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抛弃幻想!中国芯片不会永远受制于人

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【环球军事4月20日报道 环球时报记者 谢戎彬
赵觉珵】在美国商务部此前公布的“301”调查报告中曾对“中国制造2025”计划指手画脚。美国政府日前再次祭出打压中国高科技产业的组合拳——对中国知名通信企业中兴执行为期7年的出口禁令。而从另一角度看,中兴事件也再度暴露出中国在包括芯片在内的关键核心技术领域长期受制于人的现实。18日晚,中国计算机学会青年计算机科技论坛紧急召开了一场名为“生存还是死亡,面对禁芯,中国高科技产业该怎么办?”的特别论坛,论坛上国产芯片相关领域的专家纷纷为中国芯片面临的危机与未来出谋划策。

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美国人撤梯子 中国“芯”如何化危为机

唯一的办法是抛弃幻想

本以为中美贸易战趋缓,孰料美国突然亮出“王牌”。中兴禁售风波,给中国科技行业特别是以芯片为代表的集成电路产业敲响了警钟。

陷入美国禁售芯片旋涡中的中兴通讯,给中国信息技术产业敲响了警钟,也揭开了中国的“芯病”。

中国工程院院士、中国计算机学会名誉理事长李国杰18日对《环球时报》等媒体表示,中兴禁运事件的发生并非偶然,它显示了中国在芯片技术上受制于人、国产芯片还无法完全替代国外产品的现状。“芯片的研发和生产水平一定程度反映了整体科技水平。可怕的不在于差距,最大的问题是我们有没有掌握主动权。”李国杰提到,中国在芯片研制方面的问题不是短期内可以解决的,不是靠“砸钱”就能追上的,经验和人才都需要积累。不过,李国杰表示,我国集成电路领域近几年的发展进步很大,紫光、华为等企业研发的芯片已今非昔比,尤其是设计能力的快速提升。此外,国内企业在突破发达国家计算机基础系统垄断方面,已做了一些尝试,尤其是在“去IOE化”(去掉IBM的小型机、Oracle的数据库、EMC的存储设备,代之以自己在开源软件基础上开发的系统)方面已经有所突破。

4月20日至21日,全国网络安全和信息化工作会议在北京召开。中共中央总书记、国家主席习近平出席会议并发表重要讲话。他指出,核心技术是国之重器。要下定决心、保持恒心、找准重心,加速推动信息领域核心技术突破。要抓产业体系建设,在技术、产业、政策上共同发力。

近日,美国商务部宣布将禁止美国公司向中国IT企业中兴通讯销售零部件、商品、软件和技术7年,理由是中兴违反了美国限制向伊朗出售美国技术的制裁条款。一系列禁售中,对中兴影响最大的是芯片。

一位不愿透露姓名的电信设备业专家19日向《环球时报》记者提供了另一种看待此次中兴事件的角度。他认为,单从这件事来说,由于中兴在芯片上过度依赖美国,导致了它当下的处境。但换个角度去说,在芯片、操作系统乃至一些硬件等高技术领域,没有一个公司,甚至没有一个国家能做到全产业链。如果这次美国不是对中兴开刀,而是对准爱立信等外国公司,他们一样挺不过去,他们也不能完全规避美国的产业链。现在有一种声音,说中兴在自主研发上投入不足,但每年中兴砸在研发上的真金白银可不少。高科技产业是一个讲究国际化合作的产业,而越是国际化,越讲所谓的开源共享,就越容易在某个单一环节被掐住喉咙。

在工艺相差两代的情况下,中国应如何加快国产芯片走向成熟的步伐?构建自主的生态体系对于中国而言有多重要?多年来屡屡大规模投入却不见成效,我国在产业政策上有哪些值得反思和可改进之处?面临学生对芯片研发越来越无兴趣,中国“创芯人才”短缺困境如何才能破解?以整版篇幅,将业内专家对上述问题的思考与讨论一一为读者呈现。

对此,中兴董事长殷一民于4月20日表示,美国的禁令可能导致中兴通讯立刻进入“休克”状态,对公司8万名员工及遍布全球的运营商客户、数以亿计的终端消费者造成直接损害。另据媒体报道,美国商务部于4月21日透露,已经批准了中兴通讯提供更多材料的请求。

