?

原創:譚婧

坐標北京,清華大學東主樓,微電子研究所辦公室。為迎接清華108年校慶,用來清潔的鞦韆上上下下地擦著朝南的窗戶,濕漉漉的皮刷輕鬆地刮過蒙灰的大玻璃,屋子裡的光線一筆一筆爽朗起來。我抓緊時間請教王志華老師,在集成電路產業裏,到達什麼樣規模才能算是大?他說三分天下,有其一,如果有志氣,半壁江山。他以山東人特有的爽快笑了一下,停了下來,說話慢得像思考:「注意,大也並不代表強。」

王志華老師是清華大學微電子研究所的寶貝,仍在清華早期的樓裏辦公。這座中國晶元產業的著名建築物,風格簡樸,毫無修飾,唯有窗邊的爬山虎爬了又謝,謝了又爬上來,年復一年。

坐標美國,矽谷。當我聯繫上的吳韌博士的時候,北京的夜已經深了。博士簡短的答應了我的請求之後,就直徑去參加一個早間電話會議。吳韌博士,即是高性能計算專家,異構計算專家,同時也是人工智慧和大數據解析演算法頂級專家。早年間,在惠普實驗室利用GPU進行大數據解析。作為開創性質的工作,此舉讓GPU計算走進了企業應用的大門。後來,他又利用高性能計算進行人工智慧訓練,為此設計專用超級計算機,促成了直到現在還滾滾向前的算力軍備競賽。如今,他在矽谷成立了一間初創公司,致力於提供全棧人工智慧解決方案,人工智慧專用晶元是佈局的其中一個核心。他的創業公司NovuMind(異構智能)並不如他本人有名。

?

其實在晶元發展的歷史長河裡,無論是中國北京,還是美國矽谷,都是眾星燦爛。一個措手不及,一個美國政要,一個中國公司,讓晶元一夜成名。但是,誰在研究它,誰在設計它,誰在製造它,很多人並不清楚。

矽谷是全球科技生產力的代名詞,這幾年它似乎成了互聯網的代名詞。人們彷彿已經忘了,矽谷因硅得名,因硅成名。很多年前,在美國西海岸有一句話很盛行——在矽谷,你要有硅的思維。互聯網的浪潮後,取而代之的是流量思維、是增長思維,全世界最聰明的腦袋都在計算廣告如何賺錢……

2019年Tesla Autonomy,當馬斯克如一聲驚雷般發布晶元細節時,不知道有多少人能夠受到啟發,重新撿起這句話。在《新形勢下中國集成電路產業如何發展》的圓桌會議上,有一個觀點說得更狠,你要指望下載一個手機App,送個外賣,叫個車,就能超越美國嗎?銜哀致誠。事實已經勝於雄辯,馬斯克有硅的思維,他知道硅的重要性。有多重要?世界上所有的軟體都必須在某種物質上運行。這種物質就是硅。

所以,王志華老師說,集成電路是人類歷史上最偉大的發明,沒有之一。

集成電路的世界裡,江山代有人才出,各領風騷數十年。三星、英特爾、AMD、英偉達是曠世梟雄,打下了大大的疆土,佔領著大大的市場,其他人進不去。有的企業默默地做著幕後英雄。英國ARM公司在大眾認知中並不出名,但是如果我換個表達,可能會吸引眼球。這家半導體知識產權提供商,給全世界超過95%的智能手機和平板電腦提供架構。我們換種角度思考,一家英國的公司在某個市場佔了全球的95%,那麼全球其他所有國家只能以並不優美的姿態(當然也沒有辦法優美)一起擠在5%的份額裏,無奈的感嘆贏者通喫的道理。2016年,這家公司被孫正義私有化,從此退出納斯納克舞臺。可見互聯網最頂層的投資者,對半導體和集成電路有多麼地重視。

?

