「实体清单」扩充,中国科技圈「芯事」重重

原标题:「实体清单」扩充,中国科技圈「芯事」重重

尽管「早有预案」,但未来的不确定性和困难都大大增加了。

尽管「早有预案」,但未来的不确定性和困难都大大增加了。

10 月 8 日,就在十一假期后的第一个工作日,28 家中国实体被美国政府列入「实体清单」(Entity List),其中 20 家是政府及公安机构,还有 8 家中国科技企业,分别是海康威视、大华科技、科大讯飞、旷视科技、商汤科技、依图科技、美亚柏科、颐信科技。

早在 5 月华为被列入「实体清单」时,有关对下一批被列入企业的猜测就层出不穷,多个版本的预测中,海康威视、科大讯飞、商汤等科技公司都榜上有名,甚至有戏称,「被列入名单的才算是潜力股」——而当真的「榜上有名」之时,对当事公司来说,却是件难以玩笑的事情。

官网截图

被纳入「实体清单」意味着什么?这实际相当于美国出口的「黑名单」,清单中的实体会成为美国商务部产业与安全局(BIS)限制出口的对象,不仅失去了贸易机会,还会遭受到技术封锁和供应链隔离,2016 年中兴被纳入实体清单之后,业务接近「休克」,不得不认罚 8.92 亿美元罚款,就是其威力体现。

对科技公司来说,市场没了,只要产品过硬,还可以考虑换一个市场,但供应链断了,才是真正的釜底抽薪。今年 5 月 15 日,华为及其 70 家附属公司被列入实体清单后,英特尔、高通等厂商停止对华为供货,就曾在国内掀起芯片问题的大讨论。

简单的列一下数字,2018 年,华为在采购元器件上花费了约 700 亿美元,在华为发布的 92 家 2018 年核心供应商获奖名单中,来自国外的元器件供应商有英特尔(Intel)、高通(Qualcomm)恩智浦(NXP)、灏讯(HUBER SUHNER)、赛灵思(Xilinx)、镁光(Micron)、村田(Murata)等数十家,其中对美国公司的采购占到了 110 亿美元。Rosenblatt Securities Inc. 的分析师 Ryan Koontz 就曾表示,「华为严重依赖美国半导体产品,并且将在没有供应关键零组件的状况下瘫痪。」6 月 17 日,任正非在专访中表示,受美国出口管制的影响,华为今年收入可能将减少 300 亿美元:「我们没有预料到他们会在这么多方面攻击我们。」

华为早在 2004 年成立的芯片设计子公司海思,从Mate10、Mate20 和 P30 的芯片供应商,可以看到华为手机对美国芯片的依赖程度并非绝对。

数据来源自网络,经极客公园整理

不过,并不是每一家企业都是华为,随着中美关系的变化,「芯片焦虑」不断发酵,让原本信仰全球化的企业家们,开始为自己的公司寻找备份方案。2018 年,中国进口芯片总金额已经达到 2.058 万亿人民币,占到全年进口总额的 14.62%,对科技企业来说,无论是生产手机、机器人、智能音箱等智能设备,还是时下最热的 AI 产业,都离不开高性能芯片的支持。10 月 8 日新一批实体清单名单的出现,无疑会进一步逼迫中国科技企业居安思危。

有芯片「备胎」和战略准备的华为都有些狼狈,而许多国内企业主要和备选供应商都来自国外,假如出现极端情况,他们又将如何呢?

话题不断的中国芯

从产业规模来看,很难说中国的芯片产业是「薄弱」的,部分品类还较为先进,海思是全球领先的芯片设计公司,在芯片的封装测试环节上,长电、华天等公司也都处于领先水平。但一个现实是,在目前的中美关系现实下,原本不显眼的经济薄弱点都可能会成为打击的突破口。

在 7 月 1 日爆发的日韩贸易冲突中,韩国作为全球芯片强国,被日本宣布限制「氟聚酰亚胺」、「光刻胶」和「高纯度氟化氢」三种半导体材料出口,而大受打击。电子和半导体产业是韩国的支柱性产业,有着三星、SK 海力士、LG 等全球领先的巨头企业,却因三种材料被集体卡脖子。日韩贸易冲突和中美贸易问题不同在于,美国商务部的「实体清单」更像是定点打击,范围被局限在单个企业而非整个产业。因此对中国企业来说,能够做好国产芯片供应的备份计划(Plan B),也许可以在一定程度上降低损失。

目前中国芯片行业的问题,主要是高端芯片市场上竞争力弱,但对国内芯片厂商来说,随着国家政策的倾斜,反而是奋起直追的好机会。从硅到芯片,有着复杂漫长的产业链,一般简单可以分为芯片设计、制造、封测等环节。在芯片设计环节,由于 EDA(电子设计自动化)软件不断智能化,和市场上 IP 厂商增多,以及如台积电等晶圆代工厂的存在,芯片设计的门槛实际在降低,华为海思和小米松果,都是从芯片设计做起,但另一方面,分工的细化又增加了供应链的风险。

