本文節(jié)選自“寧南山”微信公眾號(hào),作者為寧南山,原標(biāo)題為《半導(dǎo)體,一萬(wàn)年也要搞出來(lái)--中國(guó)的芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)》。
中國(guó)的經(jīng)濟(jì)升級(jí),最大的兩個(gè)領(lǐng)域是汽車制造工業(yè)和集成電路工業(yè)。反過(guò)來(lái)說(shuō),我們要實(shí)現(xiàn)最終打垮西方列強(qiáng),也就是要在這兩個(gè)超級(jí)產(chǎn)業(yè)完成逆襲。
未來(lái)的十年,我們要做好長(zhǎng)期戰(zhàn)斗的準(zhǔn)備, 如果我們成功了,那中國(guó)就是真正的超級(jí)大國(guó)。如果這兩個(gè)領(lǐng)域我們失敗了,中華民族復(fù)興就不能稱之為成功。
這個(gè)地球上最強(qiáng)大的國(guó)家美國(guó),它有哪些百億美元利潤(rùn)級(jí)別的公司?除開(kāi)能源和金融行業(yè)以外,有大約17家左右:Facebook,通用電氣,IBM,思科,英特爾,寶潔,強(qiáng)生,微軟,蘋(píng)果,沃爾瑪,迪士尼,通用汽車,甲骨文,Alphabet(谷歌母公司),Verizon,AT&T,Comcast。再具體一點(diǎn),零售業(yè)1家,日化業(yè)2家,娛樂(lè)業(yè)1家,汽車業(yè)1家,其他制造業(yè)(通用電氣)1家,總共6家。
ICT領(lǐng)域呢,11家!17家百億美元凈利潤(rùn)公司有11家在ICT領(lǐng)域,因此可以說(shuō),ICT產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成了美國(guó)的立國(guó)之本了。谷歌,亞馬遜,臉書(shū),思科,IBM,英特爾,微軟,甲骨文,Verizon,AT&T為美國(guó)貢獻(xiàn)了巨大的利潤(rùn)。
我們可以看到,在美帝立國(guó)之本的ICT領(lǐng)域,非常顯然中國(guó)是美國(guó)的最大挑戰(zhàn)者,中國(guó)移動(dòng),華為,中興,阿里,百度,騰訊,網(wǎng)易,小米,浪潮,紫光等不僅在中國(guó)本土獲得了優(yōu)勢(shì),而且在對(duì)外擴(kuò)張中,同時(shí)這些公司大多數(shù)凈利潤(rùn)超過(guò)10億美元,要知道全球凈利潤(rùn)超過(guò)10億美元的公司全部算在一起也就是三四百家。這也是為什么美國(guó)對(duì)中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)如此關(guān)注的原因。
集成電路是ICT領(lǐng)域的上游技術(shù),是硬件的基石,如果中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)也起來(lái)了,受到?jīng)_擊最大的還是美國(guó),而這是美國(guó)的核心領(lǐng)域之一。
看下圖,世界集成電路三強(qiáng):英特爾,三星,高通。光是高通和英特爾兩家,每年就能帶給美國(guó)八九百億美元的營(yíng)收,養(yǎng)活數(shù)萬(wàn)美國(guó)工程師,還能帶來(lái)一百多億美元的凈利潤(rùn)。
除了英特爾和高通,美國(guó)還有德州儀器,Nvidia,博通,美光等一大票半導(dǎo)體公司,這個(gè)產(chǎn)業(yè)對(duì)美國(guó)的重要可想而知。
中國(guó)目前每年進(jìn)口的工業(yè)品,只有兩個(gè)大類超過(guò)了500億美元,一個(gè)是汽車和零部件,我們每年進(jìn)口746.1億美元,另外一個(gè)超過(guò)500億美元的進(jìn)口工業(yè)品,就是大家熟知的集成電路了。
中國(guó)每年進(jìn)口的工業(yè)品,集成電路進(jìn)口遙遙領(lǐng)先所有其他工業(yè)品,排在第一位,其進(jìn)口金額2271億美元,是第二名的汽車及其零部件746億美元的三倍。
當(dāng)然其實(shí)中國(guó)曾經(jīng)有個(gè)工業(yè)品每年進(jìn)口超過(guò)了500億美元,那就是液晶面板,例如僅僅5年前,進(jìn)口液晶面板就有大約510億美元多點(diǎn)。
但是隨著以京東方為首的國(guó)產(chǎn)巨頭相繼崛起,在中國(guó)市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)的情況下,液晶面板進(jìn)口反而不斷下降,2016年已經(jīng)下降到了318.5億美元。隨著今年所有國(guó)產(chǎn)面板廠家都在瘋狂提高份額和利潤(rùn),我們有理由相信,在未來(lái)幾年,液晶面板進(jìn)口還會(huì)持續(xù)下降。戰(zhàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)移到OLED面板領(lǐng)域,競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手只有韓國(guó)。
和其他行業(yè)我國(guó)制造能力逐漸上升,逆差逐漸減少不同,集成電路的逆差在過(guò)去七年處于不斷上升的狀態(tài)。從2010年的1277.4億美元上升到了2016年的1657億美元,
到2017年,這個(gè)趨勢(shì)仍然沒(méi)有扭轉(zhuǎn),1-5月中國(guó)集成電路(芯片)進(jìn)口額為954.8億美元,同比上漲17.9%,出口256.6億美元,同比增長(zhǎng)11.3%,逆差繼續(xù)拉大。
本文今天探討的核心是,要看到差距,也要看到進(jìn)步。