中国科学院计算技术研究所研究员包云岗认为,目前的差距是因为中国错过了一个时代,即上世纪七八十年代的“黄金时代”,但也应该看到,相比英特尔等公司几十年的积累,我国国产“龙芯”18年的发展速度已经很快了。

■本报记者赵广立

在芯片半导体领域,国产芯片所占市场份额较低,尤其是中高端芯片更低,包括中兴在内的许多中国企业都应用了大量美国企业研发的计算机芯片。海关总署数据显示,2017年中国集成电路年进口额约合2601亿美元,这一数字超过同期的石油进口总额,但2017年仅出口669亿美元。

“美国要禁运,我们更要理直气壮地发展自己的芯片”,李国杰称,“中国芯片不会永远受制于人。”中国科学院计算技术研究所研究员、“龙芯”处理器负责人胡伟武也表示,这或许是一个国产芯片行业“转危为机”的机会。“过去大家说,‘自己做的不如买的,买的不如租的’,但这件事情告诉我们,唯一的办法可能就是抛弃幻想。”

4月16日,美国商务部宣布将禁止美国企业向中兴通讯出售任何商品、技术和软件,且这一禁令长达7年,将这家来自中国的电信设备制造商置于万分凶险之地。

针对这一“芯病”,我国多年来持续投入大量人力物力财力,成立了不少针对半导体行业的政府基金,但国产芯片,尤其是通用的高端芯片研发进展仍旧缓慢,市场应用占比小,很多芯片细分领域长期被欧美国家把控。在PC市场,通用CPU芯片的开放市场被Wintel(Intel+Windows)的体系把持,手机市场则由AA体系(ARM+Android)掌握话语权。

应用层面成为最大掣肘

中兴不仅多数通信元器件采购自美国,其在手机端高度依赖美国高通公司生产的手机芯片,在AI布局上则离不开美国英伟达公司生产的GPU芯片。此外,中兴还面临着不能使用谷歌大部分应用程序的潜在风险。

“芯病”该怎么治?各方都在“中兴事件”中寻找答案。

随着近日芯片成为关注焦点,一张“当前中国核心集成电路的国产芯片占有率”的图表在网上被广泛传播。图表显示,国产芯片在服务器MPU芯片、个人电脑MPU芯片、可编程逻辑设备FPGA/EPLD芯片等领域的中国市场占有率几乎为零。虽然上述数据的准确性难以考证,但也确实反映出制约我国芯片行业发展的一个重要因素——“没有人用”。在当日的论坛上,多位专业人士均提到中国的芯片设计能力没有问题,最大的掣肘反而在应用层面。

此次禁售事件正值中美贸易战的当口,给中国科技行业特别是以芯片为代表的集成电路产业敲响了警钟。因为,美国这一严厉手法在精准“狙击”中兴的同时,更是将枪口对准了整个中国集成电路产业——中国拥有全球最大的集成电路市场,但高端芯片等产品几乎全部依赖进口。

“芯病”犯了,“芯药”在哪儿

李国杰表示,核心技术是用出来的,只有在用的过程中才能不断提升。“不要等到国产芯片和外国芯片一样好的时候再用,不会有这样的机会。国家应该大力支持使用国产芯片,最初问题一定会很多,但坚持住、迈过一个门槛后就会实现良性循环。”

据海关统计,2017年我国集成电路进口额高达2601.4亿美元,同比增长14.60%,再创历史新高。缺芯少魂的中国集成电路产业,在关键技术和核心部件上仍被牢牢捏住“七寸”。

4月18日晚,中兴通讯被美国“禁售”消息发布的第二天,一场围绕中兴和芯片两大关键词而紧急召开的研讨会,在位于北京市中关村科学院南路6号的中国科学院计算技术研究所(简称“中科院计算所”)举行。

2001年,中国科学院启动了国产芯片“龙芯”课题组,如今“龙芯”CPU已形成3个产品系列。作为“龙芯”处理器的负责人,胡伟武表示,经过18年的研发,国产芯片应该到了开始大力推广的时候。“用了之后会发现,其实国产的也是很好用的。”

而对于美国在这个时间节点上对华企业禁芯这一做法,不少业内人士还是稍感意外。“美国的‘王牌’就是把中国的集成电路企业全搞死,没想到他们直接出‘大王’了。”中国科学院计算技术研究所研究员、龙芯处理器负责人胡伟武认为,自中美贸易战“交手”以来,美、中先后开出对额度高达500亿美元进口商品加征关税的制裁清单。如果双方到此为止,那么大家仍互相留有余地,“没想到的是,美国直接祭出了王牌”。

