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中国芯片追求自主的一段过往, 黑暗森林中的篱笆

希望通过回望这一段艰辛而又充满波折的国内集成电路产业的探索历程,为我国集成电路产业下一步的发展提供些许参考。
2021-10-09 08:55 · 微信公众号:半导体行业观察  乐享工作室   
   

龙芯总设计师胡伟武在2015年接受采访时曾经说过“政府应该干啥,应该在黑暗森林里围个篱笆墙,构建一个小森林,把国外芯片挡一挡。同时,在篱笆内的各家公司相互竞争,不加干预,让这些公司优胜劣汰,最后优胜者走出森林,与国外芯片竞争。”此语一出,在当时的中国集成电路政、产、学、研各界均引发了讨论。而5年多过去了,在经历了2018、2019、2020三年中国和美国摩擦对抗的不断升级,“篱笆论”的正确与否相信在不同的读者心中自有评价。

笔者无意讨论“篱笆论”本身,而是在回顾中国集成电路产业发展历史的过程中发现了我国曾经在一段时间内有意无意的实行“篱笆政策”。在本世纪头10年里,掌握各种标准/协议制定的话语权一直是国内电子信息产业追求的主要目标之一,这些国产标准/协议在事实上引领和推动国产电子设备和芯片的发展。换言之,这些国产标准/协议在一定程度起到了“篱笆”的作用。

虽然这段历史过去的时间很短,但目前各路媒体中对于这段国内集成电路产业发展的历史甚少涉及,以至于新一代的从业者们对这段历史感到格外的陌生。因此笔者准备做一个系列文章来发掘一下这段离我们最近却又让很多人感到陌生的历史。希望通过回望这一段艰辛而又充满波折的探索历程,为我国集成电路产业下一步的发展提供些许参考。

本系列主要的信息来源为当年的各类互联网新闻、访谈和互联网中的各种其它公开资料。由于非一手资料,可能与事实存在一定出入。如有错误或遗漏,请各位读者海涵。

无可奈何花落去——CMMB终端芯片往事

1.花无百日红——逐渐消逝的“广电网络

我在知乎上曾经回答过一个问题:“中国传媒大学的集成电路工程专业,片上系统设计方向怎么样?”一般人,哪怕是“业内”人士,一听到到中国传媒大学学习芯片设计第一印象大概以为比到电子科技大学学习播音主持更加不靠谱。但实际上中国传媒大学并非只产出崔永元、王宁、白岩松、敬一丹、李咏、陈鲁豫、任鲁豫、胡蝶、朱广权、周涛、尼格买提这些播音主持人,中传以及前身北京广播学院其电子信息类专业一直也不弱。究其原因,是因为广播以及电视在很长时间里一直是一类独立发展的行业。而其由于技术特点形成了一个非常独特的行业——“广电行业”。而这个行业存在的“物理基础”其实就是广电设备,简单的来分类可以分为用于内容制作的设备和用于节目分发的设备。或者再直白一点可以分为“台”里用的设备和“网”里用的设备。作为一所专门为广电行业培养人才的学校,中传在历史上其实培养了不少面向“广电设备”设计与制造的人才。同样的,而中传在芯片设计领域也做出过一定成绩,培养了一批熟悉多媒体处理处理芯片的相关人才。

“台”里用的设备和今天的内容关系不大,我们就不讨论了。而“网”是什么网?是一个今天已经几乎快要消逝的名词“广电网络”。简单的说就是为了传输广播电视而专门架设的一套具有特殊技术的特点的通信网络。这种网络在发展的早期由于技术的限制和普通的通信网络有较大的不同,形成了较为特殊的网络架构、通信制式以及运营模式。

