和所有企業一樣，國產芯片企業也需要從0到1的機會，目前或許就是最好的時代。

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文丨張偉超

編輯丨楊旭然

一定程度上說，半導體就是新經濟發展的基石與晴雨表。科技的進步離不開半導體的發展。

眾所周知，半導體的絕大多數領域都被少數幾個國家壟斷把持。但這無可厚非，回顧整個半導體行業的歷史，從誕生至今，他們已領先數十年。

半導體的百年沉淀

1833年，英國科學家巴拉迪最先發現，硫化銀的電阻會隨著溫度的變化而變化，這種情況不同于一般金屬。這是半導體現象的首次發現。

隨后的70多年里，眾多知名科學家不斷發現相關定律與性質。到了1904年，人類歷史上第一只電子管誕生。又經過34年的不斷發展，1947年，第一塊晶體管在貝爾實驗室誕生，標志著人類步入了飛速發展的電子時代。眾多公司開始涉及半導體業務，例如德州儀器、摩托羅拉、IBM等。

1955年，“晶體管之父”肖克利回到老家圣克拉拉谷（也就是現在的硅谷），建立了自己的公司——肖克利半導體實驗室，這是硅谷第一家真正的半導體公司。肖克利實驗室為硅谷引來了大批優秀的技術人員。使硅谷取代美國東部，成為半導體產業的中心。

1957年，“八叛逆”離開肖克利實驗室，借助仙童照相器材公司的投資，創立了仙童半導體公司，這是硅谷歷史上的一個里程碑。仙童半導體公司首次將集成電路技術推向商用化，此后還孵化出包括英特爾、AMD、美國國家半導體、LSI Logic、VLSI Technology、Intersil、Altera、Xillinx等業界眾多巨擘。

1965年，戈登摩爾提出摩爾定律。1968年羅伯特諾伊斯與戈登摩爾創立了Intel公司。

1971年，世界上第一片CPU在Intel公司誕生。它決定了全球半導體器件的基礎架構，也就是我們常說的X86架構。一代巨頭也就此開始了它的野蠻生長之路。1997年，隨著Intel奔騰系列這一劃時代的產品出現，人類正式進入計算機時代。Intel的芯片王朝也宣告成立，X86架構芯片便橫掃世界，統治了個人PC與服務器時代。

與此同時，在王朝的陰翳下，另一顆崛起的種子正在生根發芽。1985年，Acorn公司研發出第一款處理器芯片，型號被定為 ARM1。在強大的X86系列面前，ARM1顯得弱小不堪。

1990年，Acorn與蘋果、諾基亞、VLSI、Technology等公司合資改組為ARM計算機公司。

但在Intel強大的統治下，ARM并不好過。絕境中，ARM決定改變他們的產品策略，他們不再生產芯片，轉而以IP授權的商業模式，將芯片設計方案轉讓給其他公司。簡單來說就是，ARM不再像Intel一樣，一顆芯片的設計、制作、封裝都由自己來完成，它相當于出售自己的“設計圖紙”，剩下的由購買方自己去完成。

沒想到正是這種模式，開創了屬于ARM的全新時代。隨后，越來越多的公司參與到這種授權模式中，與ARM建立了合作關系。其中就包括三星、Cirrus Logic、德州儀器（TI）、夏普等公司。

2007年，真正的劃時代產品出現了，那就是iPhone。

蘋果iPhone徹底顛覆了移動電話的設計，開啟了全新的時代。第一代iPhone使用了ARM設計、三星制造的芯片。iphone的熱銷，App Store的迅速崛起，讓全球移動應用徹底綁定在ARM指令集上。緊接著，2008年，谷歌推出了Android（安卓）系統，也是基于ARM指令集。

至此，智能手機進入了飛速發展階段，ARM也奠定了移動芯片時代的霸主地位。

如今芯片產業正在經歷向AI芯片的轉變，2016年被定義為AI元年，是AI蓬勃發展的一年。各類AI芯片也橫空出世，呈現出“百舸爭流”的態勢。

雖然國內外企業都處于同一起跑線，但老牌企業依舊有自身優勢。由于CUDA開發平臺的普及和較早研發GPU，英偉達目前處于AI芯片領頭羊的地位，并在不斷擴張。

值得欣喜的是，在AI芯片時代，我國擁有華為海思、聯發科、瑞芯微、芯原微、寒武紀、地平線等大量優秀企業緊隨其后，國產替代或將自此而始。

國產替代在路上

2018年貿易爭端伊始，中興遭受了沉重的打擊。這讓人們意識到核心器件被“卡脖子”是多么可怕的一件事，也讓“國產替代”的口號變得愈發響亮。

其實不止我國苦“美”久矣，天下都已苦“美”久矣。

20世紀80年代，日本制造商在半導體產業中處于領先地位，他們采用基于DRAM的IDM商業模式。日本幾乎占領了全球半導體市場的半壁江山。他們以全面出擊的策略來擴張業務，利用成功的內存業務為其創造資源，在MCU、Sensor等領域取得巨大成功。

20世紀90年代初，三星成為全球最大的DRAM，隨后再成為全球閃存的最大廠商。

20世紀90年代中，我國臺灣，智原、聯發科、聯詠等一批IC公司從聯電分離出來，吹響了東方IC企業挑戰西方IC產業的號角。

但好景不長，隨著PC個人電腦的全球普及，日本、韓國制造商風頭減弱，美國IC廠商通過把資源集中到PC業務而取得了長足的發展，Intel和德州儀器等美國制造商抓住機遇。尤其是Intel，通過專心致志發展MPU（MPU為CPU的分支，可簡單理解為功能較強大的CPU），從日本電氣股份有限公司NEC手中奪得了全球第一的排名，并在此后一直保持。

