1971年11月15日，英特爾為一塊指甲蓋大小的芯片寫(xiě)下豪言壯語(yǔ)：開(kāi)啟集成電路新紀(jì)元。如其所言，那塊重量不到一盎司的Intel 4004鋪上了2300只集成晶體管，被稱為世界上第一款CPU。
三十余年后，同樣激動(dòng)的時(shí)刻發(fā)生在大洋彼岸的中科院里：2002年8月10日，中國(guó)首枚擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CPU“龍芯1號(hào)”終于流片成功。而中國(guó)大陸第一家從事專業(yè)芯片制造服務(wù)的集成電路制造公司中芯國(guó)際剛成立僅兩年。
時(shí)間繪制的技術(shù)差距一路延續(xù)，至少兩代工藝的落后“魔咒”始終難以打破。當(dāng)英特爾生產(chǎn)14nm芯片時(shí)，中芯國(guó)際還停留在28nm;當(dāng)英特爾在突破7nm良率時(shí)，中芯國(guó)際面臨的是來(lái)自美國(guó)的一紙禁令;也是在美國(guó)的禁令之下，臺(tái)積電宣布斷供華為。
更嚴(yán)重的情況是，從手機(jī)、平板、IoT到汽車，全球“芯荒”被推至極致。
“模式創(chuàng)新很容易超越。但對(duì)于芯片而言，我們能‘搭積木’，卻不會(huì)造元件，缺少太多基礎(chǔ)性的工作。”原英特爾工程師池宇感慨萬(wàn)千。他認(rèn)為，時(shí)間是造成芯片產(chǎn)業(yè)鴻溝的重要原因，“英特爾、德州儀器這些公司都已經(jīng)50多年歷史了”。
事實(shí)上，在中國(guó)科技史上，對(duì)芯片的投入日益加碼，僅龍芯處理器一個(gè)項(xiàng)目投入就高達(dá)50億美元。從2006年開(kāi)始，國(guó)家對(duì)“核高基”重大專項(xiàng)持續(xù)投入。在當(dāng)時(shí)的計(jì)劃里，中央財(cái)政為此安排預(yù)算328億元，加上地方財(cái)政及其他配套資金，總投入超過(guò)千億元。
但技術(shù)專利壁壘高聳、難以打破英特爾生態(tài)壟斷等各種原因，以往的嘗試幾乎屢試屢敗、屢敗屢戰(zhàn)，發(fā)展過(guò)程歷經(jīng)坎坷，“909”工程主體華虹集團(tuán)飽受“拿來(lái)主義”的質(zhì)疑，甚至爆發(fā)了“漢芯”造假丑聞。
半導(dǎo)體行業(yè)投資人劉雨瀟對(duì)《中國(guó)企業(yè)家》分析：“2010年左右，半導(dǎo)體進(jìn)口量開(kāi)始逐年攀升，各方都已明確我們?cè)诤芏嚓P(guān)鍵的地方被卡住了，因此有了第一期大基金。”
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2010年中國(guó)半導(dǎo)體進(jìn)口量躍居前五。2016年，半導(dǎo)體超越原油成為中國(guó)最大進(jìn)口商品，當(dāng)年中國(guó)在芯片進(jìn)口上的花費(fèi)已接近原油的兩倍：芯片進(jìn)口額為2270億美元，原油進(jìn)口額為1165億美元。
在此期間，國(guó)家出手。2014年工信部正式對(duì)外披露成立集成電路大基金：第一期規(guī)模達(dá)1200億元，重點(diǎn)投資集成電路芯片制造業(yè)，兼顧芯片設(shè)計(jì)、封裝測(cè)試、設(shè)備和材料等產(chǎn)業(yè)，掀起了一輪“造芯潮”。
直至今日，芯片“國(guó)產(chǎn)替代”的時(shí)代使命還遠(yuǎn)未完成，這條道路依舊極為崎嶇。
然而，與前兩次“造芯潮”不同的是，在最新的這次“造芯運(yùn)動(dòng)”中，越來(lái)越多的人才自西向東流動(dòng)，從政府到市場(chǎng)開(kāi)啟新一輪共振。而隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的涌現(xiàn)，在某些芯片領(lǐng)域，中國(guó)企業(yè)與傳統(tǒng)強(qiáng)者處于同一起跑線。
急!急!急!
