芯片與文化都重要

+ 沈永言

芯片與文化似乎是風馬牛不相及的兩個事物，其實不然。如果說芯片是信息網絡之根基，那么，文化就是信息網絡的花朵。美國對華為公司的技術打壓和產品斷供，讓人們對芯片在信息網絡和數字經濟中的重要性有了清晰的認識，其戰略地位已不容置疑。為了盡快突破“缺芯少魂”的困境，我國的舉國體制開始發揮作用，資金、技術、人才、方案等開始閃亮登場。讓人欣慰的是，最近好消息開始不斷出現。例如，最近南京網絡通訊與安全紫金山實驗室在5G毫米波相控陣芯片方面取得重大突破，每通道成本由1000元降至20元；中興公司設計的7nm芯片已規模量產并在全球5G中商用，5nm芯片也將進入市場。

需要明確的是，文化的范圍極為廣泛，這里的文化主要是指與信息技術和信息網絡密切相關的網絡文化，尤其是視頻文化，它們以數字內容的形式流動于互聯網、移動互聯網和衛星互聯網之中，呈現于電腦、智能手機和智能電視之上。其實，信息網絡中的很多芯片就是專門針對網絡文化應用的，如視頻、圖形、游戲、AR、VR和3D處理器等。可見，芯片和文化不僅由信息網絡緊密聯系在一起，它們本身就水乳交融、相輔相成。強大的芯片支持高級的網絡文化應用，新穎的網絡文化應用不斷推動芯片的升級和發展。在這個意義上，芯片與文化都重要。

一、芯片比黑黃金更昂貴

芯片是半導體集成電路的統稱，它有模擬、數字和混合三大類型。傳感器、運放等屬于模擬集成電路。處理器、存儲器等屬于數字集成電路，而模數和數模轉換器等屬于混合集成電路。相對于離散半導體元件，集成電路的主要優勢是高性能、低成本、小體積。

信息網絡中比較有代表性的芯片是基帶和射頻芯片，它們也是移動互聯網手機和衛星互聯網終端中的關鍵部件。無線網絡支持何種體制由基帶芯片所決定，而支持何種頻段則由射頻芯片所決定。基帶芯片主要完成信源編解碼、信道編解碼、調制解調等信號和協議處理功能，射頻芯片主要完成變頻、功放、濾波和天線開關等收發功能。（參見圖1）

基帶芯片是智能手機和衛星終端中的核心部分，也是技術含量最高的部分。無論是4G的100Mbps網速、5G的10Gbps網速，還是4K的100Mbps-150Mbps碼率、8K的400Mbps以上碼率，都是建立在智能手機基帶芯片處理能力之上的。

實踐中，手機廠商通常把射頻芯片和基帶芯片集成在一個芯片里面，物理上合一，統稱為基帶芯片。對于智能手機，除了基帶芯片，還需要應用處理器、圖形處理器和存儲器，以支持高清視頻、3D游戲等多媒體應用。現實中，它們都集成到統一的片上系統（SoC）之上，以實現最低的功耗、最小的尺寸。

芯片是一個技術門檻較高的行業，研發周期長、資金投入大、競爭激烈。這使得這個行業實行高度垂直分工，從芯片設計、制造、到封裝和測試，每一個環節，都有專業的公司在負責。目前，芯片行業主要有IDM（Integrated Design and Manufacture）、Fabless和Foundry三種分工模式。IDM模式從芯片設計、制造到封裝和測試通吃，這樣的公司有英特爾、三星和德州儀器。Fabless（無工廠）模式只做芯片設計，如高通、華為海思、聯發科等。Foundry（代工廠）模式只負責芯片代工生產，這類公司有臺積電、格羅方德、聯華電子、中芯國際等。

處理器是芯片中集成度較高、功能較強的一類。目前，絕大部分智能手機處理器都是基于英國ARM公司處理器構架和芯核設計的，華為、三星、高通等公司都是如此。ARM公司是全球領先的16/32位嵌入式RISC微處理器解決方案供應商，向全球各大領先電子公司提供高性能、低成本的RISC處理器、外觀設計以及系統芯片技術授權。全球有大約95%的智能手機和平板電腦都采用了ARM構架，華為海思麒麟處理器也是如此。在芯片領域有兩大架構，一是X86架構，用于筆記本電腦和服務器。X86架構基本不對外授權的，基于X86架構的處理器基本上被英特爾和AMD兩家公司所壟斷。二是ARM架構，主要用于智能手機。ARM架構對外授權，擁有眾多的處理器品牌。基于ARM處理器架構的開放性，2019年華為海思開始將鯤鵬920用于服務器，而蘋果也計劃將ARM處理器用于筆記本電腦。這意味著，ARM處理器正在向筆記本電腦和服務器領域擴展，X86一家獨大的局面將逐漸被打破。

