中国之芯何时可兴?

中国之芯何时可兴?

    或许是打着所谓“贸易战”的旗号,美国再次对中国企业实施强制性打压。手机业在美出口已不是第一天受挫,华为的多次遭受打压早已让人们对美国的贸易保护主义深有体会,然后这次对于中兴的打压却是致命性的。
    2018年4月16日,正值中美贸易战,美国商务部发布公告,美国政府在未来7年内禁止中兴通讯向美国企业购买敏感产品。那所谓的“敏感产品”指的又是什么呢?举两个典型例子,安卓系统与手机处理器。
    失去系统与处理器,这对中兴通讯无疑是灭顶之灾。
    然而,表明上此次“打压”表现了美国在贸易战中的强制性手段,而实质上,是否我们应该思考,“中国芯”到底路在何方?我们又是否应该考虑,中国通讯企业在出海付出的窘境的技术“痛点”是否有药可医?


    尽管中兴通讯对美国商务部的行为表示不能接受,但一切谴责与不满似乎在他国强制力手段下都是徒劳的,一切呼喊与愤怒在他国根本利益上都是无效的。美国在经济利益层面,对任何企业都毫无情面。在“禁令”下,中兴通讯岌岌可危,经营活动已无法进行,一大批就业岗位也已流失。
    在强压下,尽管中兴在多个层面“挣扎”,其AH股已双双停牌。一批员工面临下岗,各项研发也面临搁置。很多人都在担心,中兴要倒下了。然而不只对中兴,此次制裁对中国经济与通讯行业的发展也造成了重创。中兴在中国通讯行业的占有巨大份额,中兴遭遇的挫折,某种意义上也是中国通讯行业遭遇的挫折。我们大呼“中国制造2025”,而其中5G的建设也与中兴紧密相关。美国对中兴的制裁,更是对中国经济,中国通讯科技的制裁。
    一纸禁令下,我们显得如此脆弱。
    我们引以为豪的“中国制造”,一夜间似乎被打回原形。我们踌躇满志的“中国智造”。一时间似乎也失去方向。我们对进口产品的依赖,比我们相信的大得多;我们对进口科技的依附,也比我们认为的紧密得多。尽管我们不再是那个只能造“茶壶、桌椅……”中国,五年计划的对于中国制造的提升的飞速的,“高铁、飞机、油井……”我们能造的越来越多。而像处理器等硬件的制造,却是如此的空白。发达国家经济的繁荣,很大层面是其核心技术的“上层建筑”。而我们缺的,不是仿制与学习的水平,而是这些有根本竞争力的核心科技。
    我们不否认国家科技已取得的的成就,相反其成就之辉煌,发展之迅速是举世瞩目的。
    但是,我们科技繁荣与进步的背后,交织的却是无数发达国家的进口产品与垄断技术。如同我们喝着他人河里的水,一旦上游截断,我们又该如何求生?
回看中兴通讯,成立于1985年,辗转三十年,确立了在中国通讯行业的标杆,在世界市场也有一席之地,然而在美方的禁令下却显得这么不堪一击。这无疑在告诉我们,没有核心技术根本无谈竞争力。
    什么是“核心技术”?从手机通讯行业来看,或许是处理器。
    处理器的研发,无疑是投入大,周期长,见效慢的。行业巨头高通与英特尔也经历的数十年的波折与发展。而今天,处理器显然是我国制造业的一大缺口。近年来发展地风生水起的国产手机制造业,细细想来,一台国产手机到底有多少是“中国智造”?硬件层面的处理器、存储卡、屏幕、相机……软件层面的系统,我们对进口的需求似乎超过了任何一类产品。恐怕,当今国产手机,“我们不生产手机,我们只是外国配件的搬运工”,看似讽刺调侃的一句话,却恰恰揭露了“中国智造”的伤口。
曾经看过一组数据,一款手机的利益分成,绝大多数集中在了软硬件,而我们所“擅长”的装配,仅仅是九牛一毛。这或许也在一定程度上解释了我国人均国民生产总值的劣势。
    那么,相比于高通与英特尔,中国芯到底差在哪里?
    其实,中国芯也并非一片空白。中国的处理器制造业,既有龙芯、飞腾、申威等老牌设计单位,也有如小米的澎湃等新秀。但其质量与性能却不尽人意,这或许也正是为什么我们如此依赖进口的原因。


