芯片既是工业制造领域的明珠，也是大国较量的砝码。2022年8月，美国政府签署《2022年芯片和科学法案》，中国芯片市场掀起了滔天巨浪。如今，美国在半导体领域对中国发起的限制日渐升级。今年1月，日本和荷兰也和美国达成协议，对中国实施半导体设备出口管制。三星电子、海力士半导体和台积电等半导体企业被迫在这场“芯片战争”中艰难抉择。中国海关数据显示，2023年1-2月中国集成电路进口量为676亿个，较2022年同期下滑26.5%，降幅大于2022全年15.3%下滑。2022年也是中国近20年来集成电路进口量首次下降的年份。法案落地近一年后，中国大陆的芯片市场受到了什么影响？近期欧盟提出的《欧洲芯片法案》是否进一步加剧了这些影响？峰瑞资本合伙人杨永成和科技早知道主播刘灿、Diane围绕着国内芯片自研产业的发展现状，探讨了以下问题：- 为什么大模型的热度会直接助推芯片市场的发展？这次热潮会改变芯片市场吗？
- 哪些因素让英伟达在这次AI热潮中脱颖而出？
- 中国的科技企业如何正确应对芯片焦虑，并突破芯片设计上的短板？
- 美国《芯片法案》实施后对全球芯片行业造成了什么实质影响？
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为什么大模型会助推芯片市场？
刘灿：国内多数大厂在做了一遍大模型后，开始把目光瞄准了芯片领域。为什么大模型的热度会直接助推芯片市场？背后的逻辑是什么？杨永成：过去，应用层面的东西是可以不断累加和迭代的。你可以从一个基础模型开始，不断改进，随着数据和应用案例的增加，逐步完善模型。然而，对现在的应用场景来讲，大家对于应用GPT的需求是爆发性的。以前的小模型更多偏向于垂直领域，是累积式的发展。但是在大模型领域，如果没有巨大的算力，模型根本无法运行。在算力端，大模型需要一次性投入巨大的资源，消耗大量GPU芯片。陆奇博士说，大模型流行的当下，就像淘金时代。大家都认可AI有很多优势，但它会在哪个点先爆发，它的时间轴曲线怎么发展，我们都不确定。我们知道金子肯定存在，但是谁能淘到金子？在哪儿能淘到什么样的金子？在具体路径不确定的情况下，首先火热的，是开采金矿的工具，我们需要卖铲子的。GPU芯片就是大模型时代的淘金工具。很多技术的发展都符合这个规律，但是对GPT来说，“铲子”是不够的。GPT需要的通用数据量太大，算力要求太高，如果没有基本的配置数算力，就产生不了任何结果。因此它需要大量的“挖掘机”、大量的工业设备才能够有效开发。所以从大模型对芯片的需求来看，第一是爆发速度特别快，第二是需求数量巨大。Diane：我和硅谷大厂的伙伴们有过交流，他们认为创业公司入局大模型的“机会之窗”基本上已经关闭了。即便在资源较多的大公司，部门之间也在不断竞争算力资源。因此，对创业公司而言，再去布局大模型，可能需要投入非常高的成本。刘灿：去年到今年，芯片行业并不处于非常好的状态。我们去年聊汽车芯片行业时，也提到芯片没有在一个非常火热的周期内。为什么在这一轮GPT热潮中，英伟达率先跑出来并表现出色？
▲英伟达近1年市值变化。图片来源：Google财经杨永成：有几个因素：第一，英伟达布局最早。第二，英伟达技术极强。第三，英伟达的生态更完善。它在相关的软件、开发环境、图像算法这三个维度上都是领先的。“做早”特别重要，在芯片行业发展的过程中，除了核心玩家，还需要算法、服务、板卡（板卡是印制电路板的一种，用来控制硬件的运行）等不同角色的参与，大家互相促进、互相竞争，也会形成一些显性或隐性的行业标准。英伟达入局最早，也很强，行业里的很多规则与英伟达是极为适配的。所以，入局得早，就可以占据一个特别好的、超前的身位。
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英伟达之外，
其他竞争者机会有多大？
