目录
1.技术优势 出道即巅峰
2.生态布道 品牌植入中国
3.应用场景 加速品牌的商业化运作

2022年4月,全球权威AI基准测试MLPerf,阿里自研的玄铁RISC-V C906处理器拿下了4项全球第一,性能是同类最优产品的10倍以上。分析人士认为这证明了RISC-V的发展潜力,在AIOT领域实现彻底国产化替代潮已经到来。自诞生以来即风靡全球的RISC-V架构,如今在中国的品牌运作也取得了不俗业绩。
技术优势 出道即巅峰
芯片由晶体管组成,晶体管由半导体材料制造。半导体主要由集成电路、光电器件、分立器件、传感器四个部分组成。由于集成电路又占了半导体器件80%以上的份额,因此通常将半导体和集成电路等同。集成电路按照产品种类又主要分为微处理器、存储器、逻辑器件、模拟器件,这四大类通常统称芯片。因此芯片是集成电路的简称,诞生至今已经有60多年历史。19世纪30年代到1880年之间,英国、法国、德国科学家先后发现了半导体的电阻效应、光伏效应、光电导效应、整流效应。1911年首次被提出使用的半导体名称,在众多科学家的努力下逐步形成了整流理论、能带理论、势垒理论。1947年,美国贝尔实验室尽管全面总结了半导体材料的上述四个特性。但由于半导体材料难以提纯到理想的程度,从1880-1947年长达67年的时间里,半导体材料研究和应用进程非常缓慢。此后,在电子真空二级管、三级管先后研发问世的过程中,科学家们发现硅才是最为适合和广泛应用的半导体材料,因而一直延续应用至今。起初,MOS(MOSFET的简称,金氧半场效晶体管)的诞生,宣告了其在电子技术中的统治地位,因为它是支撑大规模集成电路发展的基石。后被CMOS(互补金属氧化物半导体)电路技术逐步优化取代,成为大规模集成电路发展的坚实基础。今天,95%以上的芯片都是基于CMOS工艺制造。
1956年,肖克利、巴丁、布拉顿三人,因发明晶体管同时荣获诺贝尔物理学奖。然而肖克利并不满足,他依然进行着不断地尝试,希望发明性能更好的晶体管,并将其商品化。与此同时,高纯硅的工业提炼技术已成熟,用硅晶片生产的晶体管收音机也问世。在贝尔实验室工作的肖克利看到了未来的商机,而现在只能看着贝尔实验室拿他的发明赚钱。贝尔实验室为全球IT发展贡献了两大核心基座,一是肖克利发明的晶体管,成为芯片量产最主要的器件,沿用至今。二是研发了全球操作系统的鼻祖Unix,后经开源迭代,在世界范围内生根发芽开花结果,和微软Windows平分秋色,并长期垄断全球移动互联网市场。
因长久积累的利益分割不均导致矛盾爆发,1955年,肖克利回到了自己的家乡旧金山湾区南部创办了自己的公司。这也是美国北加州成为硅工业中心后,被称为“硅谷”的原因。可以说,硅谷能有今天这样举世闻名的地位,肇始人肖克利以产业奠基和带动一个城市成为高科技的标签,功不可没。纵观国内外的硅谷、新加坡、中国香港、中国澳门、上海张江高科、北京中关村、深圳粤海街道、浙江云栖乌镇、东莞松山湖、珠海(航展)等区域品牌的崛起,基本都是先以区位优势、基础设施、政策规划、人才布局、高效服务等软硬件条件打造区域品牌和名片,然后吸引创新突破的技术及企业落户。发挥头部品牌的影响力和辐射力,加之打造固定的IP活动持续造势,完成从0到1,从1到N的积累。逐步形成完善的创新链、产业链、生态链,壮大行业规模,进而吸引更多的品牌企业和人才落户,“鸡生蛋、蛋生鸡“式的循环往复,最终成为具有全球竞争力和领先优势的前沿科技或产业集群品牌高地。《质量建设强国纲要》也指出,提升产业集群质量引领力。支持先导性、支柱性产业集群加强先进技术应用、质量创新、质量基础设施升级,培育形成一批技术质量优势突出、产业链融通发展的产业集群。