革命就意味著新生，這次的領頭羊能是誰？

作者：米樂

對于半導體產業來說，行業層面的技術密集和強獨占性體制限制了知識的溢出效應，后發者難以通過吸收能力完成對于已有技術知識的納入并進行二次創新；在技術層面，半導體技術包含了大量的緘默性知識，提升了知識轉移難度，限制了后發者對于先發者的知識侵蝕效應；產業、產品與技術3個層面的特征導致了半導體產業中的后發者劣勢明顯，在這種情境下，后發者難以通過技術創新完成對先發者的追趕。

上述3個層面的后發者劣勢導致我國芯片產業呈現出供給側嚴重不足，需求側對“外源性”芯片依賴性強的市場特征。在這樣的市場結構下，貿易保護主義進一步降低了我國半導體產業在全球市場中的競爭力，2019年以來，美國政府頻頻出手制裁中國高新技術企業，破壞了基于全球產業大循環的中國半導體產業鏈，以期從戰略上削弱中國制造在高科技領域中的競爭力。

然而，在全球半導體產業的發展歷史中，三星與臺積電卻通過商業模式創新成功突破瓶頸，克服了后發劣勢。半導體產業的“突圍”之路，中國能怎么走呢？其實不只三星臺積電突圍成功， IDM模式崛起了英特爾，Fabless模式成功了AMD和英偉達，IP模式又成就了ARM、高通，接下來是什么模式？

革命，能給中國帶來什么？

重要的產業生態革命

1958年，半導體產業誕生于美國，IBM公司成為首個量產晶體管的公司，產業鏈上下游大多都遵循IBM的研發節奏，后續發明影響行業的革命性芯片與商業應用，例如英特爾4004、英特爾8088、IBM個人計算機等。自此，美國獨家掌握全球最先進的半導體工藝及知識產權多年。

第一次產業生態革命發生在20世紀70年代，出于經濟與政治因素考慮，美國向日本提供半導體產業的技術與設備支持，80年左右日本半導體產業一度躍至世界第一。

1955年，日本索尼通過通產省特別外匯指標購買專利，設計出了世界首款晶體管收音機開始，日本正式踏入全球半導體產業。至此，晶體管從美國一個偶然的發現，變成了一個日本新興產業。

便攜式的半導體收音機，很快收獲了市場的正面回饋，而這也帶動了日本晶體管產業鏈的極大發展。東芝、日本電氣公司(NEC)等公司紛紛加入了晶體管產業，為此后半導體產業鏈打下了基礎。1959年，日本晶體管銷量達成世界第一，產量追平美國。

60年代末，日本政府大力限制美國IC產業涌入日本市場。因為在 1967年, 夏普公司開發出首臺全部使用晶體管的臺式機。此后家用臺式機的風口快速被打開，眾多原本致力于軍用訂單的美國IC產業涌入民用，一時間導致原本根植于民用的日本半導體產業舉步維艱。

面對美國氣勢洶洶的“半導體大兵“，日本產業面臨必須快速挖掘新民用市場的任務，以產品優勢抵消美國的技術優勢。這時，卡西歐敏銳發覺到，基于LSI的臺式機對于家庭用戶來說并沒有什么價值，但更簡單便宜的計算器，卻可能給生活帶來巨大改變。于是卡西歐與日立合作，在1972年推出了全球首款電子計算器，隨即一炮打響。與美國企業判斷未來家庭需要昂貴的LSI計算機不同，日本企業觀察到日本家庭主婦每天需要大量計算家庭收支。而簡單好用的計算器才是真正的剛需。憑借主婦們撐起的這場計算器風暴，日本IC產業迎來了市場上的巨大勝利，而這也為日本半導體的黃金十年，埋下了最后一根引線。

而在在日本半導體進入快車道之后，真正充斥于美日間的是大量專利糾紛，以及十分露骨的貿易保護政策。這在日本半導體崛起階段，最具代表性的就是IC產業之爭。愈演愈烈，第二次產業生態革命悄然到來。

第二次產業生態革命發生在90年代，美國為了遏制日本發展并奪回半導體行業話語權，開始向韓國與中國臺灣提供半導體技術支持。2010年后，為了降低設備成本、人力成本等，許多半導體企業紛紛選擇在中國大陸建廠生產。