人越來(lái)越多，也越來(lái)越急。
2021年年初，普林斯頓大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)博士吳強(qiáng)告別地平線CTO這一職位，自立門(mén)戶，成立基于存算一體技術(shù)的大算力智能計(jì)算芯片公司——后摩智能。
吳強(qiáng)曾先后就職于英特爾、AMD等芯片巨頭，豐富的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)及團(tuán)隊(duì)吸引了眾多投資人的關(guān)注。不到三個(gè)月，后摩智能完成數(shù)千萬(wàn)美元天使輪融資，由紅杉資本中國(guó)基金領(lǐng)投，經(jīng)緯中國(guó)、聯(lián)想創(chuàng)投、弘毅創(chuàng)投等跟投。
資方之一聯(lián)想創(chuàng)投合伙人王光熙回憶，后摩智能當(dāng)時(shí)給的融資時(shí)間很短，“前前后后一共只花了一周”。周六上午，王光熙拉著自己的“老板”聯(lián)想創(chuàng)投總裁賀志強(qiáng)跑到吳強(qiáng)那兒，賀志強(qiáng)當(dāng)場(chǎng)拍了板，“這肯定不是(我們投資的)常規(guī)流程。”王光熙說(shuō)道。
投資人“急”的背后，是好標(biāo)的少，要搶。
“有很多原來(lái)行業(yè)里的人，或者原來(lái)不是這個(gè)行業(yè)的人，都拿著‘彈藥’，招募人才、招兵買(mǎi)馬。”王光熙如此形容這一輪投資熱。
劉雨瀟的感受更為強(qiáng)烈，有些項(xiàng)目不做盡調(diào)直接發(fā)投資意向書(shū)，盡管一些不錯(cuò)的項(xiàng)目普遍比2018年時(shí)貴了兩三倍。
《2020年中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)投資解讀》顯示，2020年成為中國(guó)半導(dǎo)體一級(jí)市場(chǎng)有史以來(lái)投資額最多的一年，投資金額超過(guò)1400億元，相比2019年增長(zhǎng)近4倍。熱錢(qián)從投資機(jī)構(gòu)、國(guó)家手中不斷滾向創(chuàng)業(yè)者，企業(yè)數(shù)量也隨之水漲船高，截止到2020年9月1日，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)數(shù)量累計(jì)已經(jīng)超過(guò)5萬(wàn)家。
創(chuàng)業(yè)者也“急”。
窗口期在逐漸關(guān)閉，而在像“吞金獸”一樣的芯片行業(yè)里，需要一輪接一輪的巨額融資，才能向前滾動(dòng)。2020年7月，成立四年的寒武紀(jì)上市，在這之前，寒武紀(jì)在四輪融資里獲得超過(guò)50億元資金的加注。高融資、高估值與巨額虧損之間形成的矛盾曾讓這家AI芯片第一股備受爭(zhēng)議。
“眾所周知，半導(dǎo)體行業(yè)本身很燒錢(qián)，流片價(jià)格比較貴，尤其是未來(lái)兩三年，上游產(chǎn)能可能還會(huì)比較緊張。另外，行業(yè)人才稀缺，市場(chǎng)相互之間爭(zhēng)奪更加激烈，這和當(dāng)年AI、自動(dòng)駕駛水漲船高的局面一樣，創(chuàng)業(yè)公司需要付出更高的資金成本。這種情況會(huì)層層傳導(dǎo)，項(xiàng)目更貴，投資人要出更多的錢(qián)。再加上，大量資金追逐少數(shù)的頭部項(xiàng)目，估值也會(huì)有所上漲。”一位不愿具名的芯片行業(yè)人士分析道。
不僅是投資方，制造端著急的情緒也躍然紙上，由于缺少先進(jìn)工藝的光刻機(jī)，芯片制造成為美國(guó)制裁的“殺手锏”。武漢弘芯、成都格芯、貴州華芯通等芯片爛尾項(xiàng)目一再敲響行業(yè)警鐘，武漢弘芯項(xiàng)目甚至規(guī)劃總投資額高達(dá)1200多億元，政府先期投入150多億元。
