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半導體,一萬年也要搞出來——中國的晶片設計產業|甯南山

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導讀

中國的經濟升級, 最大的兩個領域是汽車製造工業和積體電路工業。 反過來說, 我們要實現最終打垮西方列強, 也就是要在這兩個超級產業完成逆襲。 中國晶片產業的未來必須要走商業化可盈利的路, 從這條路來看, 只有以海思, 紫光, 寒武紀為首的國產晶片公司, 以及華大, 大唐, 士蘭微, 匯頂科技等第二梯隊, 以及未來可能成長起來的第三梯隊才是中國晶片設計產業的未來。

中國的經濟升級, 最大的兩個領域是汽車製造工業和積體電路工業。

反過來說, 我們要實現最終打垮西方列強, 也就是要在這兩個超級產業完成逆襲。

未來的十年, 我們要做好長期戰鬥的準備, 如果我們成功了, 那中國就是真正的超級大國。 如果這兩個領域我們失敗了, 中華民族復興就不能稱之為成功。

這個地球上最強大的國家美國, 它有哪些百億美元利潤級別的公司?

除開能源和金融行業以外, 有大約17家左右。

Facebook, 通用電氣, IBM, 思科, 英特爾, 寶潔, 強生, 微軟, 蘋果, 沃爾瑪, 迪士尼, 通用汽車, 甲骨文, Alphabet計畫集中發展 DRAM 產業資源, 但終究因為資金問題未能如願, 原本 5000 億新臺幣的資金需求, 臺灣政府僅提供了 80億, 遠遠達不到預期。

他強調, “現在唯一有機會成為全球抗衡三星勢力的只有大陸,

紫光會把這夢化為具體的實踐!”一定要有人扮演在全球平衡三星的勢力, 目前只有大陸有能力有資金投入進來, 長江存儲就是基於這個出發點而誕生, 也是大基金唯一真正投資的記憶體企業。 ”

從高啟全的話可以反應出他內心的想法, 就是要在產業裡面做出一番事業, 所以, 只要我們提供的平臺夠大夠好, 不管他是什麼政治立場, 一樣可以為我所用, 臺灣的舞臺太小了。

除了高啟全, 紫光集團還挖來了晨星創辦人楊偉毅出任紫光旗下長江存儲公司CTO, 又延攬晶圓代工廠聯電前CEO孫世偉, 擔任全球執行副總裁一職。 這兩位都是臺灣半導體業界鼎鼎有名的大佬級人物, 像晨星, 當年就是和聯發科並列的臺灣兩大晶片研發企業之一,

後來晨星被聯發科吞併。

臺灣聯電更是臺灣僅次於台積電的是第二大積體電路製造廠, 2016年銷售額44.5億美元, 對比下中芯國際2016年的銷售收入只有29億美元多點。

目前長江存儲在同時進行NAND FLASH和DRAM的研發, 根據2017年4月高啟全接受記者採訪時透露, “長江存儲的研發團隊裡面, 美國人、日本人、南韓人都有, 絕不是只有挖臺灣工程師, 長江存儲內部是規定要用英文溝通, 因為外籍主管很多, 以國際化的規格在打造企業。 ”

現在的武漢新芯約1,200人, 另外, 長江存儲成立至今也招募將近700人, 共計1900人左右。

長江存儲目前研發人員總共約500人, 其中臺灣人約50名。

根據2017年9月的消息, 長江存儲將會在美國設立研發中心, 並且趁著日本東芝在處於出售狀態的機遇,

挖角日本的記憶體研發人才, 日本很多年輕的工程師, 受制于日本職場論資排輩文化的壓制, 薪資和發展通道上本有很多不滿, 加上東芝已經風雨飄搖自顧不暇, 在中國高薪誘惑下, 必然會有人加盟。

目前長江存儲的重心放在3D NAND flash的開發上面, 同時也在推進20/18nm的DRAM開發。

NANDFlash肯定是長江存儲最先量產的產品, 因為傳統2D轉3D NAND技術後, 半導體機台設備幾乎都要換新, 所以這時候投入是對的, 每一個記憶體陣營都站在同一個出發點。

而DRAM技術, 每轉進新一代制程技術僅增加20%的半導體機台設備, 意思是, 既存的半導體大廠的多數機台設備都已經折舊光了, 新加入DRAM技術的人去買新設備來生產, 成本非常貴,

