本文來自半導體產(chǎn)業(yè)縱橫，作者：米樂。
革命就意味著新生，這次的領(lǐng)頭羊能是誰？
對于半導體產(chǎn)業(yè)來說，行業(yè)層面的技術(shù)密集和強獨占性體制限制了知識的溢出效應(yīng)，后發(fā)者難以通過吸收能力完成對于已有技術(shù)知識的納入并進行二次創(chuàng)新；在技術(shù)層面，半導體技術(shù)包含了大量的緘默性知識，提升了知識轉(zhuǎn)移難度，限制了后發(fā)者對于先發(fā)者的知識侵蝕效應(yīng)；產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品與技術(shù)3個層面的特征導致了半導體產(chǎn)業(yè)中的后發(fā)者劣勢明顯，在這種情境下，后發(fā)者難以通過技術(shù)創(chuàng)新完成對先發(fā)者的追趕。
上述3個層面的后發(fā)者劣勢導致我國芯片產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出供給側(cè)嚴重不足，需求側(cè)對“外源性”芯片依賴性強的市場特征。在這樣的市場結(jié)構(gòu)下，貿(mào)易保護主義進一步降低了我國半導體產(chǎn)業(yè)在全球市場中的競爭力，2019年以來，美國政府頻頻出手制裁中國高新技術(shù)企業(yè)，破壞了基于全球產(chǎn)業(yè)大循環(huán)的中國半導體產(chǎn)業(yè)鏈，以期從戰(zhàn)略上削弱中國制造在高科技領(lǐng)域中的競爭力。
然而，在全球半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史中，三星與臺積電卻通過商業(yè)模式創(chuàng)新成功突破瓶頸，克服了后發(fā)劣勢。半導體產(chǎn)業(yè)的“突圍”之路，中國能怎么走呢？其實不只三星臺積電突圍成功，IDM模式崛起了英特爾，F(xiàn)abless模式成功了AMD和英偉達，IP模式又成就了ARM、高通，接下來是什么模式？
革命，能給中國帶來什么？
重要的產(chǎn)業(yè)生態(tài)革命
1958年，半導體產(chǎn)業(yè)誕生于美國，IBM公司成為首個量產(chǎn)晶體管的公司，產(chǎn)業(yè)鏈上下游大多都遵循IBM的研發(fā)節(jié)奏，后續(xù)發(fā)明影響行業(yè)的革命性芯片與商業(yè)應(yīng)用，例如英特爾4004、英特爾8088、IBM個人計算機等。自此，美國獨家掌握全球最先進的半導體工藝及知識產(chǎn)權(quán)多年。
第一次產(chǎn)業(yè)生態(tài)革命發(fā)生在20世紀70年代，出于經(jīng)濟與政治因素考慮，美國向日本提供半導體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)與設(shè)備支持，80年左右日本半導體產(chǎn)業(yè)一度躍至世界第一。
1955年，日本索尼通過通產(chǎn)省特別外匯指標購買專利，設(shè)計出了世界首款晶體管收音機開始，日本正式踏入全球半導體產(chǎn)業(yè)。至此，晶體管從美國一個偶然的發(fā)現(xiàn)，變成了一個日本新興產(chǎn)業(yè)。
便攜式的半導體收音機，很快收獲了市場的正面回饋，而這也帶動了日本晶體管產(chǎn)業(yè)鏈的極大發(fā)展。東芝、日本電氣公司(NEC)等公司紛紛加入了晶體管產(chǎn)業(yè)，為此后半導體產(chǎn)業(yè)鏈打下了基礎(chǔ)。1959年，日本晶體管銷量達成世界第一，產(chǎn)量追平美國。
