芯片被推上了21世紀技術爭奪的風口浪尖

   《經濟學人》最新的封面文章，題為《芯片大戰》（Chip wars），認為21世紀對技術的爭奪，包括從人工智能到網絡設備等，主戰場在半導體工業。

    計算機芯片是數字經濟和國家安全的基礎。現在，汽車已成為“輪子上的電腦”，銀行其實就是“負責轉移資金的計算機”，而計算機也成為軍隊戰斗的工具，人類社會的方方面面都離不開芯片。

    目前，來自美國及其盟友的企業，比如韓國和臺灣地區，在該行業占據了最先進的主導地位。但是這種產業格局正在受到來自中國公司的挑戰。

    中國萬花齊放的AI芯片已經應用在安防、自動駕駛、零售等各個領域，也催生了大量的人工智能芯片創業公司，如地平線、深鑒科技、中科寒武紀等，AI的發展成為攪動半導體格局的“鰻魚”，沖擊著老牌芯片帝國的生態。

    阻止收購、出口管制成為近年老牌芯片帝國參與芯片大戰的慣用手段，但是《經濟學人》文章反思：

    這場芯片大戰，是否在造就另一個芯片帝國？

    中國向上游進軍改變產業鏈格局，但遭老牌芯片帝國打壓，長期以來，中國在 CPU、GPU、DSP處理器設計上一直處于追趕地位，絕大部分芯片設計企業依靠國外的IP核設計芯片，在自主創新上受到了極大的限制。

    中國仍然要依賴外國來供應高端芯片，在半導體進口上花的錢比在石油上的投入更多。按銷售額排名，世界前15位的半導體公司名單中沒有一家中國企業。

    中國國內半導體工業聚焦于產業鏈的下游位置，主要優勢在于組裝和封測芯片。

    上圖所示，芯片設計、制造掌握在蘋果、英特爾、三星等大廠，封測之類工作則交給中國公司。

    現在，在快速增長的國內市場的推動下，中國正在轉向芯片設計和制造環節。

    國家的產業政策也為芯片的大繁榮增加了助燃劑。2014年，中國宣布設立1萬億元人民幣（1500億美元）的投資基金，以改善國內產業發展，半導體也在“中國制造2025”計劃中占據突出地位。

    中國希望本土芯片產業的收入從2016年的650億美元增長到2030年的3050億美元，并且其大部分需求將靠國內供應。

    雖然國內的芯片在生態上尚未形成壟斷，但中國這種打造尖端產業的雄心已經在改變全球半導體格局，受到了來自產業上下游的關注。

    于是在近幾年，韓國和臺灣地區均出臺相關政策，阻止中國企業收購本地芯片企業，防止芯片知識產權的大規模流動。

    美國曾在2015年阻止英特爾向中國出售一些最先進的芯片，并阻止中國公司2016年收購一家德國芯片制造商。奧巴馬主政時期的一份報告也建議美國采取行動，反制中國的補貼和強制技術轉讓措施。

     特朗普主政期間，先是否決了博通收購高通，又禁止出口中興通訊的核心零部件，最近又將福建晉華列入出口管制實體清單，是老牌半導體帝國的集中打壓。

    進擊的AI芯片：彎道超車絕佳機會，不過，現在事情起了一些變化。

    首先，傳統的芯片強國認識到自己牢牢把控住技術上的優勢，就能在與中國的爭奪中不落下風，于是實施有針對性的出口管制措施。以美國為例，美國正考慮將管制令的范圍進一步擴大，覆蓋AI、量子計算等14個關鍵領域。

    第二，中國也認識到，解決這個困境必須要靠自己。中興事件之后，中國對發展“核心技術”的重視程度飆升。具體表現為芯片不再是創業公司的機會，中國的技術巨頭們：如阿里巴巴、百度和華為都在集中自己的力量做芯片。

    另一方面，隨著人工智能的興起，讓中國在處理器領域實現彎道超車獲得了絕佳的機遇。AI芯片領域，出現了國內代表性企業：寒武紀、地平線、深鑒科技等一大批公司。

    而且，中國已經用行動表明，它同樣也能讓跨國公司的收購泡湯。今年早些時候，高通沒能成功收購荷蘭企業NXP，導致這起“史上最大的芯片收購案”最終流產，其主要原因就是中國的監管部門沒有批準。 

