英偉達萬億市值很難得國內車規芯片迎超車機會

張一雪

摩爾定律與人的信心有關，正是因為存在很多困難，當有很多坎兒邁不過去的時候，業界會迸發出新的活力來突破這個難關，一旦突破之后，摩爾定律又繼續前進。

芯片構成了現代社會正常運轉的核心控制單元，沒有芯片，我們現在所擁有的許多便利都無從談起。一枚小小的芯片，將幾十年技術創新歷程濃縮成一面鏡子，反映出全球貿易市場的風云變幻。

如何看待芯片在人工智能熱潮中所扮演的角色？當前全球芯片產業面臨怎樣的發展趨勢？美國制裁下，中國芯片的機會在哪里？近日，《紅周刊》專訪資深芯片研究專家、《芯片簡史》作者汪波，對芯片技術、摩爾定律、龍頭公司等方向進行了探討。他認為，摩爾定律必然會失效，但科學家們的進取心，會讓科學技術不斷邁向更高的水平。在他看來，英偉達實現萬億市值很難得，黃仁勛每一次都能踏準風口，這是他的魄力所在。對于國內的芯片公司而言，目前一定要走過一段陣痛期，但一旦實現突破，我們的成本的效率會更高，會具備絕對優勢。

摩爾定律和科學家的進取精神共同推動行業變革

《紅周刊》：今年以來，ChatGPT引領的人工智能風潮席卷全球，大家熱烈討論的核心在于，人工智能可以輔助很多行業的發展。您怎么看待這一輪AI崛起的機會？

汪波：ChatGPT的出現跟當時iPhone出現的情況有些類似，突然出現在公眾面前，很像當初的“iPhone時刻”，在技術上有一個新的突破。

當然，這種突破也是需要技術基礎的，看似是一個偶然事件，其實是一種必然。我們知道，人工智能大量應用GPU芯片，這種處理器在這幾年剛好達到或者超過了一定閾值，硬件條件可以支持大規模算力。若放在前幾年，這個變革就不會發生。

最近十年，人工智能的算法在不斷進化，截至目前，硬件和軟件條件都做好了準備，才會出現這樣的技術突破。未來，隨著芯片提供更高的算力，人工智能也會越來越強大。

《紅周刊》：您在新書《芯片簡史》中提到，摩爾定律終結是一件必然的事情，那么摩爾定律失效之后，芯片的發展將呈現怎樣的趨勢？

汪波：摩爾定律是指芯片內元件數量不斷翻番的規律，從現在的技術發展趨勢上看，摩爾定律翻番的節奏已經在放緩了，但只要元件的數量在增長，那么摩爾定律就是有效的。

具體來說，摩爾定律是一個指數定律，不可能趨向無窮大，人們也不可能造出有無窮多個晶體管的芯片，所以將來一定會達到極限。但是摩爾定律與人的信心有關，正是因為存在很多困難，當有很多坎兒邁不過去的時候，業界會迸發出新的活力來突破這個難關，一旦突破之后，摩爾定律又繼續前進。

具體來說，當前處于3納米的工藝節點，未來還會逼近極限。除了縮小尺寸，人們還會通過其他辦法來增加元件的數量，比如通過3D疊加的方式做多層的芯片，就像蓋樓一樣，現在已經有100至200層的芯片，未來可能還會繼續增加。

我們總可以通過其他的方式來提高計算的能力，就像一個孩子成長到18至20歲，腦中的神經元數量基本上不會再增加了，但這并不意味著他不能繼續學習。

英偉達的萬億市值很難得臺積電有時代背景支撐

《紅周刊》：芯片產業最近十年的快速發展，為AI的爆發奠定了基礎，我們如何更好地看待二者的關系？

汪波：芯片是硬件基礎沒錯，它提供了規模更大的計算。當然，人工智能作為一種應用，也在拉動芯片的發展。

早期芯片的發展是靠物理基礎、技術更新來推動，但是21世紀以來，大部分時候芯片的發展是靠新的應用在驅動。比如，互聯網的崛起帶動了英特爾CPU的發展，智能手機的崛起需要更多低功耗的芯片，因此有了英國的ARM這樣的公司。正是因為有了人工智能最近十年的發展，才使得英偉達這樣的公司實現了高速增長。