60年代末，日本政府大力限制美國IC產(chǎn)業(yè)涌入日本市場。因為在1967年,夏普公司開發(fā)出首臺全部使用晶體管的臺式機。此后家用臺式機的風口快速被打開，眾多原本致力于軍用訂單的美國IC產(chǎn)業(yè)涌入民用，一時間導致原本根植于民用的日本半導體產(chǎn)業(yè)舉步維艱。
面對美國氣勢洶洶的“半導體大兵“，日本產(chǎn)業(yè)面臨必須快速挖掘新民用市場的任務(wù)，以產(chǎn)品優(yōu)勢抵消美國的技術(shù)優(yōu)勢。這時，卡西歐敏銳發(fā)覺到，基于LSI的臺式機對于家庭用戶來說并沒有什么價值，但更簡單便宜的計算器，卻可能給生活帶來巨大改變。于是卡西歐與日立合作，在1972年推出了全球首款電子計算器，隨即一炮打響。與美國企業(yè)判斷未來家庭需要昂貴的LSI計算機不同，日本企業(yè)觀察到日本家庭主婦每天需要大量計算家庭收支。而簡單好用的計算器才是真正的剛需。憑借主婦們撐起的這場計算器風暴，日本IC產(chǎn)業(yè)迎來了市場上的巨大勝利，而這也為日本半導體的黃金十年，埋下了最后一根引線。
而在在日本半導體進入快車道之后，真正充斥于美日間的是大量專利糾紛，以及十分露骨的貿(mào)易保護政策。這在日本半導體崛起階段，最具代表性的就是IC產(chǎn)業(yè)之爭。愈演愈烈，第二次產(chǎn)業(yè)生態(tài)革命悄然到來。
第二次產(chǎn)業(yè)生態(tài)革命發(fā)生在90年代，美國為了遏制日本發(fā)展并奪回半導體行業(yè)話語權(quán)，開始向韓國與中國臺灣提供半導體技術(shù)支持。2010年后，為了降低設(shè)備成本、人力成本等，許多半導體企業(yè)紛紛選擇在中國大陸建廠生產(chǎn)。
韓國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)端于1965-1974年，最早作為美日半導體廠商投資為主的組裝基地開始起步。利用韓國廉價勞動力的來料加工模式。產(chǎn)品主要為存儲芯片、二極管三極管。
20世紀70年代，由于韓國電子企業(yè)嚴重缺乏自主技術(shù)，政府制定施政綱領(lǐng)，強調(diào)獲取半導體技術(shù)能力的重要性。韓國陸續(xù)從美國和日本獲得半導體工業(yè)所需技術(shù)。
20世紀80年代，政府強力干預，韓國半導體產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展。選擇DRAM作為發(fā)展重點。三星、現(xiàn)代、LG參與DRAM為主的大規(guī)模芯片生產(chǎn)。1986年進入存儲器自主研發(fā)。
1999年后三星成為韓國第一大集團，韓國DRAM市占率超過日本。韓國政府持續(xù)大量投入，促成產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)超越。20世紀80年代末，韓國政府推出扶持半導體產(chǎn)業(yè)的十年規(guī)劃，以每年遞增25%的速率對半導體開發(fā)進行持續(xù)投入。1994年，韓國三家公司躋身世界半導體公司投資top10：三星電子設(shè)備投資15.44億美元，居世界第二位，僅次于英特爾公司。
與此同時中國臺灣的代工模式工廠開始崛起。
兩次革命，美國仍在當今的全球半導體產(chǎn)業(yè)中具有主導作用。過去10年，美國半導體行業(yè)在研發(fā)方面的投資總額為3120億美元，且美國半導體大公司研發(fā)占收入比常年維持在17%~20%，高于其他地區(qū)的7%~14%。同時美國政府在基礎(chǔ)研究層面做了大量投資。半導體的發(fā)展不是一朝一夕，革命的發(fā)生也不以國家見長而是以能力，以技術(shù)。美國沒有錯失每一個讓自己國家半導體成長的機會，比如壓制日本，比如扶持韓國，再比如今天頒發(fā)芯片法案，當然也包括制裁中國企業(yè)。