    通过对比可以发现,无论是主频还是整数与浮点数的计算能力,国内尽管是顶尖的处理器也依然与英特尔有巨大差距。而这些仅仅是表面的,处理器的微观结构更是重要的,可以毫不夸张的说,处理器的安全性、性能和功耗很大程度上取决于此,同频率下差距很大程度上是微观结构的差距,况且,中国芯与进口芯的频率上仍有巨大差距。
    而微观结构的差距又在哪里?专业的术语不再叙述,简单地说是一种工艺上差距,而工艺与技术包括设计方面的差距,看似只是几纳米,实质上确实天壤之别。处理器的设计,其实是一种高端集成电路的设计,一颗处理器集成有数以亿计的晶体管,显然是难以人工设计的,自然也就需要所谓的“电子设计自动化”,而这项技术的主要供应商都是美国公司,尽管是中国芯也无一例外地采用了进口技术。由此可见,如果中兴除了被断供芯片,再取消了这项技术的授权,那么或许真的连东山再起也没有可能了。
    另一个角度,国产芯片其实很多都是基于ARM公版架构,如果ARM架构授权也被取消,国产移动芯片就彻底灰飞烟灭了。
    芯片是以石英为原料制作的,但从石英到沙子的这个过程展现着一个国家精密制造的能力。其工艺之复杂,显然当今中国的制造水平是难以企及的。依赖进口,或许目前来讲是难以避免的。我们也尝试过出资收购相应技术公司,然而以西方国家技术堡垒的严密,结局是可以预见的。我们目前只能投入研发,攻克技术堡垒,希望在将来有弯道超车的机会。
    无疑,中国芯片的落后很大程度上是起步晚以及西方技术地方封锁,我们似乎也只有自主研发者一条路可以走,但是其背后需要的投入确实难以想象的。无论是人才层面还是资金层面,都有很长一段路要走。只要结合自身条件,认清现况,总结经验,才能研发出足以与进口芯片抗衡的中国芯。而研发的经费主要仍然依赖国家,处理器制造作为周期长的行业,在当今的经济体制下,并非是投资者们青睐的对象。
    当然,尽管存在技术上的差距,近年来无论是国家层面还是社会层面也都在投入资金与精力。毕竟,不只从“中兴事件”,近年来我们越来越认识到拥有核心技术的重要性。
    从研发经费的角度来看,其实很多年前国家已经加大了对于这方面的投资,我们的研发经费也逐年增长。可以说,对中国芯的投入一直不曾间断,规模也不断变大,但效果却不曾明显。科研,尤其是芯片的研发,绝不是短期就能获得回报的,可以说投入与产出并不成正比。所以我们需要保有耐心,期待中国芯技术的不断突破。
    纵观中国芯发展的二十年,成果还是颇丰的。国家对自主芯片的研究进行了诸多战略部署,包括龙芯、申威在内的诸多处理器品牌,都是国家级项目的支持对象。尽管经历了多次失败的尝试,也耗费了大量的资金,都没有得到核心技术及市场认可,国家从上世纪九十年代末至今仍在不断投入。
    比较有代表性的华虹,在国务院赤子下得以创立,尽管经历了多次亏损,甚至被嘲笑“中国人以为有了钱就能搞半导体”,从2004年开始,已经开始稳定盈利,生产工艺也不断进步,发明专利也颇为丰富。
    再说龙芯,是在国家863计划支持下发展起来的。以龙芯一号为例,尽管在民用方面因为操作系统市场的垄断现状难以发展,在军用方面已经是具有自主知识产权的高性能芯片。2015年龙芯更是应用于北斗卫星,为国家卫星系统自主与安全提供了保障。
