中国芯事

摘要:2001年,成为国产芯片史上的一个重要年份。这一年,“发展集成电路”首次被写入政府工作报告,各路人马杀出,在芯片领域取得了突破。


自1958年世界上第一块集成电路芯片在美国德州仪器公司诞生起,芯片技术几乎每18个月就要更新换代一次。1965年中国成功鉴定了第一块集成电路,但之后30年间发展缓慢,到1999年国产芯片产量仅占世界总产量0.6%,在中央处理器(CPU)上几乎空白……

中国产业界一直为没有自主研发的芯片和操作系统耿耿于怀。曾经当过科技部部长的徐冠华就说过,“中国信息产业缺芯少魂”。

世纪初的攻芯战

2001年,成为国产芯片史上的一个重要年份。这一年,“发展集成电路”首次被写入政府工作报告,各路人马杀出,在芯片领域取得了突破。

4月,李德磊的方舟科技研发的“方舟1号”一出生就备受瞩目,尽管技术上还不成熟,但作为第一款可以商品化的32位芯片,仍然被捧上了神坛。四部委联合召开盛大的发布会,媒体称其“改写了中国’无芯’的历史”。当时,为了配合内嵌方舟芯片的NC(互联网计算机)推广,北京市政府直接订购了几万台。据说胡锦涛参观中关村,第一个见的就是李德磊。

方舟科技的风光,与中国工程院院士倪光南有极大关系。李德磊在日立美国半导体公司担任微处理器设计总监,1999年其实际控制的BBT公司(方舟科技前身)因失去日立项目面临解散,一筹莫展的李德磊找到了倪光南。这时候的倪光南刚被联想解聘,一门心思要做中国自主的操作系统和芯片。

当时,国内研发芯片领域一片空白,BBT却磨练了一支做CPU的技术队伍,这让倪光南看到希望,他开始为这支队伍的命运四处奔走。在他看来,研发高性能的CPU芯片技术难度大,转做嵌入式芯片加上Linux操作系统,或许是一个产业机会。他以自己的信誉打动一位深圳民营企业家,拉来了2000多万元的第一笔资金。


中国工程院院士倪光南

5月,“龙芯”课题组在中科院计算机所旁的一栋小白楼正式成立,胡伟武宣称要做出独立于Wintel(微软+英特尔)之外的技术体系。次年8月,我国首款通用CPU龙芯1号流片成功。当时,龙芯的英文名叫“Godson”。

9月,国内首枚多媒体芯片“星光一号”在邓中翰的中星微诞生,并迅速打入国际IT市场,被飞利浦、三星等用于电脑摄像头核心芯片。次年,中星微又推出音频、视频同体的数字图像芯片“星光二号”,解决了一般图像处理芯片只有视频处理功能必须同声卡配合使用的问题。

那一时期,《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(业内人士称为“18号文件”)的出台,促成了大批有海外留学经验、在顶级芯片公司工作多年的半导体人才回归。

2001年,武平带领15人的名校博士创业团队回国创办展讯通信,以黑马之姿杀入市场,次年便研发出第一颗有自主知识产权的手机基带芯片。中国在手机芯片市场上没有成为空白,皆来自于展讯与高通、联发科的抗衡。

曾在德州仪器工作了20年的张汝京也是其中之一。2001年4月,他带领300名芯片工程师从台北来到上海,建立了大陆最先进的芯片制造基地中芯国际。

丑闻与挫败

看似不错的开局,却暗藏着危机。

2005年12月,“汉芯”被人告发作假。人们这才发现所谓“中国首个自主知识产权的高端DSP芯片”,原来是陈进从美国买来芯片,将其表面的MOTO等字样用砂纸磨掉,打上了“汉芯一号”的字样。2006年5月,上海交通大学、科技部、教育部、发改委等机构和部门确认陈进造假,撤销其所有职务和荣誉、追缴总计上亿元的科研基金。

随着“汉芯造假”被曝光,很长一段时间,科研圈谈芯色变。龙芯也被卷入抄袭风波之中。

2003年10月17日,首款64位通用CPU龙芯2B流片成功,在国际公认的CPU测试软件上分数甚至超越了Intel奔腾2处理器。然而,搭载龙芯的电脑还没进入市场,2004年美国半导体设计公司MIPS便通过媒体就专利等问题给龙芯施压,称龙芯的指令集95%与MIPS相似。2006年,中科院“曲线救芯”,与意法半导体签订协议,间接获得MIPS64位的专利使用权,而代价则是将芯片微结构授权给意法半导体。

