顽强中国芯

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  爱之深,责之切。
  多年来,对于国产处理器,人们总是抱着期盼又质疑的目光。当一款产品出现时,人们倍加关注;当产品应用遇阻时,人们又横加指责。面对残酷的竞争环境,中国处理器像沙漠中的嫩芽,艰难而顽强努力地生长。中国处理器的成长之路在哪里?企业将如何积蓄未来与强敌对抗的力量?他们又期盼着哪些帮助?
  “洋装虽然穿在身,我心依然是中国心。”
  1984年张明敏在春晚中演唱的这首歌,早已传遍大江南北。但是,长久以来,在消费电子领域,情况却恰恰相反。多年来,国人一直在努力扭转中国制造的外壳中只能选择外国处理器的尴尬局面。从“星光中国芯工程”到龙芯横空出世,中国一直在努力将一颗“中国芯”植入到现代电子设备中。
  经过多年的发展,我国已经成为电子产品制造大国。大量的手机、平板电脑和笔记本电脑从中国的工厂运往世界各地。但是,在集成电路产业中,我国长期以来处于产业链下游。在中国进口产品的清单上,集成电路产品总是排在第一位,从2007年至今,每年的进口额均在1000亿美元以上。
  “随着集成电路步入22nm时代,巨额投资将迫使相当一部分传统芯片公司退出芯片制造,全球半导体产能紧张的时代很快会到来。国产处理器面临着前所未有的机会。”清华大学教授、“核高基”专项总体组副组长魏少军曾在政府工作报告和“十二五”规划纲要草案征求科教文卫体各界代表意见座谈会的发言中表示。
  有需求,就会有供给。在曾经的沙漠中,越来越多的中国芯正在默默地成长。
  “今年,瑞芯微的整体销量有望再次实现100%的增长。”两年前就在CES上引起关注的瑞芯微电子最近推出了新一代RK3066处理器。瑞芯微电子有限公司副总裁陈锋表示,中国处理器已经迎来了发展的好时机,产业正在向国内转移。
  “中国已经是MIPS在全球增长最快的区域。”接受记者采访时,MIPS中国区市场总监费浙平表示,中国目前也是MIPS最为重视的市场。就在过去的一年中,MIPS上海公司总经理何英伟带领旗下的中国团队研发了M14K内核。“中国处理器厂商的实力正在不断增长,它们和中国的制造能力正在紧密结合。”费浙平介绍,MIPS的一些中国客户,如君正、国民技术、MediaTek、万工科技等,都在自己的领域取得了非常不错的成绩。
  然而,这些默默成长的中国企业依然非常脆弱,无论是资金、人才、规模还是品牌方面,都无法和国际企业相提并论。
  “瑞芯微现在在平板电脑处理器的销量方面,应当是大陆地区第一。但是,瑞芯微只有联发科的二十到三十分之一。”陈锋坦承,竞争是残酷的,资金、技术和人才都是长期积累的过程。
  “我是技术出身,不太会做市场推广。”一次闲聊中,盈方微电子有限公司总裁李兴仁向记者表示,虽然技术方面盈方微已经达到了较强的水平,但品牌一直没有打出去,这大大地限制了企业的发展。
  “目前,国内的设计水平仅能达到40纳米,正在向28纳米研发,而英特尔已经开始出货22纳米工艺的处理器了。英特尔等大企业从上世纪80年代就开始确立的优势,不是短期能够赶上的。”赛迪智库分析师张伟表示。
  不过,也有人在发出乐观的声音。
  “两三年前,国产处理器和国外相比,技术上可能会差两三代。现在,这个差距已经缩小到了半代。”两年前还在ARM任职的杨宇欣今天已经是新岸线的副总裁。这已经足以说明他对国产处理器的前景看好。他表示,中国处理器企业先天的基因中,就有灵活、反应速度快的优势。这方面,国际大企业是很难做到的。而在今天这样快速变化的市场中,这种优势会体现得淋漓尽致。
  “基于龙芯的整个生态环境、产业链正在形成,未来三五年内,龙芯将拿出与大家对它的期盼相符的成绩。”龙芯的坚定支持者曙光公司已经将龙芯防火墙和龙芯刀片服务器推向实用。曙光公司总裁历军表示:“中国处理器一定会成功。”
  那么,中国处理器的成长之路在哪里?中国处理器企业将如何积蓄未来与强敌对抗的力量?它们又期盼着哪些帮助?