首先我們要知道集成電路這個(gè)產(chǎn)業(yè),全球市場(chǎng)容量有多大?不同的機(jī)構(gòu)有不同的數(shù)據(jù),都稍微有誤差,我們就以IHS的數(shù)據(jù)為例子, 2016年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到3389.3億美元,同比小幅增長(zhǎng)1.1%。當(dāng)然,全球市場(chǎng)規(guī)模的數(shù)據(jù)各家機(jī)構(gòu)不一樣,有的是3300多億美元,有的是3400多億美元,不過(guò)基本是在這個(gè)區(qū)間。
各位把這個(gè)數(shù)字,和我國(guó)每年進(jìn)口2271億美元集成電路的數(shù)字對(duì)比下,我國(guó)一年的進(jìn)口額是全球市場(chǎng)的67%,這并不奇怪,因?yàn)槿?0%的筆記本電腦,90%的智能手機(jī),還有其他的大量電子設(shè)備,都是在中國(guó)制造,中國(guó)世界工廠的名稱,不是吹出來(lái)的,而是實(shí)實(shí)在在的。
我國(guó)進(jìn)口集成電路多,并且還在不斷增長(zhǎng),一方面固然是我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)比起美國(guó),歐洲,韓國(guó),日本差距巨大,另一方面是因?yàn)槲覀兿掠蔚闹圃鞓I(yè)和自主品牌發(fā)展太迅猛,世界市場(chǎng)份額不斷向中國(guó)品牌集中所致。以2017年為例子,中國(guó)品牌智能手機(jī)已經(jīng)占到世界份額50%左右,而蘋(píng)果和三星手機(jī)也大多是在中國(guó)制造。
基于這個(gè)現(xiàn)實(shí):中國(guó)不僅是世界制造中心,而且在下游的消費(fèi)電子品牌的份額也在呈現(xiàn)向中國(guó)品牌集中的趨勢(shì),所以相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),我國(guó)還會(huì)維持集成電路高進(jìn)口額的趨勢(shì)。
中國(guó)國(guó)務(wù)院在2015年發(fā)布的《中國(guó)制造2025》的報(bào)告里面說(shuō),2020年中國(guó)芯片自給率要達(dá)到40%,2025年要達(dá)到50%,這其實(shí)是一個(gè)非常高的目標(biāo),因?yàn)檫@意味著2025中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模占到全世界35%,也就是超過(guò)美國(guó)位列世界第一。當(dāng)然這個(gè)是指總體產(chǎn)值,就產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)而言,仍然是美國(guó)在高端,中國(guó)在中低端和部分高端。
如果按照工信部的規(guī)劃更激進(jìn),2025年要達(dá)到70%芯片自主化,也就是中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模要占到全球49%, 這意味著什么呢,2025年中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)從產(chǎn)值來(lái)說(shuō)將是世界最高的國(guó)家,不僅能夠供給全中國(guó)的需要,而且還要搶占相當(dāng)一部分的世界市場(chǎng)。
不過(guò)我們也要注意,不管是國(guó)務(wù)院還是工信部的規(guī)劃,都是把在華外資企業(yè)算到國(guó)產(chǎn)里面的,也就是說(shuō),即使2025年完成了70%自主化這一目標(biāo),我們占到了世界的49%,其中仍然有一部分是在中國(guó)的外資企業(yè)完成的。
那么我們能不能達(dá)到這一目標(biāo)呢?或者說(shuō),現(xiàn)在處于什么什么水平呢?下圖是IC insight發(fā)布的2016年全球半導(dǎo)體20強(qiáng),竟然前20位都沒(méi)有中國(guó)公司,這是非常罕見(jiàn)的現(xiàn)象。在其他幾乎任何一個(gè)地球上存在的大型產(chǎn)業(yè),世界前20位都沒(méi)有中國(guó)公司的,幾乎找不到。
有9家公司營(yíng)收超過(guò)100億美元,前20強(qiáng)的門檻是44.55億美元。
不過(guò),我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售額最大的公司是華為旗下的海思半導(dǎo)體,2016年銷售額為303億人民幣,折合美元也是大約44.5億美元,剛好和第20名的44.55億美元幾乎不相上下。所以不出意外,今年海思半導(dǎo)體將會(huì)中國(guó)第一家沖進(jìn)全球20強(qiáng)的半導(dǎo)體公司。這將是歷史性的突破。當(dāng)然,這意味著會(huì)有一個(gè)倒霉蛋被擠出全球20強(qiáng)。
2016年中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)到4335.5億元,同比增長(zhǎng)20.1%,集成電路分成三個(gè)部分,設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)三個(gè)產(chǎn)業(yè)銷售額分別為1644.3億、1126.9億及1564.3億,增長(zhǎng)速度分別為24.1%、25.1%及13%。
這里面有一個(gè)好消息和一個(gè)壞消息,好消息是增速20.1%,這是非??斓?,四年翻一倍,8年后就是現(xiàn)在4倍的規(guī)模,這是非常驚人的。
壞消息是什么呢,我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)這個(gè)4335.5億元銷售額是包括了在華外資企業(yè)的。所以要摸清我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的真正實(shí)力,還是要看血統(tǒng)純正的中國(guó)公司。