即使眾多項(xiàng)目暴雷，依舊有人不斷進(jìn)場(chǎng)。
據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)CB Insights統(tǒng)計(jì)，僅2020上半年，已有15個(gè)省份、超過(guò)29個(gè)城市落地半導(dǎo)體項(xiàng)目，同比去年增長(zhǎng)84%。按照簽約金額排名，江蘇省、安徽省、浙江省、山東省排名前四，向來(lái)重視半導(dǎo)體項(xiàng)目投資的上海只能屈居第五。
2020年10月，國(guó)家發(fā)改委新聞發(fā)言人孟瑋點(diǎn)明了這場(chǎng)“芯”病：國(guó)內(nèi)投資集成電路產(chǎn)業(yè)熱情高漲，沒(méi)經(jīng)驗(yàn)、沒(méi)技術(shù)、沒(méi)人才的“三無(wú)企業(yè)”進(jìn)入行業(yè)，個(gè)別地方對(duì)集成電路規(guī)律認(rèn)知不清，盲目上項(xiàng)目，低水平重復(fù)建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)顯現(xiàn)。
全球“芯荒”背后
芯片賽道里，各方“著急”情緒背后的原因多種多樣，其中一個(gè)重要原因就是，全球范圍內(nèi)的芯片緊缺。
4月29日，蘋(píng)果CEO蒂姆·庫(kù)克在財(cái)報(bào)電話會(huì)議上說(shuō)，芯片短缺可能導(dǎo)致公司第三財(cái)季收入減少30億至40億美元。4月27日，小米中國(guó)區(qū)總裁盧偉冰也談及了芯片短缺問(wèn)題：“這次缺貨的周期不會(huì)太短，今年肯定是不可能緩解了。樂(lè)觀的話，明年上半年，但難度也很大，所以大概率是明年依然會(huì)出現(xiàn)整體缺貨的狀況。”
汽車芯片亦是如此。3月26日，蔚來(lái)宣布，因半導(dǎo)體短缺，從3月29日起，合肥江淮汽車工廠臨時(shí)停產(chǎn)5個(gè)工作日。全球汽車產(chǎn)業(yè)陷入了相同的困境，“1美元的零部件可以讓4萬(wàn)美元的汽車難以發(fā)貨”。
另一個(gè)重要原因是，在華為、中興等中國(guó)科技企業(yè)被列入所謂的“實(shí)體清單”并被制裁的背景下，“國(guó)產(chǎn)替代”的熱忱高漲，越來(lái)越多人看到其中的機(jī)遇。
“國(guó)內(nèi)芯片行業(yè)在2019年迎來(lái)了改變，因?yàn)橹忻蕾Q(mào)易出爭(zhēng)端出現(xiàn)了‘國(guó)產(chǎn)替代’的機(jī)會(huì)，大家意識(shí)到機(jī)會(huì)還沒(méi)有真正抓住，芯片根本性的問(wèn)題沒(méi)有解決。如果抓到這個(gè)機(jī)會(huì)，會(huì)有一個(gè)真正的突破。”吳強(qiáng)表示。
在此前的投資脈絡(luò)中，芯片“國(guó)產(chǎn)替代”有兩條路徑，簡(jiǎn)單來(lái)講，一條主線是難度較高的芯片，晶體管規(guī)模在50億以上，例如蘋(píng)果A13有83億顆晶體管;第二條路徑則是按照消費(fèi)電子的路徑去走。
國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)普遍由低端開(kāi)始，逐漸向難度更高的領(lǐng)域進(jìn)發(fā)，直至2016年10月17日，深圳市匯頂科技在上海證券交易所上市。“這算是個(gè)標(biāo)志性事情，它是中國(guó)第一個(gè)在半導(dǎo)體某個(gè)領(lǐng)域里做到第一的企業(yè)。”劉雨瀟認(rèn)為匯頂科技上市意味著中國(guó)芯片按照消費(fèi)電子的投資布局告一段落。
