【魏少军芯片产业】魏少军教授:发展高端芯片不能自娱自乐

魏少军教授作为我国集成电路产业的风云人物,其独到、专业、犀利而实事求是的态度与产业分析和解读,每每引起众多业界人士的关注与深思。

日前,在2018北京微电子国际研讨会暨IC WORLD大会上,魏少军教授做了题为“发展高端芯片不能自娱自乐”的演讲,从中兴事件的影响、中国集成电路产业问题根源、创新思维、补短板与加长板,以及“标题党”对产业发展的影响等方面,对我国集成电路产业的发展状况,存在的问题,以及应该采取的措施进行了精彩的论述。下面我们就来看一下他讲的具体内容吧。

发展高端芯片不能自娱自乐,那么,何为自娱自乐?简单地说,就是自己想法子让自己快乐。对其解释有好有坏,正面来讲,常常用来描绘人活在自己的世界里,不太理会别人的看法。负面的意思就是小富即安、自我满足、不思进取、孤芳自赏,有时也用来讽刺一个人自欺欺人。

我想,用自娱自乐说明我国当前的芯片产业,特别是设计行业的情况,还是比较贴切的。

一、从中兴事件中我们得到了什么?

首先看一下,中兴事件给了我们怎样的教训。尽管美国之前对我国有30亿美元、500亿美元、以及后来的2000亿美元,甚至是2600亿美元的经济制裁,但我觉得这些都不重要,最为重要的一件事情就是中兴事件,其对我国的影响将非常深远。其不仅对中国,对全世界都会产生深远影响。

十一前,我到欧洲访问,去了很多国家,我发现很多来跟我交流的业界人士都表示:我们现在很害怕,我们要再建一条supply chain,以确保供应链的安全。出现这种情况,恐怕当时美国的当局者是不会想到的,这对于我国和全世界都是重大的事件。

虽然,最终中兴和美国达成了和解,但是,我们得到了什么呢?第一,成为了一家在美国政府监管下的国有上市公司;第二,对脆弱供应链的深刻反省,以及建立安全可控供应链的紧迫感;第三,被卡住脖子的恐惧,以及奋起抗争的觉醒;第四,对我国元器件供应能力的痛彻了解,以及被扒下“皇帝新衣”的难堪,等等。

最后,我们都发现,我们需要补短板,这时似乎意识到,我们到处都是短板,几乎人人都呼喊着补短板,因为大家似乎意识到:只要你说有短板,政府就会有相应的资源投入,一时间,不说自己有短板好像显得很不合时宜。

然而,这并不是一个实事求是的“结论”,也并不好笑。我可以告诉大家,我们并没有那么多的短板,我们真正的短板就是高端芯片的数量、质量不能满足国家的应用需求。

出现这样的短板并不是一两天的事情了,为什么现在都开始痛彻心扉了呢?为什么早不去思考、行动呢?现在到了深挖一下问题到底出在哪儿的时候了!

二、主要问题出现在我们自己身上

我曾经与一些同事聊天,有人义愤填膺地说这是美国人的不仁道,其实我觉得问题还是出现在我们自己身上,不用总去埋怨美国人,埋怨也没有用。

思考之一:芯片设计业主流远离高端通用芯片

看看我国IC设计业的发展,1999~2017年,这18年当中,年均复合增长率达到43.8%,2017年全行业销售达到2073.5亿元人民币,第一次超过2000亿元大关,在制造、封装和设计三业中位列第一。

但是,从其中三个发展阶段来看,第一阶段主要是智能卡芯片,第二阶段主要是通信芯片,第三阶段主要是移动智能终端芯片。我们在高端芯片方面鲜有建树,主要原因是没有把主要精力放在这里,结果自然就是目前的状况。

看一下我们芯片产业的分布,非常不均衡,通信和多媒体等消费类电子芯片迅速崛起,而事关重大的CPU、DSP、FPGA、存储器等,我们几乎没有建树。这是战略失误?还是因为我们自己能力不足,故意放弃呢?现在很难再去追究。但是,现实情况就是这样,不去播种,怎么可能会有收获呢!