深化产业集群质量管理机制创新,构建质量管理协同、质量资源共享、企业分工协作的质量发展良好生态。组建一批产业集群质量标准创新合作平台,加强创新技术研发,开展先进标准研制,推广卓越质量管理实践。依托国家级新区、国家高新技术产业开发区、自由贸易试验区等,打造技术、质量、管理创新策源地,培育形成具有引领力的质量卓越产业集群;打造区域质量发展新优势,加强质量政策引导,推动区域质量发展与生产力布局、区位优势、环境承载能力及社会发展需求对接融合。推动东部地区发挥质量变革创新的引领带动作用,增强质量竞争新优势,实现整体质量提升。引导中西部地区因地制宜发展特色产业,促进区域内支柱产业质量升级,培育形成质量发展比较优势。推动东北地区优化质量发展环境,加快新旧动能转换,促进产业改造升级和质量振兴。健全区域质量合作互助机制,推动区域质量协同发展。深化质量强省建设,推动质量强市、质量强业向纵深发展,打造质量强国建设标杆。
肖克利虽然是一个聪明绝顶的天才,但却不善于管理。技术天才专横独裁和缺乏对同事尊重信任的缺陷,导致公司很长时间没有作出产品,而后引发了原先追随自己一起创业的“硅谷八叛徒“愤然离职。很快,这八个人就拿到了一笔风险投资,成立了被称为半导体“西点军校”的仙童半导体。1958年,仙童与德州仪器公司间隔数月分别发明了集成电路,开创了世界微电子学的历史,使半导体产业由“发明时代”进入了“商用时代”。
然而就像后来苹果公司乔布斯形象比喻的那样:“仙童半导体公司就像个成熟了的蒲公英,你一吹它,这种创业精神的种子就随风四处飘扬了。”合久必分的命运再次降临,最初的“八叛徒“离开仙童,先后创办了今天享誉全球的半导体巨头Intel 、AMD等。
1964年,Intel公司创始人之一的戈登.摩尔提出著名的摩尔定律,预测芯片技术的未来发展趋势是,当价格不变时,芯片上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍,后来50多年芯片技术的发展证明了摩尔定律基本上还是准确的。
反观国内,50-70年代末,国内半导体行业起步即与世界同步。20世纪50年代中期,中国开始发展半导体产业,并逐渐缩短与美国的差距。1956年,在周恩来总理的关怀下,通信广播系统、无线电电子学研究应用等多项技术被列为国家重要的科学技术项目,半导体技术赫然在列。由此,中国人发起了对半导体技术的全面攻坚战。被称为是中国微电子科技领域的”三大巨头“黄昆、谢希德、王守武在中国半导体历史开局上留下了浓墨重彩的印记。黄昆和谢希德一起合著了《半导体物理学》这本经典教材,填补了国内此学科的空白。而王守武更是功勋等身,研制成功了中国第一只锗合金扩散晶体管、第一台单晶炉、第一根锗单晶、第一只半导体激光器、4千位和16千位MOS随机存储器大规模集成电路;建成4千位大规模集成电路生产线。半导体材料的电阻率、少数载流子寿命以及锗晶体管频率特性的标准测试方法及相应的标准测试系统、半导体异质结激光器性质、平面Gunn器件、PNPN结构器件等半导体器件和器件物理方面的基础研究工作。
1958年,北京大学设立半导体专业,上海组建华东计算技术研究所、上海元件五厂、上海电子管厂、上海无线电十四厂等。1960年,中科院半导体所和河北半导体所正式成立,标志着我国半导体工业体系初步建成。同年,夏培肃(女)院士自行设计的107计算机研制成功,并被安装在中国科学技术大学。1964年,计算机专家吴几康成功研制出中国第一台自主设计的晶体管119计算机。1965年,中国自主研制的第一块单片集成电路在上海诞生。而此时的美国,“八叛徒”于不久前在硅谷刚刚点燃了半导体行业星星之火。中国步入集成电路时代比美国仅仅晚7年,可是比韩国早10年。1970年,哈尔滨军事工程学院(简称哈军工)研制出国内第一台具有分时操作系统和汇编语言-FORTRAN语言及标准程序库的计算机441B-III。1975年,上海无线电十四厂成功开发出当时最高水平的1024位移位存储器并于同年被生产出来。这一技术尽管比美国、日本晚了四五年,但是比韩国要早四五年。
