英伟达万亿市值很难得国内车规芯片迎超车机会

张一雪

摩尔定律与人的信心有关，正是因为存在很多困难，当有很多坎儿迈不过去的时候，业界会迸发出新的活力来突破这个难关，一旦突破之后，摩尔定律又继续前进。

芯片构成了现代社会正常运转的核心控制单元，没有芯片，我们现在所拥有的许多便利都无从谈起。一枚小小的芯片，将几十年技术创新历程浓缩成一面镜子，反映出全球贸易市场的风云变幻。

如何看待芯片在人工智能热潮中所扮演的角色？当前全球芯片产业面临怎样的发展趋势？美国制裁下，中国芯片的机会在哪里？近日，《红周刊》专访资深芯片研究专家、《芯片简史》作者汪波，对芯片技术、摩尔定律、龙头公司等方向进行了探讨。他认为，摩尔定律必然会失效，但科学家们的进取心，会让科学技术不断迈向更高的水平。在他看来，英伟达实现万亿市值很难得，黄仁勋每一次都能踏准风口，这是他的魄力所在。对于国内的芯片公司而言，目前一定要走过一段阵痛期，但一旦实现突破，我们的成本的效率会更高，会具备绝对优势。

摩尔定律和科学家的进取精神共同推动行业变革

《红周刊》：今年以来，ChatGPT引领的人工智能风潮席卷全球，大家热烈讨论的核心在于，人工智能可以辅助很多行业的发展。您怎么看待这一轮AI崛起的机会？

汪波：ChatGPT的出现跟当时iPhone出现的情况有些类似，突然出现在公众面前，很像当初的“iPhone时刻”，在技术上有一个新的突破。

当然，这种突破也是需要技术基础的，看似是一个偶然事件，其实是一种必然。我们知道，人工智能大量应用GPU芯片，这种处理器在这几年刚好达到或者超过了一定阈值，硬件条件可以支持大规模算力。若放在前几年，这个变革就不会发生。

最近十年，人工智能的算法在不断进化，截至目前，硬件和软件条件都做好了准备，才会出现这样的技术突破。未来，随着芯片提供更高的算力，人工智能也会越来越强大。

《红周刊》：您在新书《芯片简史》中提到，摩尔定律终结是一件必然的事情，那么摩尔定律失效之后，芯片的发展将呈现怎样的趋势？

汪波：摩尔定律是指芯片内元件数量不断翻番的规律，从现在的技术发展趋势上看，摩尔定律翻番的节奏已经在放缓了，但只要元件的数量在增长，那么摩尔定律就是有效的。

具体来说，摩尔定律是一个指数定律，不可能趋向无穷大，人们也不可能造出有无穷多个晶体管的芯片，所以将来一定会达到极限。但是摩尔定律与人的信心有关，正是因为存在很多困难，当有很多坎儿迈不过去的时候，业界会迸发出新的活力来突破这个难关，一旦突破之后，摩尔定律又继续前进。

具体来说，当前处于3纳米的工艺节点，未来还会逼近极限。除了缩小尺寸，人们还会通过其他办法来增加元件的数量，比如通过3D叠加的方式做多层的芯片，就像盖楼一样，现在已经有100至200层的芯片，未来可能还会继续增加。

我们总可以通过其他的方式来提高计算的能力，就像一个孩子成长到18至20岁，脑中的神经元数量基本上不会再增加了，但这并不意味着他不能继续学习。

英伟达的万亿市值很难得台积电有时代背景支撑

《红周刊》：芯片产业最近十年的快速发展，为AI的爆发奠定了基础，我们如何更好地看待二者的关系？

汪波：芯片是硬件基础没错，它提供了规模更大的计算。当然，人工智能作为一种应用，也在拉动芯片的发展。

早期芯片的发展是靠物理基础、技术更新来推动，但是21世纪以来，大部分时候芯片的发展是靠新的应用在驱动。比如，互联网的崛起带动了英特尔CPU的发展，智能手机的崛起需要更多低功耗的芯片，因此有了英国的ARM这样的公司。正是因为有了人工智能最近十年的发展，才使得英伟达这样的公司實现了高速增长。

《红周刊》：英伟达的GPU是它的优势。

汪波：是的。英伟达目前市值已经超过了英特尔，接近一万亿美元。

对于一家做硬件的公司来说，实现一万亿美元市值是非常难得的。

不过，GPU的缺陷是功耗过大，用电量较高，但是由于它的功能太强大，人们暂时还不太在意它的功耗。

如果未来随着算力的增加，电力的成本变得越来越难以忍受的时候，新的低功耗芯片可能就成为未来发展的方向。

《红周刊》：市场认为黄仁勋是伟大的企业家，您对他怎么看？

汪波：黄仁勋是一个很有个性的人，在成立英伟达之前，他曾打电话问咨询公司能不能进入显卡行业？当时咨询公司回复他，这个行业已经有30多家公司，市场混乱、竞争激烈，并劝他不要进来。

但是黄仁勋还是进场了，而且他很有想法，选择跟当时日本的世嘉游戏公司合作研发更适合游戏的显卡，这就避开了和英特尔、AMD这种大公司直接竞争。后来英伟达抓住了游戏机3D显卡的趋势，跟微软的Xbox合作，一年可能有几百万台甚至上千万台的销量，一下子把英伟达产品的销量带了起来。

再后来黄仁勋带领公司跟谷歌的人工智能业务合作，抓住了人工智能的发展机会。我们可以看到英伟达非常擅于抓住技术浪潮带来的新机会，在30年前，很难想象一家做游戏显卡的公司会与人工智能有紧密的联系，但英伟达做到了。