思考之二:追热点很快但基础不牢

我们的特点在这个问题上暴露无遗,喜欢追热点,但是基础及其不牢靠,不能沉下心把工作的基本功搞扎实。当下,AI兴起,我们看到大量的资源和人力都在搞AI,大有无行业不AI,无应用不AI,无芯片不AI之势。另外,以比特币为代表的虚拟货币也成为了我们追逐的另一热点。

AI虽然很好,但盲目追热点,那么在未来两三年,很多企业必定会倒霉,倒在AI上面。

到目前为止,我还看不到国内企业有自主定义设计流程的能力,大都依靠EDA公司提供的设计工具,我们也没有COT设计能力,所以,同质化情况严重,产品竞争能力不强。如果竞争加剧,估计很多企业会关门。

思考之三:偏安一隅 小富即安

从我国相关企业的销售额情况可以看出,在1380家IC设计企业当中,有600多家年收入小于1000万人民币。

再看一看人才情况,居然有88.6%的企业规模小于100人,这些企业大量固化了我们的有生力量,很难释放出人才的力量。如果这么多小企业的人才能聚拢到处于行业前列的大企业当中,我们的整体实力会大增。

思考之四:希望靠自主可控的特定市场上位

现在,我们的芯片产业出现了被别人卡脖子的情况,因此,几乎所有人都瞄准了自主可控的特定市场,因为大家相信,政府一定会在这些方面有所作为。对此,我做了分析,以CPU为例,如果我们国内企业去做的话,一年大概可实现4000万人民币的收入。

相当于五六百万美元,这连做CPU企业一次投片的钱都不够,靠这样小的规模,能够把我国高端芯片发展起来吗?显然不行!但为什么还有那么多企业在朝着那个方向去呢?这就有点自娱自乐的感觉了。

思考之五:没有高强度研发投入 幻想高质量产出

除了企业,我们的政府也存在着一些问题。近年来,中国的科研经费投入増长很快。例如,2017年国家自然科学基金规模比2016年増长了8.3%。2018年的国家重点研究计划资金投入相比2017年増长了约20%,然而,除了国家科技重大专项,国家自然科学基金和国家重点研究计划对集成电路研究的投入很少。

而且,有限的资金被分散到上百个课题,对每个课题的支持强度非常有限。因此,期望这些研究投入可以产出高质量的成果是不现实的。

此外,很多资金大都为股权基金,重点投入到产业规模拓展上去了,很少有投入到研发上的,这种局面如果继续持续下去的话,用不了多久,我们就会哀叹,只有产业规模,无多少实质性技术提升和产业升级。这种局面和做法令我感到很失望,很难提振信心。

思考之六:专业人才可以靠大类培养解决

我国科技界有一种说法,产业人才可以靠大类培养解决,这似乎成为了灵丹妙药,可以解决所有问题。如果真是这样,还要什么专业划分呢?

三、创新是唯一的出路 补短板的同时更要加长板

产业没有搞好,主要问题肯定是出在我们自己身上的。怎么去解决呢?我想创新是唯一的出路,补短板的同时更要加长板。

我做过分析,我们把软件可编程和硬件可编程做成四个象限,看一下今天有多少集成电路能放入其中。我们把CPU、DSP等处理器放在第二象限,把ASIC、SOC放入第三象限,把可编程逻辑器件放入第四象限,但是第一象限似乎是空缺的,没有什么器件符合要求,应该是什么产品呢?这需要我们去探索,下文我们会提到。

我们都想追求产品的差异化,到今天为止,我们实现差异化的方式,主要都是靠规格的定义,我们往往花了6个月,甚至更长时间去设计、流片,再用半年左右的时间去量产和推广销售,结果发现,那时市场上已经有同类产品出现了。这使得我的差异化荡然无存,或者只能维持半年的时间,这对于IC人来说是件非常郁闷的事情。