競爭力會很差。 從這個角度而言, 中國要做好在記憶體領域長期燒錢的準備。

長江存儲現在研發進度如何?根據長江存儲 CEO 楊士寧介紹, 其 32 層 3DNAND 晶片順利實現了工藝器件和電路設計的整套技術驗證, 通過電學特性等各項指標測試, 達到預期要求, 2017年底將提供樣片, 繼續向64 層 3D NAND 發展, 樂觀估計2019年量產。

目前韓國三星已經在2017年量產64層 NAND, 可以看出中國和韓國的技術差距在2年, 2年看似很短, 其實在競爭激烈瞬息萬變的市場, 已經是極大的差距了。 抗韓將是長期的進程。

但是, 大家也不要覺得韓國半導體不可戰勝, 事實上, 韓國人在半導體領域表現強勢的也就是NAND FLASH和DARM記憶體領域, 以三星為首的韓國公司早在上個世紀九十年代就開始了記憶體的研發, 早了我們二十年,我們要想超過他們,當然必須付出時間的代價,這個時間不是三五年,能夠十年追上就已經非常了不起。

另外,韓國雖然記憶體強大,但在記憶體以外的其他領域,除了三星手機自產處理器和基帶晶片外。由於都不是大集團研發,韓國的晶片設計產業在中國的衝擊下衰退非常嚴重。

以2017年上半年為例,根據韓國媒體Business Korea的報導,在韓國上市的韓國前15大IC設計公司中,有10家上半年營業利潤出現下降,50%的企業出現虧損,營收和利潤都增長的只有兩家。

原因就是中國衝擊,例如液晶面板上面的驅動晶片,例如手機和平板電腦上的觸控晶片,以及攝像頭等用的中低端圖像感測器。

我在上一篇文章寫過,全球顯示面板向OLED轉移的趨勢已經不可逆,我國有一家做OLED驅動晶片的公司就在高速增長,那就是中穎電子,2017年上半年,中穎電子公司實現營業收入3.12億元,同比增長30.65%;淨利潤為6208.01萬元,同比增長61.8212%;每股收益為0.30元。

因此,全球目前只有中國的瘋狂的投入記憶體的研發和製造,韓國人在記憶體領域未來被顛覆,只有可能是被中國,確切的說的是長江存儲公司。

未來的希望:寒武紀。

為什麼要特別提一下寒武紀,人工智慧是人類所有產業發展的大勢所趨,在這個領域,專用晶片將會成為未來的主流。幾乎所有的ICT科技公司,不管是國內的百度,阿裡,騰訊,華為,還是美國的穀歌,facebook,亞馬遜,微軟,都在朝人工智慧方向發展。

2017年8月,由中國科學院計算技術研究所(中科院計算所)陳雲霽、陳天石兩兄弟創立的寒武紀科技(CambriconTechnologies)宣佈完成阿裡巴巴領投的1億美元A輪融資,此輪融資令寒武紀估值達到10億美元。這也是中國第一家積體電路產業的獨角獸公司(估值超過10億美元),這可以算作一個里程碑。

值得一提的是,寒武紀團隊成員的平均年齡只有25歲,很多骨幹成員在校期間已開始從事相關領域的工作。創始人陳雲霽和陳天石是兄弟倆,都是學霸。

陳雲霽14歲進入中科大少年班,在創立寒武紀前,陳雲霽在大學的最後一年,就參與了中國第一塊通用CPU晶片龍芯1號的研製項目,2002年,陳雲霽來到了中科院計算所,跟隨現在的龍芯公司董事長胡偉武研究員碩博連讀,成為當時龍芯研發團隊中最年輕的成員。博士畢業後,他留在了計算所。25歲時,陳雲霽就已經成為8核龍芯3號的主架構師。

他在2015年入選《麻省理工科技評論》35歲以下的全球最佳35名創新人士。

非常有意思,寒武紀推出的人工智慧晶片型號名字叫DianNao,也即是中文電腦的拼音,目前DianNao已衍生出1A、1H等多個型號。DianNao這個型號名字來自寒武紀研發團隊裡一位法國人,這個法國人叫OlivierTemam,來自法國國家資訊與自動化研究所(Inria),他建議說,與其取一個平淡的英文名字,還不如反其道而行用中文的拼音來命名,這樣對外國人來說是“外語”,他們反而會覺得十分“洋氣”。