我們從設(shè)計(jì),制造,封裝三個(gè)環(huán)節(jié)依次談起。本文先只看設(shè)計(jì)部分。
首先是芯片設(shè)計(jì),在PC機(jī)的時(shí)代,Intel和AMD壟斷了電腦CPU市場(chǎng),中國(guó)公司和他們的差距可以說(shuō)隔著一個(gè)銀河系。
在21世紀(jì)初,可以說(shuō)中國(guó)唯一像樣的芯片廠家是珠海炬力科技,做出了mp3芯片,成為世界最大的兩家mp3 芯片供應(yīng)商之一,我們看下當(dāng)年新聞的原文:
“2005年炬力的SoC芯片出貨量達(dá)到了4980萬(wàn)片,比2004年的1220萬(wàn)片增長(zhǎng)了308%。該公司的MP3播放器SoC芯片的銷售額也從2004年的5410萬(wàn)美元增長(zhǎng)到了1.479億美元。”
通信設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)的崛起,卻意外的給中國(guó)帶來(lái)了一個(gè)沒(méi)有料到的結(jié)局,那就是中國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)開(kāi)始伴隨著中國(guó)通信產(chǎn)業(yè)崛起開(kāi)始萌芽。華為的海思,中興微電子,大唐都成為中國(guó)最大的芯片廠家之一。到了手機(jī)和平板電腦時(shí)代,由于中國(guó)本土手機(jī)廠家和平板電腦廠家的崛起,中國(guó)的展訊,全志,瑞芯微等公司也獲得了發(fā)展機(jī)會(huì)。
下圖是IC insight的報(bào)告,全球純芯片設(shè)計(jì)公司50強(qiáng),2009年中國(guó)只有一家,也是中國(guó)第一家闖入世界50強(qiáng)的是華為旗下的海思公司,2016年增長(zhǎng)到了11家,包括海思,展訊,中興,大唐,南瑞,華大,銳迪科,ISSI,瑞芯微(Rockchip),全志(All winner),瀾起科技(Montage)。
可以看到前面九名,海思,中興,大唐都是電信產(chǎn)業(yè)出生,南瑞是為智能電網(wǎng)提供芯片,全志,瑞芯微,展訊等是為手機(jī),平板電腦等提供芯片。
可見(jiàn)中國(guó)在通信,電網(wǎng),消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)上游的帶動(dòng)作用。所以一個(gè)國(guó)家產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,必然是整體性的,下游發(fā)展不起來(lái),上游也一定發(fā)展不起來(lái),中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)不可能脫離中國(guó)整體產(chǎn)業(yè)升級(jí)的大環(huán)境而獨(dú)立發(fā)展。
2016年,中國(guó)已經(jīng)有了160家芯片設(shè)計(jì)企業(yè)銷售額超過(guò)了1億元人民幣,可以說(shuō)芯片設(shè)計(jì)正在中國(guó)全面開(kāi)花。中國(guó)最大的兩家芯片設(shè)計(jì)公司海思和紫光展銳都已經(jīng)躋身世界前十,2015年海思是世界第六,紫光展銳是世界第十,而且在前十名里面,海思和紫光展銳增長(zhǎng)速度最快。
2017年第一季度,中國(guó)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)整體增長(zhǎng)高達(dá)23.8%,銷售額達(dá)到351.6億元,中國(guó)自主設(shè)計(jì)芯片全球市場(chǎng)占有率已經(jīng)高達(dá)全球8%,中國(guó)市場(chǎng)占有率達(dá)到13%以上。
按照中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)的中國(guó)芯片前十名,和IC insight的排名有所不同,下圖是2016年中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)公布的中國(guó)IC設(shè)計(jì)公司排名,可以看出,通過(guò)紫光集團(tuán)對(duì)展訊和銳迪科的整合,中國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)了兩家金額超過(guò)100億人民幣的本土IC設(shè)計(jì)巨頭,海思和紫光展銳。
這10家公司里面真正算有前途的就五家:海思,紫光(包括展訊,銳迪科),匯頂,中興,士蘭微。
十強(qiáng)以外,還有一些很有意思的中國(guó)IC設(shè)計(jì)公司。
首先是存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域,中國(guó)每年進(jìn)口的集成電路之中,存儲(chǔ)芯片和CPU占了大概75%. 可見(jiàn)存儲(chǔ)芯片的地位。
在存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域,有兩家中國(guó)公司在試圖進(jìn)擊,一個(gè)是兆易創(chuàng)新,一個(gè)是長(zhǎng)江存儲(chǔ)。
目前全球存儲(chǔ)芯片主要有三類產(chǎn)品,根據(jù)銷售額大小依次為:DRAM、NAND Flash以及Nor Flash,其中Nor Flash盡管排名第三,但與前兩者相比,市場(chǎng)規(guī)模仍然較小,僅為30億美元,而前兩者大致在400億美元級(jí)別和300億美元級(jí)別。
這三個(gè)究竟有什么區(qū)別呢?DRAM就是我們手機(jī)里面的1G,2G…..內(nèi)存,NAND Flash就是我們手機(jī)里面的32G,64G,128G….