作为国家“863”计划的重点支持课题,“方舟3号”的搁浅也引起了科技部的调查。

2003年年底,因为服务器端被Wintel联盟把持,不支持Linux工具软件,基于Linux的NC开始从政府采购中淡出,方舟芯片销售大幅下滑。李德磊多次在公开场合宣扬芯片无市场论,放弃“方舟3号”的研发。

2005年3月,“863计划”专家组检查“方舟3号”项目时,李德磊还曾明确谈到不再继续作CPU研发而改做小灵通的计划。在员工大会上,他还向员工鼓吹每年要卖上千万片,几年纯利就是上亿美金。而那时,做小灵通最出名的UT斯达康正面临被纳斯达克摘牌的危险。

对于放弃芯片研发,李德磊表示“没钱研发是关键”,但方舟大厦却在中关村软件园拔地而起。直呼看错了李德磊的倪光南为此深深自责,主动向科技部“负荆请罪”。

而一腔热血的武平却让在创业初期便遭遇困境。回国创业后,武平发现当初国企承诺的3亿投资第一笔最多给1000万到3000万,而且不承诺兑现时间。他只能从海外融资,直到2001年6月才拿到联发科蔡明介的650万美元投资,代价则是出让过半股份。

第二轮融资更加困难,受“911事件”冲击,美国资本市场全面冻结,展讯员工降薪一半,高管停薪3个月,最终从海外融资近2000万美元。“第一轮融资后,我们几个核心创始人的股份数量都近两位数的,但这轮之后都变成了个位数。”

2003年展讯成功研发出国内第一款GSM/GPRS手机核心芯片,2004年展讯又做出了中国第一颗TD手机的核心芯片,但国家直到2009年才开始正式推广3G手机。在武平看来,“TD要做不成,今后4G竞争中国也参与不了,中国在通讯业上就会一塌糊涂。”但很长一段时间,3G的滞后几乎拖垮了展讯,在国产手机市场上被联发科抢走90%以上的份额,股价一度跌到0.7美元的谷底,而并购美国射频芯片公司QUORUM也看不到短期收益。

这也导致武平与投资人的分歧日渐激化,2010年6月,彻底丧失话语权的武平离职,翌年创办了武岳峰资本。而在此四年前,张汝京也遭遇了出局的命运。

2006年,台积电起诉中芯国际最新的0.13微米工艺使用了台积电的技术,最终中芯国际付出了惨痛的代价:在2003年1.75亿美金赔偿的基础上,再赔2亿美金,外加10%的股份。第三天,张汝京便引咎辞职,离开了奋斗9年的中芯国际。

相比之下,邓中翰要幸运得多。

1999年,中星微在中关村科技园区成立两个月后注册,信息产业部以1000万元投资作为启动资金,双方约定日后股权融资时只稀释政府方面的股权。接下来的几年是笔记本发展的黄金时期,凭借着笔记本摄像头处理芯片,中星微大获成功。“星光”数字多媒体芯片全球累计产销规模在2006年突破1亿,占全球计算机图像输入芯片60%以上市场份额。到上市前信产部只占10.9%的股份,而邓中翰的个人股份就达到11.8%。

但随着PC和笔记本销量下降,中星微的营收开始滑坡,尽管2011年宣布发展物联网,进军安防监控领域,仍没能挽回此后几年的巨额亏损。经过拆分整合,中星微私有化退市后重新开始。

如今,虽然邓中翰仍然掌控着公司,但中星微已逐渐淡出公众视野。


中星微电子有限公司董事长邓中翰

AI芯片热

2014年,国家颁布《集成电路产业发展纲要》,成立200亿美元的国家集成电路产业投资基金,并设定了在2030年前使我国微芯片公司具备国际竞争力的目标。

接下来几年里,沉寂的芯片行业又燥动起来。值得注意的是,人工智能的爆发带来了芯片格局的变化,诞生了一批AI芯片公司。

2017年,寒武纪授权给华为海思的IP,成就了全球首款手机AI芯片麒麟970;比特大陆发布了号称“中国版TPU”的张量加速计算专用芯片BM1680;地平线发布了自己研发的AI芯片“旭日”和“征程”;云知声、出门问问、思必驰、Rokid、深鉴科技等公司相继公布造芯计划……