吳強(qiáng)也認(rèn)為，新一輪芯片創(chuàng)業(yè)熱潮與2016年時(shí)已有所不同：“是一種高技術(shù)含量又很復(fù)雜的智能計(jì)算芯片熱潮，是在2015、2016年之前中國(guó)人不太敢碰的領(lǐng)域，是被英特爾、AMD等巨頭掌控的領(lǐng)域。”在他看來(lái)，高技術(shù)含量的芯片目前面臨的窗口期也不會(huì)太長(zhǎng)，最遲兩年后，如果前三的市場(chǎng)格局已定，很難會(huì)出現(xiàn)新的入局者。
“說(shuō)實(shí)話，后摩要做一款好產(chǎn)品出來(lái)，可能性非常大。但是它到底能做多大，要看后面跟場(chǎng)景、跟商業(yè)綁定的落地能力。如果能夠找到一個(gè)到兩個(gè)客戶、行業(yè)，我覺(jué)得對(duì)于他們就非常有利了。”王光熙在是否跟投上十分清醒：“很多人會(huì)拿‘國(guó)產(chǎn)替代’、‘卡脖子’出來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非常重要的驅(qū)動(dòng)因素，但本質(zhì)上它不應(yīng)該成為我們單純的投資邏輯。”
這種謹(jǐn)慎的邏輯在如今看來(lái)極為重要。在創(chuàng)業(yè)熱潮背后，還有一片上市遇冷。據(jù)投中網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，從2020年12月初至2021年3月初，共有13家擬上市芯片企業(yè)IPO中止或終止，其中不乏依圖科技、云知聲等知名度較高的明星企業(yè)。
“很多創(chuàng)業(yè)公司實(shí)際上還是消費(fèi)電子邏輯，我給它的估值就會(huì)非常低，我認(rèn)為只能給到二三十倍或者三四十倍的市盈率，但現(xiàn)在市場(chǎng)給它估值可能高達(dá)兩百倍的市盈率，非常瘋狂，這個(gè)情況下可能會(huì)倒掛。”劉雨瀟表示。
要不要28nm?
在制造受阻的大背景下，對(duì)于大多數(shù)芯片創(chuàng)業(yè)公司來(lái)說(shuō)，產(chǎn)能開(kāi)始成為一件生死攸關(guān)的事情。一位投資人表示，產(chǎn)能不足的效應(yīng)還在傳導(dǎo)中，雖然現(xiàn)在還沒(méi)有看到哪家創(chuàng)業(yè)公司因?yàn)楫a(chǎn)能問(wèn)題死掉，但接下來(lái)一年大概率會(huì)大量發(fā)生。
在解決上游制造面臨的問(wèn)題上，吳強(qiáng)提前想好了解決方案：“這是每個(gè)芯片創(chuàng)業(yè)者必須思考的問(wèn)題。后摩智能在芯片設(shè)計(jì)上有顛覆性的技術(shù)創(chuàng)新，用28nm或者22nm的制程，也可以做出好的性能和超高的能效比。所以從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，后摩智能未來(lái)在制造環(huán)節(jié)能做到真正的國(guó)產(chǎn)自主。”
由于缺少先進(jìn)光刻技術(shù)，芯片“制造”成為關(guān)鍵。2021年2月初，有消息稱華為輪值董事長(zhǎng)徐直軍跳槽上海微電子，后者是國(guó)內(nèi)光刻機(jī)集成的龍頭企業(yè)。雖然華為隨即辟謠，但也反映了業(yè)界對(duì)光刻機(jī)“國(guó)產(chǎn)替代”的殷切期望。
目前，芯片投資的分工似乎很明確：在設(shè)計(jì)端，有市面上繁榮的投資人，制造端，則由“國(guó)”字頭的機(jī)構(gòu)和專項(xiàng)基金解決。國(guó)內(nèi)最先進(jìn)制程的光刻機(jī)是在“核高基02專項(xiàng)”里，設(shè)定于2020年12月驗(yàn)收193納米ArF浸沒(méi)式DUV光刻機(jī)，制程28nm。2020年6月初，上海微電子傳出好消息，攻克28nm光刻機(jī)難關(guān)，最快2021年交付。