Nor Flash雖然也是存儲(chǔ),但是容量比較小,一般是64Mb以下,用于存儲(chǔ)一些驅(qū)動(dòng)電路的算法和代碼之類,手機(jī),汽車電子,工業(yè)控制等領(lǐng)域都會(huì)用到,因?yàn)楹芏嚯娐返乃惴ê痛a相對(duì)復(fù)雜,難以全部集成到IC里面,需要用nor flash來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)。
在Nor flash這個(gè)僅有三四十億美元的小市場(chǎng)里面,我國(guó)的兆易創(chuàng)新是世界主要玩家之一,當(dāng)然這個(gè)主要玩家,也就是世界第五,世界第一到第四分別是中國(guó)臺(tái)灣旺宏,美國(guó)Cypress,美國(guó)美光,臺(tái)灣華邦。
兆易創(chuàng)新2016年8月上市后,應(yīng)該是半導(dǎo)體存儲(chǔ)行業(yè)唯一的A股上市公司。
2015年、2016年度兆易創(chuàng)新分別實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入11.89億元、14.89億元、分別實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)1.42億元、1.51億元。到今年,由于nor flash多次漲價(jià),兆易創(chuàng)新一季報(bào)業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)迅猛。主要因?yàn)镹or flash行業(yè)的大佬在逐漸退出,排名第三的美光退出NOR Flash業(yè)務(wù),有可能被排名世界第四的臺(tái)灣華邦接手,排名第二的Cypress關(guān)閉中小容量的Nor Flash生產(chǎn)線,加上AMOLED面板對(duì)nor flash有需求,因此帶來(lái)行業(yè)景氣。
另外,兆易創(chuàng)新還做MCU(單片機(jī))產(chǎn)品,用于汽車和物聯(lián)網(wǎng),2016年兆易創(chuàng)新的MCU銷售收入為1.97億元,同比增長(zhǎng)55.2%。
在內(nèi)存和閃存領(lǐng)域,韓國(guó)擁有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì),而我國(guó)的長(zhǎng)江存儲(chǔ)擔(dān)負(fù)起了打破韓國(guó)壟斷的使命。
存儲(chǔ)器領(lǐng)域,DRAM和NAND FLASH,韓國(guó)三星和海力士都絕對(duì)的霸主,尤其是三星。
DRAM是最大的存儲(chǔ)器領(lǐng)域,因?yàn)槟壳叭駾RAM存儲(chǔ)器價(jià)格在瘋長(zhǎng),2017年第二季度,三星電子、SK海力士、美光科技三家業(yè)內(nèi)巨頭DRAM銷售額達(dá)44.3億美元,比上季度增長(zhǎng)了30.1%。
下圖是2017年第一季度的全球市場(chǎng)份額,三星+SK海力士份額為73.5%,美國(guó)美光為21%,三巨頭為94.5%,剩下的臺(tái)灣三家廠商南亞科,華邦,力晶占了4.6%. 全球其他公司占了0.9%。
全球六強(qiáng)之外,在這個(gè)僅僅0.9%的市場(chǎng)份額里面,有一家中國(guó)小公司,北京矽成控股的ISSI,這是一家設(shè)計(jì)公司,在全球DRAM市場(chǎng)排在第八位,不過(guò)這個(gè)第八位,幾乎可以忽略不計(jì)。
兆易創(chuàng)新曾經(jīng)試圖收購(gòu)ISSI,進(jìn)入DRAM領(lǐng)域,畢竟Nor flash市場(chǎng)還是太小,不過(guò)根據(jù)2017年8月的消息,收購(gòu)沒(méi)有成功。不過(guò)在DRAM領(lǐng)域,ISSI太小了,即使兆易創(chuàng)新收購(gòu)ISSI成功,也不可能對(duì)抗韓系廠家和美光。
而在NAND Flash市場(chǎng),DRAMeXchange的數(shù)據(jù)顯示,三星、東芝、閃迪、海力士、美光和英特爾幾乎壟斷了全球100%的市場(chǎng)。尤其是三星和海力士,合計(jì)占了全球幾乎一半的份額。
我們可以明顯的看出,在DRAM和NAND FLASH領(lǐng)域,中國(guó)幾乎沒(méi)有存在感,在這個(gè)領(lǐng)域要突破,還是需要靠國(guó)家隊(duì)。
2015年7月,中國(guó)紫光集團(tuán)曾經(jīng)向全球第三大DRAM廠商美國(guó)美光科技,提出230億美元的收購(gòu)要約。結(jié)果被拒絕,背后就是美國(guó)政府的阻撓。