这是个特殊的地点和时刻。16年前,在中科院计算所诞生了中国自主研发的CPU芯片“龙芯”,至今该所的走廊上仍记载着“龙芯”面世时,“龙芯”及其课题组当年的风光。而在16年后的今天,“龙芯”等国产芯片并未获得广泛市场认可,甚至在美国的一纸禁令下,许多中国企业都担心会一时难以找到替代方案。

“我们应该加大自主研发的基础电路的应用力度”,胡伟武认为,只有应用才能帮助芯片不断发现错误、改正错误,从而实现迭代。“就好比我想要上二楼,但是没有楼梯。别人是爬楼梯上去的,而我们没有楼梯,但最少也得给一根绳子。”胡伟武用了一个这样的比喻,来强调应用方面的支持对国产芯片发展的重要性。

或倒逼中国集成电路再出发

在这场研讨会上,一张罗列着2017年中国集成电路产业现状的图表引起了注意,因为其中的一些数据令人触目惊心:在中国的计算机系统、通用电子系统、通信设备、内存设备、显示及视频系统五大系统中,涉及到的服务器、个人电脑、工业应用、可编程逻辑设备、数字信号处理设备、移动通信终端、核心网络设备、半导体存储器、高清电视、智能电视等产品领域,有超过一半以上的核心集成电路芯片国产率为“0”,即便是国产率最高的移动通信终端处理器芯片,这一数字也只不过是22%。

中国计算机学会秘书长杜子德建议,为了鼓励市场更好地培育芯片相关产业链,政府可以考虑对新兴产业采取减税或免税等激励措施,或者以政府采购的方式帮助企业成长。

中兴遭美全面禁售事件在计算机及集成电路行业内引发了尖锐的讨论,这从业内学者讨论的主题上可见一斑:4月18日晚,中国计算机学会青年计算机科技论坛紧急召集举办的特别论坛,主题为“生存还是死亡,面对禁‘芯’,中国高技术产业怎么办?”

这一图表被主办方、中国计算机学会青年计算机科技论坛(CCF
YOCSEF)特意拿来,提出的问题是:国产芯片是否真如图表所言,总体市场份额不足一成?如果是,是因为我们技不如人吗?

推动应用也离不开生态建设。北京并行科技股份有限公司董事长、YOCSEF副主席陈健表示,支持国产应该是全生态链的支持,而不仅是芯片。中国的国产芯片其实速度是很快的,比如当今世界排名第一的超算——“神威太湖之光”,就使用我国自主制造的芯片,而现在欠缺的是生态环境。陈健表示,一方面,需要加大对芯片企业的投资;另一方面与芯片有密切关联的软件企业也需要支持。“大生态才能解决‘缺芯’的问题。”

面对禁芯,有人乐观有人悲观。乐观者认为中国今非昔比,这是中国集成电路产业痛定思痛、重整旗鼓再出发的契机;悲观者则看到中国集成电路产业底子薄、基础弱、面临严峻的人才短缺,并且各个因素之间形成的恶性循环短期难以改观,形势并不容乐观。

中国工程院院士、中国计算机学会名誉理事长李国杰表示,经过多年发展,中国企业在芯片领域已有不少经验积累,但相比国际先进水平仍存在不小差距,在很多具体工作中,国产芯片还不能替代国外企业所生产的芯片。以芯片研发过程为例,国产芯片生产的纳米工艺还不是很完整,与国外的芯片工艺相差两代。但这还不是最大的差距,更大的问题是,我们还没有达到经过几年努力就能赶超的发展速度。“最关键的是我们还没掌握主动权,不是说努力几年就能赶上的。”

胡伟武在会上预测,自主生态体系上,中国3年可能有小成,5年可能有中成。

“2015年4月9日美国商务部决定向中国四家单位禁售Intel芯片,接下来发生了什么事情?中国超算接连拿了好几次世界第一。”说起3年前美国商务部向中国4家超级计算机研制单位禁售Intel芯片的“前车之鉴”,YOCSEF现任副主席、并行科技CEO陈健说,“美国禁运这件事从长期来看,对于倒逼中国发展自主芯片可能是件好事。”