刘灿：可能正是英伟达的表现最突出，大家也意识到，英伟达的芯片对自己的研发成本造成了一定的负担。在海外，比如微软，有自研芯片的团队。有消息称，微软正在研发5纳米制程的芯片。现在受益于大模型热的英伟达，会因为后续竞争者的入场，导致未来收入下跌吗？杨永成：大厂要做芯片或跨界，这样的事情不是第一次，也不会是最后一次。但在未来5到10年里，我认为专业芯片公司的地位不是那么容易就能被撼动的。先假设这些公司制造芯片的能力没问题，和英伟达相比，大厂的优势是什么？从产品定义维度，大厂更了解自己的需求，更清楚互联网服务或应用软件上需要哪些算法。所以，如果大厂做了一颗芯片来运行自己的应用，表现出更高的效率或更好的性能，这并不奇怪。但硬币的另一面是，它可能会面临通用性的问题。大厂在产品定义和开发过程中，它通常更倾向于为自己的服务做设计，不太容易将整个社会、整个IT行业的需求，抽象成公共的需求，然后逐步实现。即使大厂意识到了这些需求，在实现过程中也要做取舍，在产品定义维度上比较难平衡。第二个维度，任何公司都有自己的基因。尤其是当一家公司成为巨头后，就像人在博士毕业后，已经建立了自己的专业性。这个专业性不完全指技术上的壁垒，因为技术能力有硬指标。难的是产品定义、管理、运营、设置KPI等软性的部分，不同行业之间差异很大。一个公司要从互联网公司变成芯片公司，短时间内难实现。有一个例子可以证明芯片公司和互联网公司的不同之处。国内有一些头部芯片公司会发布芯片“成功点亮”的新闻。就是芯片第一次流片后，电流顺利通过芯片，意味着芯片可用，但是还没有测试芯片的功能。在芯片行业，这是一项重大的进展。如果我们切换到互联网公司管理者的视角，可能有人会觉得，不能更快速地迭代吗？在互联网从业者看来，芯片制造的效率偏低了。这种文化的冲突，其实每天都在发生。芯片行业需要持续投入。最难的是根据市场和需求的变化持续迭代，每一次迭代成本都很高。所以，能做CPU构架和服务器构架的，基本只有那么少数几家。手机行业里头也只有屈指可数的几家。想做好芯片硬件，没那么容易。
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国内厂商如何应对芯片焦虑？
刘灿：最近我看到做通用型智能芯片的寒武纪发布的报告，我觉得国内的厂商在这一块还是有储备的。我们和朋友交流时，有人担心我们的芯片是不是还不够好，产能还不够。你觉得中国的科技企业，尤其是涉及到AI算力的公司，应该如何正确地应对芯片焦虑？杨永成：行业内虽然不认为美国会完全切断芯片供应，但这会影响什么呢？一是影响效率，你的运算效率会下降。二是影响成本，原来一块A100芯片（英伟达推出的高端显卡），只需要两块板卡可以完成的任务，现在用A800芯片（A100的“平替”），可能要用4、5块板卡。但在中国市场上，这个问题不算特别致命。原因是，使用这个算力的都是互联网巨头，它们既是芯片的客户，同时也是AI算法的提供方。我们在基础建设上不一定使用了最先进的技术，但是我们在整体规模上的积累不会下降，市场掌握在我们手里。任何发展之路都不会一路畅通。特别是作为追赶者，要做好“持久战”的准备。但这并不意味着像寒武纪这样的公司需要孤军作战，背后既需要宏观的资源调控，也涉及投资链上的支持。追赶成功的案例在全世界并不多。第一，短期内，全球芯片产能有限，所以需要集中力量办大事，让更多的社会力量向芯片公司倾斜。第二，最核心的还是要坚持，在民族产业的大目标下，去思考如何解决芯片焦虑的问题。由于美国的制裁，欧洲和其他地区更倾向于建立独立的产业链。对追赶者来说，这是一个利好消息，可以为自己的产品提供验证的机会。Diane：我之前看过你和几家已投企业的对谈，其中提到日本限制对韩国出口的芯片材料的问题。你能不能分享一下这个故事？杨永成：有一段时间，日本限制对韩国出口显示面板及半导体芯片制造过程当中所需的关键材料。相关材料在全球的产量中，日本占的份额比较大，很多材料与精细化工相关。