為什么要收購(gòu)美光呢?不管是DRAM領(lǐng)域還是NAND FLASH,美光相對(duì)于韓系的三星和海力士,都處于弱勢(shì)地位,尤其是在DRAM領(lǐng)域,美光的市場(chǎng)份額在韓國(guó)競(jìng)爭(zhēng)下呈現(xiàn)不斷下跌的態(tài)勢(shì),從2016年的28%下降到2017年上半年的18%左右。
從營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率來(lái)看,三星DRAM的營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率高達(dá)40%這個(gè)水平,美光只有20%這個(gè)水平,三星只要一降價(jià),美光就是生死存亡,可以說(shuō)三星完全掌握了美光的生死。
目前存儲(chǔ)器自主研發(fā)的國(guó)家隊(duì)是紫光集團(tuán)控股的長(zhǎng)江存儲(chǔ)。
長(zhǎng)江存儲(chǔ)成立之后,由于大量資金注入,在堅(jiān)持自主研發(fā)的同時(shí),開(kāi)始大量從中國(guó)臺(tái)灣和韓國(guó)挖人。紫光從臺(tái)灣挖了多少重量級(jí)人才過(guò)來(lái)呢?除了全球執(zhí)行副總裁高啟全,,紫光集團(tuán)還挖來(lái)了晨星創(chuàng)辦人楊偉毅出任紫光旗下長(zhǎng)江存儲(chǔ)公司CTO,又延攬晶圓代工廠聯(lián)電前CEO孫世偉,擔(dān)任全球執(zhí)行副總裁一職。這兩位都是臺(tái)灣半導(dǎo)體業(yè)界鼎鼎有名的大佬級(jí)人物,像晨星,當(dāng)年就是和聯(lián)發(fā)科并列的臺(tái)灣兩大芯片研發(fā)企業(yè)之一,后來(lái)晨星被聯(lián)發(fā)科吞并。
目前長(zhǎng)江存儲(chǔ)在同時(shí)進(jìn)行NAND FLASH和DRAM的研發(fā),根據(jù)2017年4月高啟全接受記者采訪時(shí)透露,“長(zhǎng)江存儲(chǔ)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)里面,美國(guó)人、日本人、南韓人都有,絕不是只有挖臺(tái)灣工程師,長(zhǎng)江存儲(chǔ)內(nèi)部是規(guī)定要用英文溝通,因?yàn)橥饧鞴芎芏?,以?guó)際化的規(guī)格在打造企業(yè)?!?/p>
長(zhǎng)江存儲(chǔ)成立至今也招募將近700人,共計(jì)1900人左右,目前研發(fā)人員總共約500人,其中臺(tái)灣人約50名。
根據(jù)2017年9月的消息,長(zhǎng)江存儲(chǔ)將會(huì)在美國(guó)設(shè)立研發(fā)中心,并且趁著日本東芝在處于出售狀態(tài)的機(jī)遇,挖角日本的存儲(chǔ)器研發(fā)人才,日本很多年輕的工程師,受制于日本職場(chǎng)論資排輩文化的壓制,薪資和發(fā)展通道上本有很多不滿,加上東芝已經(jīng)風(fēng)雨飄搖自顧不暇,在中國(guó)高薪誘惑下,必然會(huì)有人加盟。
目前長(zhǎng)江存儲(chǔ)的重心放在3D NAND flash的開(kāi)發(fā)上面,同時(shí)也在推進(jìn)20/18nm的DRAM開(kāi)發(fā)。
NAND Flash肯定是長(zhǎng)江存儲(chǔ)最先量產(chǎn)的產(chǎn)品,因?yàn)閭鹘y(tǒng)2D轉(zhuǎn)3D NAND技術(shù)后,半導(dǎo)體機(jī)臺(tái)設(shè)備幾乎都要換新,所以這時(shí)候投入是對(duì)的,每一個(gè)存儲(chǔ)器陣營(yíng)都站在同一個(gè)出發(fā)點(diǎn)。
而DRAM技術(shù),每轉(zhuǎn)進(jìn)新一代制程技術(shù)僅增加20%的半導(dǎo)體機(jī)臺(tái)設(shè)備,意思是,既存的半導(dǎo)體大廠的多數(shù)機(jī)臺(tái)設(shè)備都已經(jīng)折舊光了,新加入DRAM技術(shù)的人去買新設(shè)備來(lái)生產(chǎn),成本非常貴,競(jìng)爭(zhēng)力會(huì)很差。從這個(gè)角度而言,中國(guó)要做好在存儲(chǔ)器領(lǐng)域長(zhǎng)期燒錢的準(zhǔn)備。