中国芯片光刻工艺研究,比美国稍晚,跟日本差不多同时起步,甚至比韩国、中国台湾地区都要早10年。早在1965年,中科院就研制出65型接触式光刻机。现在的光刻机巨头荷兰ASML,直到5年后的1970年,ASML的前身飞利浦研究院才进行研制,1984年才正式成立,而此时日本的一些芯片设备巨头尼康等也才刚刚进入这个领域。在随后的20年里,我国芯片领域的技术一直走在世界前沿的水平。1976年中科院109厂(现中科院微电子研究所)就研究出1000万次的大型电子计算机。1978年,美国GCA公司推出世界第一台商品化的分步式投影光刻机——DSW4800,光刻精度3纳米左右。1980年,清华大学研制出第四代分布式投影光刻机,精度高达3纳米,已经仅次于美国,接近国际主流水平。
此外在不断尝试突围DRAM(动态随机存取内存)领域,也捷报频传。1975年,北京大学物理系半导体研究小组完成硅栅NMOS(N型金属-氧化物-半导体)、硅栅PMOS(指n型衬底、p沟道,靠空穴的流动运送电流的MOS管)、铝栅NMOS三种技术方案,在109厂采用硅栅NMOS技术,试制出中国大陆第一块1KDRAM,比美国、日本仅仅晚五年。从1978-1985年,中国科学院半导体研究所及微电子中心先后成功研制投产4KDRAM、16KDRAM、64KDRAM。
类似于北斗、大飞机起步的时刻,那是一个极其艰苦的年代,但中国的半导体前辈们却在一穷二白的情况下,依靠无数满腔热血的科研人员,硬生生在许多领域做出重大科学突破。也就是说,至少在1980年之前,我国的芯片领域技术水平,基本上还处于紧追国际前沿的状态。中国的芯片历史从这些无私奉献的科学家手中缓缓揭开,既激动人心,又梦幻十足,没人能想到接踵而至的,却是落后挨打的几十年。如果芯片产业按照当时的发展势头持续推进,我国在光刻机领域至少是可以紧追在第一梯队的,不至于像现在落后那么多。
而落后的原因,第一个因素就是美国等国家的技术限制,毕竟在他们签订了《瓦森纳协定》之后,确实中国的半导体产业会因为技术的限制而发展困难。其次,研发经费的缺乏导致逐步落后于世界。第三,国内没有完整的产业链,尽管单项技术当时在世界诸国中并没有落后太多。当如果强行硬上规模化量产,会带来一定的经济成本和其他相关技术跟不上的困难。当时全国大约600家半导体生产工厂,一年生产的集成电路总量只等于日本一家大型工厂月产量的十分之一。文革的干扰和八十年代中国正值改革开放初期,大量的国外产品流入中国,“造不如买”贸工技等思想成为主流。国内开始倡导对外进口,虽然当初国内的这些光刻机等产品,在技术上与国际前沿上不分伯仲,但在商业化和成本上,跟国外产品相比还是有很大的距离。于是价格优、性能好的洋产品,一下子把我们的民族企业杀的片甲不留。这其中还包括当时还十分稚嫩的微电子工业、大飞机等。其最终的结果是三十年的心血付之一炬,就连一直坚持制造光刻机的武汉三厂也改行成了食品厂。从那之后的20多年里,我国光刻机领域直接进入空白状态,而且刚刚起步的产业链建设也被迫中断,国内市场白白拱手让给了西方巨头。
而彼时,除了美国之外,日本、韩国、中国台湾迅速借鉴吸收美国技术,并迅速超过中国。美国Intel、AMD、通用仪器,日本NEC、三菱、京都电气,韩国三星,台湾联华、台积电在全球风光无限。
