China is slowly moving up the microprocessing value chain

　　中國正在逐步向微處理價(jià)值鏈的上游攀登

　　富創(chuàng)精密設(shè)備公司生產(chǎn)大塊金屬。印有德國或日本制造商品牌的機(jī)柜有一個(gè)房間那么大，里面用機(jī)械臂在以毫米的精度切割大張金屬板。冷卻潤滑劑的白色噴霧讓這個(gè)過程看起來像是給某位后現(xiàn)代埃及艷后的工業(yè)級(jí)淋浴。

　　富創(chuàng)總部設(shè)在北京東北方向的沈陽，距離北京五小時(shí)火車車程。它是地球上最重要和最復(fù)雜的供應(yīng)鏈中的最底層。這條供應(yīng)鏈生產(chǎn)智能手機(jī)和服務(wù)器中的集成電路也就是芯片。富創(chuàng)的機(jī)器人生產(chǎn)的零部件會(huì)被嵌入臺(tái)灣和俄勒岡州的工廠安裝的設(shè)備中，這些設(shè)備在硅上蝕刻電路并制造芯片。把設(shè)備賣給美國的應(yīng)用材料公司(Applied Materials)等行業(yè)巨頭讓它在半導(dǎo)體供應(yīng)鏈上占有了一席之地。行業(yè)中許多其他公司的情況就沒有這么好了。

　　未能制造出最先進(jìn)的芯片并不是中國的錯(cuò)。這是一個(gè)很難啟動(dòng)的行業(yè)。生產(chǎn)芯片的工廠耗資極大。這種技術(shù)本身甚至比內(nèi)燃機(jī)更復(fù)雜。尖端流程背后的知識(shí)產(chǎn)權(quán)受到嚴(yán)密保護(hù)。在許多方面，芯片制造代表了中國面臨的最高技術(shù)挑戰(zhàn)，是本專題報(bào)道中提出的所有其他挑戰(zhàn)的大融合。要想成功，中國就必須利用它從成功和失敗(如核電站和發(fā)動(dòng)機(jī))中學(xué)到的一切。

　　中國政府非常努力。中國最大的芯片工廠、私營公司中芯國際(SMIC)已就許多知識(shí)產(chǎn)權(quán)盜竊案達(dá)成和解。2019年10月，中國政府從財(cái)政部、國有企業(yè)和地方政府籌集了2040億元人民幣，用于研發(fā)國產(chǎn)芯片。在此之前，2014年時(shí)已籌集了1390億元人民幣。問題在于政府芯片計(jì)劃的優(yōu)化目標(biāo)選錯(cuò)了。這些資金并沒有試圖刺激國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)來滿足中國巨大的市場需求，而是將資金用于追趕英特爾等芯片公司。

　　芯片對(duì)中國而言是至關(guān)重要的產(chǎn)品，因?yàn)樗鼈儗?duì)于中國渴望在未來實(shí)現(xiàn)的任何技術(shù)主導(dǎo)型增長以及武器制造來說都是一種基礎(chǔ)。咨詢公司普華永道估計(jì)，在汽車、人工智能系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)的需求推動(dòng)下，全球芯片市場將以每年4.6%的速度增長，到2022年將達(dá)到5750億美元。

　　目前，這一市場價(jià)值中有極大一部分流經(jīng)中國，但未被中國捕獲。中國在2018年進(jìn)口了4180億枚芯片，花費(fèi)3120億美元，比在進(jìn)口原油上的支出還多四分之一。除了把價(jià)值鏈中更大的一部分留給自己外，控制芯片的生產(chǎn)還可以使中國間接控制從社交網(wǎng)絡(luò)到個(gè)人計(jì)算機(jī)的無數(shù)其他行業(yè)。

　　迄今為止，大多數(shù)國家主導(dǎo)的努力都以失敗告終。中芯國際即將生產(chǎn)的芯片的成熟度大致與英特爾十年前的水平相當(dāng)。它的收入(2018年為34億美元)約為臺(tái)灣競爭對(duì)手臺(tái)積電(TSMC)的十分之一。中芯國際尚未以質(zhì)量和可靠性享譽(yù)全球。但富創(chuàng)正在取得進(jìn)展。它以前會(huì)將它生產(chǎn)的金屬部件運(yùn)送到日本和臺(tái)灣的第三方清理。今天它不需要這樣做了。公司擁有自己的潔凈室，在其中打磨閃閃發(fā)亮的鋁制部件，噴上光滑的灰色涂層，然后再用厚塑料真空包裝。它還開始向供應(yīng)商供應(yīng)更復(fù)雜的元件，從而簡化了客戶要做的處理，同時(shí)捕獲了最終產(chǎn)品中更多的價(jià)值。

　　盡管中國公司在芯片制造方面仍然落后，但它們最近為人工智能應(yīng)用設(shè)計(jì)芯片方面取得了一些成功。去年9月下旬，中國技術(shù)巨頭阿里巴巴發(fā)布了專門用于執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)的芯片“含光800”，讓硅谷的書呆子們議論紛紛。盡管阿里巴巴依靠臺(tái)灣臺(tái)積電制造芯片，但硅谷的人工智能工程師還是對(duì)含光的性能發(fā)表了評(píng)論，稱其擊敗了同級(jí)別的所有其他芯片。這真是出人意料，因?yàn)槿藗冋J(rèn)為中國遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國芯片公司。

