1.真正意义上的中国芯
什么是中国芯?狭义地说,应该是在中国大陆范围内,具有自主知识产权、以国内IC生产工艺制造出来的通用计算机CPU芯片。随着计算机和网络的日益普及,电脑已经渗透到我们日常生活的各个方面,改变着整个人类社会的生产生活方式。可是,现今世界上能够生产CPU芯片的厂商只有屈指可数的几家,而他们却垄断着全球市场。1998年,全球微处理器市场销售总额245.8亿美元,Intel的营销额为196.3亿美元,处于绝对垄断地位。在家用电脑逐渐普及的今天,我国PC市场所需的CPU芯片几乎全部从国外进口。
再让我们看看其他方面的情况吧。以家电业为例,虽然近十年来国产家电企业打了一个漂亮的翻身仗,夺回了大部分国内市场,并开始向国际市场进军。但其产品的“芯病”依然存在,大部分产品的核心芯片都无一例外地掌握在外国人手里。VCD、DVD大战,国内生产厂商拼得头破血流,可是掌握着该产品核心芯片解码器的国外厂商们则乐不可支地作壁上观,坐享其成。再看看手机产业,虽然国产手机经过几年的不懈努力,不断发展壮大,目前已取得与洋品牌共分国内市场的不菲业绩,但是其核心——手机芯片却无一是自己生产制造的。
所以笔者认为,广义而言,真正意义上的中国芯不但指计算机的CPU,还应包括嵌入式CPU芯片、通信产品(如手机)核心芯片、家电产品(如DVD)核心芯片以及科研、国防、军工产品中所要大量用到的DSP、FPGA等诸多关键核心芯片,几乎涉及了整个民族IT产业的所有相关领域。
2.中国无芯的可怕后果
我们经常说现在已进入了信息时代,而信息时代的基石就是一个“芯”。可是目前我们中国还没有一颗令人怦然心动的“芯”。这就意味着,我国信息产业和信息技术的发展将要处处受制于人,步人后尘;这就意味着,我国赶超西方发达国家、自立于世界民族之林、在高科技领域占有一席之地的豪言壮语还停留在高喊口号的阶段。没有我们自己的核心芯片,所有这些还只是梦想。我们只有拿出令人信服的产品才能赢得市场赢得更高的国际地位。
在大多数情况下,集成电路并不直接与消费者见面,其主要市场是信息家电及各种电器的整机和系统。因此,人们把集成电路看作信息产业的“心脏”。随处可见的信息化电器对集成电路的依存度十分高,而集成电路在整机系统中的价值也不断提高。由于没有自己的核心芯片,我们的企业不得不面对采购成本高,产品附加值低的尴尬局面,这是我国在计算机、通信、家电领域只是个组装大国的原因所在。
集成电路在现代国防及未来战争中也具有重要的地位。在军舰、战车、飞机、导弹和航天器中,集成电路的成本分别占到总成本的22%、24%、33%、45%和66%。没有自己的核心技术和核心芯片,国家安全体系就没有可靠的保障。一旦发生战事,后果将不堪设想。
集成电路技术是现代高新技术及其产业发展的基础,发展集成电路产业是促进国民经济发展和保证国家安全的战略性产业,是直接推动我国信息技术和信息产业的核心动力,是带动整个国民经济增长的重要因素。而在未来几年,国内市场集成电路需求十分广泛,但是目前国产芯片自给率不足20%。加入WTO后,我国集成电路产业正面临着有史以来最严峻的挑战。
3.我国IC业的现状
现状
总体而言,我国IC产业仍处起步阶段,与国际先进水平相比差距甚大,目前正面临着如下问题的困扰:产业规模小而分散,工艺技术尚未形成自主产品能力,资金积累扩张能力较弱,关键技术产品仍然依赖进口,技术创新能力较弱,国内市场被外国大公司瓜分,科研与产业严重脱节,缺乏高科技学术带头人和创新管理型人才,特别是我国CPU等核心芯片主要被美国、日本等国家垄断。