从晶体管的发明到1971年Intel微处理器4004推出,将近150年间,半导体行业先后经历了技术萌芽期和初创期。科学家开始逐步发现、认识和研究了半导体,也简述了电子管、晶体管、集成电路、以光刻为核心的硅平面加工技术、CMOS电路、非挥发存储器、单管DRAM等重大发明,为芯片技术快速发展打下了基础。实践证明,理论研究和实验验证是科技品牌发展的内因,它从理论上验证其可行性。材料、供应链、工艺技术等是科技品牌发展的外因,它能解决量产问题。市场需求是科技品牌发展的强大推动力,它能满足规模化应用和成本问题,并给品牌提供持续创新的市场反馈和研发投入。量产形成规模,规模降低成本才能让品牌良性循环。今天国内外的AI、无人驾驶等行业的溃败根源在于技术创新突破匮乏,引发量产规模和成本形成尖锐的对立冲突,能用可用无法转化为实用好用的强大生产力,因而市场接受度不高。
从1970年代起,芯片产业沿着摩尔定律的轨迹快速发展。Intel公司是推动芯片技术发展的旗帜,在处理器(CPU)领域,Intel的发展史代表了处理器的发展史。1971年,英特尔推出了全球第一款微处理器4004,这一款4位的处理器仅包含2300个晶体管。现在来看,这款处理器简直就是个小弱白,但它的诞生却实现了从0到1的突破。后陆续推出迭代的8086、8088、80386、80486x86系列CPU、奔腾系列CPU,i3、i5、i7酷睿系列CPU技术成为桌面计算机CPU芯片发展的里程碑,桌面互联网成为了拉动芯片技术进步和产业发展的主力。FinFET电路技术、3D芯片技术和多核心CPU技术为后来的移动终端芯片技术提供了强有力支撑,并形成了以Intel和AMD为首的复杂指令集CISC(Complex Instruction Set Computing的缩写)架构。
在技术和产业迅猛发展的大背景下,CISC架构使用率相差悬殊、结构复杂、通用性差等弊端,增加了设计的时间与成本还容易造成设计失误。1981年,加州大学伯克利分校的研究团队起草了RISC(ReducedInstructionSetComputer,简称RISC)-1架构,即RISC架构的基础。
而80年代的中国,还在芯片行业的逆境中不断求变。80年代初,与日本东芝合作的742厂,前身是无锡小巷子里的一家地方国营小厂,成了当时全国产能最大的集成电路生产厂。一时之间,全国各地的芯片产业开始了“引进”的热潮,这种热情似火的“拿来主义”带来的副作用是既想走捷径,又想赚快钱,又要发展技术,其结果是从国外引进淘汰的落后晶圆生产线。当时的一份报告显示,当时全国共有33个单位引进各种技术与设备,而最终投入使用的只有零星的几家。1982年,国务院专门成立电子计算机和大规模集成电路领导小组制定详细的中国芯片发展规划。提前一步的航天691厂技术科长侯为贵,1985年在深圳创立了中兴通讯的前身中兴半导体。四年之后,筹备许久的关于中国芯片第一个发展的 “531”战略诞生。一方面要求普遍推广以742厂为基点的技术,而另一方面则要求自己造血,自主研发攻克技术。1988年,我国集成电路产量达到1亿块,标志着我国开始进入工业化大生产,比老美晚了22年,比日本晚了20年。从1965年的第一块集成电路,中国用了漫漫的23年。业内认为,531战略带来的繁荣藏着一定的泡沫,它的成功一定程度上源于外国技术的引进。