据甲子光年统计,仅2017年下半年,台积电的生产线上就有超过30款“AI芯片”排队等着流片。进入新兴芯片初创公司的投资总额从2015年的8亿美元增长到了2018年的16亿美元。AI芯片公司从零星几家增长到20多家。

芯片行业俨然已成一片红海。当然,其中也不乏裸泳者。

尤其是今年4月中兴事件的爆发,令“缺芯少魂”的问题再次摆在国人面前。媒体频频报道“中国芯片进口额已超过石油”“中国芯片企业只能做到14nm工艺,而三星、台积电早就量产7nm芯片”……国内舆论对芯片领域的关注达到前所未有的高度。

就在4天后,阿里巴巴宣布全资收购中天微。在此之前,2017年的云栖大会上,阿里成立了达摩院,投入1000亿元研发,并启动了一项代号“NASA”的研发计划,其中AI芯片就是重点。而投资寒武纪、Barefoot Networks、深鉴、耐能(Kneron)、翱捷科技(ASR)等初创芯片企业,也可以看出其进军半导体产业的决心。


2017年10月11日,杭州,在当天开幕的2017云栖大会上,阿里巴巴宣布成立探索人类科技未来的实验室“达摩院”。马云在大会现场发表演讲。

9月19日,阿里CTO张建锋在云栖大会宣布,正式成立平头哥半导体有限公司,进行AI芯片的自主研发与战略布局。他还透露,到明年4月份,阿里将推出第一个神经网络芯片;达摩院首次在全球模拟了81比特的随机量子电路,并建立了量子实验室,预计两三年内做出量子芯片。据媒体报道,目前比特数最高的量子计算机是谷歌3月份发布的Bristlecone,有72个量子比特。张建锋上述表态若实现,无疑将正面叫板谷歌。

对于阿里布局芯片的理由,张建锋曾解释,“在业务方面,阿里巴巴有在’城市大脑’、物联网等领域的布局,必须要考虑从芯片到连接、到云端一体的解决方案。我们也希望通过这种方式,通过我们的技术投入、业务场景带动,来推动中国芯片产业的发展。”


阿里巴巴CTO、达摩院院长张建锋

BAT中,百度最早发布AI芯片。7月4日,百度AI开发者大会上,李彦宏重磅发布了百度自主研发的AI芯片“昆仑”,这标志着中国第一款云端全功能AI芯片面世。据了解该芯片已经进入流片阶段。

李彦宏表示,从2011年起,为了深度学习运算的需要,百度开始基于CPU、GPU和FPGA的AI加速器的研发,在大规模AI运算的实践探索中,“昆仑”应运而生,它的运算能力比最新基于FPGA的AI加速器,性能提升了近30倍。

而用户数据最多的腾讯似乎对芯片兴趣并不大,马化腾曾多次表示,目前暂不考虑芯片业务。但腾讯对芯片的投资仍在继续。

对于BAT等巨头来讲,AI及相关芯片已成为战略性选择。基于不同的成长环境和战略布局,每家企业做芯片的目的又不尽相同。

当国产手机VIVO、OPPO、小米还在争夺高通、联发科的芯片资源时,只有华为依靠旗下海思自主研发的麒麟芯片基本实现了自给自足。这也促使小米尝试自研芯片,2017年2月,小米旗下松果科技的手机处理器“澎湃S1”正式发布。如今,5G被认为将是中国手机芯片赶超的关键。华为、小米、紫光展锐都在进行相应的研发。今年3月,华为发布了全球首款5G商用芯片—巴龙Balong5G01,率先突破5G终端芯片的商用瓶颈。

10月10日,2018华为全联接大会上,华为首发了两颗AI芯片:昇腾910、昇腾310。昇腾910采用7nm工艺,计算力远超谷歌和英伟达。华为副董事长、轮值董事长徐直军在10日大会上首次披露了AI战略,华为在AI上的野心不止于芯片,而是希望依托自身AI方案的便捷性,吸引更多的开发者应用,打造技术生态。

《中国制造2025》提到,中国芯片自给率要在2020年达到40%,2025年达到70%。虽然芯片之路绝非坦途,想要在全球芯片产业实现巨大市场突破难度很高,但城市大脑、自动驾驶、物联网等新兴领域,也为国内芯片企业提供了机会。

芯片需求正在激增,在AI芯片领域,世界各国几乎处于同一起跑线,换道超车的机会仍然存在。如果说创业公司尚显稚嫩,或许巨头们有实力角逐一番。

未来才刚刚拉开序幕。

文|何思妤


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