最值得一提的是,DianNao晶片不僅是寒武紀的自主架構,而且是寒武紀自主開發的指令集,名字也很有意思,叫DianNaoYu(電腦語), 這是世界首個深度學習指令集,DianNaoYu指令集的論文在2016年的電腦體系結構領域頂級國際會議ISCA2016(International Symposium on Computer Architecture)所接收,其評分排名所有近300篇投稿的第一名。具有突破性的意義。之前中國自主研發的龍芯晶片,也是使用的MIPS指令集免費授權的形式,雖然可以自主修改,也不會被限制,但是使用指令集還是來自國外。

用中科院計算所的話來說意義是這樣的“指令集是電腦軟硬體生態體系的核心。Intel和ARM正是通過其指令集控制了PC和嵌入式生態體系。寒武紀在深度學習處理器指令集上的開創性進展,為我國佔據智慧產業生態的領導性地位提供了技術支撐。”

寒武紀人工智慧晶片和傳統的通用處理器如何比較?寒武紀是人工智慧的專用晶片。請注意專用兩個字,因此寒武紀的晶片和通用處理器並非替代關係。

由於CPU和GPU基本框架結構都不是為人工智慧設計,如果要用通用處理器搭建一個人腦規模突觸的神經網路,可能需要建一個電站來給它供電。AlphaGo下一盤棋動用了1000個CPU和200個GPU,每分鐘的電費就高達300美元,而網路規模只有人腦的千分之一。”

寒武紀AI晶片恰恰解決了這一問題——它能在電腦中類比神經元和突觸的計算,對資訊進行智慧處理,還通過設計專門存儲結構和指令集,每秒可以處理160億個神經元和超過2萬億個突觸,功耗卻只有原來的十分之一,未來甚至有希望把整個AlphaGo的系統都裝進手機。

其他的FPGA方案雖然反覆運算快,但從計算速度和能耗比來說,和專用的人工智慧晶片相比仍然有差距。因此除了寒武紀以外,其他國外公司也在跟蹤寒武紀的研究成果,比如穀歌的TPU。

寒武紀的AI晶片在兩個大型產業都可以有廣泛的應用,一個是雲端,一個是終端。在目前雲計算蓬勃發展的情況下,雲端伺服器面臨更大的大資料計算壓力,AI晶片逐漸必不可少。另外終端的智慧化程度和計算要求不斷提升,也需要使用AI晶片。

2017年9月2日,華為在德國IFA展上發佈麒麟970處理器,首先用於華為Mate 10智慧手機上,雖然沒有公開宣佈,但其背後的AI晶片就是來自寒武紀,麒麟970整合的人工智慧晶片,華為稱之為NPU(NeuralProcessingUnit,神經處理單元)。

搭上了華為這條大船,寒武紀的銷售額將會迅速增加,目前猜測,華為和寒武紀採取的是IP授權的形式,寒武紀作為全球第一家人工智慧晶片獨角獸公司,也是全球第一家大規模量產人工智慧晶片的公司,同時晶片架構和指令集完全自主,在未來大有可為。

我現在就盼著寒武紀什麼時候上市了,人工智慧會是有一個超級產業,理論上所有的硬體都會需要實現人工智慧深度學習功能。

半導體行業,美國超級強勢,韓國在存儲領域優勢大,歐洲有三家一流的半導體公司,NXP,英飛淩和意法半導體,其中NXP在和高通談並購,如果高通並購NXP並購成功,那麼歐洲只剩下兩家了。

日本有三家一流半導體公司,瑞薩電子,索尼的CMOS圖像晶片和東芝半導體。這其中索尼的CMOS影像處理晶片是近年來日本公司幾乎僅有的實現大逆轉的產業,索尼憑藉影像處理晶片大大提升了市場份額,獲得了大量利潤。東芝在尋求出售,等東芝出售成功,那麼日本也只剩2家半導體公司。

我們可以看到,美國超級強勢,中國,韓國都在上升,歐洲和日本在小幅衰退,除此之外,另外一個衰退比較嚴重的是臺灣了,臺灣半導體協會預估2017年臺灣半導體產業整體產值較2016年小幅成長1%,而2017年全球半導體市場規模將較2016年成長9.8%,也就是臺灣“生命線”半導體產業世界份額在不斷下降。