除此之外,半导体观察网曾撰文表示,中国经济在1984年钞票供应增幅高达39%。而连年狂印钞票导致恶性通货膨胀,物价大涨,财政吃紧,大规模压缩科研经费。种种原因叠加,本该加速半导体产业升级的关键时刻,与正在加大投资积极发展半导体产业的美国、日本的技术差距迅速拉大,甚至被韩国、台湾彻底甩开。直至1988年,甘肃天水天光集成电路厂绍兴分厂被改组成为绍兴华越微电子公司,建立了中国第一座4英寸晶圆厂。同年9月,上海无线电十四厂与上海贝尔(美国贝尔中国分公司)联合成立上海贝岭,成为中国微电子行业第一家上市公司。而此时,日本在半导体方面已经取得了技术领先,又加上大规模生产、低价促销的竞争战略,迅速取代美国成为半导体主要供应国。到1989年,日本芯片在全球的市场占有率达53%,美国仅37%,欧洲占12%,韩国1%,其它地区1%。
反观RISC,先后衍生出在电子消费品领域笑傲江湖的MIPS架构,在移动互联网时代一骑绝尘的ARM架构,苹果、IBM、摩托罗拉、Intel等西方半导体巨头联盟分化、相爱相杀的PowerPC架构。经过数十年持续的升级迭代,2010年免费开放的指令集架构RISC-V发布,其原型芯片也于3年后流片成功。
从RISC架构开源衍生出的MIPS、ARM、PowerPC三大架构开花结果,并形成横扫全球的产业规模和技术领先优势。一部IT发展史,称之为半部开源史毫不为过。以IT的底层基础架构“魂“(操作系统)分析,全球操作系统的技术路线分为两派,微软自研自产的Windows为独门独户。一派在Unix版本上开源衍生出Linux,FreeBSD,各种Unix应用版本三个细分派别。安卓、鸿蒙等开源于Linux,苹果的iOS和macOS在FreeBSD基础上开源衍生而来,SunOS、IBM AIX HP-UX等为Unix应用版本,Unix全球操作系统的鼻祖的称号实至名归。被开源的核心产品具有广泛的兼容性和开放性,因而既能通过发行版直接满足应用,也能通过开源版本进行二次开发应用。节省了个人或者中小型企业开发和使用的研发周期和研发成本投入,被称之为站在巨人肩膀上授人以渔的技术运营方式。同时,在整个IT架构里,持续迭代是保持科技品牌技术领先优势的关键砝码,类似于从北斗一号到北斗三号的诞生。先推出核心产品占领赛道,进而通过持续的推陈出新,保持技术领先优势。以操作系统分析,西方的Linux、Windows、安卓、平果iOS都经历过多轮迭代。微软的MS-DOS1.0版本到如今迭代到7.0,Windows至今迭代到9X。Linux迭代到如今的4.9.2版本,安卓从2007年的1.0版本阿童木到如今的V11版本,从2008苹果IOS1.2版本到如今的16.1版本。国内的百度飞桨迄今为止至少迭代了13个版本,百度阿波罗经过9次迭代,华为鸿蒙如今也迭代到3.0版本。创新迭代推动品牌在千行百业的应用落地,满足复杂场景和碎片化场景需求。目前全球操作系统霸主安卓,在版本的升级迭代中,从最初的手机搭载应用扩展到电视、数码相机、游戏机、智能手表等,市场份额最终跃居全球第一。每一次版本的升级迭代,都是市场份额和商业版图进一步扩展的过程。
从全球范围来看,1991年ARM公司的成立,是人类进入移动互联网时代的标志性事件。ARM通过出售精简指令集计算机(RISC)微处理器(CPU)IP的授权,建立起一种全新的微处理器设计、生产和销售的商业模式。ARM公司用RISC CPU技术,支持全球许多著名的半导体企业、芯片设计公司、软件和OEM厂商开发自己的芯片和整机产品,培育了一个庞大的ARM CPU和SoC芯片家族和生态体系。移动终端芯片极致追求轻、薄、短、小,一般把尽可能多的外围接口电路和CPU集成在一颗芯片中,形成所谓的单芯片系统(SoC)。例如智能手机、智能音箱、汽车导航仪、智能家电等,都用SoC芯片。移动终端芯片量大面广,功能复杂,要求尺寸尽可能小和薄,功耗尽可能小,这对芯片的设计、制造和封装提出了很高的要求。