長(zhǎng)江存儲(chǔ)現(xiàn)在研發(fā)進(jìn)度如何?根據(jù)長(zhǎng)江存儲(chǔ)CEO楊士寧介紹,其32層3D NAND芯片順利實(shí)現(xiàn)了工藝器件和電路設(shè)計(jì)的整套技術(shù)驗(yàn)證,通過(guò)電學(xué)特性等各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)試,達(dá)到預(yù)期要求,2017年底將提供樣片,繼續(xù)向64層3D NAND發(fā)展,樂(lè)觀估計(jì)2019年量產(chǎn)。
目前韓國(guó)三星已經(jīng)在2017年量產(chǎn)64層NAND,可以看出中國(guó)和韓國(guó)的技術(shù)差距在2年,2年看似很短,其實(shí)在競(jìng)爭(zhēng)激烈瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng),已經(jīng)是極大的差距了??鬼n將是長(zhǎng)期的進(jìn)程。
事實(shí)上,韓國(guó)人在半導(dǎo)體領(lǐng)域表現(xiàn)強(qiáng)勢(shì)的也就是NAND FLASH和DARM存儲(chǔ)器領(lǐng)域,以三星為首的韓國(guó)公司早在上個(gè)世紀(jì)九十年代就開(kāi)始了存儲(chǔ)器的研發(fā),早了我們二十年。另外,韓國(guó)雖然存儲(chǔ)器強(qiáng)大,但在存儲(chǔ)器以外的其他領(lǐng)域,除了三星手機(jī)自產(chǎn)處理器和基帶芯片外。由于都不是大集團(tuán)研發(fā),韓國(guó)的芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)在中國(guó)的沖擊下衰退非常嚴(yán)重。
以2017年上半年為例,根據(jù)韓國(guó)媒體Business Korea的報(bào)道,在韓國(guó)上市的韓國(guó)前15大IC設(shè)計(jì)公司中,有10家上半年?duì)I業(yè)利潤(rùn)出現(xiàn)下降,50%的企業(yè)出現(xiàn)虧損,營(yíng)收和利潤(rùn)都增長(zhǎng)的只有兩家。
我在上一篇文章寫(xiě)過(guò),全球顯示面板向OLED轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)已經(jīng)不可逆,我國(guó)有一家做OLED驅(qū)動(dòng)芯片的公司就在高速增長(zhǎng),那就是中穎電子,2017年上半年,中穎電子公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入3.12億元,同比增長(zhǎng)30.65%;凈利潤(rùn)為6208.01萬(wàn)元,同比增長(zhǎng)61.8212%;每股收益為0.30元。
因此,全球目前只有中國(guó)的瘋狂的投入存儲(chǔ)器的研發(fā)和制造,韓國(guó)人在存儲(chǔ)器領(lǐng)域未來(lái)被顛覆,只有可能是被中國(guó),確切的說(shuō)的是長(zhǎng)江存儲(chǔ)公司。
未來(lái)的希望:寒武紀(jì)
為什么要特別提一下寒武紀(jì),人工智能是人類所有產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大勢(shì)所趨,在這個(gè)領(lǐng)域,專用芯片將會(huì)成為未來(lái)的主流。幾乎所有的ICT科技公司,不管是國(guó)內(nèi)的百度,阿里,騰訊,華為,還是美國(guó)的谷歌,facebook,亞馬遜,微軟,都在朝人工智能方向發(fā)展
2017年8月,由中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所(中科院計(jì)算所)陳云霽、陳天石兩兄弟創(chuàng)立的寒武紀(jì)科技(CambriconTechnologies)宣布完成阿里巴巴領(lǐng)投的1億美元A輪融資,此輪融資令寒武紀(jì)估值達(dá)到10億美元。這也是中國(guó)第一家集成電路產(chǎn)業(yè)的獨(dú)角獸公司(估值超過(guò)10億美元),這可以算作一個(gè)里程碑。
值得一提的是,寒武紀(jì)團(tuán)隊(duì)成員的平均年齡只有25歲,很多骨干成員在校期間已開(kāi)始從事相關(guān)領(lǐng)域的工作。創(chuàng)始人陳云霽25歲時(shí)就已經(jīng)成為8核龍芯3號(hào)的主架構(gòu)師。