以整個半導體產業的產值比較,2017年上半年臺灣為新臺幣11440億元,大陸約新臺幣9900億元,臺灣半導體產業險勝,但大陸在整個半導體產業發展速度明顯超過臺灣。

根據中國半導體行業協會統計,2017年1-6月中國積體電路產業銷售額為2201.3億元,同比增長19.1%,而臺灣呢,以2017年第二季度為例子,是衰退4.8%。

半導體的設計,製造,封測三大部分,設計和封測大陸均已經超越臺灣,臺灣在IC產業唯一有優勢的還是製造業,臺灣GDP 2016年大約為5600億美元左右,而台積電的半導體製造一年貢獻100億美元淨利潤,另外提供數萬個年薪40萬人民幣的崗位,以及大量稅收,以台積電為首的半導體製造業不愧是臺灣經濟的基石。臺灣有三家半導體公司進入全球20強,和日本,歐洲並列都是3家。其中2家是製造(台積電,台聯電),1家是設計(聯發科) 2017年上半臺灣IC設計的產值為新臺幣2904億元、大陸為新臺幣3735億元,大陸已經在IC設計產業追過臺灣;IC製造業領域則是臺灣半導體的大本營,比較2017年上半兩岸的情況,臺灣IC製造的產值為新臺幣6268億元、大陸產值為台幣2570億元,臺灣守住優勢, 在IC封裝和IC測試方面,2017年上半年臺灣的IC封測產值為新臺幣2268億元,大陸產值為新臺幣3600億元,這部分大陸也已經超越臺灣。

從以前的仰望,到現在超過臺灣,並且在追趕日本,韓國和歐洲的路上,中國半導體產業的進步有目共睹。2017年上半年,中國大陸晶片設計業同比增長21.1%,銷售額為830.1億元,繼續保持世界最快增長速度。

對中國的晶片發展要抱有信心,未來海思,紫光,寒武紀三大勢力將成為中國晶片產業的主力軍,寒武紀雖然現在銷售額不多,也還沒有開始盈利,但是這家公司必將崛起成為一方諸侯。

寒武紀需要解決的是商業經驗問題,創始人是中科院搞技術出身,在商業市場搏殺,需要有商業經驗積累和助陣,這是寒武紀需要解決的問題。

在三巨頭以外,很多專業領域的中國晶片供應商也會崛起,例如提供顯示面板驅動晶片的中穎電子,提供指紋識別晶片的匯頂科技等等。

另外呢,在國有企業大軍裡面(不要鄙視國企,紫光也是國企),也會有很多像大唐微電子,華大這樣的晶片公司來保證國家安全,比如下面這則2017年9月16日的新聞,華大發佈的北斗導航定位晶片。北斗產業以後會是一個大型產業。

再比如應用於超級電腦的申威晶片等等。實事求是的說,這裡面大多數企業商業上不會很成功,例如像大唐這樣的國企,主要做各種金融和社保的晶片,雖然公司一直虧損,國家也得養著。當然北斗晶片可能是個例外,因為北斗未來會成為一個大產業。

還有像中國電子科技集團下面的中科芯公司,這家公司2008年在無錫成立,我們最近天上在對接的天舟一號飛船的電子控制防輻射晶片,就是來自中科芯公司,這也是為了保證自主化和國家安全,但是航太飛行器在產業規模上註定不會像海思,紫光,寒武紀的市場那麼大。

另外網友比較關注的我國超級電腦上用的國產晶片,例如全球速度最快的神威太湖之光超級電腦,晶片就是國產化的申威,指令集和架構都是在美國DEC公司的Alpha架構下擴展而來,但是這款晶片只適用於超算領域,在民用市場由於生態問題和性能問題,不會有競爭力。因此也是小眾晶片。

另外就是龍芯了,胡偉武博士是個堅持自主研發的人,他也培養出了寒武紀創始人陳雲霽,培養出了一批自主研發晶片的人才,我覺得這才是龍芯的最大貢獻。至於在商業化上面,龍芯幾乎沒有什麼希望,建立生態必須要有強大的商業實力和地位,目前龍芯晶片只能在一些專業領域,例如北斗衛星上用的防輻射晶片,或者一些專用領域比如伺服器,工控,嵌入式控制等等。龍芯能在這些領域佔據較大市場份額,就是一種成功了。