英國ARM公司在中國有一個孕育晶元的搖籃,這個與中資企業中科創達共同發起的加速器叫做安創空間。具有17年以上通信、移動、半導體領域工作經驗的楊宇欣是安創空間合夥人,也是中科創達副總裁。在被問及特斯拉發晶元事件相關觀點時,楊宇欣談到,因為自動駕駛的技術方案每一家都不一樣,現在還沒有一個絕對的,主流駕駛方向出現,所以很難有一個真正、通用所有技術的晶元,再加上特斯拉有自己獨特的技術路線。馬斯克最近還表態,希望未來有100萬輛共享汽車。他對量充滿希望,充滿自信,自己做晶元,做積累,對上游進行技術佈局是正確的。

但是如何平衡造晶元的成本問題方面,楊宇欣提出了他的第二個觀點,是否做晶元的決定這個問題,各個公司是會算本賬的,也就是考慮從外面採購晶元和自己研發做晶元帶來的收益,哪個更划算。這個問題和其他問題不一樣的點是,企業計算的週期會放得更長。華為自己做晶元,受益於在這方面佈局早,在這方面眼光長遠,有清晰的規劃。通常情況下,車廠有幾種選擇方案,自己做晶元,或者和晶元公司合作,這方面各家根據情況做出自己的選擇。

談到,專用晶元是否能夠引領行業發展這個問題?楊宇欣認為「還存在很多不確定性。蘋果公司只是一個先例。蘋果公司帶動了手機上面圖形處理器的應用,帶動手機上面圖形性能、應用等等的發展,這個潮流是蘋果帶領的,蘋果也創造了自己曾經的輝煌。專用晶元帶來的性能功能的提升,是否能夠給用戶帶來價值,有價值是行業認同的前提,認同之後行業都會跟著走。」 楊宇欣總結出了,下一輪晶元領袖的特質是什麼。

《信息規則:網路經濟的策略指導》一書開篇有個段子,「科技企業正在告別車庫創業的方式,創業者得面對與具有鐵路大亨實力的人並肩的較量——如果不服的話,他們約創業者法院見。」 半導體產業一書《戰略高地》中,甲骨文公司副總裁吳承楊坦言,「晶元設計受到很多知識產權保護,在設計的時候必須規避,這些知識產權為設計增加了難度。」我慢慢理解了,在已有的晶元技術壁壘中尋找生存和發展的空間,就好比斯大林格勒戰役,每堵牆、每間房、每個地窖、每座廢墟都要苦戰……

王志華老師說:「我們應該給集成電路的創業者掌聲。」我思忖,這麼難啃的骨頭,如果不是滿腔的孤勇,無限的熱愛,誰也不會選擇這樣一個超級hard模式,選擇在晶元領域創業。

人們誤以為互聯網是科技的中心,其實有了集成電路,纔有信息時代。誰能在集成電路領域引領下一輪潮流,誰就能引領下一輪信息時代。高度的不確定性出現。

?

那些預見不到洪水的人,以為造船的人瘋了。那些聽不見音樂的人,以為跳舞的人瘋了。

我收到了微信回復,是吳韌博士。很讓我意外的是,他一條一段,認認真真地講述了他的所思所想。他用兩個問題來闡述他的觀點。第一個,特斯拉為什麼要自己做?他的答案用一句話說就是,特斯拉方向非常準,做了該做的事。特斯拉做自己的晶元不只是一個必須的選擇,而且他認為是一個非常正確的,符合技術發展大趨勢的一個非常好的選擇。他還認為這正好是做了國際頂級公司應該做的決定。藉助此晶元,特斯拉會進一步奠定在汽車行業新軍老大的地位,同時增強與傳統車企的競爭力,也給自動駕駛初創企業一個更高的及格的基準線。

吳韌博士的第二個觀點,也回答了第二個問題,特斯拉究竟做得怎麼樣?他肯定地認為,晶元行業仍然是一個個人英雄的行業,Jim Keller很顯然是這個行業的真正英雄。吳博士毫不猶豫認為,「特斯拉的晶元會和之前幾個晶元一樣成功。指標上,整個計算機有 144 TOPS的峯值計算能力,一個晶元有72 TOPS。這個能力配合Andrej Karpathy 領導下的非常強悍的人工智慧團隊,會讓晶元非常高效的運行相關演算法,就是說達到很高有效計算能力,2100 幀每秒, 這是比峯值能力更貼近應用實際的一個指標。另外冗餘的設計, 必不可少。這一定是每家都必須做的。綜上,我覺得這個晶元是正確方向上一個非常成功的實現,也將會成為經典,而由它搭建的系統會助力特斯拉獲得更大的成功, 也會改變競爭格局。晶元在自動駕駛年代, 甚至是現在輔助駕駛年代, 重要性就如早期的汽車引擎一樣,不在這裡加大投入研究,指望可以靠採用貨架上別人的產品而帶來競爭力是一個非常危險的想法,特斯拉給所有從業者敲響了警鐘,現在必須進行思考並且做出反應的時候了。」吳博士的最後一句是——這是一個激動人心的年代。