但我国微电子产业的市场需求却以每年大于30%的增长率快速发展,据预测到2010年,我国集成电路市场需求约占世界集成电路销售总额的13%,将成为世界上集成电路最重要的消费市场之一。如果国内芯片研发能力上不去,只能眼睁睁看着70%以上的利润被外国巨头们拿走。更让人揪心的是,我国计算机行业的利润率只有2-3%,还不到国外一家系统芯片公司24.8%的利润率的零头。从彩电到手机,从DVD到电脑,中国电子产业的命脉一直控制在外国人手里,夸张点说我们只赚取的只是加工费而已。
觉醒
但令人庆幸的是,中国芯片业已经觉醒,并且正在不断进步。三四年前,国内半导体设计公司只有20家左右,如今已发展到200多家;技术水准也实现了质的突破,从0.35-0.5微米上升到0.25-0.18微米,甚至0.13微米的技术产品也有人在开发,已形成包括芯片设计、芯片制造、封装测试、设备制造、配套服务在内的完整半导体产业链和创新链。目前,没有任何一个国家象当前的中国一样如此兢兢业业地在发展微电子产业。
发展
2000年6月,国务院发布了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》,旨在推动软件和集成电路产业发展,增强信息产业创新能力和国际竞争力,为集成电路设计业的发展提供强有力的政策支持,对我国集成电路产业发展具有里程碑式的意义。
自《若干政策》颁布以来,我国集成电路产业进入了一个快速发展时期。2001年12月29日,科技部依次批准了上海、西安、无锡、北京、成都、杭州、深圳共7个国家级IC设计产业化基地。其中长三角地区有3个,珠三角1个,环渤海湾地区1个,西部2个,全国布局的意图明显。这期间诞生了上百家集成电路设计企业,吸引了数十亿元人民币的投资,投资规模和强度均是前所未有的。未来5年,上海将投资1500亿元发展IT产业,其中半数资金用于发展集成电路,形成10条以上的芯片生产线。这是上海构筑中国芯片第一基地的奠基石,当然这仅仅是个开始,最终上海的梦想是在2015年能成为全球最大的芯片基地之一。而北京宣布首先以15亿美元启动北方微电子产业基地,未来10年准备投资近200亿美元建成20条拥有国际主流技术的大规模集成电路生产线,形成与世界先进水平同步的研发、设计中心。
成果
2002年9月28日,中科院计算所在北京举行了隆重的新闻发布会,正式宣告中国人自主研制的高性能通用CPU--龙芯1号研制成功。龙芯1号采用动态流水线结构,主频可达266兆赫兹,定点和浮点最高运算速度均超过每秒2亿次,与英特尔公司的“奔腾II型”芯片性能大致相当。其微体系结构、逻辑设计和版图设计都具有自主知识产权,硬件设计可以抵御一大类黑客和病毒攻击。由中科院组织的专家鉴定委员会认为,龙芯1号在总体上达到了1997年前后的国际先进水平。
与此同时,北京大学程旭教授带领他的研究小组正在紧锣密鼓地为其“众志”芯片进行测试,北京中芯微系统有限公司以李德磊为首的团队则正在加紧测试方舟II--两者均为广泛应用于网络式计算机和各种信息家电中的嵌入式CPU,频率都超过200兆赫兹。
在“龙芯”问世之后,“龙腾”服务器于2002年9月27日正式发布。作为中国第一台全部国产化的服务器,“龙腾”服务器各种核心部件包括CPU,主板以及操作系统等均为自主知识产权的产品,从而改写了中国服务器“无芯”、“无板”的历史。它的出现极大地增强了我国在国防、国安、军队等国家要害部门的实力,将推动我国信息产业最终步入独立自主的发展轨道。
高性能通用CPU龙芯1号研制成功,嵌入式CPU众志1号和方舟Ⅱ号正加紧测试,标志着我国芯片设计实现群体性突破。长期以来,人们曾经非常怀疑中国人能否研制出自主知识产权的CPU,最近所取得的这些群体性的突破表明中国人完全有能力赶超世界先进水平。