圖1 手機基帶和射頻功能示意圖（圖片來源：“鮮棗課堂”微信公眾號）

作為現代科技的硬核，芯片的消費數量很大程度上體現了一個國家的科技和信息化水平。隨著經濟規模的不斷擴大以及信息基礎設施建設的不斷推進，我國芯片消費需求越來越大。2018年，全球芯片銷售總額為4784億美元，折合人民幣3.2萬億元。我國進口商品總額為14.09萬億元，進口石油總金額是為1.59萬億元，進口芯片金額近2.06萬億元，出口金額為0.56萬億元。由此可見，我國已成為全球最大的芯片消費市場，最大芯片出口國，同時也是最大芯片進口國。我國每年用于采購芯片的外匯已超過石油。石油號稱黑黃金，而在信息和智能時代，芯片的科技含量和綜合價值顯然遠高于黑黃金。

近年來，在國家政策支持和市場需求推動下，我國芯片產業整體實力顯著提升，集成電路設計、制造能力與國際先進水平差距不斷縮小，封裝測試技術逐步接近國際先進水平。例如，華為掌握了5nm芯片設計技術并進入規模商用，中芯國際14nm芯片代工已經量產。2020年一季度，華為海思芯片銷售額接近27億美元，歷史性地躋身世界十大半導體廠商之列，中芯國際也成為全球五大芯片代工企業。盡管如此，我國芯片產業仍然面臨美國的打壓和技術封鎖，需要盡快擺脫在光刻機和設計軟件等關鍵技術方面受制于人的不利局面。

二、文化比腦黃金更養人

網絡文化是信息時代的產物，它體現了人類文化發展的新形態和新趨勢。網絡文化的信息形式表現為視頻、音頻、圖片、圖形、數據等，應用形式表現為電影、電視、廣播、游戲、動畫、網頁、電子期刊、電子報紙、電子圖書等，媒介載體主要為電腦、智能手機、智能電視。由于人們獲得的信息主要來自視覺，因此網絡文化中流量最大的是視頻。美國思科公司的統計數據表明，到2022年，視頻將占所有互聯網流量的82%，將近一半的設備和連接都具備視頻功能。視頻是互聯網、移動互聯網和衛星互聯網帶寬增長的主要驅動力。5G增強移動寬帶（eMBB）應用場景、高通量衛星（HTS）都是主要為了應對高清和超高清以及AR、VR、3D等視頻應用需求而出現的。

由于處理器等芯片技術的巨大進步，智能手機已將電話機、電視機、計算機、收音機、游戲機、照相機、播放機、圖書、報紙、期刊、網站、會議室、聊天室等功能集于一身。WiFi無線熱點的廣泛應用使得智能手機成為互聯網和衛星互聯網的間接終端。與電腦和智能電視相比，除了多媒體、個性化、即時性、交互性、協同性、開放性、草根性，智能手機還具有便攜性和泛在性。智能手機信息處理功能的增強、屏幕的擴大，也模糊了它與平板電腦和筆記本電腦之間的邊界，這使得它承載了更多的網絡文化傳播功能，因而獲得報紙、雜志、電視、廣播之后的“第五媒體”稱號。

根據第45次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》統計數據，截至2020年3月，我國網民為9.04億，手機網民為8.97億。網絡視頻（含短視頻）用戶達8.50億，占網民整體的94.1%。其中短視頻用戶為7.73億，占網民整體的85.6%。網絡音樂用戶達6.35億，占網民整體的70.3%；手機網絡音樂用戶達6.33億，占手機網民的70.5%。網絡游戲用戶達5.32億，占網民整體的58.9%；手機網絡游戲用戶達5.29億，占手機網民的59.0%。網絡文學用戶達4.55億，占網民整體的50.4%；手機網絡文學用戶達4.53億，占手機網民的50.5%。網絡直播用戶達5.60億，占網民整體的62.0%。其中，游戲直播用戶為2.60億，占網民整體的28.7%；真人秀直播的用戶為2.07億，占網民整體的22.9%；演唱會直播用戶為1.50億，占網民整體的16.6%；體育直播用戶為2.13億，占網民整體的23.5%。可見，網絡文化已經深入人心。

我國網民使用手機上網的比例達99.3%，遠高于電腦和智能電視。截止2019年底，在手機網民經常使用的各類App中，即時通信類App的使用時間最長，占比為14.8%；視頻、短視頻、音頻、音樂和文學類應用的使用時長占比分列第二到六位，依次為13.9%、11.0%、9.0%、8.9%和7.2%。短視頻應用使用時長占比同比增加2.8個百分點，增長明顯。（參見圖2）

