比利时首都布鲁塞尔以东25公里,有一座美丽的古城,它的名字叫做鲁汶。著名的比利时微电子研究中心就坐落在这里,它和美国的intel和ibm并称为全球微电子领域的3i,拥有世界领先的纳米芯片和数字技术。
2018年10月的一天,研究中心迎来了一位特殊的中国客人,他在参观实验室的时候,接过一块芯片晶圆,摘下眼镜仔细端详,摄影师记录下这珍贵的一刻。
这张照片在中国的社交平台上引发热烈讨论,因为它让网友们联想到了另外一张老照片:1980年5月,时任解放军副总参谋长的刘华清访问美国,应邀参观当时世界上最先进的战舰,因涉及到军事机密,美方不允许靠近观察。刘华清将军为了看的更清楚些,努力的掂起脚… 如今中国的国际地位已经今非昔比,但这张照片却又勾起了人们心目中遥远的回忆。
中国今天的芯片产业与世界强国相比,究竟还存在着多少差距?何时可以追赶超越?
上海威固信息技术股份有限公司董事长吴佳,做客《悦谈军工投资》,揭开这个谜底。
芯片到底是什么?
李悦:在照片中,拿的东西特别像唱片,但实际上是晶圆,它和芯片是什么样的关系呢?
吴佳:晶圆是制造半导体芯片的基本材料,半导体集成电路最主要的原料是硅,由于其形状为圆形,因此对应的就是硅晶圆。晶圆距离芯片非常接近,它离最终的芯片只差两道工序:一个是切割,尚未切割的晶圆组合,英文叫wafer,圆片切割完之后,进行最后一道工序:封装,就成为了我们日常看到的集成电路芯片。
我们打开自己的手机或是电脑主板看到的芯片,内部就是晶圆组成的。可以用一个比喻来形容它们之间的关系:就像装修房子,晶圆就是毛坯房,已经具备了使用功能,但是要达到用户可以入住的水平,还需要精装一下,才是芯片。
芯高芯片“高级”在哪?
李悦:我们通常听说“这个芯片技术比较落后,那个芯片技术比较高级”,怎么样的芯片是先进的?怎么样的是普通的,或者说是落后的呢?
吴佳:芯片从功能上看,通常有速度指标、性能指标,还有单位体积下的规模指标等。例如,单位面积下实现的功能越多,说明功能越强大。大家知道芯片用硅材料制作而成的,同样面积可以实现更多功能,成本也就越低。
通常业界所说多少纳米的芯片,纳米数值越低,代表的芯片工艺程度就越高,当然实现起来也就越难,也就越先进。
国产芯片落后于世界水平吗?
李悦:怎么看待中国芯片和国际一流水平的差距?
吴佳:需要指出的是,很多人感觉中国芯片和国际一流水平有非常大的差距,这个观点其实并不够全面。我国在特定领域,也有非常出色的芯片科研成果。
比如,上海威固团队成员曾经参与研制的太湖之光超级计算机,其性能直到2018年才被美国的超级计算机超过,之前一直位居世界第一。太湖之光在2016年获得戈登贝尔奖,号称超算领域的诺贝尔,太湖之光里就使用了大概40960颗国产自主芯片。因此,我们在某些关键领域,并不落后于世界一流企业。
可能大家认为,我们平时所使用的计算机或是cpu大部分都是美国的intel的芯片。确实我们国家在部分通用器件领域,因为产业的投入、市场的需求、技术的积累等情况,在通用芯片领域就形成了一些差距。比如做显卡的gpu芯片,以及大规模的可编程逻辑器件fpga芯片等。
通用芯片的投资规模非常大,周期也很长,通常投资大概在数十亿、百亿甚至千亿规模,迭代周期也会在十年、二十年甚至达到几十年,确实具有一定的难度。但从另一个角度去理解:虽然我们现在通用芯片领域还有差距,但这也带来了巨大的发展空间,对此我们充满信心。
利刃出击军用芯片领域
李悦:以上海威固的国产芯片为例,主要应用在哪些领域呢?
