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中國芯片工業的四大挑戰、四大機會和四種路徑
Time:2019-01-23 發布:admin  浏覽:8650次

  中興事件揭示了國內芯片產業結構現狀:國內芯片主要應用在中低端範圍,**通用芯片市場自給率近乎為零。表面虛假的繁榮揭露開後,讓浮躁的歸浮躁,泡沫的歸泡沫,作為產業投資人,希望與各位一起客觀探討,在尊重規律的前提下,國產芯片未來如何擴展更有效?

  除了市場需求,通用芯片範圍另外一個很大的製約因素在於開發者不去使用。國產芯片缺少開發工具和操作系統的生態培養,就沒有人去使用,說到底,製作出好芯片只是**步,與芯片配套的軟件硬件生態體系不完善,即使芯片造出來了,中國製造依然不會成為首選。

  對于未來擴展策略,星河互聯呂永昌認為除了政府資金幫助、帶動需求外,芯片産業找準市場、選擇正確路徑也是關鍵。

  為什麽有些國產芯片産業,可以在巨頭壟斷的市場,撕出5%的市場份額,有些芯片産業甚至可以主導全球市場獲得高毛利率和高凈盈利額,而有些産業在經歷了十余年擴展,仍然在靠國家資金和投資者資金勉強維持,產生這些截然不同結果的原因是什麽?除了歷史遺留下來的技藝、人才本身的難題,還有很重要的原因是對生態和市場命門的把握、競爭的卡位、商品研制節奏和商業化運作的娴熟策劃。

  國內芯片產業現狀:

  **通用芯片自給率近乎為零

  物聯網產業鏈分成八大環節,前四部分包括傳感器、計算與控製系統、通訊網絡、前端平臺,後四部分包括PAAS平臺、管理平臺、通用能力、工業應用商品/解決方案。

  八大環節中有六個環節都要用到芯片,只有純做軟件的PaaS平臺、管理平臺這一類廠商,主要做軟件效勞,其他範圍都會用到芯片。

  整體來看,目前國產和進口芯片的構成結構大概是這樣:

  芯片國產化的占比非常低,低於20%,大部分都需要采購國外,全球大概有40多家通用、關鍵元器件領先芯片産業。

  國產芯片聚焦於少數範圍,比如部分通訊芯片,顯示處理芯片、電源管理芯片、分立器件、MCU、定位定位等,絕大部分屬於中低端,芯片單價低、利潤率低,而中**性能的芯片以及關鍵器件基本上都是國外廠商壟斷。從芯片產業全流程角度來看,國內産業在封測範圍不弱於國外廠商,部分數字芯片策劃範圍不落後國外廠商,模擬芯片策劃仍然遠遠落後於國外,芯片製造設備和工藝仍然落後於國外IDM或代加工産業1-2代技藝。

  國內比較領先的,將來有機會成為一個平臺級的2C端的商品,用到的通用芯片,基本都采購自國外廠家(華為通話用的麒麟SoC全是海思采用arm的ip,自己策劃,臺積電代工)中國製造産業的核心能力是做性能策劃、工業策劃、算法策劃。2C和2B範圍常見的芯片應用主要有:

  2C端應用

  **類,智慧家庭。各種各樣的家居智能單品,提高便捷性、節省人力,哪怕一個操作節省幾秒鐘,未來也能夠形成不可逆的用戶習慣。

  第二類,可穿戴設備。就是人身上可攜帶的智能商品。

  第三類,智慧醫療設備。比如說在家裏可以自己使用電子設備測血糖,或者是監測各種生命體征的醫療設備。

  第四類,各類垂直生活應用智能單品,如智能交通工具、體育運動智能裝備等。

  2B端應用

  2B範圍包括智慧城市、工業互聯網等,其中傳感器、各種控製單元、邊緣計算模組、通訊模塊都需要用到芯片,這其中,小到濾波器、功率放大器,大到嵌入式微處理器,大部分來自國外廠家,當然,國內自主嵌入式微處理器、MCU、Wifi芯片、藍牙芯片、5G通訊芯片、存儲控製芯片等數十個細分範圍在近20年中正在崛起並占有少量市場份額。

  國產芯片廠商面臨4座大山

  然而**芯片國產化趨勢不可逆

  中興事件揭示了國類廠商一直存在的問題,就是80%以上的芯片部件,其實都還依賴於國外的廠家,甚至部分範圍國內廠商完全沒有能力策劃,這是把本質上比較虛的繁榮面目揭開。

