五大維度深度剖析芯片行業(yè)現(xiàn)狀

時間:2018-05-18

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導語: 一道禁令,一段往事,一場博弈,中興事件敲醒了落后世界20多年的中國芯片產(chǎn)業(yè),這場漫長的沉睡似乎在事件發(fā)酵的27天里才真正進入清醒。

五大維度深度剖析芯片行業(yè)現(xiàn)狀

1.找尋中國芯的成長土壤

一道禁令,一段往事,一場博弈,中興事件敲醒了落后世界20多年的中國芯片產(chǎn)業(yè),這場漫長的沉睡似乎在事件發(fā)酵的27天里才真正進入清醒。

頗有諷刺意味的是,當特朗普充滿善意的推特讓事件峰回路轉(zhuǎn)的那刻,業(yè)界大部分人仍然為中興即將迎來新的重生感到欣慰。

回光返照?大難不死?赦過宥罪?此刻的任何說法,都不能從真正意義上掩蓋中國芯片之痛。

此刻,中國芯片產(chǎn)業(yè)的孕育、創(chuàng)新、成長歷程形成多種問號在關(guān)注者的腦海中不斷涌現(xiàn),而與中國芯發(fā)展路徑相映襯的,則是每一細分領(lǐng)域中騰騰升起的宏偉藍圖與激情,這番圖景對于整個IT供應鏈的影響,遠比事件的波瀾,來得更為深遠。

眾所周知,對中國來說,芯片制造能力幾乎在短時間內(nèi)不會在資本、人才以及生態(tài)上形成任何競爭力。

據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,美國前十大半導體設(shè)計公司年收入占全行業(yè)比例超過90%,臺灣超80%,但反觀國內(nèi)芯片發(fā)展態(tài)勢,45.9%從起跑線上就已經(jīng)落敗。而且2016年中國集成電路涉及企業(yè)從736家暴增至1362家,2017年增速回落,但總量也達到了1380家。

其中的緣由無外乎幾點:1、人才梯隊沒有有效形成規(guī)模,曾有觀點這樣認為,即使將世界最先進的生產(chǎn)線搬到國內(nèi),也沒有人才能夠真正讓芯片生產(chǎn)形成規(guī)模,因為這一技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)太需要積累,也同樣需要深厚技術(shù)沉淀;

2、芯片全生命周期服務鏈條斷檔,眾所周知,芯片技術(shù)在設(shè)計、制造、封裝以及生態(tài)上需要全方位的協(xié)作,任何一個環(huán)節(jié)的滯后都會影響芯片技術(shù)在整體上的性能表現(xiàn),而中國芯片產(chǎn)業(yè)恰恰缺少這樣的完備鏈條;

3、資本規(guī)模沒有跟上,盡管大有大基金的雄厚支持,小有小的民間資本參與,無論是應用型的AI芯片,或是產(chǎn)品級的手機芯片,能夠撐起一片天的獨角獸寥寥無幾,事實證明,多年的資本傾入,仍然沒能改變半導體基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)弱勢的現(xiàn)狀。

事實上,鞏固和強化芯片產(chǎn)業(yè),本文無意從產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)上進行剖析,而是強調(diào)不能脫離芯片在細分領(lǐng)域的應用與布局看問題,因為未來的芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正在受到包括AI、物聯(lián)網(wǎng)、計算、存儲以及云服務的影響,盡管他們的形態(tài)趨同,但是在應用落地以及效果上確有著不一樣的個性與魅力。

例如網(wǎng)絡(luò)芯片,其必須滿足飛速增長的網(wǎng)絡(luò)帶寬處理需求。但伴隨著國家戰(zhàn)略層面對網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)安全自主能力的重視,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的芯片國產(chǎn)化已經(jīng)開始,像中科網(wǎng)威推出的安全產(chǎn)品內(nèi)置國產(chǎn)申威芯片,華為的路由器和家用無線路由器也采用了自主的華為海思芯片;

再例如國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)芯片提供商-華為海思、中芯國際、臺積電(臺灣)、華虹宏力、展訊、聯(lián)發(fā)科(臺灣)、華潤微、聯(lián)芯科技等公司都紛紛擴大布局,在設(shè)備、組件和軟件開發(fā)方面的加強創(chuàng)新;