简单的来说,广电网络是一种“单向网络”,当然这种“单向”的描述并不准确,只是为了帮助大家来理解。我们在观看传统电视节目的时候,其实并没有“点播功能”。更多的是电视台播什么,我们就看什么。顶多就是在不同的电视台之间切换一下,看看这个台在播《亮剑》,那个台在播《西游记》,再换个台发现在播《新白娘子传奇》。相信不少80以及90年代出生的朋友每到暑假都有这种经历。这样的模式其实长期以来构成了广电系统“台网合一”的运行模式。广电集团即是内容的提供者,也是广电网络的运营者。当然,目前随着广电体制改革,名义上的“台网分离”已经完成。这其实也和技术的发展有关,事实上台网如果不分离或者说内容制作和内容分发不分离在今天已经运行不下去了。

广电的这种运营模式和广电网络的特点,使得整套广电网络成为了一种非常特殊的通信网络。再某种程度上说广电网络的通信协议可以高度定制化,而在移动通信领域需要考虑兼容、漫游等问题在广电网络中并不突出甚至是不用考虑。但从另外一个方面来说,这种高度定制化也形成的封闭性的市场。广电系统内部完全主导一套“独立自主”的标准,而无需像移动通信协议那样去经历非常复杂的国际标准博弈。

CMMB是英文China Mobile Multimedia Broadcasting的简称,它是国内自主研发的第一套面向手机、PDA、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑多种移动终端的广播多媒体系统。当时广电自行拟定了CMMB的技术标准,然后找来了中国移动合作。2006年10月24日,国家广电总局正式颁布了中国移动多媒体广播行业标准,确定采用中国自主研发的移动多媒体广播行业标准。自此一套基于自有标准的篱笆就已经扎好了。

抛开技术细节不谈,CMMB 手持电视这类产品的应用场景很好理解。广播电视行业同样面临从有线电视向无线电视的转变过程,从坐在家里客厅才能看电视演变到随时随地想看电视就可以看电视的需求客观存在。尤其是借着 2008 年奥运会这股东风,能够在出差路上、上班休(摸)息(鱼)的时候看电视无疑是非常有吸引力的。而CMMB 靠着当时的免费服务也确实成功吸引了不少用户。再加之此时山寨机盛行,往山寨机上面加个电视节目,能成为很大的卖点,一时之间手机电视就火了起来。

但好景不长,但做了一段时间后广电就急于开始收费。但这样迅速透支了用户的热情。用户买山寨机本来支付能力有限,还得再付一大笔钱在手机上看电视节目显然是不可接受的。同时,随着3G以及随后到来的4G技术以及Wi-Fi技术的快速发展,移动通信在快速的“宽带化”。而一旦移动通信技术完成了宽带化,就可以非常轻松的传递视频等需要较大带宽的多媒体信息。

随着以iPhone为代表的智能手机的出现,补齐了移动互联网终端的短板。让移动互联网快速的从文字、图片的时代彻底进入了视频时代。具备具备双向宽带通信能力的宽带移动互联网对传统的只具备单向通信能力的广电网络形成了“降维打击”。具备点播能力、留言互动功能的移动互联网用户体验远非只能被动接受视频的传统广电网络可比。于是在 10 年不到的时间里,国家广电总局为了 CMMB 专门成立的全资子公司中广传播被划归了中国广播电视网络有限公司管理。700MHz 频段也一起被打包了,成立了中广移动。这个投资 100 多亿的项目逐渐退出了历史舞台,曾经短暂繁荣的CMMB市场繁华落尽。

随着移动互联网的进一步发展,曾经依靠行政命令都难以推动的“三网合一”以一种未曾预料的方式水到渠成。甚至于电视机这个概念都在逐步变成“智慧大屏”,对于年轻人而言,电视不过就是机顶盒、Swtich游戏机的一个外接大显示屏而已。“广电网络”正在迅速的变成一个“历史名词”,也许再过不了多久更年轻的一代人谈起电视会以为那是B站的另一个外号而已。