  任何科技商品、物聯網設備、都需要很多芯片、很多控製單元。整個芯片產業可以細分為上千個細分範圍。這些細分範圍,國外廠家已經普遍經歷了30年以上的研制積累,而中國的集成電路産業擴展是*近20年的事。美國英特爾已經壟斷了幾乎所有PC效勞器CPU的市場,並且多年不斷的去砸重金,去投入新的芯片策劃,投入新的生產線,並且以自己的x86體系為核心,培育了一個巨大的生態體系,不斷加深壁壘,這個體系壁壘是很難突破的。

  國產芯片廠商面臨的4座大山是:

  1、對長期研制投入的積累和高忍耐度。體現在微架構策劃、底層操作系統的策劃能力缺失、通用CPU無自己的微架構(大部分國產PC/效勞器操作系統仍然以Linux為基礎,在這些方面,國外ARM等廠商實際上是經歷了20年以上的研制積累之後才爆發),或快速引進和搶奪頂尖芯片策劃人才。

  2、達成重資金投入和高產出的正向循環。

  3、短期內性能和穩定性上超越國外對手。

  4、硬件開發者生態的培育。Intel和MS在國內高校多年擴展課程體系、認證體系、生態培育體系,國內産業鮮有如此跨級戰略操作。

  但是新範圍未來會有可能在生物、化學、物理、光學方面打破固有的體系,例如仿生芯片、人工智能芯片等,這裏面很多範圍歐美也是剛開始做,國內廠商還有很多新的機會站在同一起跑線上。

  我堅信未來**的PC、通話、效勞器這個市場,國產化的趨勢是不可逆轉的。這個擴展需要市場包容國內芯片産業,要允許國內廠家犯錯誤。

  如今國內需求端産業和國產芯片供應商是一起互相成長,2018或許會是芯片工業的轉折年,先從工業顧客開始用起,在一些專用設備裏開始用起,逐步在這個過程中提升商品的性能和穩定性,然後延伸C端範圍。按照這個路徑,將來在通用芯片範圍和高銷量芯片範圍,也會逐漸用國產的芯片去替代。

  4類芯片擴展機會

  生態體系才是核心競爭力

  目前國內芯片相關市場機會,分成這四大類。

  **,通用芯片

  通用芯片國內也有創業産業在做,但是性能、良品率、商品品質、穩定性都跟國外的芯片有很大差距,所以一直沒有人買,始終在實驗的狀態。芯片範圍有一個很大的特點,就是需要在一次一次量產過程當中發現問題,改進問題,來提升性能。國內芯片一直沒有得到**的量產,沒有滿足顧客要求,所以一直沒有擴展起來。

  除了市場需求,通用芯片範圍還有一個很大製約因素在於開發者不去使用。

  一個芯片研制出來得有一批開發者使用,沒有人會用你的芯片,大家肯定不會采購。英偉達GPU為什麽這麽火?它的價錢高,也不是跑神經網絡計算模型*優的芯片,但為什麽還有那麽多産業采用它的GPU架構來做訓練、做推理,因為它的開發者體系非常完善,有一系列開發工具可以讓開發者用,而且過去積累了非常多的開發人員,這是一個正向循環。

  國產芯片缺少成熟開發工具和操作系統,不能夠配套使用起來,就沒有人去使用。而開發者沒有人用是因為終端商品産業沒有人購買它的芯片,這是個惡性循環

  如果你現在準備就業,要花時間去學一個新工具,這個工具學完之後可能都沒有人買,你肯定不會學,你肯定學通用性比較好,整個產業都在用的操作系統或者和芯片配套的工具。

  說到底,製作出好芯片只是**步,與芯片配套的軟件硬件生態體系不完善,即使芯片造出來了,中國製造依然不會成為首選。中國製造如果想要達到世界**芯片標準,還需要一個與中國芯片配合良好的操作系統,只有生態完善了,中國製造的CPU才真正獲得了競爭力。

  近期能看到國家加大推動的趨勢,國家發揮的作用:

