文:一楠



4月15日,美国商务部工业与安全局在毫无预兆的情况下,激活了针对中兴的出口限制令。这被业界视为中兴通讯的灭顶之灾。

随着中兴通讯在5G核心产品领域的全球扩展,今年是中兴通讯抓住5G商用部署风口的关键一年,中兴的前景本应乐观。但一纸“拒绝令”令形势急转直下。

中兴业务包括三大块:运营商业务、政企业务和消费者业务。每项业务都包含了硬件产品制造,都大量使用CPU、GPU、FPGA等各种芯片,而这些芯片均来自美国公司如英特尔、高通、赛灵思、德州仪器(TI)、亚德诺半导体(ADI)等。

据了解,中兴通讯约有20%至30%的元器件,包括基带芯片、射频芯片、存储等,都由总部在美国的厂商供应,中兴每年FPGA芯片的采购量大概为1亿片左右,CPU的采购量还要更高,英特尔为其提供原厂直供服务。在禁令被立即执行的情况下,目前没有国产厂商能够提供替代品。

这不是中兴首次遭遇制裁,2013年美国商务部也对中兴通讯进行了制裁,随后中兴通讯与美国商务部和解,同时支付约8.9亿美元的罚金。

事实上,中兴事件更像一个镜像,映射出的是中国半导体产业的现状。


全球最大半导体市场的隐忧

芯片是电子产品最重要的组成部分,承担着运算和存储等核心功能,小到手机电脑大到高铁飞机,无一不用到它。但我国一个鲜为人知的数字是,我国芯片进口金额超过石油等大宗商品成为第一大进口商品。也就是说,中国庞大的芯片市场一直被海外半导体巨头所掌控,他们几乎垄断了全部主流的芯片领域。中国不得不每年从海外进口超过2000亿美元的芯片,这一金额大约是2016年石油进口金额的两倍。

比巨额的芯片进口费用更令人担忧的,是芯片严重依赖西方发达国家带来的国家信息安全和国家战略压力。报告认为,如果中国不能在芯片上实现独立自主,可以预见类似中兴的事件今后还将继续发生,继续损坏国家战略、安全和经济利益。

芯片国产化迫在眉睫。

芯片属于半导体产业,在国家一系列扶持政策的推动下,处于半导体产业链核心环节的集成电路产业,特别是集成电路载体芯片制造业,进一步国产化的需求越来越强。

在全球半导体市场快速增长的带动下,我国半导体产业发展迅速。预计2018年,我国半导体产业销售额将超过8000亿元。近年来,我国半导体市场需求持续攀升,占全球市场需求的比例已由2003年的18.5%提升到2014年的56.6%,成为全球最大的半导体市场。

与旺盛的市场需求形成鲜明对比,我国集成电路产业整体竞争力不强,在各类集成电路产品中,本土集成电路供需存在很大的缺口。2017年10月,我国集成电路进口307.82亿块,进口金额244.09亿美元,出口171.37亿块,出口金额55.38亿美元,贸易逆差增长。

在集成电路中,PC、服务器的CPU芯片以及手机等移动终端中需求量最大的存储芯片更是几乎完全依赖于进口。赛迪智库集成电路研究所的研究报告指出,CPU和存储器占据国内集成电路进口总额的75%。2013-2016年间,存储芯片进口额从460亿美元增至680亿美元,2017年突破700亿美元。存储器已经成为我国半导体产业受外部制约最严重的基础产品之一,因此存储器国产化也成为了我国半导体发展大战略中的重要一步。

集成电路产业链分为设计、制造、封装和测试三个环节,各形成了相对独立的产业。三者之中,设计业对科研水平要求最高;制造业对装备技术水平要求最高;封装和测试业技术壁垒相对较小,但利润率也较低。而受国内技术水平、产业结构和集成电路先进国家产业政策的制约,国内集成电路行业中,销售收入占比最高的一直以来是封装和测试业。

集成电路行业是信息产业的核心,关系着我国的信息安全,2015年,紫光集团收购美光被否一定程度上就可以看出美国对集成电路尤其是存储器行业的重视。同时,集成电路又是一个资本壁垒和技术壁垒非常高的行业,投入高、周期长、风险大。我国集成电路市场起步较晚,与国际大型同类公司英特尔、三星、高通有较大差距,在通用CPU、存储器、微控制器和数字信息处理器等通用集成电路和一些高端专用电路上,还存在多处技术空白。

在深圳一家商务机器人企业,公司负责人高子庆正和研发人员一起,对一块只有U盘大小的芯片进行机器人视觉识别测试。

这一块由国外公司推出的新一代神经网络芯片,他期待了很久,因为,它不仅可以提升机器人的识别性能,还能大幅降低生产成本。

一台商务机器人的正常运转需要存储芯片、控制芯片、算法芯片等等,大大小小的芯片加在一起至少有一百多颗。人工智能这几年的快速发展,很大程度上正是得益于芯片技术的不断成熟。


机遇挑战并存

“这几年的芯片特别是神经网络芯片的发展,使得算法芯片的发展能够极大地推动服务机器人的落地,使得成本不断地下降,计算能力不断地提升,视觉听觉能力得到了非常大的增强。”高子庆举了一个例子:“我们原来用GPU服务器,一个GPU服务器成本大概10万元钱,它可以带动三四个机器人,这导致整个机器人成本就会很高,现在这个神经网络芯片,一个就100美元,这样子的话,它就可以替代这个服务器的功能,就相当于它可以大幅度地降低机器人的使用成本和服务成本。”

