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标题: 业内人芯片工程师眼里的国产芯片行业现状 [打印本页]

作者: qufu888 时间: 2020-9-14 03:09
标题: 业内人芯片工程师眼里的国产芯片行业现状
2016年3月谷歌旗下的人工智能AI AlphaGo以4比1的战绩击败前围棋世界冠军李世石，这是AI第一次战胜最顶尖人类围棋选手。
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围棋起源于中国，整个棋盘有3到361种变化，据说这已经超越了已知宇宙的原子总数。第一颗芯片诞生于60年前，在摩尔定律的指引下，芯片上的晶体管数目指数倍增长。最终Alpha Go凭借GPU芯片的强大性能战胜围棋，果然能打败指数的只有指数。真实的就像我们线性收入永远追不上北上广深的房价一样。
有人认为围棋输了，证明又一个人类文明被机器所征服。但摩尔定律并不是物理定律，只是戈登摩尔根据现状对未来芯片发展的大胆期许。这是几十年来献祭无数最聪明脑袋才勉强追赶的伟大成就。
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苹果公司2014年推出的A8芯片，内部就集成了超过数十亿个晶体管。人类文明不断被人类新创造文明所刷新，芯片就是由黑框眼镜、格子衫的科学家和工程师们共同献给全人类的礼物。该如何评价摩尔定律呢？比起有人说这是一个经济学定律，我更喜欢卡沃米德所说的：『摩尔定律是人类投入精力促使设想实现的意愿，是一个关于人类了不起的宣言。』
作为戈登摩尔参与建立的公司，英特尔是摩尔定律最忠实的践行者，也无疑是全球最伟大的芯片企业。1969年英特尔靠存储器赚得第一桶金，1970年开始自建芯片制造工厂，1971年发布划时代的4004微处理器。随着芯片行业准入门槛不断降低，一个成立在车库的小团队就可以成为整个行业的先驱。
起初英特尔的芯片设计、制造、封装还有存储器，全部自己动手，光刻机拆个尼康的镜头就能用，芯片设计手画就完事了，还要啥EDA？
时间很快，但摩尔定律更快。英特尔芯片设计和制造紧追摩尔定律，成为芯片之王。1999年市值更是高达5090亿美金。但摩尔定律太快了，在芯片晶体管数目指数倍增长的背后，数十亿门的复杂设计需要专业EDA工具支持，5纳米芯片需要最顶尖的光刻机来刻蚀。给设计好的芯片流片就像拿着几亿美金打水漂一样，没有一家公司可以承担芯片研发的全部流程。
英特尔是行业巨人，而对面站的却是物理之神。

1984年ASML成立主攻光刻机。 1986年Synopsys、Cadence先后成立，主攻EDA工具。 1991年ARM成立，主攻通用芯片架构。

1987年台积电成立，主攻芯片制造，你们只管设计好芯片，后面的事交给我来做。这些细分公司的成立彻底颠覆了原有产业格局，芯片行业步入一个百花齐放的新时代。而包揽了芯片设计和制造的英特尔，却在挤牙膏的路上越走越远。
2018年，50周岁的昔日王者英特尔的芯片制造被台积电、三星反超时，CPU被AMD追着打。苹果Mac电脑转投ARM芯片时，这下英特尔真哭了，英特尔真乃成也摩尔定律，败也摩尔定律。这是英特尔的故事，也是整个芯片行业的缩影。
正是摩尔定律在数十年间将全球芯片产业撕扯成为横跨芯片设计、制造、封装、存储、屏幕、EDA和光刻机的庞大行业，塑造了现今的全球芯片产业格局。芯片设计与软件开发类似，都需要编写代码，不同的是芯片作为实体，在设计代码的基础上还需要进行后续的制造和封装。
复杂多样的芯片设计是信息时代一切功能的支撑，深入原子级的芯片制造是最顶尖科技实力的证明，而科技含量较低的芯片封装则给芯片提供最终保护。说到保护大家懂了吗？如果把芯片设计比作是英雄联盟里秀翻全场的中单，那么制造和封装分别就是后期眼压全场的ADC和踏实买眼的辅助，存储器和屏幕一直游离于主流芯片产业之外自成体系。