难道国产芯片会“一步追不上,步步追不上”?李国杰认为,这不是因为国内芯片企业和研发人员不努力,而是因为芯片产业链条太长,从加工设备,到配套软硬件,再到生产工艺,都需要长期积累。“不是说国家投钱,砸几百亿,问题就解决了。”

人才培养必须“治本”

无锡江南计算技术研究所高级工程师程华也持类似观点。“我认为这次事件对我们来说是很好的助攻。首先在时机上美国并非在战争期间禁运我们;其次禁运的还不是最关键业务的芯片;其三,中国芯已热身了很久,可以上场了。”她直言,在支持国产芯片这件事上,硬件、软件、整机厂商乃至公众从现在起都要主动行动起来,“不管是谁吹响的集结号,集结号已经吹响了。”

“芯片的研发和生产水平反映了国家整体的科技水平。”李国杰提醒,这类涉及国家科研最基础实力的问题,不是一两年就能解决的,大家对现状要有耐心。

在当日的会议上,行业专家对于芯片人才的重要性有着高度一致的观点——中国不缺少应用型人才,而是急需更多的基础研究人才。

北京交通大学计算机与信息技术学院副院长李浥东表示自己“不太持乐观态度”,他主要担忧的是人才储备问题。

王加莹曾在中兴通讯工作16年,如今是高文律师事务所合伙人,专门从事知识产权开发、国际保护和市场运营。在他看来,这次美国的处罚是国家贸易壁垒的演化,与此前中国企业遭遇的政策遏制是类似的,但对中兴这类中国科技企业而言,将起到警醒作用。“这次人家就是打你一下,恶心你一下,但是你自己要强啊。”

“中国在IT领域的人才培养极不平衡”,胡伟武提到,大多数人才都集中在技术应用层面,但研究算法、芯片等底层系统的人才太少。胡伟武举例称,中国的JAVA工程师数以百万计,但研发JAVA虚拟机的人才可能全国只有几十名。“全国2600多个计算机专业,本质上都在教学生如何用计算机,而不是怎么造计算机,就如同汽车专业只培养驾驶员一样。”

“从与美国高校的接触来看,他们对计算机体系结构等方面的人才培养非常强,大多数美国好一点的高校一定会有计算机体系结构这个方向,且有相应的研究组在里面。反观我们,国内有多少高校在这个方向上有很强的人才培养课程体系和团队?有多少愿意做计算机体系结构的学生?”李浥东说,刚刚结束的研招,给他的印象是,现在的学生不管是否真的懂,张口就是人工智能、大数据、云计算,而像计算机体系结构这类专业方向无人问津。

持续投入多年,芯片国产化为何进展缓慢

李国杰分析称,之所以国内IT人才培养中存在“头重脚轻”的问题,一方面是因为芯片等底层技术有较高门槛,只有顶尖院校才培养得出来;另一方面也因为国内人才培养体制机制仍存在一些问题。目前,国内高校和科研机构对计算机人才的考核大多以发表论文为主要评价标准,而芯片研究领域发论文较难,因此入选“国家杰出青年基金”等培养计划的机会也更少。此外,科研机构的芯片研发人员的薪资待遇,也与互联网公司相差甚远。

“没有学生告诉我说,‘李老师我想做芯片、做体系结构’。甚至,现在的学生都没有拿自己的电脑拆过机——他们连电脑构成都不了解,何谈去设计、研发构成电脑的东西?没有学生愿意做这些事情,未来10年,我们的芯片靠谁开发?”李浥东反问。

事实上,多年来我国对国产芯片的研发和应用进行了大量、持续的投入。“十三五”规划期间,我国第一次以市场化投资的形式推动半导体产业链的发展,成立投资基金国家集成电路产业投资基金股份有限公司,以直接入股方式对国内半导体企业给予财政支持或协助购并国际大厂。

北京交通大学副教授李浥东表示,“在市场的‘红旗效应’引导下,现在的计算机学生们谈的最多是机器学习、大数据和云计算,而几乎没人愿意研究芯片。”李浥东称,如果这样的情况继续发展下去,未来3-5年,计算机底层研究就会没有人才可用。“解决这个问题,需要体系化的建设来治根、治本。”

整体差距一直存在

即便如此,芯片国产化仍然进展缓慢。这是为什么呢?