  中国制造创造养料
  “接外单的OEM和ODM工厂是我们主要的客户。”在采访到的很多处理器厂商中,对主要客户的描述如出一辙。
  “中国处理器有一个得天独厚的优势,那就是以珠三角为代表的中国制造。”杨宇欣在接受采访时如是说。他介绍,很多国内并不知名的品牌,在国外有很好的销售成绩,百万片销量以上的企业也有不少。
  记者了解到,中国市场化的应用处理器,目前最主要的客户就是以珠三角为主要基地的中小代工厂。这些代工厂每年都生产出数千万台的平板电脑等消费电子产品销往全球各地。这些代工厂对处理器的要求主要集中在几个方面:产品的性价比、综合服务能力、整合解决方案的提供能力、市场反应速度。这几个方面,正是国产处理器厂商最为擅长的。
  “相较国际大企业,国内厂商对利润的要求低:国际企业可能要求产品毛利率100%,国内企业毛利率30%就满足了,产品性价比更好。国内厂商对国内客户的服务更全面,随时可以派工程师和客户交流,甚至一同工作。国际大厂商的处理器产品线很广,能达到几百条,很难针对每条随时做出调整,而由于规模不大,国内厂商的动作比较灵活;在整合上下游提供整体解决方案方面,虽然国际巨头有较完备的经验,但是国内厂商也已经达到了不错的水平,与周边元器件、软件开发者都已经建立了较好的合作关系。”杨宇欣向记者逐条分析了国内厂商的优势。
  与代工厂的合作有利有弊。一方面,即使在国际半导体巨头业绩不佳的情况下,这些中国芯片企业依然可以取得较好的销售成绩;另一方面,如果电子产品出口下滑,它们也是最直接受到影响的。杨宇欣就表示,新岸线的一些订单受到了出口形势的影响。年初的1000万片销售目标,只能“尽量完成”。同时,缺乏知名品牌的标杆产品支持,处理器的品牌也较难打响。
  与此同时,以龙芯为代表的走大工程项目路线的处理器也取得了一定进展。与充分市场化的企业不同,走大工程项目的处理器的目标更为专注,往往面向特定领域的应用需求,成长缓慢但稳固。张伟表示:“龙芯处理器在信息安全领域的应用、神威处理器在高性能计算领域的应用就属于此类。两条路线的需求和侧重点不一样,各有优势。”   投资环境尚待完善
  2000年6月24日国务院颁布《鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策》(下称“18号文件”),2011年1月28日国务院发布《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策通知》(下称“4号文件”)。国家从政策、资金方面给予集成电路产业大力支持,制定了“863计划”、“核高基”、“973计划”等国家级的发展计划。国家每年对具有一定实力的研发企业给予资金支持。
  从产业发展的经验数据来看,虽然各个地区的半导体行业投入产出比稍有差异,但是都保持在2:1左右。《集成电路产业“十二五”发展规划》提出,销售收入要从“十一五”末的1440亿元提高到3300亿元。增加的1860亿元收入,按照2:1的投入产出比计算,我国需要在“十二五”期间投入资金估值为3720亿元。中芯国际计划“十二五”期间实现25%的年均收入增长率,预计到2015年,公司收入将达到50亿美元。业内人士认为要完成这样的目标,每年需投资15亿美元以上。
  与芯片制造企业相比,芯片设计企业对资金的需求相对较小。国内设计企业的成本主要包括人力成本、研发前期购买IP核费用、流片费用等,国家对设计企业的资金补助也比较少。今年6月1日,财政部对国民技术股份有限公司等四家集成电路设计企业给予各1500万元的研发补助,这是今年发放的第二批补助。这些补助可以帮助企业有效缓解资金紧张问题。