iPhone11在存储和屏幕上的花费并不比A13芯片低。这两个产业同样的重资产，长周期，像不像专注在上路练肌肉搞哲学的上单？EDA工具和光刻机深入算法和物理极致研发壁垒极高。他们像打野一样是全场的节奏器，但经济状况总是略显单薄。
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当然光刻机巨头ASML除外，每个国家和地区都可以组建一支芯片战队。对内5个位置分别是中单芯片设计、ADC芯片制造、辅助芯片封装、上单存储和屏幕打野，EDA和光刻机允许请少量外援。
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2020年第1季度的全球芯片公司营收总榜单中，美国公司占据6个席位，华为海思在美国队的疯狂碾压下，依然营收暴涨54%，首次挺进前10，华为海思不愧是国产芯片之光。
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在中单位置上，2018年全球前10芯片设计公司，美国6家台湾以联发科为首入围3家，二者基本包揽所有席位。最新数据显示，华为海思已经超越联发科，排名亚洲第1。
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近些年国内涌现出非常多芯片设计公司，以阿里平头哥为代表的新入局科技巨头，以人工智能公司寒武纪为代表的造芯新势力、以国产CPU公司兆芯为代表的芯片国家队，三类公司已经在国内掀起人才争夺战。
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联想在国产芯片替代上起到了非常积极的作用。OPPO投入重金研发手机芯片，并疯狂挖友商墙角，比如挖来了联发科无线通讯事业部总经理。
目前国内芯片设计处于钻1顶尖水平，只有准王者实力。在ADC位置上，全球领先的芯片制造厂有台湾台积电、联电，韩国三星、美国英特尔和中国中芯国际。台积电、三星最新量产工艺为5纳米，中芯国际的14纳米比友商还差3代制程。不过中芯国际已经挖来了梁孟松，而梁孟松正是台积电制程赶超英特尔、三星制程台积电的关键元老。
并且近期中芯国际科创板上市的市值超过6000亿，由于摩尔定律的放缓，前方就是摩尔五连发卡弯，掌舵人业务强会漂移，油也管够，看好中芯国际后期排水道过弯，进一步拉近与对手距离。
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在台积电14纳米明显质优价廉的情况下，华为海思今年成功在中芯国际流片14纳米的麒麟710A芯片，在海思积极示范效应下，相信会有更多公司来中芯国际流片。
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目前国内芯片制造属于钻五水平，但发展潜力极大。在辅助位置上，由于芯片封装技术含量较低，台湾和大陆厂商基本包揽了所有席位。江苏长电和天水华天代表了封装产业的全球顶尖水平，目前国内芯片封装处于王者顶尖。
在上单位置上今年的华为旗舰P40 Pro顶配是8G加512G，前面的8G是DRAM存储，512G是NAND闪存存储器，过去一直是韩美日的天下。
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2020年5月京东上架了使用合肥长鑫DRAM存储颗粒的纯国产内存条—光威弈Pro。据知乎大神的评测结果，该内存条性能接近国际先进水平。并预计神秘东方力量会减少三星等内存厂的火灾概率。
2020年4月武汉长江存储宣布其128层3D NAND的研发成功，此时距离其量产64层3D NAND仅7个月。知乎大神说这次突破证明国产闪存已经接近国际先进水平。据说在疫情最严重的时候，武汉长江存储依旧坚持研发和生产，武汉不愧是一个英雄的城市。
华为P40 Pro的OLED屏幕引入了京东方产品，京东方屏已经可以做到4曲面柔性和高刷新率，但据说与三星屏幕还存在差距。从消费者角度来看，因为国产屏幕购买或放弃P40 Pro都是十分正确的选择。