不過(guò)，這樣的制程離生產(chǎn)華為高端機(jī)型所需的芯片路途依然相距甚遠(yuǎn)。在千億弘芯騙局中，做局者曹山說(shuō)，做65nm芯片，項(xiàng)目只值80億，做14nm能值1200億。在這個(gè)只有小學(xué)文憑、絲毫不懂半導(dǎo)體的人眼里，朝著高精度制程出發(fā)準(zhǔn)沒(méi)錯(cuò)。這也是芯片產(chǎn)業(yè)在美國(guó)打壓背景下的一個(gè)側(cè)影：要實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈自主可控，14nm以內(nèi)才算攻克關(guān)鍵技術(shù)，取得勝利。
“可能過(guò)去被整個(gè)全球產(chǎn)業(yè)合作浪潮寵壞了，大家就覺(jué)得我們應(yīng)該是能夠去享受最先進(jìn)的工藝。”王光熙認(rèn)為，目前很多芯片并不需要過(guò)高精度。
劉雨瀟表達(dá)得更直接：“你是一個(gè)中國(guó)人，所以你才會(huì)產(chǎn)生只有7nm才是高端芯片的錯(cuò)覺(jué)。如果美國(guó)人想要生產(chǎn)130nm的芯片，沒(méi)辦法在自己的國(guó)家實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橹袊?guó)是唯一一個(gè)集齊了所有半導(dǎo)體眾多細(xì)分產(chǎn)業(yè)的國(guó)家。”
方正證券在分析報(bào)告中指出，28nm制程極具性價(jià)比。雖然目前手機(jī)芯片即將進(jìn)入5nm制程，但是在物聯(lián)網(wǎng)等眾多市場(chǎng)，28nm仍然是主流制程工藝節(jié)點(diǎn)，不少晶圓廠基于28nm推出了在成本、功耗、性能等方面更具優(yōu)勢(shì)的工藝。
王光熙很樂(lè)觀：“國(guó)內(nèi)目前掌握28nm或者以上的成熟工藝，可能性和確定性相當(dāng)高。”
劉雨瀟也判斷，不出三年，國(guó)產(chǎn)28nm的光刻機(jī)就會(huì)出現(xiàn)。但也有曾就職國(guó)新的投資人對(duì)此并不那么樂(lè)觀：“28nm能出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室和真正能投入使用并不是一回事。”池宇表達(dá)了類似的看法，這其中的關(guān)鍵是良率，良率不過(guò)關(guān)，造出光刻機(jī)依然有很長(zhǎng)的路要走。
不過(guò)，紛繁意見(jiàn)背后卻有一個(gè)共識(shí)：這項(xiàng)成本約為整個(gè)硅片制造工藝的三分之一、耗時(shí)接近一半的工藝，中國(guó)應(yīng)該先學(xué)會(huì)走，再跑，先跨越28nm，再談高精度。
1997年，由于德州儀器放棄DRAM產(chǎn)業(yè)，張汝京退休。2000年8月，這位已“知天命”的電子工程師自籌資金，帶著400多名來(lái)自中國(guó)臺(tái)灣、美國(guó)等地的相關(guān)人才，在上海張江高科技園創(chuàng)辦了中芯國(guó)際。如今在中芯國(guó)際的晶圓代工業(yè)務(wù)中，40nm以上的成熟工藝貢獻(xiàn)了絕大部分營(yíng)收和利潤(rùn)。
天時(shí)地利人和
3月30日，造車之外，雷軍帶來(lái)了另一個(gè)消息，沉寂四年后，小米發(fā)布了影像芯片ISP澎湃C1。從某種層面上講，尚未有國(guó)產(chǎn)替代的光刻機(jī)之前，造一輛汽車或許比制造一顆性能良好的28nm的SoC更容易。
眾所周知，半導(dǎo)體是一個(gè)高度人才集中、資金集中的行業(yè)。一個(gè)流傳的夸張故事是，中芯國(guó)際曾派出住大隊(duì)人馬日夜駐扎在臺(tái)積電對(duì)面的酒店，以三倍薪資高薪挖角。