　　Faster, higher, stronger

　　更快更高更強(qiáng)

　　去年11月6日，人工智能芯片的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化基準(zhǔn)MLPerf發(fā)布了最新測試結(jié)果。它表明，含光800芯片執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)的速度是英特爾剛剛發(fā)布的芯片的13倍(見圖)。這種比較并不完全公平，因?yàn)榘⒗锇桶托酒�的物理尺寸要比英特爾的芯片大，這讓它的功耗更高，每秒執(zhí)行更多的計(jì)算。但即使與英偉達(dá)尺寸更大的芯片Titan RTX相比，含光800的處理速度也要快上四倍。

　　它很可能還有更多不足。阿里巴巴只進(jìn)行了五分之一的測試。在其他測試中表現(xiàn)不佳會(huì)揭示出一種芯片針對(duì)某項(xiàng)任務(wù)過度優(yōu)化了。但哪怕出現(xiàn)最悲觀的情況，也足以令人印象深刻了。中國公司設(shè)計(jì)的人工智能芯片的性能相當(dāng)于甚至優(yōu)于西方競爭對(duì)手，這應(yīng)該使美國的政客和創(chuàng)新者警惕中國在這一領(lǐng)域的進(jìn)步。

　　富創(chuàng)在制造業(yè)供應(yīng)鏈中偏工業(yè)化的成功模式走的是中國公司的傳統(tǒng)路線——從最底層開始逐漸向上游走，而阿里巴巴在芯片設(shè)計(jì)方面的成功更耐人尋味。它植根于廣泛部署在公司所有業(yè)務(wù)(包括網(wǎng)上市場淘寶和商業(yè)街上的盒馬鮮生店)中的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)。作為日常運(yùn)營的一部分，這家公司每天要處理數(shù)十億張圖片，而它經(jīng)過訓(xùn)練來做這件事的機(jī)器學(xué)習(xí)軟件現(xiàn)在已經(jīng)非常準(zhǔn)確且強(qiáng)大。

　　含光800的設(shè)計(jì)師花了很多時(shí)間坐在構(gòu)建這些算法的程序員身邊。他們的工作是弄清楚如何把算法搬上硅片，因此花在向工程師學(xué)習(xí)編寫高性能算法上的時(shí)間越多越好。由于靠近淘寶和阿里巴巴的線下商店等使用人工智能的市場，含光的設(shè)計(jì)人員能夠調(diào)整芯片的設(shè)計(jì)來優(yōu)化它在這些任務(wù)上的性能。確實(shí)，從許多方面來說，數(shù)據(jù)標(biāo)注的艱巨工作讓阿里巴巴的機(jī)器學(xué)習(xí)算法達(dá)到了今天的出色水準(zhǔn)，也直接轉(zhuǎn)化成了新芯片的高性能。中國在人工智能供應(yīng)鏈的最底層——數(shù)據(jù)標(biāo)注——方面的優(yōu)勢正在轉(zhuǎn)化為頂層的設(shè)計(jì)優(yōu)勢。

　　Must do better

　　必須做得更好

　　在半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的其他部分，情況則沒那么樂觀。幾位高管(要求在批評(píng)政府政策時(shí)隱去姓名)表示，試圖趕上英特爾這樣的西方巨頭或臺(tái)灣的臺(tái)積電的刺激措施是用錯(cuò)了地方。盡管“含光800”非常出色，但相比芯片的物理制造(含光依然是在臺(tái)灣制造的)，阿里巴巴的設(shè)計(jì)工作的資本密集度和復(fù)雜度要低得多。

　　如果在內(nèi)燃機(jī)上實(shí)現(xiàn)趕超很難，那么在傳統(tǒng)半導(dǎo)體制造上就幾乎是不可能的。芯片市場瞬息萬變。相反，政府更好的做法是專注于刺激針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)等中端市場以及人工智能等新興領(lǐng)域的芯片設(shè)計(jì)和制造。

　　在一個(gè)方面，中國在芯片方面的困難甚至比內(nèi)燃機(jī)汽車面對(duì)的問題還要艱巨。在芯片領(lǐng)域還沒有哪種全新的技術(shù)出現(xiàn)，可以讓中國無需趕超世界其他地區(qū)。但中國的芯片公司仍然應(yīng)該傾聽市場，而不是追逐虛名。

　　制造和設(shè)計(jì)用于物聯(lián)網(wǎng)和人工智能應(yīng)用的芯片為中國提供了一個(gè)機(jī)會(huì)來超越那些不太敏捷的芯片企業(yè)，哪怕這個(gè)機(jī)會(huì)不像在電動(dòng)汽車領(lǐng)域那樣俯拾即是。如果它能夠?qū)Ｗ⒂谶@些新領(lǐng)域并保持耐心，那么以中國資源的規(guī)模和深度，很可能最終為它的企業(yè)贏得全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈上的永久高點(diǎn)。