那中國要抓住機會是什么？革命從哪里開始？那可能就是從模式切入。
全球半導體產(chǎn)業(yè)的商業(yè)分工模式
IDM模式：集芯片設(shè)計、芯片制造、芯片封裝和測試等多個生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)于一體。早期的集成電路企業(yè)多采用這種模式，由于成本高目前僅有少數(shù)企業(yè)選擇該模式，如三星、德州儀器（TI）。
Fabless模式:只負責芯片的電路設(shè)計與銷售，將芯片的生產(chǎn)、封裝、測試等環(huán)節(jié)外包給其他公司，海思、聯(lián)發(fā)科、博通等采用該模式。無工廠芯片供應(yīng)商模式的優(yōu)勢是輕資產(chǎn)運行，初始投資規(guī)模較小，企業(yè)運行費用較低，轉(zhuǎn)型相對靈活。
Foundry模式：代工廠模式不負責芯片設(shè)計，只負責制造、封裝或測試其中的一個環(huán)節(jié)，可同時為多家設(shè)計公司提供服務(wù)，但會受制于客戶間的競爭關(guān)系，代表企業(yè)有中芯國際、臺積電。
由圖2可以看出全球半導體產(chǎn)業(yè)的商業(yè)分工模式演變基本和產(chǎn)業(yè)生態(tài)革命的時間很吻合，這是因為革命的發(fā)生是產(chǎn)業(yè)的變革，每次變革都會出現(xiàn)新的模式和新的模式下的領(lǐng)軍企業(yè)。2010年以后，通信技術(shù)進入流量劇增的移動互聯(lián)網(wǎng)時代，我國的芯片產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開始逐步從臺灣向大陸轉(zhuǎn)移。
現(xiàn)在的國際形勢并不明朗，中國半導體逆水行舟，摩爾定律瀕臨極限，第三代第四代半導體材料躍躍欲試，陰云密布，大雨能是什么？
新的模式？
2019年10月《經(jīng)濟學人》發(fā)布觀點：開源將會成為處理器芯片發(fā)展的一個新趨勢。RISC-V架構(gòu)，目標是打造一個對標X86和ARM的開源替代方案。
在新技術(shù)范式、全球化市場的情境下，提升芯片處理能力的最佳解決方案是“云計算”背景下的“芯片開源”，即由“通用計算”變?yōu)?ldquo;異構(gòu)計算”，人工智能芯片就是典型的“異構(gòu)計算”芯片，阿里巴巴、華為、百度等企業(yè)已提前布局云計算和AI芯片。
誕生于2010年的RISC-V歷史很短，但作為開源項目，RISC-V遵從BSD協(xié)議，意味著任何組織機構(gòu)和商業(yè)組織都可以基于RISC-V指令集架構(gòu)開發(fā)內(nèi)核、相關(guān)芯片以及開發(fā)工具。真正因為完全開源的特征，RISC-V在發(fā)展短短數(shù)十年中，已經(jīng)成為了中國科技公司攻破國外壟斷的主要方向，并且采用RISC-V架構(gòu)的中國企業(yè)也做出了令人矚目的成績，我們還開發(fā)了特色的“香山模式”。
香山模式無疑可以孕育新的領(lǐng)軍企業(yè)。因為每一次這種變革都會孕育出一些新的世界級的創(chuàng)新企業(yè)。就像IDM模式崛起了英特爾，fabless模式成功了AMD和英偉達，IP模式又成就了ARM、高通。香山這種根本上是一種越來越開放的模式，英特爾的X86只賣芯片，它的內(nèi)部的源代碼是不會開放，包括ARM。香山的模式不僅僅是源代碼開放，底層的整個一套工具鏈和流程也都是開放的，所以現(xiàn)在也是有一批企業(yè)已經(jīng)在基于香山來去做相應(yīng)的一些開發(fā)，這就是香山模式的重要優(yōu)勢。
開源不僅可以更好的推進科技的進步，也是中國加速融入世界創(chuàng)新的有效方式，下一次革命，會不會是開源取勝呢？