我们类比一下,人出生的时候身长、体重、哭闹、新城代谢等都相差无几,但20年、30年以后,你会发现我们每个人都变得与众不同,为社么会这样?原因主要有二:一个是教育,另一个就是学习。

想象一下,如果让我们的芯片也能够接受教育,能够学习,情况会怎样呢?这样的过程很可能让芯片在使用过程当中,不断增强差异化,这是别人想学也学不来的。

习总书记曾经讲:什么是核心技术?我看,可以从三个方面把握。一是基础技术、通用技术。二是非对称技术、“杀手锏”技术,三是前沿技术、颠覆性技术。在这些领域,我们同国外处在同一条起跑线上,如果能够超前部署、集中攻关,很有可能实现从跟跑并跑到并跑领跑的转变。

其中提到的前沿技术、颠覆性技术,主要就是新型计算架构、类脑计算、认知计算等。这些是科技部门最愿意做的事情。而基础技术、通用技术则是需要我们补短板的,但这些是国外先进企业用了几十年,花费几万亿美元才研究、积累起来的,我们要想补上,没有捷径,只能是一步一个脚印地去做,争取有一个比人家快的加速度,但这方面要追上事比登天,需要的时间成本和资金成本难以计算。

因此,我们真正有作为的在于非对称技术、“杀手锏”技术。补短板固然重要,但只一味地补短板,恐怕很难实现真正地、全方位地发展与赶超,必须要注重加长板。因为补短板不会有创新,而加长板才能实现创新。因此,我们的科技部门和投资界能否在加长板方面多花点功夫呢?

下面回答一下前文提到的第一象限空缺问题,里边应该是什么器件呢?我在过去十几年的工作当中,搞了一个东西,叫做“软件定义芯片”,虽然知道的人不多,但做一个类比介绍,大家就知道了。

去年,美国DARPA推出了一个“软件定义硬件”项目,是其ERI中的一项,仔细分析一下你会发现,其核心内容就是我上边说的“软件定义芯片”。我仔细研究了一下,我们设定的一些指标,比DARPA的要好,他们设定的关键性能指标只是我们团队已有成果性能的十分之一。

因此,关键在于我们敢不敢去做,敢不敢创新,去想、去做别人没有想过、没有做过的事情。

四、“标题党”对产业发展有百害而无一利

有些媒体关于我国半导体产业的现状及发展,标题党横行,有的是“吓尿体”,有的是“被吓尿”,各种盲目乐观或悲观的极端标题和论调层出不穷,要么夜郎自大,要么妄自菲薄,这些都是很不好的产业舆论,这样的舆论环境很不利于产业发展和决策。

做芯片最忌讳的就是浮躁,我们应该认真反思,出现这些问题,固然是有些标题党在做文章,但同时是不是也折射出我们产业本身的浮躁状况呢?

五、结束语

1.今年发生的中兴事件让国人痛彻心扉,深刻体会到受制于人的滋味。从反面提醒我们必须重视供应链的安全。在痛定思痛的同时,整机企业对自主可控的理解有了质的改变,开始思考如何建立安全可控的供应链。原来被排斥的国产芯片和元器件开始得到整机系统的重视,国产芯片迎来了一个重要的发展机遇。

2.自主可控成为当前集成电路产业界的核心话题,但也出现了高端芯片的发展过渡聚焦于容量小于5%的自主可控特定市场的倾向。尽管自主可控的特定市场可以为国产高端芯片提供试错的机会,也可以加速国产高端芯片的成熟,但是这个特定市场的容量有限。期望以特定市场支撑高端芯片产业良性发展的想法不免过于乐观。

3.即便解決了特定市场,我们仍然无法面对95%的公开市场的竞争。況且,如果不走出5%的市场,那么自主产业的成长就只能是良好的愿望。因此,发展高端芯片不能圄于特定市场、自娱自乐,而要大胆走向公开场。

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