拉到示波器上看波形。而一颗手指甲盖大小的芯片，里面有上亿个晶体管，而最终能
在电路板上测量到的信号线却只有十几根到几百根。如何根据这少得可怜的信息，推理
出哪个晶体管设计错误，难度不言而喻。
两大特点导致对IC从业人员的素质要求极高，试错周期长需要逻辑严谨细致的工作态度
，排错难度大需要一套科学的实验方法。而这两方面，恰恰是国内教育的软肋。过分重
视知识的记忆，而忽略逻辑和方法。所以当软件工程师们靠自己的聪明和勤奋，不断快
速迭代的时候，ICer们却经常遇到猪队友的困惑，导致原地打转。加班已经不能再多，
却还是一次次的delay，上市时间依然落后。更有很多bug无法找到原因，反复投片实验
也无结果，最后只能以项目失败收场。
高难度的产业背后蕴藏的是巨大的利益和商业价值。集成电路被誉为电子工业的粮食，
除了对国家和行业安全有着巨大的意义，利润率也随着技术含量水涨船高。芯片本身的
材料是二氧化硅，成本极低，上面凝聚的技术就决定了利润。
消费类芯片产品一般毛利率在30%~40%，工业用产品一般能在50%~60%以上，更有甚者，
以高性能模拟芯片为主的美国Linear公司，平均毛利率能达到90%！很多我们无法设计
的芯片，例如高端交换芯片，毛利率都在99%以上。一旦中美开战，即便没有禁运，美
国政府利用行政手段把自己电子武器的批量成本压到我们的1/10是分分钟的事情，细思
极恐。
尝试突破，从未放弃
科研项目。
国家近十几年来，一直通过863/973/核高基等国家级科研计划对关键器件进行支持，投
入巨大。后期也要求工业界和整机厂加入，以解决应用脱节的问题。但这些年下来，真
正能量产并转化为实际产品的成果寥寥。究其原因，一个是目标脱节。IC界有个说法，
实验室测试通过只是迈出了一小步，到量产还有巨大的工作量。科研项目只需要在评审
的时候能够提供几颗样片，演示出所需性能即可拿到尾款。而工业级应用需要在各种温
度和环境变化条件下保持性能稳定，以及解决批量生产的良率问题。如何保证量产是需
要从设计一开始就考虑的，有些科研单位选择的架构本身就决定了成果只能交差，而不
能量产。二是指标脱节。科研项目的立项单位不考虑国内实际水平，盲目追赶世界领先
水平。不管上一周期的项目是否完成，今年的指标一定要更近一步。申请单位恶意竞争
，不考虑自身实力，申请时竞报指标，谁提的指标高谁拿到项目，才不管2年以后如何
交差。这样的制度下，本来按照已有技术积累，做100MHz还能量产，指标竞价完成后目
标变成500MHz，最后谁都搞不定。
仿制、抄袭。
军迷们引以为自豪的山寨能力，就是看美军有什么，我们就抄一个。集成电路也可以抄
，学名反向设计。虽然芯片很小，电路密度极大，但仍然可以通过显微、照相等方式获
得他的全部版图信息，然后复制一份，送到工厂生产，似乎看起来就可以得到一模一样
的产品了。其实不然，版图相当于软件编译后的机器代码，可读性很差，无法了解其原
理和架构。而版图提取本身存在物理误差和人为错误，尤其对于高性能的模拟混合信号
芯片，对工艺又非常敏感，稍有不一致都可能导致芯片性能和良率的巨大差异。而此时
设计人员无法了解原理，定位错误犹如一个盲人在大海里捞针。军工研究所普遍采用这
种方法，每次反向犹如一场赌博，有时候做出来OK最好，一旦出现问题，基本束手无策
。所以多年下来，除了电路比较简单的射频和功放芯片，上述高性能PLL，ADC等关键器
件反向成功，能量产装备的例子寥寥无几。
高校。
有些高性能关键器件芯片规模不大，看起来挺适合高校来作为突破的主力军。但多年下
