中国芯片产业：一举击垮美国霸权

近年来，美国政府对中国在芯片产业中的发展进行了一系列限制和打压，这已经成为众所周知的事实。然而，中国在应对这一挑战方面的措施相对较少。但最近几个月，有一个重要的业内传闻开始流传，称中国正在制定一项规模高达一万亿人民币（约合1430亿美元）的半导体产业扶持计划。如果这个计划最终得以实施，无疑将推动中国的芯片产业迈上新的台阶。事实上，过去两年，芯片已经成为中国的热门话题。几乎所有的科技巨头都在谈论自主研发芯片。以手机厂商为例，过去，手机发布会上提到芯片，几乎都是高通和骁龙。但是自2021年以来，除了华为、小米、VIVO和OPPO等老牌厂商外，其他手机厂商也开始发布自家研发的芯片，并且设计参数越来越有野心，投入的资金也越来越大。此外，加入芯片领域的腾讯、阿里巴巴、百度等新兴造车公司，以及国内移动通信公司的崛起，使得中国在芯片产业链的设计环节已经涌现出众多参与者。在芯片产业链的设计、软件、设备、材料、制造和封测六个模块中，除了封测模块，中国的国产化率相对较高。而在芯片设计领域，中国的补课速度应该是最快的，尤其在AI芯片设计方面，中国具有巨大的潜力。

提到AI芯片，不得不提到近年来越来越热门的一种新型芯片，即NPU（神经网络处理单元），也被称为AI处理器。与CPU（中央处理器）和GPU（图形处理器）相比，NPU在中文名称上的区别就很明显了。CPU主要侧重于控制单元，每个任务都需要经过控制单元进行处理，因此被称为串行处理。而GPU的最大特点是拥有众多计算单元，这些单元可以同时工作，因此被称为并行处理。这意味着大任务可以被拆分为多个小模块同时处理，因此在处理大型图像和视频时，GPU的效率更高。而NPU与这两者的最大不同之处在于，NPU的计算单元之间可以进行数据通信，一个数据可以在其中反复利用，这使得它非常适合快速处理特定的AI任务，并且非常适合应用于手机、蓝牙耳机、AR眼镜、机器人、智能家居等设备。这也是我认为中国在NPU领域具有潜力的原因之一。在手机、机器人和智能家居等领域，中国具有产业优势，并且在NPU这个全新领域上，中国芯片设计公司的起步时间并不晚，完全有机会赶超。虽然很多人可能还没有听说过NPU，但这正说明NPU是一个全新的领域，在这里没有巨头为中国公司留下可以争夺的市场份额。

近年来，我一直关注国内终端厂商在NPU领域的进展。例如，我注意到华为、OPPO、小米等公司从2020年开始陆续宣布自家研发的NPU芯片。这显示出中国在这一领域的积极态度和发展潜力。目前国内厂商最新的NPU芯片AI例已经能够达到18TOP，超过了苹果A15的15.8TOPS。这里的所谓TOPS是Tera Operations Per Second的缩写，表示处理器每秒可以进行一万亿次操作。TOPS是衡量处理器计算能力的常见指标，但衡量一个NPU芯片的先进程度并不仅仅看TOPS指标，还要考虑其对特定任务的优化程度。

NPU芯片擅长处理特定的AI计算任务，因此如果消费电子厂商能够自研NPU芯片，通常能够在特定场景下发挥优势。例如苹果和特斯拉就是自研芯片的典型例子，他们对计算场景有深刻的理解。其他全球手机和汽车品牌如果未来自研NPU芯片，也有可能发挥类似的场景优势。

SOC（System on a Chip）是半导体行业的重要概念，指将多个不同功能的芯片集成在一起的一块大芯片。比如高通骁龙就是一个SOC芯片，除了CPU模块外，还集成了通讯基带和视频编码器等多个模块。一款集成了NPU的SOC芯片除了包含NPU模块外，还可以集成其他模块，如超高速蓝牙模块和高性能DSP模块。这些模块的组合可以让耳机实现一些特殊的功能，比如空间音频技术。

空间音频技术是对环绕立体声的升级版，可以让头部转动时听到不同的声音变化，增强身临其境的感觉。高速蓝牙芯片可以实现HiFi级别的高音质传输，而NPU芯片可以通过算法模拟全景声，使任何音频都具备现场感。因此，配合高速蓝牙和高性能NPU芯片，智能耳机的未来发展空间很大。

然而，需要注意的是，目前很多自研芯片的团队实际上是购买了公开市场上的芯片IP（Intellectual Property），相当于菜谱，然后按照菜谱进行开发。这种通用芯片IP在实际场景中可能不适用，因为它们没有针对特定场景进行调试。而中国手机和汽车厂商自研芯片的优势在于，他们可以针对特定用户场景进行芯片IP的研发，这是国际通用芯片巨头所不具备的优势。

过去很多年，中国手机和汽车厂商就存在这种优势，但为什么直到最近几年才开始自研芯片呢？其实也简单，因为美国最近这么一通搞全球供应链，安全根本没法保证，所以你不自研也得自研啊，这是逼下了梁山，不过这么一来，一旦形势所迫，不得不干。中国的手机和汽车厂商也不是吃素的，因为他们自身的财力雄厚，的确是招得起自研芯片的。例如，小米在自研芯片上投入了五年一千亿，OPPO为了开发一款NPU投入超过了500亿，而华为的投入更是庞大。这三个因素的叠加使得中国厂商自研芯片IP成为一种标配，并且如果自研芯片能够成功，将为每个品牌带来明显的性能差异，从而带来品牌溢价。这种溢价进一步促进了终端厂商更愿意投入芯片自研，形成了一个正循环。

在美国，苹果和特斯拉早已建立起了这种循环。而在中国，从华为、OPPO、VIVO、小米、荣耀到比亚迪、未来理想、小鹏等公司，有望建立起更多的闭环。这将对国产芯片软件产业带来巨大的帮助，因为在芯片软件这个环节，中国目前的竞争力还很弱。在2020年之前，全球五大芯片软件公司占据了85%的市场份额，而国产软件的市场份额仅为1.6%，自给率也只刚刚超过10%。要改变这种局面，最大的门槛不在于软件本身，而在于国际巨头数十年经营积累下来的庞大IP库。

通常情况下，芯片技术越成熟的领域，海外厂商积累的IP库就越大。相对而言，较新的领域，如NPU，中外软件厂商的IP积累差距较小。在AI崛起的时代，中国可以利用国产终端品牌数量众多的优势，针对更多的用户场景进行芯片IP的自研，并通过IP授权来支持国产芯片软件厂商。随着自研IP的积累，国产芯片软件与海外竞争的差异化能力也会越来越强。

因此，尽管很多人认为我们需要先进的EUV光刻机和工厂，但在芯片设计这个环节率先突破并没有错。我们只能逐步补齐芯片发展的每个环节，一步步前进。虽然我们短时间内无法马上突破先进制程，但中国的芯片设计公司越多、实力越强，对上游的EDA软件和芯片制造业的倒逼也会更强。如果我们现在只有能力吃好第一个面包，那就先把它吃好。中国的芯片自主之路注定是漫长的，但只要我们不断努力，就能够取得成功。