  **方面是供應**的資金,同時在芯片産業創始團隊對的持股比例上有足夠的空間以保持團隊對産業的控製力,留住稀缺人才。芯片策劃和芯片製造都需要**資金投入,比如28nm芯片,也需要投入一到兩個億的資金去做芯片策劃、做流片,這些都需要成本,需要投入**資金,如果是芯片製造,投入資金會更大,是上百億美金的投入,一般的産業根本投入不起,所以國家做一些股權投資、低息貸款資金幫助和出口退稅等政策幫助。同時,在保持團隊對産業的持股比例上做到恰到好處,不因資金的投入而犧牲創始團隊的控製力。

  第二方面是國家政策引導國有産業采用以國產芯片為核心的PC、效勞器、移動終端以及其他商品,國有芯片産業強製采用國產芯片生產設備、效勞,帶動需求。只有帶動需求才能帶動產業的擴展,當需求起來了之後,龍芯、上海微電子這些廠家逐漸把商品從實驗室走出,不斷叠代商品。

  不帶動需求,如果僅僅是給錢幫助,做課題做研究,永遠無法得到市場的認可。因為在實驗室階段,只要能出來一個小樣,一個Demo達成基礎性能就可以拿尾款,但是,距離經受住市場考驗還是要走很長的路。

  第三方面政府主導產業格局,保留市場自主力量。

  分析數據顯示國家對集成電路產業投入的資金已達上千億規模,我們政府是很幫助重要科技自主研制的,但是這麽多年效果甚微。

  民營市場上,有些做國產操作系統和國產芯片的廠家,已經配合起來一起去擴展。除了國家幫助,要求國有産業使用以外,未來越來越多的民營産業也會使用國有芯片。將分散的資源整合,在芯片的關鍵範圍和大項目上在政府幫助下形成主導格局來推動芯片的國產化,同時保留市場力量,小的項目由市場自主決定,通過競爭的方式去達成優勝劣汰。

  中興這樣的事件,讓國內産業意識到,美國或者國外的芯片製約,將來一定會在某個時間節點爆發,讓産業多年積累的成果,一夜之間喪失掉,所以市場逐漸會關註國有芯片,這算是一個共識,誰也不想變成下一個中興。

  這是一個長期擴展,但是這段路必須得走,亡羊補牢為時未晚。

  第二,ASIC芯片

  ASIC芯片路徑是從終端商品出發,*後做成專用芯片。直接出芯片風險比較大。

  類似傳感器這樣的商品,先賣商品,不做芯片,基於FPGA先試市場,前期量不大的時候比較劃算。

  另外一個思路是先基於異構芯片做模組,未來量很大之後,再ASIC化。

  FPGA+主控芯片+其他組件,組成一個SOC,先做一款在終端能夠用的芯片,在終端上面做人工智能,把一些經過裁減的算法,放到終端的芯片上面。這個芯片是多種芯片組合起來的系統模塊,先做出解決方案,給下遊終端商品廠商用。

  很多安防攝像頭廠家,用這個模組,就可以讓攝像頭可識別動作,一臺攝像機可以識別幾千個人臉,可以識別簡單的物體,能夠滿足日常需求,能夠直接智能化叠代。先銷售給廠家,進入市場,當量逐漸起來之後再做成專用的ASIC芯片,這是一個比較好的路徑。

  從擴展路徑來看,很多人工智能産業都在走彎路,但是有一家産業,比特大陸思維路徑很清晰。

  比特大陸專做用於挖礦的ASIC芯片和礦機,它把商品形態做成直接拿過來就能用的商品,而不是做早期半成品給顧客。AI範圍賣算法行不通,大互聯網産業平臺可以免費供應算法給用戶用,但創業産業得生存。微軟賣操作系統、辦公軟件License的策略是*開始用戶使用微軟盜版的商品,我不管,大家先用起來,等用戶習慣已經養成了,用戶再轉移到其他軟件上轉移成本會很高,這個時候微軟再開始面向産業用戶賣License,特別是針對大的工業顧客,你必須購買,否則就涉及侵權。

  另外,早期人工智能的算法不斷叠代,只賣License顧客自己需要投入的工作還很多,只有變成一個終端形態的商品用戶才願意付費且才能真正用起來,才能逐步構建生態。

  第三,垂直細分範圍芯片

  整體芯片產業各範圍銷量,呈現顯著的長尾特征。頂部的高銷量芯片包括通用芯片、存儲芯片、AD/DA等通用組建芯片,而**的包括采集、傳輸、控製在內的各工業各類型芯片/SOC/SIP/MCU,則仍然有上千個市場機會。每個市場機會,不會產生巨無霸芯片産業,但可能產生隱形赚錢公司和上市公司,而這些範圍巨頭無暇顧及,市場對商品的關註另外是需求匹配度和效勞。毫無疑問,這些細分市場的領先産業可以形成壟斷優勢。