  赛迪智库张伟认为:“国家发展自主芯片有两条产业路线,一是商业化的市场导向的企业路线,二是承担大工程大项目的科研院所路线。”
  第一条路线,对设计企业来说前期投入高、风险大,难以吸引资本注入,因此需要依靠国家资金补助来维持自身发展。但国家的资金支持也给企业带来一些限制。瑞芯微副总裁陈锋说:“瑞芯微现在还是靠自己的产品赚钱维持公司运营,2008年参加过‘核高基’项目,但是国家要求用国产CPU,国产CPU很难跟上快速变化的市场。”新岸线市场营销副总裁杨宇欣透露,资本市场对芯片设计企业热情度不高,企业自身发展也是靠产品销售获得流动资金。
  第二条路线与载人航天的路线相似,相同的是资金充足、不计成本,区别在于芯片最终要应用于市场。笔者在调查中了解到,科研院所的成果大部分局限于实验室,距离市场化还有一定差距。北京大学软件与微电子学院曹健老师表示:“‘官、产、学、研、用’中的‘用’是关键,自主芯片只有达到‘用’的程度,才能真正发展起来。”
  如何提高资金利用效率也成为关键问题。赛迪智库张伟说:“国家对研发芯片给钱很多,从‘18号文件’到‘4号文件’都是支持国内企业的,促使软件相关产业发展得很好,但集成电路设计方面效果一般。” 采访中相关企业负责人表示,国家资金支持企业可以采用更好的方式。国家给予研发单位支持,确定目标,中间环节如何操作应该让企业自主选择。企业希望得到政府支持,也希望政府在资金支持的同时给予企业更多自主选择,促进企业市场化发展。
  呼唤实用化的人才培养机制
  集成电路行业缺乏人才是普遍现状。从管理到研发、营销、等领域,都存在人才不足的问题。在智联招聘、中华英才网等大型招聘网站上经常出现IC设计企业的招聘广告,一般都要求研究生学历且有工作经验。新岸线负责人杨宇欣表示,集成电路设计圈子小,高薪难聘有经验的技术人才,于是圈内企业相互挖人已成常态。若人才问题无法解决,集成电路产业的发展将受到很大限制。
  出现人才问题的根源在于一些学校的教育模式与企业的需求不匹配。杨宇欣说:“刚毕业的研究生只有理论,没有实际的工程经验,学校培养的人才和企业需求不匹配。”高校科研的关注点多在科学前沿领域,这些前沿理论距离市场化往往还有一定距离。赛迪智库张伟说:“学校评判学生的标准是发论文。如不改变这一标准,就难以培养出企业需要的学生。学校需要改变培养标准。”
  人才缺乏的另一主要原因是一些国内企业普遍留不住人才。张伟认为,目前有些企业待遇低、不注重人才培养和技术创新,资本至上的价值观泛滥,企业领导宁可花几千万元买生产设备,也不愿意花钱招聘技术专家。正是这种观念导致企业人才稀缺。科学发展,人才先行。对企业来讲,培养人才、留住人才的方式有很多,瑞芯微副总裁陈锋说:“我们公司的主要员工还是从应届生开始培养。工作地点、薪水等都会影响人才的去留。”
  “价值流向知识汇聚地,硅谷之所以能出好的芯片,是因为全世界优秀人才都聚集在那里。”北京大学软件与微电子学院曹健老师说,“美国的芯片业之所以强大,是因为美国教育资源丰富,吸引了全世界的优秀生源。发展自主芯片根源在于人才培养。”近五年来,教育部在尝试研究生教育改革,扩大专业型硕士比例,缩小学术型硕士比例。曹健老师说:“高校做理论研究面向的是未来5~10年的市场,工程类的产学研结合预研究面向未来3~5年的市场,而企业做的产品主要面向未来1~3年的市场。”针对快速变化的市场需求,人才培养理念应该进行改变。北京大学软件与微电子学院就是顺应这种发展趋势成立的,专门为企业培养应用型人才。该学院的学生第一年在学校学习理论知识,第二、第三年到企业去实习,真正做到理论和工程实践有效结合。曹健老师结合学院发展与毕业生就业情况说:“这个尝试是成功的,学生就业后很快就成为企业的技术骨干。工程硕士培养模式的成功也说明了官产学研用的结合是推动我国工程技术进步的切实有效方法。”