老定律似乎要淡出舞臺的中心,但新法則尚未出生。這個時候,很容易讓人想起諾基亞在黯然退場的時候可能用來告別的臺詞,「顛覆你的,可能根本不是今天的對手。」

?

與吳韌博士談完,現任美國高通技術專家全書學博士也跨越大洋通過微信回答了我的問題,他談得則頗為輕鬆,他看好馬斯克,也看好市場上敢走專用晶元創業之路的英雄。全書學博士認為,如果晶元是一個格鬥場,需要有入場的通行證。一般來說,自己做晶元,如果量不大,成本將不下來,並不值得。特斯拉的通行證就是「特殊」,晶元量不一定大,但因為自己用,價格可以賣很貴,一整套自動駕駛系統可以賣到五六千塊美金,價格上有利潤空間。當外面能買到的晶元達不到自己的性能需求,那就自己幹。此外,系統廠商足夠大,足夠有錢,也是一種通行證。也可以自研晶元,當業界的龍頭老大的條件允許,就會做自己的晶元,做到垂直集成。例子就是蘋果和華為。

在外媒公開報道中,和吳韌博士相似的觀點的還有英偉達汽車部門總經理Rob Csongor,他也認為特斯拉正在提高所有其他汽車製造商的標準。但是,他為汽車晶元下了一個結論,這是一個只能用超級計算機級系統解決的挑戰。

無人駕駛是人類必然攻克的難題,哪怕花上五十年,一百年。總有一天,計算機的算力像電力、水流一樣隨時取用,無比方便。

?

談到特斯拉自己乾的原因,原高通技術專家,大普微電子創始人CEO,楊亞飛博士認為,「特斯拉的晶元需求很難讓專業化晶元廠商跟著他改需求做定製,晶元大廠希望能夠把功能需求標準化,滿足各家汽車廠商的通用需求,這與特斯拉要體現差異化、彰顯競爭力有一定矛盾。」他的觀點補充了逼著特斯拉自己玩晶元的外在客觀環境。

整個下午,王老師辦公室人來人往,王老師和左邊的人說中文,和右邊的人說英語,左右開弓,彷彿一梭又一梭子彈在辦公室裏穿過。進入他的辦公室就好像要進入戰區,需要穿上防彈服,帶好鋼盔,穿過戰壕,匍匐前進到王老師身邊,背景音全是隆隆炮聲……在一位操著印度口音的外籍學生的彙報結束後,我趁機又得到了一次提問的機會。

?

王老師告訴我,「特斯拉做晶元設計,對集成電路行業幾乎沒有任何影響。從產業分工來看,是一種倒退。」面對王老師的觀點,可能一時還沒有消化,我的表情充滿了疑問。王老師肯定地再次向我強調,集成電路產業史已經反覆證明:一般的公司,內部喫晶元的總量太小。即使是在大公司內部,也很難產生出對晶元行業有影響的成果。美國著名的AT&T公司,是晶體管的發明人,向世界貢獻了向世界貢獻了8項諾貝爾獎,其中7項物理學獎,1項化學獎。但是,成就集成電路行業的是仙童半導體和德州儀器,早年個人電腦是信息行業的主要產品,成就CPU的是英特爾公司。把晶元從整機拆出來,是晶元行業的需求。西門子,摩托羅拉,都要把晶元拆出來。例如國內的案例,華為做晶元也是成立海思半導體,這是正道。海思,對外的產品是監控,佔了全球第一把交椅(註:海思半導體是IPC晶元(指前端晶元)和NVR晶元(指後端晶元)中的全球第一),這是專業化晶元公司的成功之路。

我在思考,在很多大企業的內部,雖然資源豐沛,但是現實很殘酷。不能直接創造產值的部門,在公司內部的發展令人堪憂。哪怕你強調這是企業的明天,也會有各種力量前來質疑,公司的今天怎麼辦。