《紅周刊》：英偉達的GPU是它的優勢。

汪波：是的。英偉達目前市值已經超過了英特爾，接近一萬億美元。

對于一家做硬件的公司來說，實現一萬億美元市值是非常難得的。

不過，GPU的缺陷是功耗過大，用電量較高，但是由于它的功能太強大，人們暫時還不太在意它的功耗。

如果未來隨著算力的增加，電力的成本變得越來越難以忍受的時候，新的低功耗芯片可能就成為未來發展的方向。

《紅周刊》：市場認為黃仁勛是偉大的企業家，您對他怎么看？

汪波：黃仁勛是一個很有個性的人，在成立英偉達之前，他曾打電話問咨詢公司能不能進入顯卡行業？當時咨詢公司回復他，這個行業已經有30多家公司，市場混亂、競爭激烈，并勸他不要進來。

但是黃仁勛還是進場了，而且他很有想法，選擇跟當時日本的世嘉游戲公司合作研發更適合游戲的顯卡，這就避開了和英特爾、AMD這種大公司直接競爭。后來英偉達抓住了游戲機3D顯卡的趨勢，跟微軟的Xbox合作，一年可能有幾百萬臺甚至上千萬臺的銷量，一下子把英偉達產品的銷量帶了起來。

再后來黃仁勛帶領公司跟谷歌的人工智能業務合作，抓住了人工智能的發展機會。我們可以看到英偉達非常擅于抓住技術浪潮帶來的新機會，在30年前，很難想象一家做游戲顯卡的公司會與人工智能有緊密的聯系，但英偉達做到了。

同時，英偉達采用Fabless無廠模式，只做芯片的設計，不做芯片的制造，把芯片的制造和生產都交給臺積電，它專注于研發，降低了公司的成本，它和臺積電之間也是互惠互利、共同成長的合作伙伴關系。

《紅周刊》：您如何看待臺積電這家公司呢？

汪波：芯片領域有一個洛克定律，即芯片制造廠商的成本每4年會增加一倍，這意味著越晚進入芯片制造領域，越難自己開辦一個晶圓加工廠。英特爾在1968年成立時只需要250萬美元，所以英特爾可以自己設計、自己制造，但是到了上世紀90年代，開一家芯片制造廠的成本就已經很高了，所以像英偉達、高通等公司只能找別人代工。

成立于1987年的臺積電就是靠著這種模式異軍突起的，它的出現迎合了產業的發展。當時涌現了很多芯片設計公司，但他們沒有足夠的資金開辦自己的加工廠，臺積電的代工模式正好與之匹配，而且避開了與英特爾的競爭。

臺積電的優勢是不存在旺季和淡季，比如英偉達剛成立時是和歐洲一家芯片制造商意法半導體合作，但是這家公司有自己的設計和制造，只有淡季才能為英偉達做代工。

而臺積電面向全球市場，它只做代工，與客戶不存在競爭關系，臺積電的發展會帶動芯片公司共同成長，如阿斯麥、高通、英偉達等，這些設計公司反過來也會把更多訂單交給臺積電。所以臺積電了解全世界芯片發展的趨勢，他們會提前做好技術上的準備。

《紅周刊》：我們發現在芯片領域，很多優秀的科學家、企業家乃至企業都來自中國臺灣，背后的原因是什么？

汪波：一方面是政策上的支持，上世紀70年代中國臺灣開始把半導體當作支柱性產業來發展。

另一方面，他們對人才的培養一直沒有中斷，在80年代發展半導體時，人才就可以直接填充進去。當時很多中國臺灣的青年，例如胡正明，在美國讀研究生后把最新的技術和風潮帶回來，回來的人再培養本地的學生，他們不斷跟世界進行開放式交流，從世界吸收新的東西、新的技術，所以后來趕超了當時的先進技術。