从公司角度来看，华为在扶植本土厂商之余，也减少了屏幕断供的潜在风险。要知道华为手机今年第2季度成功超越三星成为全球销量第一，而三星可是有断供HTC关键元器件的黑历史。国产屏幕王者高阶，国产存储钻1水平，总体上单达到了王者入门。
在打野位置上没有EDA工具和IP，无法完成芯片设计，没有最顶尖光刻机无法制造最先进芯片。该领域研发壁垒极高，利润又很微薄。国内基本放弃了本土打野的培养，大概只有青铜5水平吧。
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EDA工具领域3巨头：Synopsys、Cadence、Mentor无一例外是美国背景。国内EDA主要有华大九天，只能说聊胜于无。光刻机等设备由美欧日主导，作为全球唯一的顶尖光刻机供应商，荷兰ASML背后是深厚的美国技术和资本。中芯国际有钱也很难买到最先进的光刻机，上海微电子装备公司的90纳米光刻机已经是国内最先进水平。而台积电正基于ASML科技研发3纳米工艺。
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IP领域ARM公司排名第1，国内最靠前的是芯源微电子。海思基本上已经吃透了ARM架构，后续芯片会逐步实现国产化。综合来看中国芯片战队实力排名全球前5，上单辅助两王者加上中单ADC两钻石，打野请的是王者外援，这样的阵容未来一定是全球芯片总冠军的有力争夺者。
但美国作为全球唯一的5王者队伍和总决赛主办方，赛前突然禁止中国队请外援，中国没有自主EDA和光刻机的问题被无限放大，打野位置恐成最大命门。随着大量资金和流量的涌入，芯片工程师的薪资也是水涨船高。
接下来20年会是中国芯片行业最好的时代。芯片行业需要读研，因为芯片设计和芯片工艺研发的基础要求是硕士学历。对于高考生来说金融、律师、医生、计算机更值得作为专业的首选，这些专业活了几十年是有原因的，但如果你能接受枯燥的硬件逻辑，并且有读研打算，欢迎进入芯片行业大展拳脚。毕竟人一生能有几次机会赶上行业的大发展呢？
我本科有拿到芯片制造厂设备工程师的offer，上海月薪6000，选择继续读研，研2实习芯片设计工程师，实习薪资8000，研3毕业找工作，周围很多同学拿到了年薪30万的芯片设计offer。
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芯片行业不同领域的薪资差距明显，并且读研这3年正好也是行业薪资跳跃增长的3年，这是知名芯片公众号《路科验证》提供的2019年芯片设计薪资表。
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最后再说一点自己的想法，芯片产业起源于美国硅谷，随着摩尔定律逐步形成了现今的全球芯片格局，摩尔定律走向尾声，这是中国芯片追赶全球先进水平的最好机会。多年来我们从物理世界走到互联网世界，而现在我们正从互联网世界走回物理世界，芯片正是这个崭新物理世界的新基础建设。在5G、物联网、人工智能掀起的下一场产业革命中。中国被称为基建狂魔，发展中国家、世界工厂、爱好和平。有理由在芯片产业继续狂点科技树。中兴、华为、西电、哈工大，越来越多中国公司和高校被美国所制裁，台积电是台湾经济支柱，韩国更被称为三星共和国。中国产业升级的背后，就是发达国家地区相关产业的沦陷，这条路注定充满艰难险阻，甚至会面对全世界的敌意。我们必须抛弃一切幻想来发展国产芯片，小国家才做取舍，芯片、汽车、大飞机、北斗、航母、去火星，我们全都要。
面对制裁很多人对中国芯片前景悲观。我写这篇的初衷也是为了帮助大家了解中国芯片的真正实力。我们不需要自怨自艾，更没有资格骄傲自大。但至少在芯片产业的每个分工下，都已经燃起了希望，让子弹再飞一会儿，也许星星之火即可燎原。

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