2018 年海思名列全球十大芯片设计公司第五,但 EDA 软件主流厂商如 Mentor Graphics、Cadence、Synopsys 等都来自国外,华为 2014 年底曾与 Cadence 签订了 3000 万美金的订单,一旦被断供主流 EDA,几乎难以设计高端芯片。

ARM 是全球领先的半导体知识产权(IP)提供商,华为曾在 2013 年购买 ARM v8 指令集架构的永久授权,华为设计的芯片也多是基于 ARM 架构。随着 ARM 宣布切断与华为及其子公司的一切业务往来,虽然海思还可以接着使用 v8 架构,但 2020 年 ARM v9 推出后,没有授权的海思芯片性能可能将陷入停滞。

设计之后的制造环节,光刻机是制造大规模集成电路的核心设备,而荷兰的 ASML 是顶级光刻机的唯一生产商,在中国有价无市,目前能接下海思订单的晶圆代工厂只有台积电、三星等寥寥数家,而国内芯片制造厂商,如中芯国际等,在制造工艺上,距离台积电还有较大的距离。

中国的芯片产业作为供给端,本身也面临着技术和供应链上封锁的威胁,而芯片产品短时间内也无法做到对国外产品的完全替代,虽然越来越多的人意识到芯片产业的重要性,但距离中国芯片产业摆脱阴影,还有一段漫长的距离。

智能硬件会变「傻」吗?

智能硬件离不开芯片,但不同的硬件产品对芯片的要求是不同的,其中,对芯片性能要求较高的手机产业,就对芯片供应格外敏感和重视。不同于电脑,手机因为追求体积轻薄、外观美感等工程性设计,CPU、GPU、RAM、通信基带、GPS 等芯片通常是由厂商整合为系统化的解决方案,被称为 SoC(System on Chip,系统级芯片)。

全球智能手机出货量前三的手机品牌,都有自己的 SoC,核心就是自研的芯片。第三的苹果,其 A 系列被认为是性能最好的手机芯片,第二的华为,有大家熟悉的海思麒麟芯片,排名第一的三星,虽然在高端机上采用高通骁龙芯片,但同样有自研的猎户座芯片,而且三星作为全球最大的 IDM(IntegratedDeviceManufacture,集成器件制造)厂商之一,拥有从设计、制造到封测的芯片产业全流程能力,苹果和华为都曾委托三星进行部分芯片的代工。

不过自研芯片谈何容易?任正非 2004 年找到何庭波做手机芯片,2009 年海思的首款 K3V1 芯片无法市场化,据说大多都卖给了国内的山寨手机厂商;3 年后 K3V2 用到华为几款手机上,结果饱受差评;从卖不出去,到海思可以宣布「转正」,华为花了 15 年。

海思半导体 | 图片来源:视觉中国

雷军也有一个「芯片梦」,2017 年 2 月 28 日,小米正式发布旗下松果公司自研的 SoC 芯片「澎湃 S1」,搭载在小米 5C 上,在发布会上,雷军曾表示:「芯片是手机科技的制高点,小米要成为伟大的公司,必须掌握核心科技。」

雷军这么说,是因为吃过手机「缺芯」的苦。2016 年,上游元器件的供应波动让小米很被动,曾导致小米至少有 3 个月处于严重缺货状态,如果芯片能够自主可控,对手机厂商来说无疑意义重大。但被寄予厚望的 S1,实际性能没有达到预期,小米 5C 只 7 个多月就被下架,第二代的「澎湃 S2」两年多来只闻风声不见实锤,后松果团队分拆,转向做智能硬件,而小米依旧是高通的大客户。

澎湃 S1 | 图片来源:视觉中国

对不能自研芯片的手机厂商来说,在高端手机芯片领域,高通是一座绕不过的山。2017 年,魅族发布了新款的 PRO7/PRO7 Plus,尝试采用了联发科的 X30 芯片,结果销量惨遭滑铁卢,导致魅族高层动荡,联发科也宣布暂时退出高端芯片市场,继续发力中低端芯片。凭借垄断性的地位,高通可以向手机厂商按整机定价的 5% 收取专利费,被业界称为「高通税」,苹果曾因拒绝支付而选择与其对簿公堂,最终也还是选择巨额和解。

如果中国手机厂商面临和华为一样的境地,买不了高通的骁龙,甚至连联发科的中端芯片也买不了,几乎等于告别智能手机市场,也许最好的选择就是向华为买麒麟芯片——不过 9 月 10 日的 IFA 大会上,余承东在发布了麒麟 990 系列芯片后表示,未来华为芯片可能会出售给物联网等行业,但手机芯片仍是自用。