    显然,对于涉及高度机密的信息化应用,采用进口芯片缺乏安全性与自主性,这也正是国家不断投入芯片研发的一大原因。
    申威同样具有浓厚的军工背景,是在国家“核高基”专项基金的支持下研制出的,对于民用市场同样未曾涉足,主要应用与设计国家安全的项目中。比较出名的“神威·太湖之光超级计算机”正是采用了申威处理器。我国的“星光中国芯工程”很好的体现出国家在芯片制造方面的努力。
    然而,除去这些军工芯片。与普通人最切实相关的还是包括个人计算机和手机在内的处理器。那么以移动处理器为例来看,中国近些年又有什么突破呢?
    最为出名的国产移动芯片大概就是华为的“麒麟”了。包括其自家的旗舰机,均搭载自行研发的麒麟芯片。虽然仅仅是自行设计,生产仍然需要依赖第三方,但其性能已经比较可观了。例如最新的麒麟970,已经能够和高通骁龙821分庭抗礼,在部分方面的优化甚至更为优秀。从华为宣布要自主制造芯片到现在也有了十多年的历史,2014年来从910到现在的970,包括即将发布的980,技术上的突飞猛进已经可以作为旗舰机的卖点。尽管成本等方面仍存在一些问题,但是显然麒麟已经是中国企业在芯片制造方面取得的巨大成就。
    小米作为近年来兴起的国产手机品牌,以性价比为特点,发展到现在也无法回避处理器这个核心问题。多年来一直依赖进口芯片的弊端也日益暴露,无论是从供货角度还是成本角度。终于,在2017年2月28日,小米正式发布了自主独立芯——“澎湃S1”。处理器制造相比于许多互联网营销领域,无疑是长跑,小米的处理器相比于苹果、高通、三星以及同为国产的华为显得也较为稚嫩,希望在未来的几年里,小米作为中国企业能够为中国芯贡真正的献出自己的力量。
    “缺芯”显然是当面中国发展的一个很大问题。但从“中兴事件”的另一个角度来看,以安卓系统为代表的计算机软件也是我们当今所缺乏的。而“国产操作系统”也无疑是与“中国芯”并列的两大问题,无论是民用还是军工领域。
    当今移动端系统,几乎可以说被谷歌的安卓与苹果的IOS所垄断,而PC端同样被微软垄断。这些企业显然都是美国的。我们尽管已经在很多软件开发上处于世界先进水平,而在核心的操作系统方面,却一直是一个“痛点”。国产操作系统会让用户更安全,国家机密也有了进一步的保障,也很大程度上能体现我们技术的进步。可惜,同于中国芯,起步晚与垄断仍然是国产系统发展的两座大山。
    缺乏自主研发的操作系统,就意味着很多我们的信息都暴露在他人面前,意味着很多操作都是有很大风险的,无论是在手机还是电脑的操作,都有被窥测的可能。其潜在的隐患是难以估测的,所以拥有自主研发的操作系统,也同样是亟待解决的问题。
    而另一方面,非国产的操作系统很大程度上限制了我们的自定义。在他人定制的规则中进行各种操作,无疑是一种“戴着镣铐跳舞”。而一旦对方加以更大程度的限制,后果也是难以想象的。
    我们一直在创新,也一直在进步,尽管很多时候是在模仿中进行的。但要想超越,这个过程也是必不可少的。“中兴事件”再次给我们敲响了警钟,无论是中国芯还是中国操作系统,我们都必须加快速度,提高质量,或许只有这样,我们才能避免此类事件的发生,不再受制于人。从跟跑到领跑,期待中国芯片兴起的那一天。

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