吴佳:威固作为创业型企业,目前已进入第六年,我们选择一个相对特定的细分领域来突破:固态存储控制器芯片,这是公司的核心技术之一。固态存储控制器芯片,就好比我们计算机硬盘里的大脑,相当于硬盘的控制芯片,也就是硬盘的核心。
这些芯片产品实际上已大量应用在军工行业特定领域的武器装备,特别是信息化装备上。例如我们的主战坦克,已经实现了信息化操控,一辆坦克内有数十台计算机,分别承担不同的功能,这就涉及到数据存储和数据安全,就必须使用我们自己的控制器芯片,都有相应的指标要求,可以说这里面的芯片百分之百都是国产的。
而且要对我们国家的各类武备有充足信心。经过了几十年的积累,我们从最早的两弹一星,到现在的航空母舰、运载火箭、北斗卫星,实际上掌握了非常多的自主技术,我们有足够的技术能力去保障武备的自主可控,还有各种各样的备份方案。
可能我们在特定领域,特定的通用器件上还有一定的差距,但在我们的武备中,有一套非常严格的研发体系,包括列装标准,绝不会受制于某个芯片、某个国家。
军用芯片有哪些独特性?
李悦:您强调军用芯片的自主可控,那军用芯片和民用芯片相比,有什么样的差异呢?军用芯片是不是一种更高端的存在?
吴佳:军用芯片和民用芯片的差别,还是非常大的。军用芯片更注重于可靠性和安全性。通常,军用芯片的批量较民用芯片要小,一般是几千颗到几万颗的量级,而民用芯片面向大众消费者,包括手机、笔记本电脑、平板电脑等,它更多注重的是性能和性价比。另外,成本也是重要的考量因素。一款成功的民用芯片,它的批量都是百万、千万甚至上亿的量级。
我们刚才讲过,芯片分为制程28纳米、16纳米、7纳米等等,制程越高,代表芯片的工艺水平越高,但军用芯片由于数量和需求少,一方面它对单颗的成本并不敏感,另一方面,有时候制程越低反而会越可靠。所以,不能简单片面的从高端或者低端,来比较完全不同领域应用的军用芯片和民用芯片。
威固模式:军用芯片的“投资战法”
李悦:我们都知道,研究芯片需要大量资金投入,上海威固在芯片研发过程中,怎么来解决烧钱的问题?
吴佳:作为一个高科技领域,集成电路的研发一定需要大量的资金投入。上海威固在创业时就意识到了这个问题,我们走了一条可能跟一般芯片企业不一样的道路:我们既自己研制芯片,同时又销售使用我们自主芯片的模块和系统级产品,通过模块和系统早期的利润来支持芯片核心技术的研发,有一定的自我供血能力。
一颗芯片从研制、销售再到培育客户,会经历一个非常漫长的周期,研制大概两年,培育客户可能一到三年。我们威固的策略,就是节省培育客户的时间,我们把自己当成自研芯片的第一个客户,我们先把市场的成功案例做出来。随着市场逐步认可,我们再退出模块级市场,销售芯片产品,来弥补前期资金的大投入。
上海威固在创业六年的过程中,也十分幸运地遇到了非常专业的投资人。找投资人也是找合伙人,大家需要互相认同、目标一致。
我们的投资人一定是对集成电路芯片、对军工行业了解的。在军工领域,由于涉密因素,很多订单有特殊性,很多时候投资人来做财务尽调,希望看到公司有没有合同订单,你对投资人说,预测未来可能有两三个亿的收入。但投资人接着就问你,有没有两个亿的合同?但是军工领域看的是前期,你的研制合同能进入项目是关键。一个研制合同,可能也就是几万到几十万,但进入项目之后,你就是重要的参与方之一,后续订单相当可观。它的投资逻辑和投资规则,是有别于其他行业的,只有懂的人才能理解这个规则。
另外,合伙人在参与公司之后,除了资金以外,好的投资人还能在技术资源、市场资源等方面帮助到企业,这就是好的合伙人,是共同成长的伙伴。
而且芯片行业和军工领域,都需要耐心和时间周期的积累。威固的投资人非常有耐心和信心,让威固有足够的时间和空间去发展核心技术。从投资人的角度看威固,我们既有军工的专业背景,比如我本人就曾是国防科技大学的老师,我们的团队绝大多数都来自军工科研院所,所以我们在产品定位方面,在行业细分市场方面做到了一流,因此得到了投资人的认可。
威固中国“芯”情结
李悦:上海威固现在的芯片产品,都是用中国朝代的名字进行命名的,比如秦、唐、宋,这个创意是怎么来的?
吴佳:我们当时研制芯片,首先抱着自主研发的国家情怀,所以,我们选择了中国历史上比较辉煌的朝代来命名。后续产品我们或许会选择中国古代的神兽,也可能是武侠小说里的兵器,因为我们是做军用芯片的。
李悦:感谢吴总为我们分享中国“芯”的故事。面对差距,我们会焦虑,但并不畏惧;面对挫折,唤起的将是追赶未来的雄心。中国“芯”征程,给力进行时!