很明顯,不僅王志華老師認可海思半導體發展。來自產業的觀點也是如此,對於海思半導體的成功,宇視科技的研發副總裁謝會斌的說法更為直接,「晶元是重投入,而且需要將近十年的試錯迭代。在高清攝像機領域,海思漸有王者之氣。但是,真正成功的產業環境是「萬眾用芯」,中國龐大的企業集羣才能成就中國晶元。」

王志華老師面帶微笑,又不失嚴肅與認真地繼續給我講解:「特斯拉作為「汽車新勢力」的領頭者,若自己無法採購到合適的晶元,自己設計、研發晶元無可厚非,只是,這對晶元行業的發展幾乎沒有任何影響。從產業的高度來看,這一行為,是集成電路行業的倒退。把晶元從整機拆出來,是晶元行業的需求。」可能擔心我這個文科生對此問題理解能力有限,王老師又打了一個通俗、頗為逗趣的比方。特斯拉生產晶元,就好比LV(路易斯威登)為自己的包定製了一塊別緻的布料。在這塊布料的加持下,LV的包可能又一次創造了「包治百病」的商業奇蹟,但是這塊別緻的布料為紡織行業貢獻了什麼呢?王老師像下課前的總結一樣,又強調了自己的觀點,第一、大廠做自己用的晶元,是正確的決策。第二、對集成電路行業發展並無貢獻。

晶元包括了不少方向,伺服器市場、PC市場、手機和平板市場、視頻監控市場、網路市場、存儲市場,還有機器人市場等,汽車市場是近幾年的熱點,又是僅存的幾個利潤還不錯的市場,2018年全球汽車總量在一個億左右,傳統車廠奔向差異化,新勢力突破重圍,汽車晶元的市場機會浮現,世人矚目。

但是,把晶元作為熱門投資項目是上個世紀90年代的事情,後來一度被視為資本的毒藥。然而,如今晶元與資本再次相愛,產生了寒武紀、地平線這樣估值幾十億美金的明星。這很容易讓人產生好奇,究竟資本和晶元到底是如何破鏡重圓,再次相愛的?

帶著疑問,我找到了一位在短期北京出差的香港機構投資的負責人,請他從投資價值的角度給出觀點。他十分肯定地說,「投資的核心是確定性。即使是科技巨頭做晶元也充滿了不確定性,專業的事情應該交給專業的人做。蘋果做成了自己專用的晶元是萬中無一的事情。」聽到萬中無一,我頓時喫了一驚,思忖這個比喻太誇張了,但是沒敢直接表露。佯裝平靜地繼續問道:「萬中無一。是不是有點太低了?」。他比之前更肯定地反問了我一句:「全球一共有多少家科技企業的市值超過了萬億?」

我陷入了沉默,彷彿日影靜靜地移了一兩分。這時,我明白自己低估了晶元之路的艱苦。從設計,生產和成功部署一顆系統級晶元的難度,用簡單的一句「付出大量努力、時間、金錢」都不足以形容。

產業成功,技術核心是關鍵因素之一,最終都是要以創新來驅動整個產業鏈升級。晶元產業的投資不是一把百億能夠搞定,而是高強度的把把百億。晶元,需要調動當今社會最好的技術、最好的商業、最好的人才,以及最好的配合,才能到達的極致。

臺灣學者李敖有句話:譽謗滿懷,我就是我;活色生香,我還是我。馬斯克未必認識李敖,但是卻神似李敖所述。近年來,馬斯克的瘋子邏輯不斷得到驗證。在喬布斯去世之後,他接過了全球科技產業首席品牌官的麥克風。面對前衛設計、創新技術與環保理念的特斯拉騰空出世的時候,任何一個老牌汽車工業的國家,如果打出支持國產的口號,就像從一位咳嗽不止,還穿著條紋病號服的病人嘴裡喊出來一樣孱弱。

馬斯克曾這樣表達自己對晶元的野心, 「特斯拉是一家從沒做過晶元的公司,要研發一顆世界最先進的晶元看起來是不可能的。我們的目標不僅僅是領先一點,而是大幅度的領先。」他的表述再清楚不過了,他要在汽車行業再造一個蘋果,晶元這一步如果成功,他離喬布斯的豐碑確實更近了一步。

