圖片來源@視覺中國

文 | 產(chǎn)業(yè)家，作者 | 山丘，編輯 | 皮爺

無論是上游還是下游，造芯之路都很艱難。而我國到底什么時候才能完成自給自足？國產(chǎn)芯片又能不能挑起大梁？還需等待歷史的檢驗(yàn)。

“咱們要做芯片，芯片會很牛?！?/p>

這是20年前，范東睿和幾個剛剛二十出頭的年輕人初到中科院計(jì)算所時，李國杰院士給新生開會說的一句話。

當(dāng)時，沒有人注意到這會成為中國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展史的一組特寫。

“我們聽得熱血沸騰，散了會問李老師誰在做，老師說就你們做啊!但我們誰也不知道怎么做。”范東睿回憶道。那時候高端芯片邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)，都是大家完全沒接觸過的新鮮事物。

而現(xiàn)在時任中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所高通量計(jì)算機(jī)研究中心主任、北京中科睿芯科技創(chuàng)始人的范東睿已經(jīng)把當(dāng)初的夢想落實(shí)到現(xiàn)實(shí)生活中。

在中科睿芯標(biāo)志性的小白樓一樓，一進(jìn)門，墻上就展示了幾枚鑲嵌起來的芯片，從第一代芯片到第二代芯片，再到加速卡、服務(wù)器，產(chǎn)品也從產(chǎn)業(yè)鏈上游延伸到了下游。

范東睿談起研發(fā)的過程：“好比登山，我現(xiàn)在還處于艱苦攀登的過程，稍有不慎就可能墜落，技術(shù)芯片只有階段性的成功或者階段性的進(jìn)展，在信息領(lǐng)域誰也不能高枕無憂，很多知名的大公司都曾一夕之間倒掉?！?/p>

對這個前所未有敏感和重要的行業(yè)，范東睿提醒自己“不太可能歇一歇腳”。

回首過去二十年，芯片本身從冷門發(fā)展成為如今備受矚目的焦點(diǎn)。同樣，不敢歇一歇的還有華為、小米、汽車制造商等需要芯片的企業(yè)們。

01 “缺芯”，進(jìn)退兩難

芯片危機(jī)后，之前定價為6元的韓國進(jìn)口芯片，現(xiàn)在即使花16元也很難拿到貨——這是一家小家電企業(yè)描述出來的缺芯現(xiàn)狀。

今年三月份以來，芯片危機(jī)已蔓延至小家電產(chǎn)業(yè)，部分小家電企業(yè)已因缺芯停產(chǎn)。

同樣因缺芯而停產(chǎn)的還有汽車行業(yè)，這也是最先被殃及無辜的行業(yè)。去年12月份，上汽大眾和一汽大眾初相繼進(jìn)入停產(chǎn)階段，如果芯片缺口不能恢復(fù)的話，一年將有400萬輛產(chǎn)能受到影響。

甚至有消息傳出長城汽車遭遇產(chǎn)能瓶頸，在接下來的6月份，其位于重慶永川、徐水的兩大生產(chǎn)基地將面臨停產(chǎn)，波及的車型包括哈弗H6、長城炮、坦克300等多款熱門車型。

針對缺芯的影響，雖然大眾和長城汽車都避重就輕的表示：會尋求解決辦法，會采取多種措施積極應(yīng)對。但具體怎么做，問題解決了嗎？他們都沒有給出具體的答案。

影響最大的是汽車新勢力蔚來，從3月29日開始，蔚來在合肥的江淮工廠連續(xù)停產(chǎn)5天。根據(jù)蔚來的估算，停產(chǎn)將影響3月份產(chǎn)量，預(yù)計(jì)第一季度交付的2-2.05萬輛汽車，將僅有1.95萬輛。參照蔚來2020年4.4萬輛的交付量，本次停產(chǎn)預(yù)計(jì)減產(chǎn)600輛汽車，占比去年產(chǎn)量的1.3%。

早在此前，蔚來汽車創(chuàng)始人李斌早就表達(dá)過擔(dān)憂，蔚來已經(jīng)具備月產(chǎn)1萬臺電動車的能力，但受限于芯片短缺和電池供應(yīng)，僅能生產(chǎn)7500輛。李斌預(yù)計(jì)，到7月份，這些阻力才會消退。