龍芯2015年銷售首次過億元人民幣,是一家非常弱小的公司,2016年相信銷售額也是1億元多點的規模,而2016年中國銷售額過1億人民幣的晶片設計公司有160家,龍芯在裡面毫不起眼。 胡偉武是個技術人才,龍芯現在的待遇,以及類似科研院所和國企的運行體制,也暫時無法獲得優秀的高端商業人才。龍芯在未來十年能夠做到10億人民幣,20億人民幣就很不錯了。即使到2027年能做到100億人民幣的規模,10年增長100倍,到那個時候龍芯也進不了中國晶片的第一集團。

中國晶片產業的未來必須要走商業化可盈利的路,從這條路來看,只有以海思,紫光,寒武紀為首的國產晶片公司,以及華大,大唐,士蘭微,匯頂科技等第二梯隊,以及未來可能成長起來的第三梯隊才是中國晶片設計產業的未來。

而晶片設計這個產業,從中國,美國,歐洲,韓國,日本,中國臺灣六強的發展趨勢來看,中國保持現狀20%的發展速度,每四年翻一倍,到2025年將是現在的4倍,是未來美國最大的挑戰者,韓國依靠對存儲晶片的高強度投資,將保持世界列強地位。中國紫光的存儲晶片2019年才能夠量產64層的NANDFlash,那個時候距離三星和海力士還是有技術差距,所以短期內韓國存儲晶片產業是打不垮的。DRAM目前還不知道什麼時候能量產。

而歐洲,日本,中國臺灣,由於其下游消費電子品牌的衰落,不可避免會影響到上游晶片的產值,這其中最危險的是臺灣,因為歐洲和日本還有蓬勃發展的汽車電子產業,消費電子這邊衰落了,還可以從汽車那邊來彌補。例如日本,雖然東芝在衰落,但是瑞薩電子的汽車業務發展就挺好。

臺灣就比較危險了,晶片設計業不斷下滑是大趨勢,因為消費電子品牌不斷往中國大陸集中,而大陸的自產晶片佔有率在不斷提高,而臺灣又沒有汽車品牌產業來彌補損失,設計業下去了,保住台積電的製造業是臺灣面臨的首要問題,從這個意義上來講,發展中芯國際抵消台積電的發展,就是促進兩岸統一。

在後面的文章,我們聊聊晶片製造業和封測,半導體製造以及上游的設備是中國最大的短板。

背景簡介:本文作者為知乎大V甯南山。文章於2017年9月17日發表于作者的微信公眾號 甯南山(https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI0Mjc2NDc2OQ==&mid=2247484003&idx=1&sn=0833f699b150eec585eeb857475ee2b5),風雲之聲獲授權轉載。

責任編輯:孫遠

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早了我們二十年,我們要想超過他們,當然必須付出時間的代價,這個時間不是三五年,能夠十年追上就已經非常了不起。

另外,韓國雖然記憶體強大,但在記憶體以外的其他領域,除了三星手機自產處理器和基帶晶片外。由於都不是大集團研發,韓國的晶片設計產業在中國的衝擊下衰退非常嚴重。

以2017年上半年為例,根據韓國媒體Business Korea的報導,在韓國上市的韓國前15大IC設計公司中,有10家上半年營業利潤出現下降,50%的企業出現虧損,營收和利潤都增長的只有兩家。

原因就是中國衝擊,例如液晶面板上面的驅動晶片,例如手機和平板電腦上的觸控晶片,以及攝像頭等用的中低端圖像感測器。

我在上一篇文章寫過,全球顯示面板向OLED轉移的趨勢已經不可逆,我國有一家做OLED驅動晶片的公司就在高速增長,那就是中穎電子,2017年上半年,中穎電子公司實現營業收入3.12億元,同比增長30.65%;淨利潤為6208.01萬元,同比增長61.8212%;每股收益為0.30元。

因此,全球目前只有中國的瘋狂的投入記憶體的研發和製造,韓國人在記憶體領域未來被顛覆,只有可能是被中國,確切的說的是長江存儲公司。

未來的希望:寒武紀。

為什麼要特別提一下寒武紀,人工智慧是人類所有產業發展的大勢所趨,在這個領域,專用晶片將會成為未來的主流。幾乎所有的ICT科技公司,不管是國內的百度,阿裡,騰訊,華為,還是美國的穀歌,facebook,亞馬遜,微軟,都在朝人工智慧方向發展。

