来源@视觉中国
文|实业家|作者|希尔|编辑|皮耶
“我们将制造芯片，这将是非常棒的。”
这是院士在20年前范和几个二十出头的年轻人刚到中科院计算所的一次会议上对新生说的话。
当时谁也没有注意到，这将成为中国芯片产业发展史的一组特写。
“我们热血沸腾。散了会问李小姐是谁做的。老师说你能行！但是我们谁也不知道怎么做。”范董瑞回忆道。那时候高端芯片的逻辑设计和物理设计都是大家没接触过的新鲜事物。
现在，时任中国科学院计算技术研究所高通量计算机研究中心主任、北京中科睿芯科技创始人范将自己最初的梦想付诸现实。
在中科睿信标志性的小白楼一楼，一进门，墙上就陈列着几块嵌入式芯片。从第一代芯片到第二代芯片，再到加速卡和服务器，产品也从产业链的上游延伸到下游。
粉丝谈到的过程:“就像爬山一样。我还在努力攀登的过程中。如果我稍有不慎，我可能会摔倒。科技芯片只有阶段性的成功或进步。在信息领域没有人可以高枕无忧。很多知名大公司一夜之间就被甩了。”
对于这个前所未有的敏感而重要的行业，范提醒自己“不太可能休息”。
回顾过去的二十年，芯片本身已经从一个冷门发展到今天备受关注的焦点。同样，需要芯片的公司，比如华为、小米、汽车厂商，也不敢休息。
01“缺芯”，进退两难
芯片危机后，以前定价6元的韩国进口芯片，现在即使16元也很难拿到——这是一家小家电公司描述的芯片匮乏现状。
今年3月以来，芯片危机蔓延到小家电行业，部分小家电企业因缺芯停产。
同样，汽车行业也是因为没有核心而关停，这也是第一个无辜的行业。去年12月，上汽大众和一汽大众开始停产。如果芯片缺口无法恢复，一年内400万辆的产能将受到影响。
甚至有消息称长城汽车遇到了产能瓶颈。在接下来的6月，其位于永川、重庆和徐水的两个生产基地将被关闭，影响到哈弗H6、长城枪和坦克300等许多热门车型。
针对缺芯带来的影响，虽然大众和长城汽车都表示会寻求解决方案，采取各种措施积极应对。但是具体怎么做呢？问题解决了吗？他们都没有给出具体的答案。
影响最大的是汽车新势力蔚来。从3月29日开始，蔚来位于合肥的江淮工厂已经连续停工五天。据蔚来估计，停产将影响3月份产量，预计一季度交付量仅为1.95万辆。参考蔚来2020年4.4万辆的交付量，此次停产预计将减产600辆，占去年产量的1.3%。
早在此前，蔚来汽车创始人李斌就已经表达了他的担忧。蔚来已经具备每月生产1万辆电动汽车的能力，但由于芯片和电池供应短缺，只能生产7500辆。李斌预计，这些阻力直到7月才会平息。
随着这种走向两极的趋势，今年上半年几乎同时引发了车芯荒潮和互联网巨头造车潮。
当汽车行业本身因为缺乏核心而难以独善其身的时候，互联网巨头，如腾讯、阿里巴巴、华为、小米等。，开始造车。人们不禁要问，拥有强大资本支持的互联网巨头们，是否会让缺芯的现状雪上加霜，“抢芯大战”再次发生，“缺芯荒”的周期延长。
但基于此，来自互联网巨头的声音是:
第一，不涉及造车，只提供生态服务，然后不会抢核心。其中腾讯、阿里巴巴、华为主要提供生态服务，不涉及整车制造。今年3月，华为2020年财报重申，华为在智能网联汽车领域的定位是增量零部件供应商，目标是帮助车企“造”车和“好车”。
二是自己造车，但是造车时间长。两三年后就不需要芯片了，然后就不抢核心了。比如小米和苹果自己造车，有自己的新能源汽车系统和生态服务。
雷军的回应是:“芯片短缺对造车有影响，但对我们没有影响。”
小米总裁在小米2021年第一季度财报电话会议上也谈到了芯片短缺对造车的影响，称:“核心的缺乏对我们没有影响。一辆车的整个RD周期很长，可能要三年才能造出一辆好车。我认为芯片荒不会持续三年。现在，我不考虑这个问题。目前小米造车还处于早期阶段。”