與此走向兩極的是，今年上半年幾乎同時引發(fā)汽車缺芯潮和互聯(lián)網(wǎng)巨頭造車潮。

汽車行業(yè)自身都缺芯難自保的情況下，互聯(lián)網(wǎng)巨頭們開始下場造車，例如騰訊、阿里巴巴、華為、百度和小米等，不禁讓人懷疑，有著強(qiáng)大資本支持的互聯(lián)網(wǎng)巨頭們會不會讓汽車缺芯現(xiàn)狀更加雪上加霜，再次發(fā)生“搶芯大戰(zhàn)”和延長“缺芯荒”周期。

但基于此，互聯(lián)網(wǎng)巨頭們傳出的聲音是：

一是不涉及造車，只是提供生態(tài)服務(wù)，繼而不會搶芯。其中，騰訊、阿里巴巴、華為主要是提供生態(tài)服務(wù)而未涉及整車制造。今年3月份，華為2020年財報重申，華為在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域的定位是增量部件供應(yīng)商，目標(biāo)是幫助車企“造好”車，造“好車”。

二是自己造車，但造車周期長，兩三年內(nèi)還用不到芯片，繼而也不會搶芯。例如，百度、小米和蘋果則是親自下場造車，并且搭配自家新能源汽車系統(tǒng)與生態(tài)服務(wù)。

雷軍給出的回應(yīng)是：“芯片短缺對造車有影響，但對我們沒有影響?！?/p>

小米總裁也在小米2021一季度財報電話會議上談到芯片短缺對造車的影響時表示：“缺芯對我們沒有影響，汽車整個研發(fā)周期長，做一部好車也許需要3年時間，不認(rèn)為芯片短缺會延續(xù)三年，現(xiàn)在不考慮這個問題，目前小米造車還處在早期階段。”

也就是說，互聯(lián)網(wǎng)巨頭下場造車，對芯片短缺的現(xiàn)狀影響一時半會很難體現(xiàn)出來。不過芯片仍然是汽車的命門，任何一方都不能忽視。

那為什么，企業(yè)們會被“芯片”扼住命運(yùn)的喉嚨？一但缺芯就面臨著死亡的局面呢？

這是因?yàn)槲覈酒越o不足，還在過度依賴進(jìn)口芯片。

由圖可見，我國半導(dǎo)體自給率從2013年的8.20%到2020年的15.90%，漲幅雖然上升，但速度很慢。

根據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù)顯示，中國原本期望在2025年實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體芯片自給率達(dá)到70%，但按照目前發(fā)展情況來看，到2025年可能最多只能達(dá)到20%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于目標(biāo)。

廣汽集團(tuán)黨委書記、董事長曾慶洪在十四五會議上談道：“2020年全球汽車芯片市場規(guī)模約3000億元，而我國自主汽車芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模僅約為70億元，占比小于2.5%，且主要分散在低附加值和低可靠性領(lǐng)域。在新能源三電系統(tǒng)、底盤電控、自動駕駛等領(lǐng)域的關(guān)鍵零部件開發(fā)及主要芯片生產(chǎn)被國外企業(yè)壟斷。”

另外從進(jìn)口芯片規(guī)模來看，我國對進(jìn)口芯片的需求仍然很大。從2013年以來，我國進(jìn)口芯片數(shù)量持續(xù)增長，盡管2018年受中美貿(mào)易的影響有所下降，但不能擺脫的是，我國對進(jìn)口芯片的依賴程度依然很高，從2019年開始，進(jìn)口芯片依然保持持續(xù)上升。

2020年中國進(jìn)口芯片3500億美元，同比增長了15%左右；進(jìn)口芯片塊數(shù)為5435億塊，同比增長22%。

同年中國出口芯片1166億美元，同比增長也在15%左右；出口芯片快數(shù)為出口芯片總數(shù)量為2598億塊，同比增長18.8%。

值得注意的是，進(jìn)口金額約是出口金額的3倍左右，進(jìn)口數(shù)據(jù)是出口數(shù)量的2倍多，也就是說進(jìn)口芯片的均價遠(yuǎn)高于出口均價，意味著大量進(jìn)口高端芯片，少量出口低端芯片。

芯片進(jìn)口增長比出口增長要快，或許也就意味著對國外芯片的依賴在加重，而不是在減輕。

種種跡象表明，國內(nèi)芯片生產(chǎn)增長滿足不了國內(nèi)增長的市場需求，企業(yè)們依舊被進(jìn)口芯片掣肘。面對這種卡脖子的窘境，不服輸?shù)膽B(tài)度是，一些企業(yè)也在尋求擺脫被控制命運(yùn)的方法。其中，和范東睿一樣，熱血沸騰要做芯片的人陸續(xù)出現(xiàn)。