但高子庆也透露,这款“新一代神经网络芯片”目前主要依赖进口。

近两年,人工智能、物联网、智能制造等新兴产业之所以能实现快速发展,都离不开这背后功能更强、体积更小、速度更快的芯片支持。

国外的芯片产业巨头,如INTEL、高通、三星等公司都迫切希望能抓住新兴产业快速发展的机遇,抢占市场先机。与此同时,国内的芯片企业更是不甘示弱。近年来我国不断推出相关政策并提供资金推动集成电路产业的发展。在国家一系列扶持政策的推动下,处于半导体行业的集成电路行业特别是集成电路载体芯片行业进一步国产化的需求越来越强。国内很多芯片企业以人工智能和物联网等新兴行业发展为契机,纷纷加大研发力度,有的芯片企业更着眼于客户端而需求,开展定制化差异化产品。

新兴应用市场的快速发展产生了不少定制化的客户需求,这给国内很多芯片企业带来了机遇,三星、英特尔等巨头芯片企业都是提供标准化的产品,而不会根据一个小的细分市场进行定制化。

2017年12月14日,工业和信息化部印发《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)》提出,以信息技术与制造技术深度融合为主线,以新一代人工智能技术的产业化和集成应用为重点,推动人工智能和实体经济深度融合,加快制造强国和网络强国建设。随着国家对电子信息产业安全的不断重视,以及诸如5G通信、互联网汽车、智能电网、大数据云计算等新兴产业的蓬勃发展,国产芯片行业的发展迎来了历史性机遇。《国家集成电路产业发展推进纲要》明确指出,到2020年我国半导体产业年增长率不低于20%;与此同时,我国企业也积极通过并购及引进技术和人才等手段提升企业竞争力。

深圳市闪存市场资讯有限公司总经理邰炜透露,这两年国产芯片在一些计算、运算领域,已经有了比较大的突破,在部分芯片上面实现了国产化。金泰克半导体有限公司是一家存储芯片企业,董事长李创峰在业内摸爬滚打了十几年,目前,他正和他的团队研发存储芯片在人工智能、物联网、智能交通等领域的应用。他们公司早在4年前就开始在这些新兴领域进行布局,加大对相关项目的研发。目前,整个公司一半的员工都是研发人员。

业内人士指出,自从2014年6月,国家提升电路产业规划纲要发布以来,发展芯片产业已经上升为了国家的战略,芯片国产化主题板块受到了资金的热捧,他们预计这个板块在5年到10年内都会持续成为风口。

在目前的经济发展阶段,发展芯片产业也成为国家产业升级和寻找新经济引擎的需要,同时这一块进口的替代空间也是非常大,专家认为,随着5G、物联网、人工智能等技术逐步成熟,手机、电脑等终端产品将会越来越智能,这将给不少领域带来空前的战略机遇,而相关芯片产业也将成为抢占这些新技术领域的战略制高点。


产业转移能否带来洗牌?

此外,中国的半导体集成产业还有一个不容忽视的利好,招商证券信息科技行业首席研究员罗嫣嫣指出,在国家战略推动之下,半导体产业从美国、韩国等地向中国转移的趋势在加强,产线也陆续在密集投产,使得国内半导体公司迎来了比较大的发展机遇。

分析指出,任何产品都要经历创新-成熟-标准化这一生命周期,半导体产业也不例外。与产品生命周期相应的是,行业的发展遵循技术密集型-资本密集型-劳动力密集型的转变路径。

之前,半导体产业经历了两次产业转移,第一次是从美国向日本的转移,第二次是从美日向韩台的转移,两次转移都与新兴终端市场的兴起有关。从美国到日本的产业转移伴随着家电市场的兴起,从美、日向韩、中国台湾的产业转移则伴随着PC市场的兴起。新兴终端市场兴起带来了技术的变化(创新或升级)、产业链的变化,造就了行业重新洗牌的机会。

分析认为,半导体产业转移到中国大陆有其必然性:首先,中国大陆是全球最大的半导体市场,也是全球诸多半导体企业尤其是巨头们的最大单一市场,这一事实会推动半导体产业进一步移转中国;其次,2017年全球芯片产值或达4000亿美元,而中国进口额将超过2500亿美元,继续超过了石油的进口额,如此进出口失衡的局面对于一个大国实在是一种尴尬,因此无论是政府还是每一个半导体从业者都有责任和义务终结这种尴尬。再有,中国的人口、产业结构、线下生态、幅员、大国地位、自身产业日益自主的状况等诸多要素决定了中国的市场地位,中国的市场效应像极了一块巨大的磁石,几乎可以吸附并容纳所有商业模式与应用场景,各个产业的巨头必须将中国作为其最重要的布局重镇。海外巨头过去只将中国视为市场、应用场景,如今几乎全部将中国视为人才、技术创新、产业化的大本营。过去中国是海外成熟技术或者淘汰技术输出的对象国、庞大市场,而今中国开始成为巨头们借力完成技术创新、商业化支撑,以便面向全球市场输出的枢纽。许多商业模式、解决方案,需要先在中国落地,大规模商业化验证后,才能输往全球。

另外,随着中国集成电路产业基金的投入,中国半导体产业进入投资密集期,从劳动密集型产业向资本密集型产业转变,而这是产业转移在承接国的通常表现。

核心技术是国之重器,自主创新是摆脱受制于人的最好方式。不妄自菲薄,不盲目乐观,或许是对中国半导体集成产业应该持有的正确态度。

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