聚焦到存儲芯片,則有長江存儲量產(chǎn)首款國產(chǎn)32層3DNAND閃存芯片(64G),其在做進一步準備的同時,預計在2019年64層3DNAND閃存(128G)能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)。

中國心,中國芯,我們從圍繞各個領(lǐng)域芯片的成長步伐,可以看到中國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展圖景,頗有內(nèi)心奮起,拳拳之意的堅定,基于此,我們不妨走入細分行業(yè),一窺究竟。

2.網(wǎng)絡(luò)芯片國際品牌占鰲頭國產(chǎn)奮起

國產(chǎn)芯片的話題,又被提至風口浪尖。國產(chǎn)芯片行不行?其實性能并不差。為什么不行?國產(chǎn)芯片設(shè)計能力存在短板,芯片制造業(yè)表面看起來發(fā)展迅速但主要為海外客戶加工芯片。而國產(chǎn)芯片廠商在設(shè)計上缺少關(guān)鍵IP核的設(shè)計能力,SoC設(shè)計嚴重依賴第三方。但最重要的是市場和生態(tài)不足以支撐其應用。下面我們來看看在網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備方面,國產(chǎn)芯片的現(xiàn)狀吧。

國內(nèi)的芯片產(chǎn)業(yè)一直以來是政府重點支持的產(chǎn)業(yè),在已經(jīng)公布的2017年度財報中,國產(chǎn)芯片概念股廠商在2017年獲得的政府補助金額大多數(shù)在1000萬元以上,甚至有些廠商獲得了過億元的補貼。但許多國產(chǎn)芯片廠商靠政府補貼度日,除去政府補貼后連續(xù)幾年都處于虧損狀態(tài)。

路由器、交換機這些設(shè)備在互聯(lián)網(wǎng)時代,已經(jīng)是不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施。當下云計算、大數(shù)據(jù)的興起,讓數(shù)據(jù)中心的建設(shè)呈爆發(fā)式增長,更需要路由器、交換機這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的支持?;蛟S在生活中這些設(shè)備并沒有得到你的關(guān)注,但其實我們發(fā)出的每一條微信,打開的每一條微博,觀看的每一個視頻都離不開路由器和交換機的傳輸。

路由器可以說是互聯(lián)網(wǎng)中的樞紐,它不僅可以連通不同的網(wǎng)絡(luò),還可以選擇數(shù)據(jù)傳送的路徑,并且能夠阻隔非法訪問。作為IP網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備,路由器的技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)在信息產(chǎn)業(yè)的重要技術(shù),它在數(shù)據(jù)通信中起到的作用也越來越重要。而交換機則是一個擴大網(wǎng)絡(luò)的器材,能為子網(wǎng)絡(luò)中提供更多的連接端口,以便連接更多的計算機。

國產(chǎn)芯片的話題再次走到風口浪尖,那么在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備領(lǐng)域中國產(chǎn)芯片的應用現(xiàn)狀如何呢?答案是,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中國產(chǎn)芯片寥寥無幾,依舊是國際大廠的天下。博通、博科、Marvell、摩托羅拉、諾基亞、愛立信、阿爾卡特、英特爾,在運營商和企業(yè)級的產(chǎn)品中,基本被這些國外品牌占據(jù)。

和CPU芯片不同,網(wǎng)絡(luò)處理器芯片涉及網(wǎng)絡(luò)通信、微電子、處理器架構(gòu)等多個領(lǐng)域,設(shè)計難度很大。同時,其性能必須滿足飛速增長的網(wǎng)絡(luò)帶寬處理需求。但伴隨著國家戰(zhàn)略層面對網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)安全自主能力的重視,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的芯片國產(chǎn)化已經(jīng)開始。像中科網(wǎng)威推出的安全產(chǎn)品內(nèi)置國產(chǎn)申威芯片,華為的路由器和家用無線路由器也采用了自主的華為海思芯片。

國產(chǎn)芯片已經(jīng)有了,而且性能并不差,但為什么還是聽不到它的聲音?關(guān)鍵是沒有生態(tài)支持。芯片要是被比喻成大腦的話,那么操作系統(tǒng)和軟件就是魂魄,失魂落魄也不行。沒有整機供應商的量、沒有用戶等,便浪費了芯的魂魄,使之成為無人之芯,無載體的靈魂。像剛才提到的兩家廠商,不止自己做芯片,更能夠推出搭載國產(chǎn)芯片的設(shè)備,并推向市場應用。