需要注意的是,馬斯卡公開對比特斯拉晶元的指標上和英偉達的指標,這種對比是不太科學的,且英偉達已有回應。因此,特斯拉為自動駕駛晶元造出了全世界最先進的神經網路晶元這個說法並不準確。兩者的區別是,由於英偉達必須為廣泛的客戶製造晶元組,因此該晶元永遠不會像特斯拉自己的晶元一樣專註於單一用途。而特斯拉自動駕駛晶元「只服務特斯拉一家客戶」。這樣就在很大程度上,降低了特斯拉晶元需求的複雜性。

?

圖片:譚婧,攝於清華FIT樓。

我坐在橢圓形的會議桌的一頭排隊,等待在王老師工作的空隙再能多聊幾句。這會子王志華老師則坐在會議桌另一頭,慈眉善目的管教自己的博士生:「想在學科裏有所作為,什麼樣的捷徑都不要走,做好研究唯一的一條路。」道理是簡單的,更是嚴肅的。他的語氣沒有給人窒息的壓力,他始終含著微笑,自始至終眉頭都沒有皺過。讓人覺得白髮蒼蒼的王志華老師,很像1983年版《射鵰英雄傳》裡面的為人正義且機智的洪七公。道理從他嘴裡講出來,你就知道自己應該聽進去。武功蓋世的人平易近人起來,很讓人措手不及。

聊完後,我走出清華東主樓,夕陽照在清華大學主樓前,綠油油的草坪卻被照得鮮亮,2019年四月的北京,春風還在躲躲藏藏,但有一種滿足感在心裡蕩漾,彷彿我又變成了學生,在王老師辦公室裏認認真真地補了一節晶元的必修課。

結語:

2018年彷彿就在昨天,晶元成了國人患得患失的夢。近幾年晶元產業的數字卻很少有人能夠脫口而出,2017年全球產值大約4200億美元,中國佔7%,2018年,中國佔8.4%。如果1%全球份額的增長表達不出進展,那我們換一組數據。中國2004年晶元產值只有545億人民幣,2018年則到達了6532億人民幣。現在,中國產值的增長速度大約是當期全球增長速度的4倍。越來越多的企業成為集成電路全球前列企業,中芯國際、華虹宏力、海思半導體、長電科技、華天科技、通富微電……

中國晶元產業被誤以為落後被動,沒有人才,也出不了英雄。集成電路產業人似乎面目模糊,毫不起眼。但是,請你駐足觀察,老一輩產業人白髮蒼蒼,精神灼爍;新一代奮鬥者,孤勇前進、披荊斬棘。

美國晶元高地已是全球科技聖地,當沒有捷徑可走的時候,「靡不有初,鮮克有終」這句話顯得尤為重要。有人在思考,中國的矽谷在哪?有人在尋找,中國的硅英雄在哪?越來越多的人想得日益清楚:中國科技不能失去集成電路的高地,就像西方不能失去耶路撒冷。(全文結束)

致謝清單:

學界:

清華大學微電子學研究所副所長王志華博士,IEEE fellow。

業界:

原百度傑出科學家,現任矽谷AI晶元公司,異構智能 (NovuMind) 創始人CEO,吳韌博士。

安創空間合夥人,中科創達副總裁,楊宇欣。

宇視科技研發副總裁,謝會斌

高通技術專家,全書學博士。

原高通技術專家,大普微電子創始人CEO,楊亞飛博士。

(以上排名不分先後。)

附件申明:

晶元選題專業性極強,成文困難,以上觀點均與各位專家一一確認,吳韌博士微信回復原文,附於文末。本文為《親愛的數據》原創內容,轉載觀點請標明出處。如果有不能達意之處,或者意見分歧,歡迎指正,並交換意見。