我國半導體行業起步較晚，在20世紀末的這場半導體行業戰爭中并無我國企業的身影。但隨著時間的推移，目前我國優秀的半導體企業也開始涌現出來。例如上海先進、中芯國際、中星微、士蘭微、紫光、華為等。

貿易摩擦出現至今已經22個月。正是這些企業，為實現國產替代的理想提供了強有力支持。

今年1月，在華為開發者大會2020（Cloud）預溝通會上，華為高級副總裁張順茂針對此前華為進軍消費級臺式機市場的消息進行回應。他表示，華為將為國產臺式機提供芯片，型號為鯤鵬920S。華為鯤鵬服務器主板和鯤鵬臺式機主板也已上線，搭載鯤鵬920處理器。

張順茂稱，目前全世界絕大部分算力都是基于英特爾的x86架構CPU。華為近年來發力服務器芯片，尤其是在貿易爭端后加速了布局，來對標長期主導該市場的英特爾。

張順茂表示，歡迎國內更多有技術、資金實力的公司投入芯片產業，讓國家有一個堅實的計算基礎。希望此舉能獲得“天下云集響，嬴糧而景從。”

正視差距，知己知彼

要想實現真正的國產替代，第一件事情就是對目前我國半導體行業現狀有所了解，否則容易陷入到盲目樂觀或者自卑。

中國推動國產CPU多年，但在市場上的競爭力仍然不足，份額或不到1%。

這張圖最初源自清華大學微電子學研究所魏少軍所長發表的《集成電路應用》。魏少軍將國產核心集成電路和國產芯片的份額，和國外公司的市場占有率進行了比較。并將引用領域劃分為計算機、通用電子、通信、存儲和視頻系統等幾個大方面進行了數據比較。

從以上數據可以看出，計算機系統中，國內芯片所占份額最好的是工業應用，單片機主控制芯片份額為2%，在個人計算機及服務器方面國產芯片占有率基本為0。雖然我們有著自己的服務器生產制造企業，但是核心技術層面仍然沒有掌握。

在通用電子設備領域，可編程邏輯設備和DSP數字信號處理器的國內份額也為0。雖然我國也研發出了類似華睿2號數字信號處理器面世，但是其在市場工業領域應用還是基本空白。

在通信裝備行業，全國最高的依然是應用處理器、通信處理器等產品，所占份額分別為18%、22%。這也是我國目前在芯片領域能夠占領到的最好的份額，但在嵌入式的MPU、DSP處理器占有率基本還是0。

在內存芯片方面，DRAM內存、NAND閃存份額也是0，閃存份額也不超過5%，ISP處理器份額也有5%。在顯示及視頻系統中，顯示處理器中國產占有率為5%，驅動IC占有率也是0。

需要指出，這里的0%不代表國內完全沒有這個產品，而是與市場主流相比可以忽略不計。比如CPU處理器，國內有龍芯、兆芯以及新近曝光的海光、瀾起等等，且不說技術、性能差距，光是產量方面他們就不能跟Intel、AMD之類的公司相比。

貿易逆差和自給率是常被提及的兩個數據。2016年，中國集成電路進口額達到2270.7億美元，連續四年超過了2000億美元，是價值最高的進口商品。同期出口集成電路613.8億美元，反而下降11.1％，貿易逆差高達1657億美元。預計未來幾年，集成電路進口額仍將維持高位。

近年來我國集成電路自給率不斷提升，2018年為13%，預計2020年有望提升至15%，但總體仍然處于較低水平。

關鍵元器件幾乎沒有國產、依賴大規模進口，在這樣的大背景下，一些曾經被引以為傲的中國科技公司，在美國的施壓下噤若寒蟬。

從零到一的最好時代

和所有企業一樣，國產芯片企業也需要從0到1的機會，目前或許就是最好的時代。

集成電路產業涉及設計、制造、封裝三個環節，目前國內已實行三業齊驅。制造可以去代工，封裝測試與美國的差距也不是很大。差距最大的就是設計環節。

國家八六三計劃超大規模集成電路設計專項專家魏少軍曾多次公開表示，其實不是中國設計不了芯片，而是因為當下沒有芯片迭代的條件。

我國也有優秀的芯片面世，但芯片從不是簡單的一個器件，而是一個生態，需要不斷去應用，驗證，迭代。但此前完全沒有機會去給國產芯片迭代。

英特爾、ARM這種大公司，都是通過不斷的迭代，最終改進出來好用的芯片。反觀國內，國產芯片生存比較困難，重要原因之一，是業界不會給迭代的機會。

這是因為，一般企業等不了漫長的研發周期，或沒有耐心去等國產的芯片迭代；另一方面，即使研發出來，市場已經存在性能優越的芯片，甚至成本也低，他們可以通過價格戰來競爭，這直接限制了中國芯片設計能力的提升。

“本來有很多人其實可以設計出很好的芯片來，但是由于市場的生態不給你國產芯片迭代的機會，選擇性忽視國產，所以國內公司也就不能、也不給工程師去試錯的機會，這就是我們的問題所在。”魏少軍認為。

一顆芯片誕生后，需要有龐大的生態來支持它的開發，這需要漫長的時間積累。很多國產芯片大多都是停留在實驗室階段，大量產、批量應用基本沒有。

所以貿易爭端的存在，一定程度上保護了國內眾多芯片企業，使得他們可以盡可能少地受外國低價高性能芯片的價格戰沖擊，能給他們更多的時間去應用，驗證，迭代，做到真正的國產替代。

畢竟現實已經足以說明，受制于人的危害之大。