在短視頻應用方面，近年來，脫穎而出的抖音通過簽約網紅、服務達人等商業模式，借助才藝、運動、美食、風景等內容，來創造自己的感染力、傳播力，成功走上國際網絡文化市場。2020年4月，抖音及海外版TikTok在全球AppStore和GooglePlay創造了7800萬美元的營收（同比增長10倍），位列全球移動應用收入榜之首。在單月近5.5億元人民幣收入里面，美國市場貢獻了8.2%。抖音以民間和娛樂的方式，在基于網絡推廣傳統文化、講好中國故事方面發揮了獨特的作用。

在網絡視頻應用方面，根據國家廣播電視總局發布的《2018年全國廣播電視行業統計公報》數據，2018年，我國IPTV用戶數達1.54億戶，OTT TV用戶數達4.20億戶（含非活躍用戶）。新媒體業務收入467.76億元，同比增長68.47%。其中，IPTV收入100.45億元，同比增長48.57%；OTT TV收入46.96億元，同比增長156.47%。截至2019年底，IPTV用戶數達2.9億戶，OTT用戶數達2.6億戶，有線電視用戶2.12億戶，其中數字用戶1.98億戶。可見，我國網絡文化應用和產業正在迅速崛起。雖然目前其經濟規模還有限，但增長潛力非常大。Digital TV Research預測，到2024年，我國OTT TV等網絡視頻收入將增長到274.61億美元，其中包含會員收入和廣告收入。

圖2 智能手機各類應用時長占比結構圖

由于網絡視頻等新媒體的沖擊，全球有線電視、衛星直播電視的發展都受到不同程度的影響。其中，有線電視與IPTV、OTT TV的相似性更大，受到的沖擊更為明顯。2017年之后，我國有線電視用戶數就一直在下滑。與此相反，面向農村和邊遠地區的直播星戶戶通工程啟動以來，用戶一直持續在增長。截止2020年5月底，全國戶戶通累計開通用戶總數達1.2835億戶。除了向千家萬戶傳輸數十套標清電視和少量高清節目外，我國直播星平臺還提供數十套廣播節目分發以及邊防哨所的內容推送、移動載體的移動廣播、森林防火的信息預警、鉆井平臺公共廣播、部分地區本地直播覆蓋等多樣化的服務，取得了巨大的社會效益。由于定位于公益事業，衛星網絡的運作靠有限的財政費用支持，因此我國衛星直播電視的節目數目還比較有限，服務品質還有待提高，與美國等發達國家的衛星直播電視常態化的區域覆蓋、高清和超高清直播相去甚遠。以美國為例，Direc TV和Dish Network兩家衛星直播電視運營商僅基于HTS的電視頻道大達3000多套，合計用戶數5000多萬，收入500多億美元。（參見表1）

與網絡電視相比，衛星直播電視具有單向、線性廣播的局限性，但是，在人口眾多、地域廣闊的我國，單層網絡、廣域覆蓋、高效傳遞又是衛星直播電視的內在優勢。假設平均每戶4口人，我國直播星戶戶通就覆蓋了5億多農村和邊遠地區人口。豐富的節目內容、高品質的服務對于提高這個群體的知識水平和文化素質格外重要。而實現這個目標的有效方式是直播衛星電視的商業化運行，它可以實現公益服務和商業運營的統一。

表1 基于HTS的衛星直播電視平臺（資源來源：歐洲咨詢公司）

在三網融合、信息網絡天地一體化時代，互聯網、移動互聯網和衛星互聯網都是網絡文化內容的傳輸平臺，電腦、智能手機和智能電視都是網絡文化的傳播媒介。文化的核心功能在于充實精神、豐富思想、改善心智、擴大視野，網絡文化同樣如此，而且效率更高。如果說腦黃金滋養的是生物大腦，那么網絡文化滋養的則是精神大腦，它比腦黃金更養人。

三、結語

縮小貧富差距，消除數字鴻溝，建設小康社會，實現共同致富，是我國現代化建設的主要目標。發展半導體芯片有利于信息基礎設施建設和萬物互聯，發展網絡文化有利于數字經濟繁榮和智慧生活。芯片代表一個國家顯性和剛性的硬實力，它的作用是立竿見影的；文化代表一個國家隱性和柔性的軟實力，它的作用的是潛移默化的。短期內，芯片顯得更為重要，它需要解決被卡脖子的現實問題。但長期來講，文化則更重要，它關系到有多少人看到一個國家的電影、電視、戲劇、著作……，網絡文化可以且應當大有作為。