02 上億元“堆”芯片

兩年前，面對美國商務(wù)部工業(yè)與安全局(BIS)將華為列入所謂“實(shí)體清單”，禁止華為在未經(jīng)美國政府批準(zhǔn)的情況下從美國企業(yè)獲得元器件和相關(guān)技術(shù)等事件。

華為創(chuàng)始人、CEO任正非回應(yīng)，“這不是很重要，我們做好了準(zhǔn)備。”原因是早在20年前，任正非被美國圍剿的時候，他就發(fā)誓要做中國人自己的芯片。

當(dāng)時他把海思的女掌門何庭波叫到面前說：“我給你每年4億美元的研發(fā)費(fèi)用，再給你2萬人，一定要站起來，適當(dāng)減少對美國的依賴。芯片暫時沒有用，也還是要繼續(xù)做下去，這是公司的戰(zhàn)略旗幟，不能動搖的”。

華為P6整整試制了100萬片，最終才敢量產(chǎn)，到現(xiàn)在也沒有人知道華為造芯到底花了多少錢。

功夫不負(fù)有心人，華為經(jīng)過多年的努力還是有結(jié)果的。2019年1月，華為在北京發(fā)布用于5G手機(jī)的巴龍5000手機(jī)基帶芯片。同年9月份，華為發(fā)布集成CPU和基帶的SOC芯片麒麟990，這是全球第一款SOC集成5G手機(jī)芯片，已用于華為中高端5G手機(jī)。

馬化騰對華為做芯片的評價是：“也許華為做芯片是想有一個備胎，但是沒備胎就可能被別人扼住喉嚨。”

同樣不想被扼住喉嚨的還有小米。整整比華為晚十年做芯片的小米，在2014年10月，成立了全資子公司北京松果電子，沖進(jìn)了造芯的漩渦。

當(dāng)時雷軍拿出的誠意是：“10 億人民幣起步，花 10 億美元，10 年出成果”。

對于當(dāng)時的情景，雷軍也有過這樣的描述：“絕大部分人心里都會七上八下，因?yàn)椴恢罌_出去是死是活。而我心里稍微平靜一些，因?yàn)槲乙呀?jīng)做好了干十年的準(zhǔn)備?！?/p>

最終歷時三年，小米首款自主研發(fā)的手機(jī) SoC 芯片澎湃 S1誕生，小米成為繼蘋果、三星、華為之后第四家具有芯片自研能力的手機(jī)廠商。

讓人意外的是，此后關(guān)于澎湃S2芯片沒有了一點(diǎn)消息，甚至一度傳聞芯片項(xiàng)目已經(jīng)流產(chǎn)。

有人猜測原因，小米澎湃S2芯片五次流片全部失敗，而流片試產(chǎn)一次費(fèi)用就高達(dá)幾千萬，小米或許是燒不起錢了。直到2021年3月30日，小米推出澎湃C1芯片，用實(shí)際行動表明“澎湃系列芯片沒有流產(chǎn)”。

就像雷軍在當(dāng)天發(fā)布會上反復(fù)提及的一句話：“做芯片，九死一生?！?

造芯片不是一般的企業(yè)能燒得起的。其中，芯片制造工序多，包含了芯片設(shè)計(jì)、硅片制造、晶圓制造、電子封裝、基板互聯(lián)、儀器設(shè)備組裝等制造工序，每一道工序又會涉及很多小的步驟，整個流程必須全部完成，才能生產(chǎn)出可以使用的芯片。

每研發(fā)一片新的芯片，都要至少投入上億的資金，花費(fèi)至少一兩年的時間來研發(fā)。不僅如此，制造集成電路的“開銷”也讓人瞠目結(jié)舌，僅一條 20nm工藝生產(chǎn)線就高達(dá) 100 億美元。

而且，即便投入如此巨大，芯片研發(fā)仍然要面臨著承擔(dān)流片失敗的技術(shù)風(fēng)險和不滿足市場需要的商業(yè)風(fēng)險。對于產(chǎn)品線尚不豐富的初創(chuàng)設(shè)計(jì)企業(yè)來說，一顆芯片流片失敗就可能導(dǎo)致企業(yè)破產(chǎn)。