國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)的提升,不僅僅是需要一個芯片。更是需要一個操作系統(tǒng)與軟件共同支撐、OEM廠商市場宣傳用戶應用支持的生態(tài)。要培養(yǎng)出這樣一個生態(tài)環(huán)境,投入的資金更是巨量的。想要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的芯片擁有更多國產(chǎn)化產(chǎn)品,需要大量資本資本投入國產(chǎn)芯片技術(shù)之后再投入整機市場、用戶的行業(yè)生態(tài)構(gòu)建與發(fā)展。

3.AI芯大爆發(fā)并不能幫中國彎道超車

市場研究咨詢公司CompassIntelligence發(fā)布了2018年度全球AI芯片公司排行榜,在全球前24名的AI芯片企業(yè)中,中國公司占據(jù)7個席位。

根據(jù)榜單,英偉達(Nvidia)、英特爾(Intel)以及IBM分列前三甲,華為排名12名,成國內(nèi)最強AI芯片廠商。剩余6家公司分別為聯(lián)發(fā)科(MediaTek)、Imagination、瑞芯微(Rockchip)、芯原(Verisilcon)、寒武紀(Cambricon)、地平線(Horizon)。

國內(nèi)AI芯片產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,引起了廣泛熱議和關(guān)注,部分媒體鼓吹中國憑借AI芯片便能在芯片行業(yè)實現(xiàn)彎道超車。在筆者看來,這樣的結(jié)論存在過度炒作行為,AI芯片的爆發(fā),距離中國成為芯片強國差之甚遠。

AI芯片無顛覆性的技術(shù)

目前,AI芯片主要以CPU、GPU、FPGA、ASIC為主,如英特爾AI芯片屬于CPU,英偉達屬于GPU,阿爾特拉屬于FPGA,寒武紀和地平線屬于ASIC,其中,CPU和GPU屬于通用型,F(xiàn)PGA和ASIC屬于專用型。

相比CPU,GPU具有明顯的數(shù)據(jù)吞吐量和并行計算優(yōu)勢,最早被用于AI計算,廣泛應用在數(shù)據(jù)中心中。FPGA因靈活性和效率上的優(yōu)勢,在2015年后異軍突起,適用于虛擬化云平臺和預測階段,ASIC芯片因其比FPGA芯片具備更低能耗和更高計算效率,適用于人工智能平臺和智能終端領(lǐng)域的特性。但是和FPGA芯片一樣,不具備批量生產(chǎn)優(yōu)勢,也就是說沒有價格優(yōu)勢。

圖片來自chinabaogao

AI芯片快速發(fā)展的同時面臨著嚴峻現(xiàn)實問題。因為應用場景不同,在算法上也不能通用,無法固定,所以算法和應用僅處于一一對應階段,沒有像CPU一樣的通用算法芯片。在架構(gòu)上,目前是CPU+GPU、CPU+FPGA、CPU+ASIC組合。

AI芯片要想發(fā)展,必需隨場景不同而變化,這是AI芯片架構(gòu)發(fā)展的挑戰(zhàn)。

在當前應用場景中,AI芯片更多起到優(yōu)化現(xiàn)有應用的作用,一方面是基于微處理器,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)計算,提高語音、圖片等識別速度。如啟英泰倫研發(fā)的CI1006AI芯片,集成腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理硬件單元,專供語音識別,提升智能語音識別響應及控制速度,實現(xiàn)單芯片本地離線大詞匯量識別。華為在海思麒麟970處理器中搭載寒武紀AI芯片,運用于Mate10手機中,在圖片識別速度上明顯提升。

另一方面,AI芯片可運用于人工智能專業(yè)領(lǐng)域,如醫(yī)療、教育、安防和監(jiān)控等。如在醫(yī)療領(lǐng)域,提升診斷效率,解決醫(yī)療資源短缺;在安防監(jiān)控上,進行危險行為識別、人物跟蹤等。

據(jù)統(tǒng)計,2017年AI芯片市場規(guī)模為7億美元,預計到2022年達到490億美元,年均增長率90%。另一組數(shù)據(jù),僅2017年,全球芯片產(chǎn)值超過3900億美元,其中近50%的銷售額被前十大芯片制造商瓜分。AI芯片市場需要到2021年才能達到2017年芯片市場的零頭。