2017年8月,由中國科學院計算技術研究所(中科院計算所)陳雲霽、陳天石兩兄弟創立的寒武紀科技(CambriconTechnologies)宣佈完成阿裡巴巴領投的1億美元A輪融資,此輪融資令寒武紀估值達到10億美元。這也是中國第一家積體電路產業的獨角獸公司(估值超過10億美元),這可以算作一個里程碑。

值得一提的是,寒武紀團隊成員的平均年齡只有25歲,很多骨幹成員在校期間已開始從事相關領域的工作。創始人陳雲霽和陳天石是兄弟倆,都是學霸。

陳雲霽14歲進入中科大少年班,在創立寒武紀前,陳雲霽在大學的最後一年,就參與了中國第一塊通用CPU晶片龍芯1號的研製項目,2002年,陳雲霽來到了中科院計算所,跟隨現在的龍芯公司董事長胡偉武研究員碩博連讀,成為當時龍芯研發團隊中最年輕的成員。博士畢業後,他留在了計算所。25歲時,陳雲霽就已經成為8核龍芯3號的主架構師。

他在2015年入選《麻省理工科技評論》35歲以下的全球最佳35名創新人士。

非常有意思,寒武紀推出的人工智慧晶片型號名字叫DianNao,也即是中文電腦的拼音,目前DianNao已衍生出1A、1H等多個型號。DianNao這個型號名字來自寒武紀研發團隊裡一位法國人,這個法國人叫OlivierTemam,來自法國國家資訊與自動化研究所(Inria),他建議說,與其取一個平淡的英文名字,還不如反其道而行用中文的拼音來命名,這樣對外國人來說是“外語”,他們反而會覺得十分“洋氣”。

最值得一提的是,DianNao晶片不僅是寒武紀的自主架構,而且是寒武紀自主開發的指令集,名字也很有意思,叫DianNaoYu(電腦語), 這是世界首個深度學習指令集,DianNaoYu指令集的論文在2016年的電腦體系結構領域頂級國際會議ISCA2016(International Symposium on Computer Architecture)所接收,其評分排名所有近300篇投稿的第一名。具有突破性的意義。之前中國自主研發的龍芯晶片,也是使用的MIPS指令集免費授權的形式,雖然可以自主修改,也不會被限制,但是使用指令集還是來自國外。

用中科院計算所的話來說意義是這樣的“指令集是電腦軟硬體生態體系的核心。Intel和ARM正是通過其指令集控制了PC和嵌入式生態體系。寒武紀在深度學習處理器指令集上的開創性進展,為我國佔據智慧產業生態的領導性地位提供了技術支撐。”

寒武紀人工智慧晶片和傳統的通用處理器如何比較?寒武紀是人工智慧的專用晶片。請注意專用兩個字,因此寒武紀的晶片和通用處理器並非替代關係。

由於CPU和GPU基本框架結構都不是為人工智慧設計,如果要用通用處理器搭建一個人腦規模突觸的神經網路,可能需要建一個電站來給它供電。AlphaGo下一盤棋動用了1000個CPU和200個GPU,每分鐘的電費就高達300美元,而網路規模只有人腦的千分之一。”

寒武紀AI晶片恰恰解決了這一問題——它能在電腦中類比神經元和突觸的計算,對資訊進行智慧處理,還通過設計專門存儲結構和指令集,每秒可以處理160億個神經元和超過2萬億個突觸,功耗卻只有原來的十分之一,未來甚至有希望把整個AlphaGo的系統都裝進手機。

其他的FPGA方案雖然反覆運算快,但從計算速度和能耗比來說,和專用的人工智慧晶片相比仍然有差距。因此除了寒武紀以外,其他國外公司也在跟蹤寒武紀的研究成果,比如穀歌的TPU。

寒武紀的AI晶片在兩個大型產業都可以有廣泛的應用,一個是雲端,一個是終端。在目前雲計算蓬勃發展的情況下,雲端伺服器面臨更大的大資料計算壓力,AI晶片逐漸必不可少。另外終端的智慧化程度和計算要求不斷提升,也需要使用AI晶片。

2017年9月2日,華為在德國IFA展上發佈麒麟970處理器,首先用於華為Mate 10智慧手機上,雖然沒有公開宣佈,但其背後的AI晶片就是來自寒武紀,麒麟970整合的人工智慧晶片,華為稱之為NPU(NeuralProcessingUnit,神經處理單元)。