當(dāng)前芯片行業(yè)下游市場大致分為通訊（含手機(jī)）、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)電子、汽車、工業(yè)、軍事等領(lǐng)域，其中最主要的市場是通訊和PC/平板領(lǐng)域，二者占比達(dá)到 61%，其次是工業(yè)、消費(fèi)電子和汽車領(lǐng)域。在中國缺芯影響最大的汽車領(lǐng)域，小鵬汽車、比亞迪、吉利、東風(fēng)等都投入自研芯片的大軍，但截止到芯片成型，恐怕還需要巨量的資本輸入。

03 “卡脖子”，和看得到的未來十年

中投顧問報告指出，芯片是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱，是集成電路的載體，由晶圓分割而成。

其中，根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈劃分，芯片從設(shè)計(jì)到出廠的核心環(huán)節(jié)主要包括6個部分：芯片設(shè)計(jì)軟件、指令集體系、芯片設(shè)計(jì)、芯片制造設(shè)備、圓晶代工、封裝測試。

中國在大部分環(huán)節(jié)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他國家，而且在技術(shù)上主要以低端為主，高端還需要繼續(xù)努力。

在指令集、設(shè)計(jì)等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)中絕大多數(shù)技術(shù)壁壘比較高的環(huán)節(jié)，中國芯片產(chǎn)業(yè)地位非常薄弱。而在圓晶代工、封裝測試等技術(shù)要求相對不高的環(huán)節(jié)，中國則有望有所發(fā)展。具體來看，在指令集架構(gòu)方面，排名靠前的都是美國公司主導(dǎo)的，國內(nèi)除了龍芯在 MIPS基礎(chǔ)上有所擴(kuò)展，在一定程度上屬于自主設(shè)計(jì)，絕大多數(shù)國內(nèi)公司都是花費(fèi)巨額資金來購買授權(quán)獲得指令集。

從芯片設(shè)計(jì)軟件來看，美國、澳大利亞、日本的公司幾乎實(shí)現(xiàn)了市場的壟斷，僅美國就占70%以上的市場。而我國的華為、紫光展銳雖然擁有設(shè)計(jì)軟件，但主要是內(nèi)部使用，并沒有進(jìn)入市場和大范圍推廣。

芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，已出現(xiàn)英特爾、三星電子、高通、聯(lián)發(fā)科、海力士等全球芯片設(shè)計(jì)巨頭，而華為海思、紫光展銳等公司雖總體市場份額增長最快，但占比仍然較小。而且芯片設(shè)計(jì)能力主要集中在中低端，高端芯片的設(shè)計(jì)能力仍然落后。

在芯片制造設(shè)備領(lǐng)域，國外公司的銷售額幾乎占全球市場的80%以上。相較之下，國內(nèi)只能提供低端的制造設(shè)備。

但國內(nèi)也有成型環(huán)節(jié)。如在在晶圓代工環(huán)節(jié)，現(xiàn)在扛起國產(chǎn)芯片制造大梁的企業(yè)是中芯國際，14納米的工藝制程，其已經(jīng)可以滿足我們絕大多數(shù)的芯片制造需求。

在封測環(huán)節(jié)，中國的長電科技已成為世界領(lǐng)先的芯片封測企業(yè)，可以滿足大部分企業(yè)的需求。

同時，為了應(yīng)對芯片危機(jī)，國家層面頂層設(shè)計(jì)正在加速國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)升級，維護(hù)穩(wěn)定、健康的供應(yīng)鏈生態(tài)。并且通過設(shè)立專項(xiàng)基金，以促進(jìn)國內(nèi)芯片生產(chǎn)。

2018年，國家大基金承諾將積極投入，特別是芯片制造領(lǐng)域?qū)⒏哌_(dá)65%。

此外，上海和北京也成立了自己的基金，以加強(qiáng)芯片制造業(yè)。其中受益的企業(yè)有中芯國際，其成功上市后，有望與臺積電進(jìn)行競爭。

截止2020 年，中國大陸芯片制造商已收到包括承付款項(xiàng)在內(nèi)人民幣 1,440 億元的投資，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過2019年約640億元的總額。

但從實(shí)事求是的說，我國在芯片的制造上還需要走很遠(yuǎn)的路。無論是上游還是下游，造芯之路都很艱難。而我國到底什么時候才能完成自給自足？國產(chǎn)芯片又能不能挑起大梁？還需等待歷史的檢驗(yàn)。

慶幸的是，未來十年國產(chǎn)芯片的路非常清晰。在加速奔跑的當(dāng)下，未來可期。

更多精彩內(nèi)容，關(guān)注鈦媒體微信號（ID：taimeiti），或者下載鈦媒體App