圖片來自chinabaogao

中國在芯片市場上擁有龐大的需求量,占全球芯片需求量的50%以上,某些應用芯片占到70%-80%,而國產(chǎn)芯片只能供給8%左右,據(jù)統(tǒng)計,2016年中國在芯片進口額為2300億美元。

在芯片的原材料和裝備上,日本占據(jù)部分化學試劑全球60%以上的市場。韓國擅長存儲器產(chǎn)品,臺灣地區(qū)專業(yè)代工。作為半導體發(fā)源地的美國,具有深厚的技術(shù)和創(chuàng)新實力。在中興事件中,雖然中興只有25%-30%的零部件來自美國供應,但手機芯片、基帶芯片、射頻芯片和存儲芯片等核心零部件均依賴美國。

結(jié)語:中國在AI芯片發(fā)展上位于全球第一列隊是件值得自豪的事,但國人更需理智看待芯片行業(yè),中國要想在AI芯片領(lǐng)域趕超國際對手,必須在一個垂直領(lǐng)域做得非常深,在硬件開發(fā)上進行生態(tài)培育,在架構(gòu)上實現(xiàn)顛覆性技術(shù)并應用于產(chǎn)業(yè)。再放眼整個芯片行業(yè),國家的資金扶持和商業(yè)資本的關(guān)注,為芯片行業(yè)帶來發(fā)展機遇。未來的3-5年里,是國產(chǎn)芯發(fā)展的關(guān)鍵期。

4.物聯(lián)網(wǎng)芯片:成中國“芯”破局關(guān)鍵

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的當下,萬物互聯(lián)時代逐步開啟,物聯(lián)網(wǎng)(IoT)自然成為各方角力爭奪的新戰(zhàn)場。在物聯(lián)網(wǎng)的世界里,人與人、人與物和物與物之間能夠快速、智能地實現(xiàn)信息交互和通信,進而獲得更為便捷的生活體驗。

據(jù)市場調(diào)研公司ABIResearch預計,在2020年通過物聯(lián)網(wǎng)進行無線連網(wǎng)的設(shè)備總數(shù)將達到300億臺,而且大部分增長將來自于智能移動設(shè)備。其中,網(wǎng)關(guān)或感應器類型的設(shè)備將占到物聯(lián)網(wǎng)全部設(shè)備中的60%,但是個人連網(wǎng)移動設(shè)備仍將是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、應用的帶動下,其相關(guān)芯片產(chǎn)業(yè)也將獲得蓬勃發(fā)展,甚至將成為中國“芯”領(lǐng)域成功破局的關(guān)鍵。根據(jù)市場研究機構(gòu)ICInsights發(fā)布的最新報告指出,物聯(lián)網(wǎng)和汽車應用將成為2016-2021年間帶動芯片銷售成長最主要的因素。

在此期間,物聯(lián)網(wǎng)芯片銷售額的復合年增長率(CAGR)有望達到13.2%,而車用芯片的復合年增長率則可達到13.4%。同期整個半導體行業(yè)的市場規(guī)模也會提升7.9%。

2016-2021年物聯(lián)網(wǎng)芯片銷售額的復合年增長率(CAGR)有望達到13.2%

2017年,與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的集成電路銷售額增長14%,達到了145億美元。2018年,物聯(lián)網(wǎng)終端應用的集成電路銷售額預計將增長16%,預計可達到168億美元。

物聯(lián)網(wǎng)是一個龐大復雜的系統(tǒng),千億級數(shù)量的不同設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)連接有著不同的需求,這就讓物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各行業(yè)落地帶來更多的發(fā)展機遇。

在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的高速發(fā)展下,物聯(lián)網(wǎng)芯片正成為超越PC、手機芯片領(lǐng)域的最大潛力“股”。面對巨大的市場空間,國內(nèi)外廠商紛紛發(fā)力物聯(lián)網(wǎng)芯片。

目前,主要的國外物聯(lián)網(wǎng)芯片提供商包括高通、英特爾、ARM、AMD、三星、英偉達、恩智浦、博通、Atmel、Marvell、Cyress等等,而國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)芯片提供商則包括華為海思、中芯國際、臺積電(臺灣)、華虹宏力、展訊、聯(lián)發(fā)科(臺灣)、華潤微、聯(lián)芯科技等公司都紛紛擴大布局,在設(shè)備、組件和軟件開發(fā)方面的加強創(chuàng)新。