也就是说，互联网巨头造车，一时半会难以体现芯片短缺的现状。然而，芯片仍然是汽车的关键，谁也不能忽视它。
那么，为什么企业会被“芯片”扼住命运的咽喉？但是缺芯怎么办，会面临死亡的局面？
这是因为中国的芯片自给能力不足，仍然过度依赖进口芯片。
从图中可以看出，中国的半导体自给率已经从2013年的8.20%上升到2020年的15.90%，虽然增速在上升，但是速度非常缓慢。
根据IC Insights的数据，中国原本预计2025年半导体芯片自给率将达到70%，但按照目前的发展形势，到2025年可能最多只能达到20%，远远落后于目标。
广汽集团党委书记、董事长曾庆红在第十四次会议上表示:“2020年全球汽车芯片市场规模约3000亿元，而中国自主汽车芯片产业规模仅70亿元左右，占比不到2.5%，且主要分散在低附加值、低可靠性领域。新能源、三电系统、底盘电控、自动驾驶等领域的关键零部件研发和主要芯片生产被国外企业垄断。”
另外，从进口芯片的规模来看，国内对进口芯片的需求还是很大的。自2013年以来，中国进口芯片数量持续增长。虽然2018年受中美贸易影响有所下降，但我们无法摆脱中国对进口芯片的依赖度仍然很高的事实。2019年以来，进口芯片数量持续上升。
2020年，中国进口芯片3500亿美元，同比增长15%左右；进口芯片5435亿片，同比增长22%。
同年，中国出口芯片1166亿美元，同比增长约15%；出口芯片2598亿片，同比增长18.8%。
值得注意的是，进口额是出口额的3倍左右，进口数据是出口额的2倍以上。也就是说，进口芯片的平均价格远远高于出口平均价格，也就是说大量进口高端芯片，少量出口低端芯片。
芯片进口的增长快于出口，这可能意味着对国外芯片的依赖在增加而不是减少。
种种迹象表明，国产芯片产量的增长无法满足国内市场需求，企业仍受到进口芯片的制约。面对这种困境，一些企业也在寻找摆脱被控制命运的方法。其中，像范这样兴奋地制造筹码的人层出不穷。
2000亿元“堆”筹码
两年前，面对华为被美国商务部工业与安全局列入所谓“实体名单”的事件，华为被禁止在未经美国政府批准的情况下从美国企业获得零部件和相关技术。
华为创始人兼首席执行官任郑飞回应道:“这不是很重要。我们准备好了。”原因是早在20年前，任被美国围攻的时候，就信誓旦旦要做中国人自己的筹码。
当时他把海思的女掌门人何廷博叫到面前说:“我给你每年4亿美元的研发经费，另外2万人。你必须站出来，适当减少对美国的依赖。芯片暂时没用，我们还是要继续做。这是公司的战略旗帜，不可动摇。”
华为P6试产100万片，终于敢量产了。到目前为止，没有人知道华为在核心制造上花了多少钱。
好事多磨和华为经过多年的努力已经取得了成果。2019年1月，华为在北京发布了面向5G手机的巴龙5000手机基带芯片。同年9月，华为发布了集成CPU和基带的SOC芯片麒麟990，这是全球首款SOC集成5G手机芯片，已用于华为中高端5G手机。
马花藤对华为做芯片的评价是:“可能华为做芯片的时候想有备胎，但是没有备胎可能会被别人噎死。”
小米也不想被掐死。比华为晚做芯片十年的小米，在2014年10月成立了全资子公司北京郭颂电子，冲进了造芯的漩涡。
当时雷军的诚意是:“10亿人民币起步，花10亿美元，10年出成果”。
对于当时的场景，雷军也有这样的描述:“大部分人都是因为不知道冲出去是死是活而忐忑不安。而我的心稍微平静了一些，因为我已经做好了十年的准备。”
最终，时隔三年，小米首款自研手机SoC芯片澎湃S1诞生，小米成为继苹果、三星、华为之后，第四家拥有芯片自研能力的手机厂商。
令人惊讶的是，此后S2芯片再无消息，甚至一度传言芯片项目已经流产。