韓國半導體產業發端于1965-1974年，最早作為美日半導體廠商投資為主的組裝基地開始起步。利用韓國廉價勞動力的來料加工模式。產品主要為存儲芯片、二極管三極管。

20世紀70年代，由于韓國電子企業嚴重缺乏自主技術，政府制定施政綱領，強調獲取半導體技術能力的重要性。韓國陸續從美國和日本獲得半導體工業所需技術。

20世紀80年代，政府強力干預，韓國半導體產業飛速發展。選擇DRAM作為發展重點。三星、現代、LG參與DRAM為主的大規模芯片生產。1986年進入存儲器自主研發。

1999年后三星成為韓國第一大集團，韓國DRAM市占率超過日本。韓國政府持續大量投入，促成產業實現超越。20世紀80年代末，韓國政府推出扶持半導體產業的十年規劃，以每年遞增25%的速率對半導體開發進行持續投入。1994年，韓國三家公司躋身世界半導體公司投資top10：三星電子設備投資15.44億美元，居世界第二位，僅次于英特爾公司。

與此同時中國臺灣的代工模式工廠開始崛起。

兩次革命，美國仍在當今的全球半導體產業中具有主導作用。過去 10 年，美國半導體行業在研發方面的投資總額為 3120 億美元，且美國半導體大公司研發占收入比常年維持在 17%~20%，高于其他地區的 7%~14%。同時美國政府在基礎研究層面做了大量投資。半導體的發展不是一朝一夕，革命的發生也不以國家見長而是以能力，以技術。美國沒有錯失每一個讓自己國家半導體成長的機會，比如壓制日本，比如扶持韓國，再比如今天頒發芯片法案，當然也包括制裁中國企業。

那中國要抓住機會是什么？革命從哪里開始？那可能就是從模式切入。

全球半導體產業的商業分工模式

IDM模式：集芯片設計、芯片制造、芯片封裝和測試等多個生產制造環節于一體。早期的集成電路企業多采用這種模式，由于成本高目前僅有少數企業選擇該模式，如三星、德州儀器（TI）。

Fabless模式:只負責芯片的電路設計與銷售，將芯片的生產、封裝、測試等環節外包給其他公司，海思、聯發科、博通等采用該模式。無工廠芯片供應商模式的優勢是輕資產運行，初始投資規模較小，企業運行費用較低，轉型相對靈活。

Foundry模式：代工廠模式不負責芯片設計，只負責制造、封裝或測試其中的一個環節，可同時為多家設計公司提供服務，但會受制于客戶間的競爭關系，代表企業有中芯國際、臺積電。

由圖2可以看出全球半導體產業的商業分工模式演變基本和產業生態革命的時間很吻合，這是因為革命的發生是產業的變革，每次變革都會出現新的模式和新的模式下的領軍企業。2010 年以后，通信技術進入流量劇增的移動互聯網時代，我國的芯片產業已經開始逐步從臺灣向大陸轉移。

現在的國際形勢并不明朗，中國半導體逆水行舟，摩爾定律瀕臨極限，第三代第四代半導體材料躍躍欲試，陰云密布，大雨能是什么？

新的模式？

2019年10月《經濟學人》發布觀點：開源將會成為處理器芯片發展的一個新趨勢。RISC-V架構，目標是打造一個對標X86和ARM的開源替代方案。

在新技術范式、全球化市場的情境下，提升芯片處理能力的最佳解決方案是“云計算”背景下的“芯片開源”，即由“通用計算”變為“異構計算”，人工智能芯片就是典型的“異構計算”芯片，阿里巴巴、華為、百度等企業已提前布局云計算和AI芯片。

誕生于2010年的RISC-V歷史很短，但作為開源項目，RISC-V遵從BSD協議，意味著任何組織機構和商業組織都可以基于RISC-V指令集架構開發內核、相關芯片以及開發工具。真正因為完全開源的特征，RISC-V在發展短短數十年中，已經成為了中國科技公司攻破國外壟斷的主要方向，并且采用RISC-V架構的中國企業也做出了令人矚目的成績，我們還開發了特色的“香山模式”。

香山模式無疑可以孕育新的領軍企業。因為每一次這種變革都會孕育出一些新的世界級的創新企業。就像IDM模式崛起了英特爾，fabless模式成功了AMD和英偉達，IP模式又成就了ARM、高通。香山這種根本上是一種越來越開放的模式，英特爾的X86只賣芯片，它的內部的源代碼是不會開放，包括ARM。香山的模式不僅僅是源代碼開放，底層的整個一套工具鏈和流程也都是開放的，所以現在也是有一批企業已經在基于香山來去做相應的一些開發，這就是香山模式的重要優勢。

開源不僅可以更好的推進科技的進步，也是中國加速融入世界創新的有效方式，下一次革命，會不會是開源取勝呢？
編輯：黃飛