2.其兴也勃焉,其亡也忽焉——那些转瞬即逝的CMMB终端芯片公司

上图是我夫人的博士导师,也是我科研道路上的引路人之一的复旦大学微电子学院曾晓洋教授领导的课题组于2012年在ASP-DAC上发表的一篇实现CMMB协议数字接收机芯片的论文(Wu, Chuan, Jialin Cao, Dan Bao, Yun Chen, and Xiaoyang Zeng. "A 60mW baseband SoC for CMMB receiver." In 17th Asia and South Pacific Design Automation Conference, pp. 479-480. IEEE, 2012.)。这篇论文一直是我向学生介绍片上系统概念的范例,因为这张图足够简洁直白而且充满了工程设计的美感。

从这张图上我们可以清晰的看到芯片分为用于模数转换的ADC,用于实现物理层通信信号处理的物理层处理器IP和用于MAC协议解析的微处理器系统。最终通过CMMB标准传输的信号被解析为连续的视频码流,这时之需要后续有一个视频解码芯片对视频解码后就可以直接播放视频。

不得不说在2006年的时候,CMMB终端芯片确实是一个非常适合于国内的芯片设计界的赛道。有自有标准作为“篱笆”,市场的可预见性很好(但这一点非常有迷惑性),芯片本身的设计难度又不算非常高。因而在在这期间,有很多公司相继推出相关芯片。如展讯、卓胜微电子、创毅视讯、泰合智恒、灵芯集成、中科院微电子所、瑞芯微电子和爱浦多等。接下来我们做一下简单的盘点。

展讯

展讯在上一期中我们已经做了详细的介绍。作为中国领先的无线基带芯片供应商之一,展讯在2008年5月8日召开的“亚太未来电视2008”大会上,正式宣布推出业界首款 CMMB 标准的手机电视单芯片解决方案 - SC6600V。2013年,展讯被清华控股收购,之后又于2018年与锐迪科微电子合并为紫光展锐,此后其主要业务完全转向移动通讯和物联网领域的2G/3G/4G/5G移动通讯基带芯片设计。

创毅视讯:

创毅视讯于2006年9月成立,并于2007年5月推出中国首枚支持CMMB标准的手机电视信道解调芯片IF101,2008年推出把调制和解调集成在一起的芯片IF202,广泛应用在当时的智能手机和车载终端上。

2008年8月北京奥运会召开,由创毅引领的CMMB产业在广电总局的统筹下为北京奥运会提供了优质的移动电视赛事转播服务。创毅视讯之后也迅速发展,业务范围不断拓展,形成以人工智能为核心,以大数据为手段,以云计算为平台的全新商业模式。但目前官网新闻只更新到2016年5月,此后再无更新。

泰合智恒:

泰合志恒2007年成立,起步于CMMB解调芯片的开发,是国内率先提供支持多个中国自主知识产权数字电视传输标准的芯片设计企业。泰合志恒的核心团队参与了国内数字电视传输的技术标准及自主知识产权的研发。其后的业务主要包括中国直播卫星(ABS-S)、移动多媒体广播(CMMB)、移动多媒体广播多带宽(CMMB2)等应用的芯片及解决方案。但其公司官网新闻只更新到2018年3月,此后再无更新。

灵芯集成:

灵芯集成-苏州中科半导体集成技术研发中心有限公司创立于2006年9月,灵芯集成研发成功的国内首款CMMB无线射频接收调谐器芯片是市场上唯一一款由国内芯片设计公司自主研发成功的CMMB前端射频调谐器芯片。除此之外该公司也研发了其他高端无线通信芯片产品,一系列高端芯片产品形成的完成产品序列,为该公司的长期发展奠定了坚实的基础。在CMMB受挫以后该公司主要做的为Wi-Fi相关芯片。公司官网新闻更新到2016年1月,此后再无更新。

瑞芯微电子:

瑞芯微电子股份有限公司(“瑞芯微”,股票代码:603893)成立于 2001 年,是老牌的芯片设计公司。瑞芯微抓住2008年奥运会的契机,在2007年底推出的RK2706方案基础上,打造了支持 CMMB节目接收的RK2706DMTV(Digital Mobile TV)方案。在2009年进入手机领域后,瑞芯微将其在音视频领域的技术、经验积累注入手机芯片的研发中,推出了RK2718手机多媒体解决方案,可以支持包括 CMMB在内,以及ISDB-T、T-DMB、DVB-T共四种主流移动电视标准。

CMMB是瑞芯微电子发展历史上比较重要的一步,但也只是其激战过若干“战场”之一。瑞芯微电子从MP3芯片起家,近20年一路搏杀。现在瑞芯微电子在系统级芯片尤其是是多媒体芯片设计上已经积累了较强的实力,产品领域包括但不限于平板、电子阅读器、机顶盒、智能家居、AI算法加速等。

爱浦多:

在CMMB标准推出以后,经过一段时间的研发爱浦多也推出自己的CMMB芯片。在芯片的基础上还推出了包括移动电视棒、内置CMMB的MP4终端等完整的解决方案。但目前公司官网上的产品主要是摄像头,并且公司主页新闻只更新到2016年,此后再无更新。

3.将军百战死,壮士十年归——“死人堆”里爬出来的卓胜微电子

今天提起卓胜微,估计最感兴趣的是股民。他们会津津乐道于卓胜微从IPO时35元/股暴涨到今天350多元/股的“神话”。但对于业内的人来说,卓胜微从CMMB崩盘的绝境中艰难转身并崛起的过程,更加让人唏嘘。在朋友圈流传的神话中,卓胜微一度经营惨淡,公司都很难发出来工资。很多“优秀”的人实在熬不住了而放弃期权另谋高就。谁知道上市之后,那些继续留在公司没有离开的“平庸”员工靠公司股权成为了人生赢家。

和目前很多圈内大佬一样,卓胜微创办人许志翰是2001年那一波随着“18号文”发布以后回国创业的“老兵”。2002年,许志翰即到杭州中天微(2018年被阿里收购),与浙大老师一起创业,担任副总一职。但由于一些理念上的差异,许志翰离开了中天微,在2006年创办了卓胜微。

初创卓胜微,许志翰选择了地面电视和手机电视(CMMB)芯片领域。许志翰表示,当时电视领域方兴未艾,他们一开始写商业计划书的时候,就希望在该领域占有一席之地。

但正如上文分析到的,在CMMB方兴未艾之时正处于3G规模化商用之际,移动主推自己的流量视频服务,对力推广电的电视节目服务自然不那么热衷。随着智能手机、移动互联网的快速崛起,CMMB终端市场如昙花一现。处于上游的芯片设计公司无所适从,只能被残酷的环境无情左右,卓胜微一时间被逼至绝境。

许志翰回忆到,当时最难的时候,从红杉等投资方那里融的钱都烧光了,公司工资发不出来,他和两个合伙人每个月借100万,前前后后借了约1000万用来维持公司继续运转,最后才得以拿到新的投资续命。在这段最艰难的时间,他们三个合伙人每个月只领8000块钱一个月的工资。他们做了反思,得出一个结论,那就是要做有市场需求的东西,而不是那些单纯只是技术难度高的东西。

沉舟侧畔千帆过,病树前头万木春。3G/4G的发展虽然打掉CMMB的市场但却又创造了新的市场。相比于2G,3G以及后3G标准频段大大增加,手机要收发的信号数量增长速度很快,由此对专门处理收发信号的射频芯片需求大大增加。站在3G手机刚起来的时间节点上,许志翰选择了switch和LNA方向,而不是PA方向。因为他们考虑到PA赛道已经非常拥挤了,做起来胜算不大,同时switch和LNA是有实在的需求的。