同时，英伟达采用Fabless无厂模式，只做芯片的设计，不做芯片的制造，把芯片的制造和生产都交给台积电，它专注于研发，降低了公司的成本，它和台积电之间也是互惠互利、共同成长的合作伙伴关系。

《红周刊》：您如何看待台积电这家公司呢？

汪波：芯片领域有一个洛克定律，即芯片制造厂商的成本每4年会增加一倍，这意味着越晚进入芯片制造领域，越难自己开办一个晶圆加工厂。英特尔在1968年成立时只需要250万美元，所以英特尔可以自己设计、自己制造，但是到了上世纪90年代，开一家芯片制造厂的成本就已经很高了，所以像英伟达、高通等公司只能找别人代工。

成立于1987年的台积电就是靠着这种模式异军突起的，它的出现迎合了产业的发展。当时涌现了很多芯片设计公司，但他们没有足够的资金开办自己的加工厂，台积电的代工模式正好与之匹配，而且避开了与英特尔的竞争。

台积电的优势是不存在旺季和淡季，比如英伟达刚成立时是和欧洲一家芯片制造商意法半导体合作，但是这家公司有自己的设计和制造，只有淡季才能为英伟达做代工。

而台积电面向全球市场，它只做代工，与客户不存在竞争关系，台积电的发展会带动芯片公司共同成长，如阿斯麦、高通、英伟达等，这些设计公司反过来也会把更多订单交给台积电。所以台积电了解全世界芯片发展的趋势，他们会提前做好技术上的准备。

《红周刊》：我们发现在芯片领域，很多优秀的科学家、企业家乃至企业都来自中国台湾，背后的原因是什么？

汪波：一方面是政策上的支持，上世纪70年代中国台湾开始把半导体当作支柱性产业来发展。

另一方面，他们对人才的培养一直没有中断，在80年代发展半导体时，人才就可以直接填充进去。当时很多中国台湾的青年，例如胡正明，在美国读研究生后把最新的技术和风潮带回来，回来的人再培养本地的学生，他们不断跟世界进行开放式交流，从世界吸收新的东西、新的技术，所以后來赶超了当时的先进技术。

车用芯片是中国企业弯道超车的机会

《红周刊》：中国国产替代的芯片厂商，目前的供需结构怎么样？

汪波：此前芯片短缺的时候，芯片价格飙升了几十倍都有可能拿不到货，2020年很多公司的晶圆加工订单要排到几年后，到了2021年就缓解了一点，到了2022年、2023年就不用排队了。

当前较为明显的趋势是，全球消费电子表现疲软导致对芯片的需求减少。前段时间OPPO解散哲库，终止芯片自研也跟这个有关，因为它看不到全球消费电子市场的重新振兴，如果还有一点点希望，我想哲库都不会轻易关掉他们的手机芯片研发部门。

实际上，上层应用对芯片有很大影响。比如，在2000年前后，互联网泡沫带动了电脑的发展，从而带动了CPU的需求量，后来互联网泡沫破裂，那几年也有很多芯片公司破产。

到了2007年，苹果发布iPhone后，带动了手机的崛起，对芯片的需求再次提升，所以每隔几年就会有一个变化，这个行业的发展还是需要一些新的需求引领。现在人工智能可能是一个新的需求，但这个需求主要集中在大公司，像中国的百度、腾讯、华为等公司，国外就是微软、谷歌、苹果等公司，他们会大量采购人工智能芯片。

有另外一方面值得关注，新能源汽车这几年发展得比较迅猛，一台车里面可能有1000多颗芯片，新能源汽车的发展，也会拉动车用芯片的需求。而且车用芯片的要求是耐高温、耐压，能在恶劣环境下正常工作。它不要求最先进的工艺，但要求稳定可靠，所以28纳米或45纳米就已足够。这对中国企业来说是一个优势，未来随着比亚迪等中国新能源汽车厂商的崛起，对这种成熟、安全芯片的需求会越来越多。

中芯国际处于困难时期国产芯片企业需要忍受阵痛

《红周刊》：以中芯国际为例，由于美国的制裁，中国芯片企业的发展困难重重。

汪波：中芯国际也是以晶圆片代工为主，在过去十几年的发展中基本上比全球先进技术落后两代左右，但最近几年由于美国的制裁，中芯国际没办法引进最先进的光刻机，这一点对它的影响比较大，所以它现在只能生产成熟工艺的芯片。

中芯国际的光刻机是从荷兰的阿斯麦进口，但是美国实施长臂管辖政策限制荷兰向中国出口最先进的光刻机，如今还把这个螺丝越拧越紧，一开始不允许出口最先进的EUV光刻机，这样5纳米及以下尺寸工艺的芯片就无法生产；去年开始，又限制出口可以生产14纳米成熟工艺的光刻机，因为美国现在想把中国芯片的工艺节点卡在14纳米，所以中芯国际现在处于一个比较困难的时期。

《红周刊》：我们需要正视这些技术难题，同时加大技术研发力度。

汪波：是的。以EUV光刻机为例，荷兰的阿斯麦也花了二十多年的时间才取得研发上的突破，他们也在一些关键节点卡住了很久。我们现在没有办法去获取最先进的技术，就要靠自己去研发，就算我们更聪明、更努力一点，也得花相当多的时间，不是三五年就能度过的。

以前我们靠进口，把最先进的芯片买过来就行，现在我们没有退路了，从任何一个渠道都买不到最先进的设备和材料，就只能是靠自己研发。

但是，一旦将来我们取得技术上的突破，中国芯片的生产成本会更低，比如制造一台EUV光刻机可能会低于2亿美元，而且制造速度也会更快，但前提是我们需要忍受一段时间的阵痛，在这些“卡脖子”技术上只能背水一战。