相比手机,其他智能硬件厂商的压力要少许多。不同于手机追求极致性能和用户体验,智能硬件多针对特定场景,功能较为单一,对芯片的性能要求的底线是能够正常使用,在此前提下性价比是更实际的考虑。而特定场景下,国产芯片的表现并不差,如华为手机指纹识别芯片的供应商汇顶科技,在指纹识别上达到了世界先进水平,比特大陆用于「矿机」的芯片,同样做得很不错。在华为被列入实体名单后,360 公司就在微博上力挺华为,称 360 IoT 全线产品,将大力支持海思等国产芯片厂商。

智能家居产品公司 Boardlink(博联智能)的 CEO 刘宗儒曾对极客公园表示,其公司业务大多针对国内,智能产品主要采用国产芯片,不会受到国外政策限制,而且据他了解,很多智能硬件厂商,近几年越来越多地选用国产芯片。即使对还在使用外国芯片的部分厂商来说,国产芯片的替代性也很强,智擎信息是专注在风电、钢铁等行业的工业设备运行分析及故障预测平台,2018 年曾获得英伟达 NVIDIA INCEPTION AWARDS 总决赛冠军,他们用于监测工业设备的智能终端使用英伟达 GPU,智擎信息 CEO 王曦告诉极客公园,他外出参会交流时,也曾有同行和他推荐海思的产品,相比之下,两者性能差距有限,但海思的价格要更便宜。

此次被列入实体清单的海康威视,早在 5 月下旬,就有外媒传出其可能遭遇供应商「断供」的消息,海康威视股价 5 月 22 日曾应声下跌 4.38%,不过随后海康威视投资者关系管理部门董事会办公室表示:「即使是真的,海康的芯片实际上是一个非常商业化的产品,大部分供应商来自国内和东南亚、美国,各有一些。即使『断供』的话,我们也有替代品来代替。」

海康威视制造的监控摄像头|视觉中国

截至 10 月 10 日,海康威视尚处于停牌之中,不过在 10 月 9 日召开的投资者电话沟通会上,董事、总经理胡扬忠,高级副总经理、董事会秘书黄方红表示,被纳入「实体清单」预计不会对公司的正常生产经营产生重大影响。

海康威视投资者电话沟通会记录截图 | 图片来源:海康威视

AI 芯片的新问题

同样位于智能领域,智能硬件更多使用终端的芯片,而 AI 公司则在云端大量使用芯片。早在 5 月时,就曾有消息称将有 5 家中国公司将被列入美国「实体名单」,多个版本中,科大讯飞、商汤、旷世等 AI 企业纷纷上榜——在 5 个月后,预言成真的今天,不得不让人感慨,居安思危的理念永不过时。

推动 AI 发展的三大动力——算法、数据和算力,前两者实际早已存在,而近些年 AI 的快速发展,很大程度上得益于硬件层面的进步。不过即使如此,没有外国芯片,也不意味着国内的 AI 企业会在算力上被彻底「卡脖子」。创新工场的子公司创新奇智,团队来自于创新工场人工智能工程院,专注在金融、零售和制造业领域的 AI 应用,CTO 张发恩在接受极客公园采访时认为,如果被列入「实体名单」,对 AI 公司来说,会受到一些影响,但并不值得被夸大,更不会严重到休克。

张发恩介绍,AI 企业在云端用到的芯片主要是 GPU 和 CPU,其中 GPU 主要用于 AI 模型训练,由于工业级和民用级的 GPU 差别并不大,而且 C 端供货渠道很多,实际很难被限制;相较之下,民用级 CPU 和服务器级 CPU 性能差别明显,服务器 CPU 市场 90% 以上市场份额被英特尔垄断,而国产服务器 CPU 如龙芯,性能与之相差较远,一旦 AI 企业被英特尔断供,受到的影响会更大。

即使是受影响较大的服务器级 CPU,张发恩也认为不必过分紧张,国内一直在做准备,「只是性能上会落后几个月到几年。」早在去年年中,中央政府采购网发布的《2018-2019 年中央国家机关信息类产品(硬件)和空调产品协议供货采购项目征求意见公告》,就首次将龙芯、申威、飞腾等国产 CPU 都被列入了政府服务器产品采购名录。龙芯中科总裁胡伟武在接受环球时报记者采访时曾表示,在一些比较固定的应用场合,龙芯可以实现对英特尔的替代,但考虑到芯片产业的发展还包括软件环境、软件生态的整体成熟,中国国产芯片要形成全面可替代,应该要等到 2020 年至 2025 年间。而基于公开授权的 ARM 架构,华为也宣布将在 2019 年推出首款采用 7nm 工艺制造的第 4 代服务器芯片「Hi620」,可以想见,未来中国企业在服务器 CPU 上会有更多的选择余地。