在2012-2013年的时候,智能手机大爆发。iPhone 5卖得不错,苹果把传统的射频芯片大厂Skyworks、英飞凌、Qorvo等的产能都给预定满了。三星等厂家的射频芯片一时无法满足。卓胜微当时与台积电合作,首次研发出了基于RF CMOS工艺的GPS LNA。有了代工厂的支持,卓胜微为三星解决了一个大问题。因为一颗几毛钱的芯片,影响几千块钱的手机的售卖,终端厂与芯片商的供需关系由此瞬间转换。

打入三星的供应链无疑是为卓胜微的品质做了背书。随着国产手机品牌的崛起和降本压力的上升,卓胜微先后打入了小米、OV,最终也打入了华为的供应链。

在国内一众芯片初创公司之中,卓胜微总算是活了下来,而且还活得不错。而且它是在电视芯片创业的“死人堆”中爬出来并成功过完成了转型。虽然面对对欧美传统射频芯片供应,卓胜微能否最终胜出还无法得知。但在国际形势和“缺芯”问题未能真正改变前,卓胜微应该还有很长一段战略机遇期。祝愿这支历经潮起潮落百战余生的队伍,能够在残酷的市场搏杀中继续走向下一个胜利。

4. 待到山花烂漫时——结束语

CMMB终端芯片公司的失败说起来是非常憋屈的,不但因为它失败的过于“彻底”(相比于TDS-CDMA终端芯片而言),而且因为这是一个按“常理”推断应该成功的赛道。芯片本身难度适中、有自有协议加持作为“篱笆”、有明确的产业需求,这仿佛是一个“手到擒来”的机会。然而,技术的发展从来不是线性的、局部的,竞争对手也并非只有“同行”。当另外一种技术的变革造就了全新的、颠覆性的产业格局以后,整个赛道也许就不复存在了。而这个时候,前期多么严密的市场调研、技术论证都毫无意义。而这种情况在芯片产业甚至很多高科技产业中都出现过很多次。

在我们回望这段历史的时候,也不由得对这些CMMB终端芯片公司的失败感到惋惜。如果3G/4G普及的时代再晚上那么几年,如果CMMB的标准再早上一点时间,是不是这些公司就能够再成长一点?那么即使后面技术的浪潮让CMMB标准随风而去,这些已经成长起来的公司会不会更加有实力去转型做别的芯片?能够为中国的芯片产业多保留一些身经百战的老兵,多留下一些像卓胜微、瑞芯微这样久经战阵的队伍?

然而,这一切不过都是假设。在中国半导体产业跌宕起伏的65年峥嵘岁月里,这样的如果、这样的遗憾一直存在。而我们的半导体产业也是在无数次这样的挫折和打击下,步履蹒跚的走到今天。CMMB终端芯片虽然随着CMMB协议的失败而“零落成泥”,但那些在CMMB终端芯片这场“战役”中幸存下来不少“老兵”依然还继续奋战在国产芯片的战场上。

行文到最后,总感觉还是有点意难平。回望这些CMMB终端芯片公司艰难的历程,再看如今烈火烹油般的“投资热潮”、科创板/创业板一轮轮高涨的股票以及。似乎还想说些什么,但似乎又不知从哪里说起。想来想去,大概只能摘录一段《士兵突击》里的经典台词作为结束:

“你知道七连多少次从尸山血海中爬起来,抱着战友残缺的躯体,看着那个支离破碎的连旗。那些千军万马在喊胜利,在喊万岁。七连呢?七连没有声音,他们只是埋好战友包扎伤口,然后跟自己说我又活下来了还得打下去。你懂做兵的这份尊严吗?”

向以许志翰许总为代表的那批在最绝望时刻仍然在坚守国产芯片阵地的行业老兵们致以崇高的敬意。

【本文作者乐享工作室,由投资界合作伙伴微信公众号:半导体行业观察授权发布,文章版权归原作者及原出处所有,转载请联系原出处。文章系作者个人观点,不代表投资界立场。如内容、图片有任何版权问题,请联系(editor@zero2ipo.com.cn)投资界处理。】