    根據中國半導體行業協會統計，2016年，中國集成電路產業銷售額達到4335.5億元，同比增長20.1%。設計、制造、封測三個產業銷售額分別為1644.3億、1126.9億及1564.3億，增長速度分別為24.1%、25.1%及13%，設計和制造環節增速明顯快于封測，占比進一步上升，產業結構趨于平衡。

    未來幾年內，中國仍是全球最大的集成電路市場，且將保持20%左右的年均增長率。
 

    中國企業也開始在價值鏈上取得進一步的成功。華為旗下海思（HiSilicon）和清華紫光（Tsinghua Unigroup）按收入評為全球十大芯片設計公司之一。海思的“麒麟”系列智能手機芯片與西方公司可以設計的產品相媲美。

    “摩爾第二定律”限制中國半導體，中國芯片進擊之路并不好走，尤其是在尖端制造方面取得進展更加困難，這是芯片制造中最苛刻的部分。

    首先，中國新興企業必須與擁有數十年來的技術領先者和工程師競爭。以麒麟980為例，這是第一款在7納米節點上生產的智能手機芯片，但由于中國沒有工廠擁有所需技術，因此必須在臺積電生產芯片。

    其次，摩爾定律的消亡也成為客觀上限制中國半導體的因素。每次芯片中的元件縮小，制造都會變得更加繁瑣和昂貴。

    現在，領先的晶圓廠已經變得令人眼花繚亂，但是近年來芯片工廠的成本每四年翻一番，芯片制造商戲為稱“摩爾第二定律”，因此能夠制造高端芯片的晶圓廠的數量在減少。

    據咨詢公司麥肯錫（McKinsey）稱，2001年有29家公司提供最先進的晶圓廠設施，但今天只有五個。這些晶圓廠由美國、臺灣和韓國的公司所有，中國在這方面并不占優勢。

    為了保持領先，老牌半導體帝國將做到何等地步？

    一種核心觀點是，將芯片制造產業鏈全部移回本國。但是，半導體產業已經呈現重度全球化形勢，一家美國芯片廠商在全球有1.6萬家供應商。不僅如此，中國乃是芯片購買大國，很多跨國公司都將因為美國政府對中國出臺的芯片禁令而遭受嚴重打擊。

    《經濟學人》報道認為，未來美國將重視三個方面舉措：首先是加強與歐洲和亞洲的盟友合作，繼續在世界貿易組織中針對中國；第二是促進國內創新，投入更多政府資金用于芯片研發；第三則是做好準備，迎接一個芯片實力更加強大的中國。

    早在1989年3月出版的《芯片大戰：明日世界之爭》（Chip War: The Battle for the World of Tomorrow）一書中，艾美獎得主、科學記者和作家弗雷德·沃肖夫斯基（Fred Warshofsky）便指出，這個世界的經濟主導地位將屬于能夠制造“更便宜、更快、更好”芯片的國家。

   1989年3月出版的《芯片大戰：明日世界之爭》

     30年后的今天，這一論點似乎依然成立。

    《芯片大戰》一書出版正值日本半導體工業鼎盛時期，那時候美國還十分積極地向日本申請授權使用相關技術。沃肖夫斯基認為，當時的日本坐擁三大優勢：工作狂文化（a workaholic work ethic）、強政府支持和廉價的勞動力資本。

    這無一不讓人想到當前的中國。

     “中國速度”有目共睹，政府出臺多項支持半導體行業的政策和措施，中國的人力資本仍然相對廉價。事實證明，2015年英特爾芯片的相關禁售令，讓中國自研芯片發展起了超算產業，“太湖之光”數度蟬聯世界最快超級計算機Top500榜首。

     新技術的限制確實會對中國的發展造成很大影響，但這反過來也可以形成對中國的一種激勵。正如清華大學微電子學研究所所長魏少軍在未來科學大獎與清華大學聯合學術報告中所說：“特朗普已經’神助攻’兩次了，我們歡迎這樣的’神助攻’”。

    另外，摩爾定律的終結也為中國帶來了希望，定律的放緩使得整個行業都在尋求建立更好芯片的其他方法。換句話說，行業注意力逐漸從精煉制造轉向更聰明的設計和新想法。

   如果這改變了芯片行業的運作方式的話，中國企業可能會試圖進入這個相對無人的新領域。中國會成為下一個芯片帝國嗎？