先进制造工艺、多核心CPU、低功耗设计、3D制造和堆叠封装等技术,在移动终端芯片上都有极其重要的应用。芯片产业近三十年的发展史证明ARM独创的这种商业模式是成功的,它支持大批中、小、微纯芯片设计公司发展壮大,支撑芯片设计技术快速迭代升级和产业快速发展。2006年全球ARM芯片出货量约为20亿片,2010年合作伙伴基于ARM技术授权的芯片出货量超过了60亿片,目前ARM全球授权用户超过1200家。与此同时,移动互联网时代里程碑的苹果公司,公司的电脑处理器共经历了四次CPU架构迁移。第一次是1984年,从Macintosh128k开始,CPU从原来MOS Technology的6502处理器转换到了Motorola的68000处理器;第二次是在1994年,CPU改换为IBMPowerPC处理器;第三次是在2005年,乔布斯宣布采用IntelX86处理器。现在则是第四次,苹果公司抛弃了Intel X86处理器,采用自研的基于ARM架构的处理器。
90年代,国内芯片在布局与突围之中艰难推进。908工程顺势推出,资料显示,908工程投资20亿元,这一资金不仅将用在无锡华晶电子上(用于建设产能大的晶圆厂),还将用在集成电路企业设计中心上。然而,这一计划光审批就花了足足两年时间,到了1997年,华晶才建成投产。反观国际环境,此时的日本经济发展迅速,美国逐渐警觉,两国在芯片领域展开激烈竞争。908工程被寄予很大的期望,但投资近20亿的908,产出结果并不令人满意,无锡华晶和上海华虹源自日本的64MDRAM,技术上早已经落后韩国。生产出来之后,韩国大幅度降价,锡华晶和上海华虹节节败退。加之亚洲金融危机爆发,华晶亏损2.5亿元,最终只能选择转型,转型做晶圆代工业务。后来,国家领导人参观了韩国三星集成电路生产线,带回了“触目惊心”的四字感叹。909工程正是在这样的背景下诞生,这是中国半导体史上投资规模最大,技术最先进的国家项目,是908工程投资金额的五倍。原本层层的审批制度此刻也开了绿灯,中央的资金几乎是即刻到位。而且,909工程的又一突出特点是与市场的有机融合,通过市场引进技术,继而为我所用。在这样上下一心的境遇中,909工程圆满完成了当初立项时的任务。求新求变的中国人再一次吹响了变革的号角,中国芯片的格局又一次被打开。
因实现换道超车,开启了新品类,从诞生之日便引发旷日持久的复杂和精简指令集两派全球大论战。可RISC-V因其免费、精简、模块化特性,大大降低了企业开发成本,在灵活性、可扩展性等功能定位方面表现强劲,大幅度提高了数据存储、传输效率和安全。新物种也避免了X86、ARM、MIPS架构在用户心智根植的刻板印象而风头无二。
科技品牌的发展史,大多伴随着惠誉掺半的质疑和争论。从微软的黑屏和棱镜门事件,到AI是否能取代人类,从数据处理过程中的非法采集、黑客病毒攻击等一系列争论来看。既有早期认识不足的原因,也有竞争对手故意散布烟幕弹迷惑试听的做派。通过技术的创新升级完善产品,扩大应用场景。既解除了争议,也成为了品牌提升辐射力和影响力的动力。当然,化“危“为”机“的策略手段也考验着品牌运营操盘手的智慧。
20世纪前十年,西方半导体巨头围绕移动端芯片开展了猛烈的争夺。2005年全球手机芯片市场总计为8.39亿美元,德州仪器占69%,高通占17%,Intel只占7%的份额。因为移动终端芯片远没有桌面PC和服务器芯片挣钱,加之ARM公司已由移动终端领域,逐步延伸到桌面PC、服务器领域,形成了对PC端芯片巨人Intel公司龙头地位的挑战。在其步步紧逼下,2005年Intel索性将手机业务卖掉,从此退出了移动终端芯片领域。PC时代的全球芯片霸主Intel,因为战略误判,丧失了移动互联网的风口和移动芯片的真谛,最终被ARM率领的成千上万的SoC芯片公司排挤出局,丢失了一整个移动互联网时代。最终,Intel只能继续在PC芯片领域维持自己岌岌可危的地位。