▲ 2019年，日本宣布对韩加强出口管制，集中在三类化工品，分别是氟聚酰亚胺(Fluorine Polyimide)、光刻胶(Resist）和高纯度氟化氢(Eatching Gas)。图片来源：长江新闻号截图
制造设备是中国制造的优势。但是，中国在芯片行业布局较晚，设备制造相对滞后，现在被“卡脖子”最狠的就在这一块。不过，我们的基础能力在，过去很多被卡脖子的东西我们都逐步攻克了，所以，中国在芯片制造设备领域仍然有很大机会。相对来说，设备是比较容易进行逆工程的。哪怕在最差的情况下，我们也可以拆开现有的光刻机，研究它的构造。即使仿制出来的设备性能差很多，总有可以参考的地方。但芯片很难通过逆工程的方式拆解，而且一旦做成之后，出现问题，也很难再重新设计。中国在芯片设计方面已经有一定的布局和能力。比如华为旗下的海思，它几乎能设计、生产手机上的大多数主要芯片。设备端被卡脖子的另一面则是，中国的foundry（晶圆代工）有了弯道超车的机会。为什么之前的芯片制造设备公司发展得没那么好？原因是设备缺乏试水的机会。如果采用国产的芯片制造设备，对foundry来说是解决备份方案的机会。中长期内，我们有可能解决芯片制造设备的问题。再看材料端。日本的半导体材料，包括特种气体、硅的晶圆材料，很多都来自中国。中国的化工产品总产量在世界排在前列，为全球提供了不少原材料。所以，在材料上卡脖子实际上是互相伤害。中国芯片材料目前面临的问题是精细化和纯度不够，毛利率不高。精细化工涉及知识和技术的问题，也需要实践摸索来提高。我们要有战略定力，进行持久战。我是比较乐观的，中国未来能够解决芯片焦虑的问题。刘灿：在芯片材料领域，峰瑞也投资过相关的公司。在中国芯片材料精细化的过程中，国产材料以后会逐渐占据优势。具体而言，会是哪些材料？杨永成：有一些新材料正在发明和拓展其应用。例如，因为新能源汽车，大家对碳化硅和氮化镓这两种材料有了更多了解。此外，还有些新发展的材料，比如下一代的半导体材料——氧化镓。中国一些高校和创业公司在材料研发方面的水平已经非常接近日本，我们的人才积累也不比日本少。再比如光学器件领域，峰瑞已投企业安湃芯研就在做薄膜铌酸锂材料。薄膜铌酸锂逐渐被行业认为是最好的光学材料，特别是在光学压电材料上，采用薄膜铌酸锂制作调制器可以达到比传统硅光和35半导体更优秀的性能。刘灿：我大胆想象，以后薄膜铌酸锂会是比硅好用得多的光学材料？杨永成：对于光来说，薄膜铌酸锂比硅好得多。但是在光的应用方面，硅仍然是最基础的材料。光本身是电磁波的一种，属于高频电磁波，具有非常优良的属性。在光的应用上，全球最好的通信系统，包括数据中心的大容量通信，全都是用光信号进行传输。长久以来，人类在控制光时，一直没有找到像硅那样适合控制电信号的材料。未来我们或许可以通过薄膜铌酸锂或其他材料，来更好地控制光。
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我们什么时候能有自己的光刻机？
刘灿：光刻机对芯片制造至关重要。目前大家关注得比较多，也普遍认为难度比较高的，是中国什么时候能够自研出光刻机？如果持续被卡脖子，会不会影响中国芯片的制程？杨永成：这很难有确定的答案。光刻机以及其他科学的发展，中间都有偶然的因素。再者说，中国在芯片领域最终的突破点，也不一定局限在光刻机上。像7纳米、5纳米，甚至有人提到的2纳米、3纳米等先进制程，不同制造商对几纳米工艺的定义存在差异，像台积电定义的工业标准就和英特尔的不一样。要达到最先进的制程，客观来讲难度会大一些。但是8纳米以上制程的工艺，我们已经基本解决了，现在更多要解决产能的问题。成熟制程芯片已经覆盖了大多数的使用场景，比如家电市场的需求。芯片相关的产业链不会垮掉，再加上我们拥有巨大的市场规模，即使没跑到第一，我们也跑在了第一梯队。刘灿：那2纳米、3纳米这样的制程，如果不服务于家电行业的话，那服务于哪些产业？杨永成：更小、更高制程的芯片，主要用在数字电路上，更具体一点是CPU。