物聯(lián)網(wǎng)芯片產(chǎn)業(yè)格局

不過,物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域龐大繁雜,顯然單一類型芯片無法滿足不斷擴大的物聯(lián)網(wǎng)應用與市場組成?,F(xiàn)階段主要包括有工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)芯片、通訊射頻芯片、身份識別類芯片、安全芯片和移動支付芯片等等,并且這些領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)芯片需求規(guī)模巨大。

由于半導體行業(yè)獨特的生產(chǎn)制造背景,讓其門檻較高,涉及從材料、工藝、生產(chǎn)設(shè)備等基礎(chǔ)性行業(yè)的支持。一旦生產(chǎn)過程中出現(xiàn)任何一個微小失誤,就可能引發(fā)芯片良率不達標,甚至報廢情況,讓所有企業(yè)投入打水漂。

相對來說,物聯(lián)網(wǎng)芯片只針對特定的應用場景,就沒有那么嚴苛的要求了,只需深入垂直領(lǐng)域,即使工藝差一些,但通過不斷迭代演進,持續(xù)積累設(shè)計經(jīng)驗,驗證產(chǎn)品,單點突破后再橫向擴展,還是可以逐步將量做起來的。

具體到現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè),如智慧城市、智慧樓宇、智慧農(nóng)業(yè)、智慧水務等等均有巨大需求。而在諸多細分市場上,在系統(tǒng)的基礎(chǔ)層都是高度復用的,如傳感器、物聯(lián)網(wǎng)終端內(nèi)置的MCU、傳輸層的多種低功耗廣域網(wǎng)芯片,以及未來的5G、網(wǎng)關(guān)等邊緣計算設(shè)備用到的中央處理器等等。此外,許多垂直領(lǐng)域都對物聯(lián)網(wǎng)芯片存在剛需,但還沒有性價比合理的解決方案,仍有巨大市場空間等待挖掘。

目前來看,我國半導體產(chǎn)業(yè)鏈雖然總體上還無法與美國抗衡,但一些領(lǐng)域上的差距已越來越小,而在物聯(lián)網(wǎng)芯片一些領(lǐng)域中則齊頭并進甚至開始超越,成為帶動整個芯片產(chǎn)業(yè)逐個突破的新機遇。

5.潛心研發(fā)國產(chǎn)存儲芯片迎發(fā)展良機

芯片之傷,這也是存儲行業(yè)多年思考的問題。其實在前沿技術(shù)的研發(fā)中,中國的科研院所并不落下風,例如前不久浙江大學信息與電子工程學院趙毅教授課題組研發(fā)出的低成本、低功耗的新型存儲器,以及一個月前復旦大學微電子學院教授張衛(wèi)、周鵬帶領(lǐng)的團隊研發(fā)的二維非易失性存儲芯片。技術(shù)應用站在行業(yè)上都是超前的,但是距離規(guī)?;慨a(chǎn)似乎還“遙遙無期”。

存儲芯片,可以理解為嵌入式系統(tǒng)芯片在存儲行業(yè)的應用,從產(chǎn)品化實現(xiàn)可分為ASIC技術(shù)和FPGA技術(shù)。從應用來看,存儲芯片技術(shù)多用于企業(yè)級存儲系統(tǒng),為訪問性能、存儲協(xié)議、管理平臺、存儲介質(zhì),以及多種應用提供高質(zhì)量的支持。

如果說存儲器是家庭的大門,那么控制器就是家鑰匙,只有這兩者滿足了才能為大數(shù)據(jù)找到存放的倉庫。當前,存儲產(chǎn)業(yè)在全球IC市場的占比超過33%,如果中國掌握不了自家的鑰匙,還談什么數(shù)據(jù)安全?然而,要想在芯片領(lǐng)域占領(lǐng)高地,所涉及的方面包括設(shè)計、生產(chǎn)、封裝、測試,還有材料、編程器件等等,只要單一產(chǎn)業(yè)鏈崛起是行不通的。