随着 AI 技术的不断分化和深入产业,相比传统的 CPU 和 GPU,定制化的 AI 芯片适用性要更强,而以往的历史空白也给了国产芯片弯道超车的机会。不久前的杭州云栖大会上,阿里巴巴 CTO 张建锋发布了「含光 800NPU」,这是阿里巴巴第一款人工智能芯片,拍立淘商品每日新增的 10 亿商品图片,以往 GPU 算力识别需要 1 小时,而「含光 800NPU」据称将这个时间缩短到了 5 分钟,基于其的 AI 云服务已经上线,相比传统 GPU 算力性价比提升 100%。(插入链接《阿里最强 AI 芯片背后,是中国芯片换道超车的开始吗?》)

含光 800NPU与GPU的比较 | 图片来源:阿里巴巴

不只是互联网巨头,中国 AI 创业公司也早早认识到了 AI 芯片的意义。比如阿里巴巴投资的寒武纪和深鉴科技,前者有用于云端加速神经网络计算的 NPU 芯片,后者的语音、视觉加速芯片也颇有竞争力。8 月 30 日,估值 30 亿美元的地平线发布了中国首款的车规级 AI 芯片征程二代,CEO 余凯表示,「(征程二代)不仅实现了中国车规级 AI 芯片量产零的突破,也补全了国内自动驾驶产业生态建设的关键环节」(插入链接:《中国自动驾驶不全计划:这款 AI 芯片为何如此重要》)。此次被列入实体清单的依图科技,在 5 月 9 日也发布了其首款深度学习云端定制芯片「求索」,依图科技首席执行官兼联合创始人朱珑接受 CCTV 采访时表示:「这款芯片结合了最佳的人工智能算法和最先进的芯片设计理念,从设计到制造首次实现全面国产化,加速了数据中心服务器人工智能芯片自主可控的进程,为更多人工智能产品落地提供了可能。」

地平线征程二代芯片视觉感知方案 | 图片来源:地平线

另一方面,AI 产业的持续发展,也让算力不足的瓶颈已经越来越明显,大型 AI 公司的机器数量动辄上万。早期的 AI 团队,通常的思路是算法要如何匹配已有的硬件系统,但这种配合很难到达良好的效果。随着 AI 计算规模的不断增大,机器数量实际呈指数性增长,这显然是不经济的,也并不是单纯依靠更强的芯片就能单点解决问题。

AI 独角兽第四范式尝试了了另一种思路,先针对 AI 场景选择合适的算法,然后选择最能发挥算法优势的架构系统,最后在硬件层打造与之匹配的算力。第四范式联合创始人、首席架构师胡时伟称之为「以软件定义算力」,能够更大发挥 AI 公司在软件上的优势,弥补硬件上的不足。

这一尝试 2018 年就开始,并针对金融反洗钱、教育实训、智能推荐等场景都推出了 AI 一体机。「要解决实际问题,不一定需要最高端的通用处理器(芯片),只要知道要算的是什么,可以通过其他方式重新设计架构来支撑计算,甚至可以有更好的效率。」第四范式资深机器学习架构师、主任科学家涂威威告诉记者,第四范式自主研发的软件和算法,通过深度优化硬件,搭载国产芯片的一体机性能可以达到国外主流芯片厂商的水平。

第四范式企业级AI集成系统SageOne | 图片来源:第四范式

据了解,第四范式以往的测试中,国产芯片一体机在金融反诈骗场景(这也被认为是第四范式落地最成功的领域之一),性能几乎和普通服务器一致,在工业设备故障检测场景,性能会落后 20%-30%,但考虑国产芯片的价格更低,两者实际性价比相当。就在今年的6 月 20 日,第四范式发布了企业级软硬一体的 AI 集成系统 SageOne,硬件配置首位是英特尔的 Cascade Lake-AP 处理器,但同样亮眼的还有大量国产化的配置,包括国产 CPU 平台、BIOS、第四范式自研的 ATX 加速卡、万兆以太网卡等,据称在下半年还将会有进一步的硬件升级。

对中国 AI 产业来说,也许在芯片上国产与国外还有所差距,但在实际业务上,找到可以接受的 Plan B 并非不可能。而一个肯定的预测是,未来国产芯片产品,会是更多 AI 应用企业的选择,这也将会进一步刺激中国芯片产业的发展。

参考资料:

北京日报:《被传芯片「断供」,海康威视逼近跌停,回应:有替代品》http://ie.bjd.com.cn/5b165687a010550e5ddc0e6a/contentApp/5c27294de4b06597cc7d1999/AP5ce4c833e4b0f541da93649e.html?isshare=1返回搜狐,查看更多

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