車用芯片是中國企業彎道超車的機會

《紅周刊》：中國國產替代的芯片廠商，目前的供需結構怎么樣？

汪波：此前芯片短缺的時候，芯片價格飆升了幾十倍都有可能拿不到貨，2020年很多公司的晶圓加工訂單要排到幾年后，到了2021年就緩解了一點，到了2022年、2023年就不用排隊了。

當前較為明顯的趨勢是，全球消費電子表現疲軟導致對芯片的需求減少。前段時間OPPO解散哲庫，終止芯片自研也跟這個有關，因為它看不到全球消費電子市場的重新振興，如果還有一點點希望，我想哲庫都不會輕易關掉他們的手機芯片研發部門。

實際上，上層應用對芯片有很大影響。比如，在2000年前后，互聯網泡沫帶動了電腦的發展，從而帶動了CPU的需求量，后來互聯網泡沫破裂，那幾年也有很多芯片公司破產。

到了2007年，蘋果發布iPhone后，帶動了手機的崛起，對芯片的需求再次提升，所以每隔幾年就會有一個變化，這個行業的發展還是需要一些新的需求引領?，F在人工智能可能是一個新的需求，但這個需求主要集中在大公司，像中國的百度、騰訊、華為等公司，國外就是微軟、谷歌、蘋果等公司，他們會大量采購人工智能芯片。

有另外一方面值得關注，新能源汽車這幾年發展得比較迅猛，一臺車里面可能有1000多顆芯片，新能源汽車的發展，也會拉動車用芯片的需求。而且車用芯片的要求是耐高溫、耐壓，能在惡劣環境下正常工作。它不要求最先進的工藝，但要求穩定可靠，所以28納米或45納米就已足夠。這對中國企業來說是一個優勢，未來隨著比亞迪等中國新能源汽車廠商的崛起，對這種成熟、安全芯片的需求會越來越多。

中芯國際處于困難時期國產芯片企業需要忍受陣痛

《紅周刊》：以中芯國際為例，由于美國的制裁，中國芯片企業的發展困難重重。

汪波：中芯國際也是以晶圓片代工為主，在過去十幾年的發展中基本上比全球先進技術落后兩代左右，但最近幾年由于美國的制裁，中芯國際沒辦法引進最先進的光刻機，這一點對它的影響比較大，所以它現在只能生產成熟工藝的芯片。

中芯國際的光刻機是從荷蘭的阿斯麥進口，但是美國實施長臂管轄政策限制荷蘭向中國出口最先進的光刻機，如今還把這個螺絲越擰越緊，一開始不允許出口最先進的EUV光刻機，這樣5納米及以下尺寸工藝的芯片就無法生產；去年開始，又限制出口可以生產14納米成熟工藝的光刻機，因為美國現在想把中國芯片的工藝節點卡在14納米，所以中芯國際現在處于一個比較困難的時期。

《紅周刊》：我們需要正視這些技術難題，同時加大技術研發力度。

汪波：是的。以EUV光刻機為例，荷蘭的阿斯麥也花了二十多年的時間才取得研發上的突破，他們也在一些關鍵節點卡住了很久。我們現在沒有辦法去獲取最先進的技術，就要靠自己去研發，就算我們更聰明、更努力一點，也得花相當多的時間，不是三五年就能度過的。

以前我們靠進口，把最先進的芯片買過來就行，現在我們沒有退路了，從任何一個渠道都買不到最先進的設備和材料，就只能是靠自己研發。

但是，一旦將來我們取得技術上的突破，中國芯片的生產成本會更低，比如制造一臺EUV光刻機可能會低于2億美元，而且制造速度也會更快，但前提是我們需要忍受一段時間的陣痛，在這些“卡脖子”技術上只能背水一戰。