近年來,中國在存儲器產(chǎn)業(yè)的投資力度備受關(guān)注。2016年12月,以長江存儲為主體的國家存儲器基地開工建設(shè),包括三座全球單座潔凈面積最大的3DNAND生產(chǎn)廠房、一座總部研發(fā)大樓和若干配套建筑,預計項目建成后總產(chǎn)能將達到30萬片/月,年產(chǎn)值將超過100億美元。在長江存儲的背后,是國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金(占比24.0933%)、湖北紫光國器(51.0363%)等重磅機構(gòu)。

2018年4月11日,長江存儲正式啟動了生產(chǎn)機臺遷入作業(yè),為量產(chǎn)首款國產(chǎn)32層3DNAND閃存芯片(64G)做了進一步準備,預計在2019年64層3DNAND閃存(128G)能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)。對此,紫光集團董事長趙偉國信心滿滿:未來兩年內(nèi),人們或許就可以看到采用中國國產(chǎn)NAND存儲器的智能手機上市。

就像趙偉國所說的,機會來了,一方面是產(chǎn)業(yè)投入持續(xù)加大,另一方面也是由于半導體制程的演進使得摩爾定律在存儲行業(yè)似乎“失效”了。在14nm之后,NANDFlash芯片在存儲容量、良品率、成本、價格等方面陷入了困境,3DNAND的出現(xiàn)恰逢其時,為中國存儲器行業(yè)提供了彎道超車的機會。簡言之,3DNAND可以將原本平鋪的儲存單元進行堆疊,形成多層結(jié)構(gòu)提供容量,使原本只有1層的儲存單元堆疊成64層甚至更多。更重要的是,其工藝制造技術(shù)有時會跑在處理器的前面。

從技術(shù)層面來說,半導體光刻在2D向3DNAND轉(zhuǎn)型的過程中可以沿用,也就是說中國無需再花時間去研制新的生產(chǎn)工藝。從資本層面來說,3DNAND生產(chǎn)線前期需要巨額投入,而在大多數(shù)工廠都面臨資金吃緊的情況下,中國的大力投入為技術(shù)攻關(guān)提供了源源不斷地支持。從存儲芯片市場長期被韓國、日本、美國廠商壟斷,到國產(chǎn)存儲芯片廠商的崛起,困境正在發(fā)生轉(zhuǎn)變。

10億美元,這是一枚32層3DNAND存儲芯片的價值,為了它,長江存儲投入了1000名研發(fā)人員,花費了兩年的時間。長江存儲預計,2018年下半年就能開始3D閃存生產(chǎn),初期產(chǎn)能5000片晶圓/月,而武漢基地的設(shè)計產(chǎn)能如果可以如期達到30萬片晶圓/月,就足以比肩SKHynix、東芝這樣的傳統(tǒng)豪強。更進一步說,當長江存儲在2019年開始量產(chǎn)64層3DNAND閃存的時候,國產(chǎn)存儲芯片的水平與三星的差距就能縮短到兩年以內(nèi)了。

隨著中國集成電路芯片進口額超過2000億美元,IC行業(yè)的重心向中國市場轉(zhuǎn)移已經(jīng)成為趨勢。不過在這一浪潮之中,我們在工藝水平、良品率、技術(shù)實力等方面仍存在相當?shù)木嚯x。同時,考慮到芯片畢竟是上游產(chǎn)業(yè),下沉到行業(yè)中還需要軟硬件集成商來連接行業(yè)客戶的需求,使其落地到應用場景中,也只有打通了這條鏈,才能讓芯片的開發(fā)、量產(chǎn)、測試進入快速周期,從而形成良性的生態(tài)閉環(huán)。要知道,三星半導體花了10多年的努力才走到今天,美國經(jīng)歷輝煌后也是靠著美光等企業(yè)苦苦迎擊著三星和東芝,中國要想實現(xiàn)存儲芯片大規(guī)模替代進口,唯有潛心研發(fā)、布局生態(tài),才會有可持續(xù)的發(fā)展。

6.至強系壟斷服務器芯片生態(tài)瓶頸難突破

服務器芯片哪家強?美國英特爾找至強。這句筆者從某廣告語改成的話,充分體現(xiàn)了今天的服務器芯片市場現(xiàn)狀。冰凍三尺非一日之寒,這種產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)默認的規(guī)則,并以此形成了一個完整的、牢固的服務器芯片產(chǎn)業(yè)鏈。