来，业内公认是高校的水平不如工业界。这不是中国特有的，美国也这样。这和前述集
成电路产业的特点密切相关。高校的优势是出新idea，对于算法这类领域挺合适，仿真
实验看到结果快且准，仿出来有效果基本实际就会有效，顶多实现复杂度太高。芯片试
错成本高，流程长，参与协作的工种多，任何一个环节出问题，就看不到好结果。能把
一个芯片做成业界普遍水平，不掉坑里，就已经不容易，需要多年积累。学生们积累少
，纵有好的idea，往往躲不过路上无数的暗坑，还没看到idea的效果，就死在半路了。
学校的特长是做更前沿的研究，适合弯道超车。而集成电路恰恰不好弯道超车，尤其是
模拟芯片，你不解决100MHz的问题，到200MHz的时候那些问题还在。
人才引进。
国家层面也看到了上述问题，2013年9月国务院副总理马凯调研集成电路产业，随后国
家出台了新的集成电路产业振兴规划。改为成立产业基金，通过股权投资的方式对集成
电路企业进行帮助。同时以紫光为首的国内民营资本结合政府基金，开始了国际市场上
的疯狂扫货。展讯、RDA、OmniVision等企业纷纷被收归旗下。但时光转到2015年，紫
光和大基金系的扫货开始遇到障碍，收购美光，西数，试图以此突破nandflash产业遇
挫，华润报价Farchild被拒。连飞利浦照明业务的收购也因为美国政府担心功率半导体
技术外泄而终止。回过头来看，除了展讯这类本来就是国内公司、OmniVision本来就是
华人公司，国家通过收购的方式并未采购到货真价实的核心技术，更不要说可以有军事
用途的射频、ADC等关键器件技术，可以断定美国人是不可能卖的。
困境之中，如何破局
对于突破集成电路高性能关键器件，笔者认为有三个因素：有足够的资金支持，有整机
厂的通力合作和有耐心的团队。
资金怎么解决，“十八大”要求让市场在资源配置中起决定性作用。芯片研
发是高投入高风险，最后运气好才有高产出。现在政府通过大基金的方式来决定资源分
配，并不一定总能选中最后的胜利者，而且有国有资产保值增值的压力，道德风险，都
会让其投资行为走形。另外，国资的大规模投入还会造成挤出效应，减少民营资本在产
业中的投入量。
笔者认为最好的方式还是吸引民间资本。
民间资本只要有足够大的市场，足够大的利润，他就会心动。而一开始团队技术水平跟
先进水平有差距，无法参与全球竞争，可以攫取的市场规模必然没有那么大。这个时候
应该是国家出马，通过补贴和奖励整机厂商的方式，在不损害整机厂家成本竞争力的前
提下，在初期允许国产芯片商卖一个高价，获得超额利润，弥补巨额研发的投入，吸引
民间资本进入。
后期，根据芯片累计装备的数量，逐步减少补贴，最后达到市场定价，进入国际市场参
与竞争。这种政策好处是钱肯定都花到有竞争力的市场主体中，谁最后装备，谁做的东
西能用，就补贴谁。当然要注意防范骗补的问题。
至于研发风险和选择错误风险，让民间资本来去承担。民资花自己的钱，自然会慎重选
择团队，即使研发失败，也能坦然接受。这样一份国家补贴，可以吸引多份民间投资，
只要其中一份儿成功量产，国家就赚到了。
当然所有的前提是我们还有一个强大的，有国际竞争力的整机产业。只有他们，才有动
力去试用还在襁褓中的国产IC。笔者在推广国产IC的过程中，最感动的就是这群整机厂
家的技术人员，不需要任何的利益驱动，他们是发自内心的愿意去帮助国产IC，有时上
司都允许放弃了，他们还加班加点帮助国产供应商查找问题。
塞翁失马，焉知非福。也许多年后回过头来看，这次中兴事件对国产IC产业是个转折点
。但不管怎样，当下真心希望他能度过难关。 |
|
|
|
|
|
|