搭上了華為這條大船,寒武紀的銷售額將會迅速增加,目前猜測,華為和寒武紀採取的是IP授權的形式,寒武紀作為全球第一家人工智慧晶片獨角獸公司,也是全球第一家大規模量產人工智慧晶片的公司,同時晶片架構和指令集完全自主,在未來大有可為。

我現在就盼著寒武紀什麼時候上市了,人工智慧會是有一個超級產業,理論上所有的硬體都會需要實現人工智慧深度學習功能。

半導體行業,美國超級強勢,韓國在存儲領域優勢大,歐洲有三家一流的半導體公司,NXP,英飛淩和意法半導體,其中NXP在和高通談並購,如果高通並購NXP並購成功,那麼歐洲只剩下兩家了。

日本有三家一流半導體公司,瑞薩電子,索尼的CMOS圖像晶片和東芝半導體。這其中索尼的CMOS影像處理晶片是近年來日本公司幾乎僅有的實現大逆轉的產業,索尼憑藉影像處理晶片大大提升了市場份額,獲得了大量利潤。東芝在尋求出售,等東芝出售成功,那麼日本也只剩2家半導體公司。

我們可以看到,美國超級強勢,中國,韓國都在上升,歐洲和日本在小幅衰退,除此之外,另外一個衰退比較嚴重的是臺灣了,臺灣半導體協會預估2017年臺灣半導體產業整體產值較2016年小幅成長1%,而2017年全球半導體市場規模將較2016年成長9.8%,也就是臺灣“生命線”半導體產業世界份額在不斷下降。

以整個半導體產業的產值比較,2017年上半年臺灣為新臺幣11440億元,大陸約新臺幣9900億元,臺灣半導體產業險勝,但大陸在整個半導體產業發展速度明顯超過臺灣。

根據中國半導體行業協會統計,2017年1-6月中國積體電路產業銷售額為2201.3億元,同比增長19.1%,而臺灣呢,以2017年第二季度為例子,是衰退4.8%。

半導體的設計,製造,封測三大部分,設計和封測大陸均已經超越臺灣,臺灣在IC產業唯一有優勢的還是製造業,臺灣GDP 2016年大約為5600億美元左右,而台積電的半導體製造一年貢獻100億美元淨利潤,另外提供數萬個年薪40萬人民幣的崗位,以及大量稅收,以台積電為首的半導體製造業不愧是臺灣經濟的基石。臺灣有三家半導體公司進入全球20強,和日本,歐洲並列都是3家。其中2家是製造(台積電,台聯電),1家是設計(聯發科) 2017年上半臺灣IC設計的產值為新臺幣2904億元、大陸為新臺幣3735億元,大陸已經在IC設計產業追過臺灣;IC製造業領域則是臺灣半導體的大本營,比較2017年上半兩岸的情況,臺灣IC製造的產值為新臺幣6268億元、大陸產值為台幣2570億元,臺灣守住優勢, 在IC封裝和IC測試方面,2017年上半年臺灣的IC封測產值為新臺幣2268億元,大陸產值為新臺幣3600億元,這部分大陸也已經超越臺灣。

從以前的仰望,到現在超過臺灣,並且在追趕日本,韓國和歐洲的路上,中國半導體產業的進步有目共睹。2017年上半年,中國大陸晶片設計業同比增長21.1%,銷售額為830.1億元,繼續保持世界最快增長速度。

對中國的晶片發展要抱有信心,未來海思,紫光,寒武紀三大勢力將成為中國晶片產業的主力軍,寒武紀雖然現在銷售額不多,也還沒有開始盈利,但是這家公司必將崛起成為一方諸侯。

寒武紀需要解決的是商業經驗問題,創始人是中科院搞技術出身,在商業市場搏殺,需要有商業經驗積累和助陣,這是寒武紀需要解決的問題。

在三巨頭以外,很多專業領域的中國晶片供應商也會崛起,例如提供顯示面板驅動晶片的中穎電子,提供指紋識別晶片的匯頂科技等等。

另外呢,在國有企業大軍裡面(不要鄙視國企,紫光也是國企),也會有很多像大唐微電子,華大這樣的晶片公司來保證國家安全,比如下面這則2017年9月16日的新聞,華大發佈的北斗導航定位晶片。北斗產業以後會是一個大型產業。

