国产芯占有率多项为0,为什么中国人设计不出好芯片?芯片
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美国制裁中兴,背后折射的是中国集成电路行业的问题:中国有着全球较大的半导体市场,但集成电路设计企业的主流产品仍然集中在中低端。基础能力上的欠缺,强烈依赖第三方的先进IP核、先进工艺和外包设计服务,最终行业将受制于人。

“有些事情放下了反而轻松”。

但半导体不是。

不久前,美国官方发起了对中兴长达7年的封杀,禁止美国企业向中兴出售一切电子技术或通讯元件。

紧接着,路透社曝出华为解雇在美国的5名员工,其中有员工为华为在美国站稳脚跟而奔走了8年之久。

“有些事情放下了反而轻松。”这是华为轮值董事长徐直军在昨天的全球分析师大会上说的一句话。华为一直积极拓展美国市场,但似乎与美利坚越行越远。

现在,中国全球唯二的两家通讯巨头,在中美贸易战的背景下都面临前所未有的压力,而中兴更是因为元器件依赖美国,遇到了有史以来较大的危机,有可能遭受灭顶之灾。

猛回头。改革开放正好40周年,我们在关键技术上依然会被“掐脖子”。中国有着全球较大的半导体市场,但集成电路设计企业的主流产品仍然集中在中低端。

警世钟。有些曾经辉煌一时的企业,由于基础能力上的欠缺,强烈依赖第三方的先进IP核、先进工艺和外包设计服务,最终业绩下滑,丧失核心竞争力,成为行业的教训。

到底哪里出了问题?

中国芯之痛:中国核心集成电路国产芯片占有率多项为0,贸易逆差高达1657亿美元

昨天,微博知名财经博主@曹山石po出一张图,显示当前中国核心集成电路国产芯片占有率状况。


国产芯占有率多项为0,为什么中国人设计不出好芯片?芯片

除了移动通信终端和核心网络设备有部分集成电路产品占有率超过10%外,包括计算机系统中的MPU、通用电子系统中的FPGA/EPLD和DSP、通信装备中的Embedded MPU和 DSP、存储设备中的DRAM和Nand Flash、显示及视频系统中的Display Driver,国产芯片占有率都是0。

这张图最初源自清华大学微电子学研究所魏少军所长的文章,发表在2017年的《集成电路应用》第34卷第4期上。

魏少军的这篇文章显示,中国集成电路产业持续高歌猛进,芯片设计、制造、封装测试都取得了超过10%的销售增长率。

但行业火爆的背后,产业结构与需求之间失配:

芯片制造业主要为海外客户加工;

芯片设计主要使用海外资源;

芯片封测主要为海外客户服务;

最关键也是最致命的是,核心集成电路的国产芯片占有率低,也就是@曹山石的那张图,即便是有国产芯片,要么是为海外代工,要么无人问津。

另外一点,集成电路进出口存在较大贸易逆差。2016年,中国集成电路进口额达到2270.7亿美元,连续四年超过了2 000亿美元,是价值较高的进口商品。同期出口集成电路613.8亿美元,下降11.1%,贸易逆差高达1657亿美元。预计未来几年,集成电路进口额仍将维持高位。

关键元器件几乎没有国产、依赖大规模进口,在这样的大背景下,作为全球第四大网络设备制造商,一旦美国下禁令,中兴通讯就会面临灭顶之灾。

中国人设计不出性能强大的芯片?学者:国人选择性忽视国产芯

目前,国内的集成电路产业设计、制造、封装三业并举,制造可以去代工,封装测试与美国的差距也不是很大。

差距较大的地方在于设计,现在国内芯片设计主要还是依赖国外。一位北京某高校研究所专家告诉新智元,其实不是中国设计不了芯片,是因为当下没有芯片迭代的条件。

“英特尔、ARM这种大公司,它们设计的第一代芯片都很难用,但是可以去迭代,最后才会出现好用的芯片。”

反观之下,我们的国产芯片生存比较困难,主要是业界不会给迭代的机会。这是因为,一方面,市场已经存在性能优越的芯片,甚至成本也低。另一方面,人们没有耐心去等国产的芯片去迭代,这直接限制了中国的芯片设计能力的提升。

“本来有很多人其实可以设计出很好的芯片来,但是由于市场的生态不给你国产芯片迭代的机会,选择性忽视国产,所以国内公司也就不能、也不给工程师去’牺牲’的机会,这就是我们的问题所在。”

另一方面,研发投入不足也是产不出高端通用芯片的原因。除了国家科技重大专项外,国家其他科技计划基本上没有集成电路相关的项目和经费投入。2008年启动的“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”及“极大规模集成电路装备及成套工艺”两个国家科技重大专项平均每年在集成电路领域的研发投入不过40-50亿元,不及英特尔一家研发费用的 5.2%~7.7%。

魏少军也指出:

目前,我国集成电路设计企业的主流产品仍集中在中低端,尚未全面进入国际主战场。除了在通信领域有了比较重要的突破外,在CPU、存储器、可编程逻辑阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)等大宗战略产品领域的建树不多。

虽然在“核高基”等国家科技计划大力支持下,上海兆芯研发的桌面CPU和“龙芯”系列CPU在特定领域实现批量应用,但受制于知识产权、加工能力和基础设计能力的不足,我国企业还未能在上述领域进入规模化量产,更谈不上全面参与市场竞争。

虽然我们在超级计算机用高性能多核CPU、动态随机存储器、嵌入式CPU等领域取得了重要进步,但在整个集成电路领域总体上与国际先进水平相比还有不小的差距。

如果在高端通用芯片领域不能取得决定性的突破,我国集成电路设计产业的发展空间将会受到极大的限制。

未来86%的企业将采用AI,国产AI芯片需要0到1的机会

在华为的分析师大会上,华为首次发布全球产业展望GIV 2025(Global Industry Vision 2025)预测:到2025年,全球联接总数达到1000亿,视频流量占比达89%,86%的企业将采用AI,并创造23万亿美金数字经济。

Networks + AI、Phones+AI、HuaweiCloud是华为构建智能世界提出的三大解决方案。未来,人、家庭和组织都将实现智能互联,而要真正去实现人工智能的应用落地问题,就必须从软件到硬件,软硬一体。

谷歌7年前决定研发TPU,到今天看到了效果:不仅在AlphaGO大放异彩,更重要的是还把它做成一项AI服务,商业潜力巨大。这一现象的背后,折射出一个新的趋势:深刻理解人工智能的软件将促进处理器架构的研发效率,针对应用性场景的AI芯片可能是中国的机会。

华为去年推出麒麟970芯片,带来更强的视觉、听觉、触觉体验;并通过NPU算力为基础的开放的HiAI生态,将AI带来的益处扩大到整个终端产业,这让芯片行业生态变得更丰富。

应用场景决定算法,算法定义芯片,软硬件协同设计。中国的地平线也在三年前看到了AI芯片的机会。

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