至強處理器在服務器芯片市場份額上占據(jù)絕對的控制權(quán)。如果有一個潛在客戶問服務器廠商的售前工程師:“你家服務器用的什么芯片?”那么,對方給出的答案一定是“V4”或者是“最新的可擴展處理器”。

整個交流過程,不用提到英特爾至強,但是大家默認服務器芯片是采用英特爾至強系。

英特爾一直以Tick-Tock為戰(zhàn)略發(fā)展標準,即通常在奇數(shù)年推出新的制程工藝升級,偶數(shù)年推出新的微構(gòu)架,這樣每兩年英特爾處理器的制程和微構(gòu)架就可以提升到一個新的層次。2017年7月12日,一場英特爾至強可擴展(Scalable)處理器在北京發(fā)布。不同于之前以E和V代表的代際區(qū)別,最新一代變成了銅牌、銀牌、金牌和鉑金四個類別,囊括在Scalable家族體系中。

其中用矩陣的模式(也可稱為網(wǎng)狀環(huán)形架構(gòu))打通芯片,縮短溝通距離,讓兩點間不用繞路,從而提升可擴展能力的Mesh架構(gòu)成為顛覆傳統(tǒng)技術(shù)的關(guān)鍵。

在鉑金系列中,最高為28核。鉑金8180處理器單顆CPU可在SGEMM上實現(xiàn)高達3570GFLOPS,在IGEMM上實現(xiàn)5185GFLOPS;AVX-512提供每核多達兩個512位FMA單元并行計算。

可以說,英特爾至強處理器壟斷了整個服務器市場,準確的說是絕大部分X86服務器市場被英特爾所占據(jù),其他人難插足。

但是今天的服務器市場,顯然不滿足于一家獨大的擠牙膏式產(chǎn)品發(fā)布節(jié)奏。2018年年初戴爾等品牌服務器開始采用AMD處理器,高通也忙于進軍服務器市場。中國在去年宣布未來十年將投資1000億美元投資做芯片。但很遺憾,這些,依然沒有改變服務器芯片市場現(xiàn)狀。

龍芯在中國人眼里就是“國產(chǎn)最強”的代名詞,無論是跑分,還是性能甚至會超過市場上主流的處理器。搭著“國產(chǎn)”這班順風車,龍芯賺得了吆喝和資金。龍芯1號在2002年完成研發(fā),主頻266MHz。最新的龍芯3號主頻達到1GHz,峰值計算能力達到16GFLOPS。

龍芯處理器采用精簡指令集MIPS架構(gòu),在跑分上遙遙領(lǐng)先,擁有不錯的功耗比。但是十五年過去了,除了太空中三顆北斗衛(wèi)星定位星是采用龍芯芯片在軌運行之外,龍芯在民用市場上幾乎完全沒有市占率。

類似的情況也發(fā)生在申威處理器上,在贏得超算世界冠軍后,申威并沒有得到普及,也沒辦法得到普及。問題并不是出在資金上,而是生態(tài)問題,是系統(tǒng)、軟件整個IT生態(tài)兼容問題。

國產(chǎn)芯就是一個大IP,搭上這班列車能夠帶來不錯的收益和市場反響,但畢竟實驗室與市場/商業(yè)化,還是完全不同的兩個概念。有了實驗室里的技術(shù)成績,依然需要打造一個芯片生態(tài),完成市場化過程。沒有生態(tài),就無法生成價值輸出,再好的產(chǎn)品也只是一個無意義的裝飾品。

從國內(nèi)芯片市場來看,除了生態(tài)問題之外,成本問題也是一大難題。服務器芯片行業(yè)需要思考:在沒有生態(tài),沒有市場,沒有規(guī)模效應的前提下,如何控制成本,控制價格與價值之間的定位關(guān)系,并實現(xiàn)良性的供求關(guān)系?

寫在最后,中國芯片產(chǎn)業(yè)客觀而言確實在用行動證明,國產(chǎn)芯片領(lǐng)域有萬億規(guī)模的資本支持,更有千萬家本土企業(yè)在奮進中成長,這其中有對未來本土芯片技術(shù)的信心,更有對行業(yè)領(lǐng)域芯片技術(shù)發(fā)展的憧憬,無論如何,我們愿意從耐心的等待中找到屬于中國芯的生命力,堅定有力。

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