再比如應用於超級電腦的申威晶片等等。實事求是的說,這裡面大多數企業商業上不會很成功,例如像大唐這樣的國企,主要做各種金融和社保的晶片,雖然公司一直虧損,國家也得養著。當然北斗晶片可能是個例外,因為北斗未來會成為一個大產業。

還有像中國電子科技集團下面的中科芯公司,這家公司2008年在無錫成立,我們最近天上在對接的天舟一號飛船的電子控制防輻射晶片,就是來自中科芯公司,這也是為了保證自主化和國家安全,但是航太飛行器在產業規模上註定不會像海思,紫光,寒武紀的市場那麼大。

另外網友比較關注的我國超級電腦上用的國產晶片,例如全球速度最快的神威太湖之光超級電腦,晶片就是國產化的申威,指令集和架構都是在美國DEC公司的Alpha架構下擴展而來,但是這款晶片只適用於超算領域,在民用市場由於生態問題和性能問題,不會有競爭力。因此也是小眾晶片。

另外就是龍芯了,胡偉武博士是個堅持自主研發的人,他也培養出了寒武紀創始人陳雲霽,培養出了一批自主研發晶片的人才,我覺得這才是龍芯的最大貢獻。至於在商業化上面,龍芯幾乎沒有什麼希望,建立生態必須要有強大的商業實力和地位,目前龍芯晶片只能在一些專業領域,例如北斗衛星上用的防輻射晶片,或者一些專用領域比如伺服器,工控,嵌入式控制等等。龍芯能在這些領域佔據較大市場份額,就是一種成功了。

龍芯2015年銷售首次過億元人民幣,是一家非常弱小的公司,2016年相信銷售額也是1億元多點的規模,而2016年中國銷售額過1億人民幣的晶片設計公司有160家,龍芯在裡面毫不起眼。 胡偉武是個技術人才,龍芯現在的待遇,以及類似科研院所和國企的運行體制,也暫時無法獲得優秀的高端商業人才。龍芯在未來十年能夠做到10億人民幣,20億人民幣就很不錯了。即使到2027年能做到100億人民幣的規模,10年增長100倍,到那個時候龍芯也進不了中國晶片的第一集團。

中國晶片產業的未來必須要走商業化可盈利的路,從這條路來看,只有以海思,紫光,寒武紀為首的國產晶片公司,以及華大,大唐,士蘭微,匯頂科技等第二梯隊,以及未來可能成長起來的第三梯隊才是中國晶片設計產業的未來。

而晶片設計這個產業,從中國,美國,歐洲,韓國,日本,中國臺灣六強的發展趨勢來看,中國保持現狀20%的發展速度,每四年翻一倍,到2025年將是現在的4倍,是未來美國最大的挑戰者,韓國依靠對存儲晶片的高強度投資,將保持世界列強地位。中國紫光的存儲晶片2019年才能夠量產64層的NANDFlash,那個時候距離三星和海力士還是有技術差距,所以短期內韓國存儲晶片產業是打不垮的。DRAM目前還不知道什麼時候能量產。

而歐洲,日本,中國臺灣,由於其下游消費電子品牌的衰落,不可避免會影響到上游晶片的產值,這其中最危險的是臺灣,因為歐洲和日本還有蓬勃發展的汽車電子產業,消費電子這邊衰落了,還可以從汽車那邊來彌補。例如日本,雖然東芝在衰落,但是瑞薩電子的汽車業務發展就挺好。

臺灣就比較危險了,晶片設計業不斷下滑是大趨勢,因為消費電子品牌不斷往中國大陸集中,而大陸的自產晶片佔有率在不斷提高,而臺灣又沒有汽車品牌產業來彌補損失,設計業下去了,保住台積電的製造業是臺灣面臨的首要問題,從這個意義上來講,發展中芯國際抵消台積電的發展,就是促進兩岸統一。

在後面的文章,我們聊聊晶片製造業和封測,半導體製造以及上游的設備是中國最大的短板。

背景簡介:本文作者為知乎大V甯南山。文章於2017年9月17日發表于作者的微信公眾號 甯南山(https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI0Mjc2NDc2OQ==&mid=2247484003&idx=1&sn=0833f699b150eec585eeb857475ee2b5),風雲之聲獲授權轉載。

責任編輯:孫遠

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