CPU的结构很复杂，而且需要更高的集成度，以降低成本和功耗。但对于其他射频器件和光学器件来说，它们不太需要达到纳米级别，亚微米级别就够了。现在高制程的芯片受到重视，主要是因为我们被卡脖子了，但从整个产业的占比上来讲，目前对高制程芯片的需求并没有那么大。刘灿：如果从设计端看，全球芯片设计是由美国主导吗？中国也有一些企业在EDA（电子设计自动化）领域进行布局，大概在2014年，国内半导体浪潮兴起时，就已经有创业公司做这方面的东西了。但是，现在我们在芯片设计这一块还是有短板的，该如何突破？杨永成：我从旁观者的角度看，要在芯片设计领域成体系地替代美国挺有挑战的。业界有一种观点，软件开发不是大问题，关键是需要懂底层物理的人、懂数学的人，同时还要特别熟悉foundry的工艺。这样的人，才能把芯片设计做好。从芯片设计这个角度来讲，这些公司将来面临的最大问题是什么？在竞争过程中被扼杀。一方面是来自竞争对手或某些国家行政性的、不合理的手段。但还有另一方面的原因容易被忽视：如果过度追求利润，也会扼杀这些初创公司。对于中国的半导体创业公司，特别是那些在设计端就拥有自己品牌的公司，盈利或许不应该成为公司早期的重要目标。半导体行业发展到今天，我们是有些滞后的，有几个层面的原因。第一，半导体行业大概率会进入需求下行的阶段。全球化的红利，正受到主观和客观因素的冲击和挤压。行业整体需求下滑，显然不是创业的好时机。作为追赶者，初创公司很难在技术和其他方面和已有的巨头抗衡。此外，全球半导体市场在上一轮发展中做了什么？兼并。巨头通过收购小公司形成垄断局面。和巨头竞争，小公司在资源利用效率和控制力上都弱太多。如果一个公司的产品线单一，是小众产品，市场体量小，实现盈利就更难了。欧洲的半导体市场经常会出现大公司收购小公司，小公司的创始人获益并成功退出的情况。中国的半导体市场还处于百家争鸣的阶段。从商业角度来看，大部分芯片公司还很难盈利。而且，中国的半导体市场还没有形成良性的收购文化。峰瑞投资了不少芯片企业，大家都在努力实现盈利。但我们还是应该以追赶技术和合理布局产业为主要目标。从产业发展的角度来看，希望芯片公司在早期不要太在意盈利。但这不仅取决于芯片公司自己，还涉及到整个行业的认知，以及国家的政策导向。全球化的、基于市场竞争调控的局面，在半导体行业目前已经不存在了。这意味着我们在追求盈利之外，需要换种思路，更关注技术进展本身。
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芯片法案落地快一年，
对全球芯片行业产生了哪些影响？
刘灿：政策在支持产业发展时，对发展阶段的厂商的盈利能力或收入，或许不应该有硬性要求。更重要的是，把产业的基础打好，把人才的积累做好。
回顾美国于2022年出台的芯片法案，尽管它在产业链的环节上具有优势，但是它的目的仍然是通过法案让芯片产业更多回流到本土。从你的角度看，它对现在全球芯片行业有没有造成实质上的影响？
杨永成：美国作为全球的产业霸主，通过行政补贴和市场竞争，吸引了很多晶圆厂落地。但是怎么补、补给谁，晶圆厂有多大把握能拿到补贴，晶圆厂付出的代价是否能承受？今年有消息说，美国要求获得超过1.5亿美元补助款的企业，必须与美国政府分享“超额利润”，那芯片企业是否愿意？
我一直认为，通过行政手段吸引这些公司进入美国后可能会出现问题。家电、轻工业这些领域最厉害的公司为什么离开美国？本质上是因为它产业环境的效率很低。
晶圆厂在很大程度是一个化工行业，需要一层一层镀各种材料、光刻胶。如果美国想要留住芯片制造行业，需要不少劳动力。然而，愿意从事芯片行业的美国人到底有多少？市场已经在几年前就作出决定了，汽车等产业离开美国后，都没有发生逆转的趋势。
在直接通过商业手段去竞争的情况下，中国在半导体行业中并没有处于劣势。最受伤的是直接的行政命令，比如对中国禁售，这对我们的伤害很直接。
刘灿：所以芯片法案并不是导致现在全球晶圆市场业绩不佳的主要原因，可以这么理解吗？