2006年被认为是多核心CPU的元年,这年7月23日,Intel基于酷睿(Core)架构的CPU发布。11月,Intel又推出了面向服务器、工作站和高端PC机的至强(Xeon)5300和酷睿2双核心和4核心至尊版系列CPU。与上一代台式机CPU相比,酷睿2双核心CPU在性能方面提高40%,功耗反而降低40%。
2007年7月,苹果公司推出iPhone手机,树立了智能手机的样板。iPhone淘汰了以前手机翻盖、滑盖的复杂结构,中规中矩、简约时尚的风格让人耳目一新。iPhone也淘汰了之前常用的触控笔,采用多点手指触控屏,极大地改善了用户体验。从此之后,智能手机都以平板显示+手指多点触控屏的面貌出现。它终结了以前手机五花八门的款式,简化了手机操作,促进了移动智能终端(包括智能电话、平板电脑等)的普及,对移动互联网产业发展起到重要的促进作用,同时也促进了移动终端芯片的技术创新。
目前,全球触控芯片龙头企业包括Synaptics、Atmel、Cypress、Focaltech(敦泰科技)、Goodix Tech(汇顶科技)、Mstar(晨星台湾)等。指纹芯片龙头企业包括Validity、AuthenTec、FingerPrintCards(FPC)、Goodix Tech(汇顶科技)、SileadInc(思立微)、Focaltech(敦泰科技)等,AuthenTec于2012年被苹果公司收购。Validity于2013年被Synaptics收购,其芯片目前主要应用在HTConemax和三星GalaxyS5等产品上。
而同期的中国,仍在布局与急追猛赶。龙芯在市场上的艰苦开拓,紫光在资本场的运筹帷幄,还有华为终年如一日的死磕精神。新世纪的芯一代们走出了一条多元探索的道路,带领中国芯全线突围。
起源于2001年“方舟1号”的诞生,这是中国芯1.0时代的升级,在当时国产计算机上的方舟芯片风靡一时,但很快危机乍现,用户开始怨声载道,方舟芯片并没有注重用户体验。早在20世纪90年代,一旁的龙芯项目也在悄然进行着,师从著名计算机专家夏培肃的胡伟武亲眼见证中国芯片发展的艰难,作为龙芯负责人的他,对方舟的落寞深有感触。早年龙芯项目组在中科院计算所启动时,也是困难重重。此时中国芯面临的困难不仅仅是技术和经费,而是市场的认可,而这与用户体验息息相关。也这是科技品牌必经的阵痛,因为市场对新技术新产品的不了解和所存在的疑虑,因而支付意愿不高。
而此刻的华为,默默建造起日后的后盾海思,一块蕴含创新精神的黑土地正在悄然孕育中国芯的种子。而后来的结果证明,华为的深谋远虑是多么必要,也是多么无奈和心酸。1991年华为成立ASIC设计中心,设计自己的芯片。而在当时,华为才刚刚创立四年,员工只有几十人,资金就是第一大难题。但华为人没有放弃,两年之后研发出第一块数字专用集成电路。2004年在ASIC基础上,华为的“神秘后备部队“海思诞生了。十几年间,海思没有停下更新迭代的脚步。彼时,清华科技开发总公司也出了一件大事,其将改组为清华紫光集团总公司,之后的几十年内,它将驰骋于资本市场,不断地“买买买”,看似是资本高手的紫光一路并购,在旁人不理解的眼光中,在全球芯片领域掀起紫光的旋风。
从技术到市场,从市场到资本,全新芯一代们全线布局,在不断突围中打造中国芯的影响力。他们不断创新,将技术融入市场;他们不断进取,将梦想植于全球。但就在中国芯在全球市场上的耀眼表现备受瞩目时,危机却在蛰伏。先是2003年汉芯造假事件,后是已经在国际市场崭露头角,已建立了国内第一家12寸晶圆厂,占据国内30%DRAM份额的上市公司中芯国际,因跟台积电打公司,最终导致前者被迫放弃DRAM业务。至此,国内所有企业在DRAM领域的尝试,最终都以失败而告终。