  垂直細分範圍的芯片策劃,國外情況來看,歐美日韓四十多家芯片産業的一些小部門在做,但是這類國外産業在國內的幫助團隊、顧客效勞能力比較差,在中國市場部分廠家已經逐漸用國產芯片,因為這類細分範圍對芯片的納米級別、工藝級別要求不是非常高,可能55nm芯片國內的終端廠家也能用,但是對成本和功耗比較敏感,廠家更關註成本和性能/功耗的比例,做到那麽高的性能,芯片價錢上去了沒有顧客買。

  第四,產業鏈機會

  未來中國會有很多芯片産業出現,做芯片的廠家,需要很多產業效勞。僅晶圓加工就包括30多個環節,圍繞芯片策劃、加工、切割、封測需要用到很多設備和效勞,這其中存在國內産業創新的機會,星河互聯會持續關註。

  案列:

  晶圓在加工處理過程中有很多汙染,目前市場上有産業通過創新的方式去做清洗,達成降低清洗成本、降低汙染,這個效勞是很大的產業。

  芯片策劃産業的四大擴展路徑

  1、商品倒推:終端向芯片演進。面向終端廠商、工業系統集成商供應模組、算法的端到端解決方案,自主培育市場和試驗市場需求,待獲得穩定市場需求後再進行芯片策劃和量產,達成芯片化;

  2、捆綁大流量:與大出貨量終端産業進行參股式合作。抓細分範圍的龍頭終端産業,與之進行互相持股,或者獲得其投資,同時獲得其持續訂單需求,之後進行芯片量產;

  3、領跑生態:構築工具鏈、顧客群生態體系。通過供應完善的工具鏈和應用模塊、與操作系統廠商捆綁銷售、擴展第三方定製化開發合作夥伴、樹立標桿應用實例、獎勵社區/校園開發者、主動向後端延伸BD等方式,帶領生態産業BD和效勞顧客、培育範圍內認同;

  4、全能王:自主完成全產業鏈布局。自主具備細分範圍顧客的終端商品品牌運作力和市場高覆盖度,同時培育自己的整套芯片商品,形成自身閉環的小生態。

  商品是否完全依賴進口芯片

  或成未來投資考慮因素

  除了前面提到的芯片產業4大機會我們會重點布局,其他與芯片相關的物聯網機會我們關註以下4大類別:

  **類,由於國產芯片的成熟和芯片價錢的下降,帶來的新終端應用崛起,相關的終端商品或者芯片商品我們會比較關註。

  過去有很多商品,因為核心價錢太高,芯片價錢降不下來,無法應用在C端商品進行銷售。

  案列:

  例如過去3D視覺處理的芯片主要由TI等産業壟斷,價錢一直都很高,但過去3年此類芯片價錢發生了巨大的變化,一直在下降,且國產芯片日趨成熟,芯片價錢下降之後,將來很多的機器人或工業的檢測設備中會增加3D圖像采集模塊,或者在C端掃地機器人、通話,都會增加3D圖像的采集。

  有3D圖像采集之後,可以做身份驗證、動作識別,以往二維圖像是無法達成的,這類技藝就可以大範圍用在C端商品裏。

  第二類,大範圍使用國內芯片策劃製造並達成高表現的商品産業。

  舉一個大家熟悉的例子,比如國內眾多通話廠商中的華為,盡管華為自主研制的芯片仍然極其有限,但至少在基帶芯片和CPU方面逐步具備自主研制芯片能力,供應端更穩定,這類模式的産業我們會更關註。

  第三類,采用創新技藝進行傳感器芯片、通訊芯片策劃、各類型元器件芯片、邊緣嵌入式芯片策劃的産業。現有的以上四類型芯片雖然已經經歷了30年以上的擴展,但仍然存在由材料創新、生物物理化學理論應用創新、指令架構創新而產生的新型芯片機會。

  第四類,在應用端進行SOC/SIP持續叠代升級,構築應用壁壘的集成電路産業。此類産業需要在成本、應用需求匹配、異構性能方面找到平衡點,在對顧客、生態深度效勞中不斷強化優勢。