  首批国家集成电路人才培养基地——北京大学、清华大学、复旦大学、浙江大学、东南大学等九所高校都建立了适合企业人才需求的工程硕士培养体系。在这种教育模式下,学生所学的就是市场主流技术,毕业后可以直接应用到工作中。从近几年就业情况来看,工程硕士非常受企业欢迎。新岸线市场销售部副总裁杨宇欣也表示:“我们更喜欢这样既有理论,又懂工程实践,一毕业就能为公司创造价值的人才。”
  多元架构下如何突围
  8月初,ARM公司发布了最新财报:在2012年第二季度,基于ARM架构芯片产品的出货量约为20亿颗,同比增长率达到了9%(与之形成对比的是,整个芯片产业的出货量同比下降4%)。 ARM技术授权收入同比增长了14%,授权费率由去年的4.5%增长至4.8%。   这里面中国厂商的贡献不小。
  据《EE Times 》2011年末发表的一份关于中国芯片设计公司的报告,ARM在中国拥有34个以上的许可。ARM方面曾表示中国合作伙伴数量的增长速度令人惊喜,而一位业内高管透露给记者:“获得ARM Cortex A9内核的许可至少需要500万美元。”由此可见,中国厂商选择ARM架构实在是下了血本的。
  另一主流架构是在中国拥有20多个许可的MIPS,其中最有名的就是龙芯。MIPS的授权费用相比ARM低得多。这不一定是直接导致MIPS陷入出售绝境的原因,但不可否认,MIPS从中国市场上赚的钱相比ARM是小巫见大巫。
  其余的架构可用小众来形容——IBM研发的PowerPC架构、Sun研发的SPARC架构、DEC研发的Alpha架构、台湾的晶心科技公司( Andes)研发的AndeStar架构。
  庞大的市场和多种可供选择的架构,再加上政府的大力扶持,这些都是中国厂商进入芯片领域的驱动力。但综观中国芯片厂商在细分领域的表现,可谓冰火两重天:由于使用更先进的工艺和设计工具,中国企业在一些“短平快”项目上容易出彩,但是对那些需要深厚功底、技术难度较大的大宗战略产品,中国企业的能力有所欠缺。从芯片设计的基本功看,中国企业与国外企业不在同一水平,特别是在微处理器这个技术高度密集的领域,虽然政府的支持力度很大,但是由于中国企业在技术路线和设计方法上仍然采用专用集成电路(ASIC)的设计流程,国内企业与国外企业仍存在一定的差距。
  ARM从第三方的角度给出了对中国芯片市场的建议:“目前无论是消费市场还是企业的竞争都是国际化的。在所有用户都要求通用化、标准化和开发化的大环境下,刻意强调中国牌,只关注一个有限的市场范围,会影响厂家的视野,以至于对未来的发展产生影响。”ARM中国企业应用市场经理邵巍强调了国际化和细分化,并以以色列为例:“以色列是半导体行业中的后起之秀,拥有非常多的小规模公司,这些公司启动资金不是很多,但是他们凭借在细分市场中的敏锐眼光和创新,往往成为一个行业的翘楚。”
  量变也会质变
  “国内处理器企业实在是太多了。由于该领域的技术门槛很高,估计今后进入这一领域的企业数量不会增加,如果能够整合则是一件好事。经过多年的积累,我们已经具备了开发一款CPU的技术能力,但CPU的发展是个系统工程,设计仅仅是一个方面,还要考虑工艺、整机,特别是软件。最重要的是要设法将分散的力量聚集起来,形成统一意志,让资源向一个方向集中。”“核高基”总体组副组长魏少军迫切希望中国芯片企业能够团结起来。
  瑞星微副总裁陈锋认为芯片市场的进入门槛越来越高,竞争越来越激烈,价值空间减少,因此导致企业数量减少。
  中国市场中多种架构并存的现状是百花齐放吗?