杨永成：主要还是因为总体的需求下滑。在半导体领域，美国的经济模式是Febless（无厂半导体公司，只从事硬件芯片的电路设计，之后再交由晶圆代工厂制造，并负责销售），这是门轻资产的生意，能相对更快、更简单、更聪明地挣钱，所以美国产业通过这种方式实现溢出了。而我们在产业链中干的是最苦的那个活。
其他国家也在产业链里有自己的角色和能力，比如日本擅长生产半导体材料。技术、市场、供应链、设备、材料，这些东西中国、美国都具备，所以大家都参与其中，由此获益。
但现在的情况是，美国“掀桌子”了，原因是：尽管我在挣聪明钱，但我担心这个事儿不能持续下去了。为了确保自身安全，我们要重铸或加快发展我们的短板，特别是在半导体领域。本质上来讲，这是被迫重新造轮子。以前我们在整个供应链中采购零部件，现在不行了。
有意思的是，作为美国的盟国，欧洲和日本也恐慌了，也要建立自己完善的半导体产业。所以，某种程度上，美国打破了原来支撑全球经济发展高速发展的那个链条。
还有另一个因素。我们在之前的一期节目中探讨过，半导体行业的几大支柱之一，特别是消费类产品，没有出现太多新的品类，人们对新品类的需求暂时到顶了。（更多关于对芯片需求的探讨，欢迎阅读《“芯片荒”背后的创业挑战和机遇 | 峰瑞研究所 · 芯片系列》）
由于恐慌，大家都在重复造轮子。目前欧洲的芯片产能占据全球10%的份额，它们表示要在2030年将其提升到20%，雄心很大。但我猜测，它们主要还是以防守为主，避免英飞凌、意法半导体这样的欧洲半导体公司被美国的政策吸引过去。
那么，这个时候谁会剩下来呢？不完全按照传统市场规则发展的企业，有可能会存活下来。简单打个比方，赶上灾害年头，不一定是长得壮实的人能活下来，消耗少的或者是为了生存而战的人，他会活下来。
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AI浪潮对芯片的需求，
会改变芯片底层市场吗？
Diane：在这次AI浪潮中，我们用到了更多的底层算力，用到了更多的芯片，你觉得这算不算是一个能够改变现在芯片底层市场的需求？
杨永成：对整个芯片产业而言，我认为它不会受到那么大的影响。
我们看AI的发展历程，每一次革新都让大家欣喜若狂。它最容易落地，产生新突破的时候，一定是在解决人类不好解决的问题上，但是到现在为止，这样的事情还不够多，我们还在找这样的点，很多人还不太确信AI现在的能力是否能承担这个职责责任。
还有一个因素是，在需求爆发时，产能不足，于是大家就扩大产能。然而扩完产能以后大家发现，从需求端来看，并没有这么大的需求。所以，在这一点上，我对它的发展有些怀疑。
没有发生技术革新、没有出现GPT之前，我们总是低估它的潜力，因为我们无法预测它会产生一个新的热点。但是，它一定会产生，我们难免会高估它，就像测不准原理。如果我们测准了，以后这世界就不这样子了，也就没那么有趣了。
刘灿：今天跟老杨总聊完之后，我最大的感受是，无论是国内从事半导体行业的创业者，还是放眼全球各个产业链已经形成竞争优势的巨头，如果要再往前发展一步，大家都可以多一些信心，因为这个产业里还存在很多细分领域，可以让大家再往前。
当然，当下政治上的波动会对这个行业产生不可预估的影响。但是考虑到我们目前的基础能力和人才积累，从中国自主研发芯片的角度出发，我们有信心看到未来会有更好的发展。
杨永成：总体上，我对中国的半导体行业充满信心。在观察这些创业公司时，不同的创业阶段和不同的创业链条有不同的特点，所以我们要保持客观的战略定力。家电、手机行业也是这么起来的，这是个过程。
我以前给创业者讲过一个话：每个人都希望机会给那个有准备的人，但实际上，真正的创业者大概率是没准备好的那个人。所以碰着问题的时候，我们要坚信自己能够解决问题并取得成功，坚信自己会一直努力。
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