寒武紀(jì)推出的人工智能芯片型號(hào)名字叫DianNao,也即是中文電腦的拼音,目前DianNao已衍生出1A、1H等多個(gè)型號(hào)。DianNao這個(gè)型號(hào)名字來(lái)自寒武紀(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)里一位法國(guó)人,這個(gè)法國(guó)人叫OlivierTemam,來(lái)自法國(guó)國(guó)家信息與自動(dòng)化研究所(Inria)。
最值得一提的是,DianNao芯片不僅是寒武紀(jì)的自主架構(gòu),而且是寒武紀(jì)自主開(kāi)發(fā)的指令集,名字也很有意思,叫DianNaoYu(電腦語(yǔ)), 這是世界首個(gè)深度學(xué)習(xí)指令集,DianNaoYu指令集的論文在2016年的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域頂級(jí)國(guó)際會(huì)議ISCA2016(International Symposium on Computer Architecture)所接收,其評(píng)分排名所有近300篇投稿的第一名。具有突破性的意義。之前中國(guó)自主研發(fā)的龍芯芯片,也是使用的MIPS指令集免費(fèi)授權(quán)的形式,雖然可以自主修改,也不會(huì)被限制,但是使用指令集還是來(lái)自國(guó)外。
用中科院計(jì)算所的話來(lái)說(shuō)意義是這樣的“指令集是計(jì)算機(jī)軟硬件生態(tài)體系的核心。Intel和ARM正是通過(guò)其指令集控制了PC和嵌入式生態(tài)體系。寒武紀(jì)在深度學(xué)習(xí)處理器指令集上的開(kāi)創(chuàng)性進(jìn)展,為我國(guó)占據(jù)智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)的領(lǐng)導(dǎo)性地位提供了技術(shù)支撐。”
寒武紀(jì)人工智能芯片和傳統(tǒng)的通用處理器如何比較?寒武紀(jì)是人工智能的專用芯片,因此寒武紀(jì)的芯片和通用處理器并非替代關(guān)系。
由于CPU和GPU基本框架結(jié)構(gòu)都不是為人工智能設(shè)計(jì),如果要用通用處理器搭建一個(gè)人腦規(guī)模突觸的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),可能需要建一個(gè)電站來(lái)給它供電。AlphaGo下一盤(pán)棋動(dòng)用了1000個(gè)CPU和200個(gè)GPU,每分鐘的電費(fèi)就高達(dá)300美元,而網(wǎng)絡(luò)規(guī)模只有人腦的千分之一?!?/p>
寒武紀(jì)AI芯片恰恰解決了這一問(wèn)題——它能在計(jì)算機(jī)中模擬神經(jīng)元和突觸的計(jì)算,對(duì)信息進(jìn)行智能處理,還通過(guò)設(shè)計(jì)專門存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和指令集,每秒可以處理160億個(gè)神經(jīng)元和超過(guò)2萬(wàn)億個(gè)突觸,功耗卻只有原來(lái)的十分之一,未來(lái)甚至有希望把整個(gè)AlphaGo的系統(tǒng)都裝進(jìn)手機(jī)。
寒武紀(jì)的AI芯片在兩個(gè)大型產(chǎn)業(yè)都可以有廣泛的應(yīng)用,一個(gè)是云端,一個(gè)是終端。在目前云計(jì)算蓬勃發(fā)展的情況下,云端服務(wù)器面臨更大的大數(shù)據(jù)計(jì)算壓力,AI芯片逐漸必不可少。另外終端的智能化程度和計(jì)算要求不斷提升,也需要使用AI芯片。
2017年9月2日,華為在德國(guó)IFA展上發(fā)布麒麟970處理器,首先用于華為Mate 10智能手機(jī)上,雖然沒(méi)有公開(kāi)宣布,但其背后的AI芯片就是來(lái)自寒武紀(jì),麒麟970整合的人工智能芯片,華為稱之為NPU(NeuralProcessingUnit,神經(jīng)處理單元)
預(yù)計(jì)寒武紀(jì)的銷售額將會(huì)迅速增加,目前猜測(cè),華為和寒武紀(jì)采取的是IP授權(quán)的形式,寒武紀(jì)作為全球第一家人工智能芯片獨(dú)角獸公司,也是全球第一家大規(guī)模量產(chǎn)人工智能芯片的公司,同時(shí)芯片架構(gòu)和指令集完全自主,在未來(lái)大有可為。
半導(dǎo)體行業(yè),美國(guó)超級(jí)強(qiáng)勢(shì),韓國(guó)在存儲(chǔ)領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)大。歐洲有三家一流的半導(dǎo)體公司:XP、英飛凌和意法半導(dǎo)體,其中NXP在和高通談并購(gòu),如果高通并購(gòu)NXP并購(gòu)成功,那么歐洲只剩下兩家了。