有人推测原因是小米的S2芯片五次流片全部失败，一次流片试产成本高达数千万，小米可能出不起这笔钱。直到2021年3月30日，小米推出了澎湃C1芯片，用实际行动表明“澎湃系列芯片未中止”。
就像雷军在当天的发布会上反复提到的:“做芯片，九死一生。”
做芯片不是一般企业能承受的。其中，芯片制造工艺很多，包括芯片设计、硅片制造、晶圆制造、电子封装、基板互连、仪器设备组装等制造工艺。每个过程都包含许多小步骤，整个过程必须完成才能生产出可用的芯片。
开发一个新的芯片，至少要投入上亿美元，至少要花一两年的时间进行研发。不仅如此，制造集成电路的“开销”惊人，仅一条20nm工艺生产线就达到100亿美元。
而且，即使投资如此巨大，芯片RD仍然要面临流片失败的技术风险和不能满足市场需求的商业风险。对于产品线并不丰富的初创设计企业来说，一个芯片流程的失败，就可能导致企业的破产。
目前芯片行业的下游市场大致分为通信、计算机、消费电子、汽车、工业、军事等领域，其中最主要的市场是通信和PC/平板，占比61%，其次是工业、消费电子和汽车。Xpeng汽车，比亚迪，吉利，东风等。、因缺芯而对中国汽车产业影响最大的，都投入了自研芯片，但等到芯片成型，恐怕还需要巨额资金投入。
03“卡脖子”，未来十年在望
根据中投公司的报告，芯片是半导体元器件产品的总称，是集成电路的载体，是从晶圆上分割下来的。
其中，按照产业链的划分，芯片从设计到交付的核心环节主要包括芯片设计软件、指令集系统、芯片设计、芯片制造设备、圆晶代工、封装测试六个部分。
中国在大部分方面远远落后于其他国家，技术也以低端为主，高端还需要继续努力。
我国芯片产业在指令集、设计等大部分高技术壁垒的产业环节中处于非常弱势的地位。而中国有望在圆晶代工、封装、测试等技术要求相对较低的环节发展。具体来说，在指令集架构方面，排名靠前的公司以美国公司为主。在国内，除了龙芯是在MIPS的基础上扩展的，在一定程度上属于自主设计。国内公司大多花巨资购买授权来获取指令集。
从芯片设计软件来看，美国、澳大利亚、日本的公司几乎实现了市场垄断，仅美国就占据了70%以上的市场份额。中国的华为、紫光展锐都有设计软件，但主要是内部使用，没有进入市场并得到广泛推广。
在芯片设计方面，出现了英特尔、三星电子、高通、联发科、海力士等全球芯片设计巨头，而华为海思、紫光展锐等公司整体市场份额增长最快，但份额仍然较小。而且芯片设计能力主要集中在中低端，高端芯片的设计能力还比较滞后。
在芯片制造设备领域，国外公司的销售额几乎占全球市场的80%。相比之下，国内只能提供低端制造设备。
但中国也在形成联系。比如在代工工艺上，14纳米工艺的SMIC，现在是肩负国内芯片制造大梁的企业，已经可以满足我们大部分的芯片制造需求。
在封装测试环节，中国长电科技已经成为全球领先的芯片封装测试企业，可以满足大部分企业的需求。
同时，为了应对芯片危机，国家层面的顶层设计正在加快国内芯片产业升级，维护稳定健康的供应链生态。并设立专项基金促进国产芯片生产。
2018年国家通用基金承诺积极投入，尤其是芯片制造领域，将达到65%。
此外，上海和北京也设立了自己的基金来加强芯片制造业。其中，SMIC是受益者。成功上市后，预计将与TSMC展开竞争。
到2020年，中国大陆芯片制造商已获得包括承诺在内的1440亿元人民币的投资，远远超过2019年约640亿元人民币的总额。
但实事求是地说，中国在芯片制造方面还有很长的路要走。无论是上游还是下游，制芯之路都非常艰难。中国什么时候能自给自足？国产芯片能挑起大梁吗？我们还是要等待历史的检验。
好在未来十年国产芯片的路很清晰。加速奔跑的那一刻，未来可期。