  魏少军表示,不要指望用一种架构去统一所有的应用。例如,同样是服务器的CPU,用于科学计算的服务器和用于互联网的服务器对CPU的要求是不一样的,前者要求更高的计算性能,后者则要求更大的吞吐率和并发处理能力。所以,根据应用领域细分CPU的架构是自然的选择。当然,同一应用领域不宜出现多种架构。这并不是说竞争不好,而是中国企业的力量有限、资源严重不足,无法这么做。
  3月,工业和信息化部召集相关企业和学术机构,召开了名为“中国国家指令集架构计划”的一次会议。会议目的是商讨如何为国产CPU打造一个统一的指令集架构,即统一的CPU架构标准(ISA)。但此次会议过后,这一计划未有下文。
  是什么阻力使得一个雄心勃勃的计划暂时搁浅?我们不得而知,但可以肯定的是,关于这个计划的推行有不同的观点在激烈碰撞。魏少军建议政府在合理范围内对企业加以引导:“我还是强调一点,不能指望用一种架构去统一所有的应用,国际上也不是这样。但是,国家应该在相应的领域有明确的意志,不能放任自流,需要对企业进行宏观方面的帮助指导。因为中国是市场的后来者,企业实力较弱。完全依靠市场的能力,需要很长的时间才能成功,甚至可能永远无法成功。所以需要政府给予很大支持。政府不能代替企业,而是应该通过政策的导向,引导企业去做政府希望做的事情。”
  ARM似乎对中国CPU统一架构有所顾忌,毕竟高费用的授权模式让它在和别的架构竞争时优势被抵消了一大块:“处理器架构的统一,是由市场自然演变、物竞天择而成,还是由政府或者专业学术机构,甚至某些标准化组织来强制制定?这个问题应该由消费者,由最终产品来决定。一个非常有意思的现象是,很多时候,业内人士、市场分析师、技术专家会看走眼,但是绝大多数的消费者却总是选择了性价比最高、创新最大、最能提升他们生活和工作质量的产品。”言下之意,ARM架构目前的占有率很高不是天上掉馅饼。
  瑞芯微的看法更为坚决:“市场选择何种架构不以人的意志为转移。企业应该顺势而为。芯片方面统一架构不现实,要从整个产业链统一筹划。”
  记者手记
  从一个战场到另一个战场
  作为一个技术和资本双密集的行业,半导体行业一直以来非常依赖规模效应。在终端变革的空档中,中国企业依靠成本优势和灵活性依然杀出了一条血路。
  然而,有一定的销量并不能说明中国处理器具备了较强的竞争力。市场化的企业大多数还是直接购买内核授权,而非进行内核设计;同时,自主进行内核设计的企业的市场化步伐又显得缓慢。
  未来,在中国处理器崭露头角之后,国际巨头超过中国十倍的规模优势将开始展示出来。在这一过程中,中国处理器还需要跨越一道道难关。
  单纯以国家力量推动,和充分市场化发展之间,是否有一条两全其美之路?只有找到这样一条路,保持企业的活力的同时给予其规模上的支持,国产处理器才能真正成长起来。
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