日本有三家一流半導(dǎo)體公司,瑞薩電子,索尼的CMOS圖像芯片和東芝半導(dǎo)體。這其中索尼的CMOS圖像處理芯片是近年來(lái)日本公司幾乎僅有的實(shí)現(xiàn)大逆轉(zhuǎn)的產(chǎn)業(yè),索尼憑借圖像處理芯片大大提升了市場(chǎng)份額,獲得了大量利潤(rùn)。東芝在尋求出售,等東芝出售成功,那么日本也只剩2家半導(dǎo)體公司。
我們可以看到,美國(guó)超級(jí)強(qiáng)勢(shì),中國(guó),韓國(guó)都在上升,歐洲和日本在小幅衰退。中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步有目共睹。2017年上半年,中國(guó)大陸芯片設(shè)計(jì)業(yè)同比增長(zhǎng)21.1%,銷售額為830.1億元,繼續(xù)保持世界最快增長(zhǎng)速度。未來(lái)海思,紫光,寒武紀(jì)三大勢(shì)力將成為中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的主力軍,寒武紀(jì)也必將崛起成為一方諸侯。
在三巨頭以外,很多專業(yè)領(lǐng)域的中國(guó)芯片供應(yīng)商也會(huì)崛起,例如提供顯示面板驅(qū)動(dòng)芯片的中穎電子,提供指紋識(shí)別芯片的匯頂科技等等。
另外,在國(guó)有企業(yè)大軍里面,也會(huì)有很多像大唐微電子,華大這樣的芯片公司來(lái)保證國(guó)家安全,比如下面這則2017年9月16日的新聞,華大發(fā)布的北斗導(dǎo)航定位芯片,再比如應(yīng)用于超級(jí)計(jì)算機(jī)的申威芯片等等。
還有像中國(guó)電子科技集團(tuán)下面的中科芯公司,這家公司2008年在無(wú)錫成立,我們最近天上在對(duì)接的天舟一號(hào)飛船的電子控制防輻射芯片,就是來(lái)自中科芯公司,這也是為了保證自主化和國(guó)家安全,但是航天飛行器在產(chǎn)業(yè)規(guī)模上注定不會(huì)像海思,紫光,寒武紀(jì)的市場(chǎng)那么大。
另外網(wǎng)友比較關(guān)注的我國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)上用的國(guó)產(chǎn)芯片,例如全球速度最快的神威太湖之光超級(jí)計(jì)算機(jī),芯片就是國(guó)產(chǎn)化的申威,指令集和架構(gòu)都是在美國(guó)DEC公司的Alpha架構(gòu)下擴(kuò)展而來(lái),但是這款芯片只適用于超算領(lǐng)域,在民用市場(chǎng)由于生態(tài)問(wèn)題和性能問(wèn)題,不會(huì)有競(jìng)爭(zhēng)力。因此也是小眾芯片。
另外就是龍芯了,龍芯在一些專業(yè)領(lǐng)域,例如北斗衛(wèi)星上用的防輻射芯片,或者一些專用領(lǐng)域比如服務(wù)器,工控,嵌入式控制等等,都占據(jù)較大市場(chǎng)份額。
中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的未來(lái)必須要走商業(yè)化可盈利的路,從這條路來(lái)看,只有以海思,紫光,寒武紀(jì)為首的國(guó)產(chǎn)芯片公司,以及華大,大唐,士蘭微,匯頂科技等第二梯隊(duì),以及未來(lái)可能成長(zhǎng)起來(lái)的第三梯隊(duì)才是中國(guó)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的未來(lái)。
而芯片設(shè)計(jì)這個(gè)產(chǎn)業(yè),中國(guó)保持現(xiàn)狀20%的發(fā)展速度,每四年翻一倍,到2025年將是現(xiàn)在的4倍,是未來(lái)美國(guó)最大的挑戰(zhàn)者,韓國(guó)依靠對(duì)存儲(chǔ)芯片的高強(qiáng)度投資,將保持世界列強(qiáng)地位。中國(guó)紫光的存儲(chǔ)芯片2019年才能夠量產(chǎn)64層的NAND Flash,那個(gè)時(shí)候距離三星和海力士還是有技術(shù)差距,所以短期內(nèi)韓國(guó)存儲(chǔ)芯片產(chǎn)業(yè)是打不垮的。DRAM目前還不知道什么時(shí)候能量產(chǎn)。而歐洲,日本,中國(guó)臺(tái)灣,由于其下游消費(fèi)電子品牌的衰落,不可避免會(huì)影響到上游芯片的產(chǎn)值。(編輯:張鵬艷)