龍芯面世的同一年，京東方進(jìn)軍面板行業(yè)，通過(guò)定向增發(fā)等方式快速發(fā)展，不斷建廠，融資金額一度高達(dá)700億。直到在全球LCD面板出貨量上，京東方以27.3%的市場(chǎng)份額居冠，才算用錢(qián)把硬把面板行業(yè)真正燙了個(gè)窟窿出來(lái)，解決了“少屏”。
京東方董事長(zhǎng)陳炎順曾在接受《中國(guó)企業(yè)家》雜志專訪時(shí)表示，在很多高科技領(lǐng)域里，中國(guó)資本市場(chǎng)可以發(fā)揮很大的資本作用，而京東方的發(fā)展是中國(guó)資本市場(chǎng)支持中國(guó)實(shí)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)典范。
“這些公司死過(guò)，后面活過(guò)來(lái)并且上市。”劉雨瀟認(rèn)為，京東方當(dāng)年的發(fā)展路徑對(duì)于如今的芯片行業(yè)依舊具有意義。
在發(fā)展過(guò)程中，芯片沒(méi)那么“幸運(yùn)”。無(wú)論是制造還是生態(tài)，中國(guó)芯片行業(yè)總是差把火候。投資50億美元的龍芯處理器面世時(shí)被寄予厚望，外界評(píng)論稱其終結(jié)了中國(guó)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)“無(wú)芯”的歷史，并希望能替代美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。
不過(guò)，一位業(yè)內(nèi)人士坦言：“就像龍芯3號(hào)，國(guó)家花這么大力氣搞出來(lái)的芯片沒(méi)人用，為什么?最后大家發(fā)現(xiàn)原因不是物理結(jié)構(gòu)或者體系架構(gòu)上面，而是這款芯片蓋出來(lái)以后，沒(méi)有在上面的生態(tài)。”
直至今日，這樣的境況依然存在。“中國(guó)大部分芯片企業(yè)，突破的難點(diǎn)是如何打破英偉達(dá)的軟件生態(tài)壟斷，特別是在AI計(jì)算這個(gè)行業(yè)。”吳強(qiáng)分析道。
不過(guò)，這一輪造芯與以往不同，市場(chǎng)無(wú)形之手和政府有形之手引導(dǎo)正在雙線共振。正如中芯國(guó)際創(chuàng)始人之一謝志峰所說(shuō)，美日韓半導(dǎo)體發(fā)展已經(jīng)到頂，市場(chǎng)在中國(guó)、人才在回流，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體已經(jīng)到了天時(shí)地利人和的階段。
《中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書(shū)(2019-2020年版)》統(tǒng)計(jì)，截至2019年年底，我國(guó)直接從事集成電路產(chǎn)業(yè)的人員規(guī)模約為51.19萬(wàn)人，較上年增加5.09萬(wàn)人，其中設(shè)計(jì)業(yè)、制造業(yè)和封裝測(cè)試業(yè)的從業(yè)人員規(guī)模分別為18.12萬(wàn)人、17.19萬(wàn)人和15.88萬(wàn)人。按當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)及對(duì)應(yīng)人均產(chǎn)值推算，《白皮書(shū)》預(yù)測(cè)，到2022年前后全行業(yè)人才需求將達(dá)到74.45萬(wàn)人左右，其中設(shè)計(jì)業(yè)為27.04萬(wàn)人，制造業(yè)為26.43萬(wàn)人，封裝測(cè)試為20.98萬(wàn)人。
“我們有最多受過(guò)教育的人口，有最多的互聯(lián)網(wǎng)用戶，在工業(yè)制造這方面資源非常豐富，場(chǎng)景也非常豐富。一旦能夠自己把生態(tài)搭建起來(lái)之后，可能在應(yīng)用端會(huì)發(fā)展得很快。”王光熙認(rèn)為。