譚婧,你好。對特斯拉晶元的看法,我認為可以從幾個方面來判斷, 第一是為什麼要自己做?第二是究竟做得怎麼樣?第三是它對以後的競爭格局會有什麼樣的影響? 人工智慧應用,特別是在自動駕駛方面的應用,跟過去幾十年有很大的不一樣。這裡需要更強的計算能力,更低的功耗,和更低的價格。計算能力的先天不足,是任何演算法都無法彌補的,正如去年優步的事故帶來的教訓一樣。滿足計算能力之後,就是功耗,功耗太高,會降低續航的能力,並且增加其他的設計成本。這兩者都滿足的話,還有價格上的考慮,畢竟價格仍然是一個對普通消費者非常敏感的指標。這三點綜合考慮,我覺得特斯拉做自己的晶元不只是一個必須的選擇,而且我覺得是一個非常正確的,符合技術發展大趨勢的一個非常好的選擇。我覺得這正好是做了國際頂級公司應該做的決定。現在當摩爾定律接近尾聲的時候,"唯一的出路就是DSA",domain specific architecture ,為專有領域量身定做晶元,這是圖靈獎獲得者, 斯坦福大學校長,谷歌母公司董事長, John Hennessy的獲獎演說。如果大家對此還有疑問,可以借鑒谷歌TPU的成功, 和TPU對谷歌的重要性。(我認為)藉助此晶元,特斯拉 會進一步奠定他們在汽車行業新軍老大的地位,同時增強與傳統車企的競爭力,也給自動駕駛初創企業一個更高的及格的基準線。一句話,方向非常準, 做了該做的事。 至於做得好不好, 我們下面再分析一下。在開始分析之前, 我們先回顧一下歷史上的重要事件吧。有多少人還記得蘋果的iPhone 4,以及當時的ipod touch, ipad, 沒有人會否認這個是蘋果最輝煌的一段時間吧。(其中)一個原因是蘋果手中有極其優異的A4,A5晶元。

在這之前,AMD歷史上跟Intel競爭中,唯一一次佔盡優勢的時候, 就是AMD推出K8 和 Athlon 64晶元的時候。去年, AMD 重新回到競爭舞臺的主要原因, 也是因為AMD 有了新的ZEN 晶元。

我想告訴大家都是,這些晶元都是一個人負責設計的,他的名字是 Jim Keller。他也是特斯拉晶元的設計者。他完成Zen晶元設計之後,就被馬斯克請到特斯拉設計這一款晶元。我覺得,和其他行業不一樣的是,晶元行業仍然是一個個人英雄的行業,而Jim Keller很顯然是這個行業的真正英雄。我毫不猶豫特斯拉的晶元會和他的前幾個晶元一樣成功。指標上,整個計算機有 144 TOPS的峯值計算能力,一個晶元有72 TOPS,這個能力,配合Andrej Karpathy 領導下的,非常強悍的人工智慧團隊,會讓晶元的非常高效的運行相關演算法,就是說達到很高有效計算能力,2100 幀每秒,這是比峯值能力更貼近應用實際的一個指標。作為對比,同樣應用要求下,英偉達的Drive PX Pegasus 是目前市場上唯一的另一個選擇。指標是300w 320TOPS,且在此平臺上是否可以達到2100幀每秒的處理能力,即便是達到相同的計算能力,功耗和價格,特別是價格,應該有本質的差別吧?另外冗餘的設計,必不可少,這一定是每家都必須做的。綜上,我覺得這個晶元是正確方向上一個非常成功的實現,也將會成為經典,而由它搭建的系統會助力特斯拉獲得更大的成功,也會改變競爭格局。晶元在自動駕駛年代,甚至是現在輔助駕駛年代,重要性就如早期的汽車引擎一樣,不在這裡加大投入研究,指望可以靠採用貨架上別人的產品而帶來競爭力是一個非常危險的想法,特斯拉給所有從業者敲響了警鐘,現在必須進行思考並且做出反應的時候了。熟悉我們公司的人也許看到過我去年9月份晶元成功流片回來以後我做的一個公司晶元路線圖, 上面有一個對比,這裡分享一下。

?

與當時我的估計略有出入,不過也很接近了。我的判斷是,或許2100幀每秒的計算能力仍然不夠,這就是我們佈局的時候,會再增加10倍計算能力的關鍵原因。性能、功耗、價格,這是三個必須要考慮的重要指標。要同時滿足這三個指標,專有領域量身定做晶元是唯一的選擇。特斯拉已經出招,各方必須應對,異構智能很願意和各方一起合作。這是一個激動人心的年代。吳韌,2019年4月25日。

?

?
推薦閱讀:
相關文章