离子注入、扩散、外延、光刻等工艺技术,加上真空镀膜技术、氧化技术和测试封装技术,构成了硅平面加工技术的主体。通俗地说是构成了芯片制造的主体,而光刻技术是其中的重中之重和灵魂技术。目前ASML EUV光刻机的售价已达到1.2亿美元,光刻机设备成本占到所有制造设备成本的35%,光刻工序占到所有制造工时的40%左右,光刻机成为了国内芯片技术被卡脖子的关键装备。
与此同时,时隔22年后的2002年,上海微电子成立后,我国才重新拾取了光刻机领域,而曾经晚于我国诞生的光刻机巨头ASML,通过多次技术升级迭代和资本化运作而建立的全球领先优势和霸占地位,我们一路追赶到今天也难以企及。数据显示,如今ASML占据全球约75%的光刻机市场,更是垄断了全球7nm及以下工艺的EUV光刻机技术。2021财年出货309台,主营业务收入186亿美元,同比增长33%;研发投入25亿美元,占营收的14%。自90年代以来,三项革命性技术突破和全产业链建设帮助ASML成为全球龙头。1991年,推出突破性平台PAS5500,于上下游厂商、研究机构、同业合作伙伴搭建了开放式创新平台PAS5500,相互推动创新,并提供对各种技术的前沿知识库访问。该平台凭借其领先的生产力和分辨率,奠定了客户基础。2001年,推出 TWINSCAN系统及其双平台技术,最大限度地提高了系统地生产率和准确率。ASML最大的弯道超车,发生在193nm制程到157nm制程的升级过程中,开发了浸没式光刻技术,并推出全球首台浸润式光刻机。这一技术成为此后65、45和32nm 制程的主流,推动摩尔定律往前跃进了三代。当时业内大部分企业选择在原有技术路径上改进,比如尼康、佳能都选择研发157nm波长的光源。彼时台积电科学家林本坚提出,利用水的折射,使进入光阻的波长缩小到134nm。由于浸没式光刻技术研发难度大,且需要推翻原有设计重新开始研发,全球只有ASML愿意选择浸没式光刻技术,并于2003年和台积电合作研发成功,2004年尼康才终于宣布157nm的干式光刻机产品样机出炉。此后,ASML快速占领光刻机市场份额。2010 年,推出了第一台EUV光刻原型机,成为全球唯一使用极紫外光的光刻机制造商,开启了光刻机的新时代。1997年,英特尔和美国能源部牵头组建EUV LLC前沿技术组织,论证EUV技术的可行性,成员主要包括Intel、摩托罗拉、AMD以及美国能源部 (DOE) 、伯克利国家实验室等行业巨头。ASML以出资在美国建工厂和研发中心,并保证55%的原材料都从美国采购的条件,挤进EUV LLC,而尼康、佳能却被排除在外。EUV LLC的研究成果大大加快了ASML的EUV研发速度,成为目前唯一掌握EUV光刻机技术的厂商。战略并购和开放式创新平台助力ASML技术持续创新,先后收购 MicroUnity的Mask Tool 部门(光学临近矫正技术)、Brion Technologies(计算光刻技术)、HMI(电子束检测)、Mapper(电子束光刻)和 SVG(微激光系统),建立起了完善的上下游产业链和护城河。
世界名校光环,计算机领域最高奖项图灵奖(Turning Awrad)获得者的研发领军人物,开源衍生出横行多年的MIPS、PowerPC、ARM架构,成为RISC-V具有强悍技术优势的品牌背书和流量光环,并迅速在全球形成燎原之势。

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