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芯片破壁者(二十三):国家“钞能力”的罪与
发布时间:2021-02-15 11:10

  别看美国科技大厂纷纷针对中国“卡脖子”,其实他们内部打起架来,姿态更不好看。

  两年前,谷歌、微软、亚马逊、IBM、甲骨文等就曾为了一份百亿美元的军方订单,上闹总统庙堂,下闹社交江湖。

  甲骨文联合CEO跟特朗普抱怨,认为大单的竞标要求“是为了让亚马逊获胜而设定”,IBM也发出抗议,十分激进地指责国防部。谷歌想退出竞标都没躲过挨骂,亚马逊CEO贝索斯说它做了个错误的决定,“假设大型科技公司都选择拒绝国防部,那国家将会陷入困境”,微软CEO 萨提亚·纳德拉也发言称“美国公司的立身之本是对美国价值观的信任”——听起来,这些大佬的“抬杠”本领并不输给十级杠精网友。

  总价值超过百亿美元,而且为期十年之久,需要将340 万五角大楼工作账户和 400 万台设备转移到云端。同时,一改美国国家采购必须在两个及以上企业中选择的传统,谁能拿到订单,就能获得接近垄断的政府技术供应商地位。

  也正因此,这一项目陷入了旷日持久的大厂博弈,甚至有国会成员要求调查军方领导人是否有被优势企业操纵的可能。

  其实,这种操作是“老国防部”了。尤其是当我们想要探寻中国半导体突围法则之时,美国半导体和集成电路的元器件采购大户——美国国防部,就是一个无法避开的关键角色。

  超级英雄电影《正义联盟》电影中,闪电侠询问“你有什么超能力”,蝙蝠侠回答他“Im rich”(我很有钱)。半导体产业的兴衰与国家“钞能力”,从初始就被捆绑在了一起。

  蝙蝠侠能够凭借“钞能力”跻身Justice League of America这只超级英雄战队,并不是在开玩笑。正义联盟需要烧钱,半导体这个重研发的领域更是“吞金巨兽”。

  美国半导体和集成电路工业的兴起与发展,国家采购政策是其第一推动力,没有之一。

  二战后到1980年代,这期间着重于提升产业技术创新能力,培育战略新兴产业,政府采购作为关键的政策工具开始被广泛采用,美国国防部和国家宇航局出面采购了许多半导体和计算机领域的早期产品。有统计数据显示,这一阶段,科技因素在美国经济增长中的比例从20%上升到了50%,占据的投资份额更一度达到80%。

  而从1980年代到千禧年,美国政府开始不断压缩军费、减少开支,经济结构也开始调整军事经济在国民经济中所占的比重,半导体领域的投资也逐步开始转移。到上世纪90年代中期,科技投资的份额已经减到了30%。

  读者可能已经发现了,美国资本参与投资、国家采购大力扶持的时间轴,与美国半导体产业历史上的辉煌时期恰好是吻合的。

  这样的概括还是有点宽泛,所以我们回顾国家“钞能力”的第一战场,不妨聚焦并锚定几个半导体巨头的崛起之路。

  今天我们都已经知道,诺伊斯在1959年用平面工艺发明了世界第一块硅集成电路,仙童半导体也自此开创了半导体产业的黄金时代。但仙童半导体的商业化也一直为人所注目,甚至在1967年出现了亏损,此后更是伴随着灵魂人物的出走而一路没落,直至最后被收购。

  简略地回顾仙童半导体的“一生”,可以发现其最辉煌的十年间,不仅在底层研发技术层面引领全球,在产品上也相继开发出了运算放大器、实用模拟集成电路等细分产品,加速推动产业工业化。而这一切背后不仅有诺伊斯及其他科学家的才智加持,与国家资本的友好关系更是其腾飞的关键。

  掌舵人诺伊斯就十分关注政府订单。仙童半导体集成电路产品刚刚问世时,门电路成本几乎达到了150美元,而市场上同类功能的分立组件成本只需要3美元,直到1962年,集成电路还是“低于总销售额的10%”。

  诺伊斯曾在内部召开讨论过“如何改善微型电路产品的现状”,最终发现是,除了美国军方,几乎没有企业客户愿意为此买单,而且,政府采购价格大都高于市场价格。

  但这并不意味着,政府必须采购仙童的产品。而且,时任美国国防部长的罗伯特·麦克纳马拉(Robert McNamara)提议调整军方的订货合同,将军方的采购量从100%降至1965年总产量的55%。与此同时,仙童员工出走后创办的半导体企业也开始参与市场竞争并小有斩获,这些对仙童来说都是挑战。

  于是在当时,仙童一方面为政府生产集成电路,一边关注着军方合同,比如自动设备公司(Autonetics)是“民兵”洲际弹道导弹的联合承包商,对方就计划在导弹合同中采购1000件仙童的台式晶体管,但为了测试元件的性能表现,这需要设立可靠性评估部门,并积累长达1.5亿小时的数据。

  诺伊斯极力劝说,建议采用更加稳定的平面型晶体管,并表示平面型晶体管的产量将很快提高到台式晶体管的水平。最终,取得了自动设备公司和政府的认可。

  仙童还会为政府生产支持武器系统、太空运输设备等的组件,比如监控雷达、马塔可(MARTAC)导弹控制计算机等等。1964年,美国政府甚至要求全美的每一步电视机都要安装超高频协调器,也使得仙童半导体订单暴涨。

  某种意义上来说,如果没有政府订单,仙童半导体就不可能存在。1962年,仙童所生产的集成电路产品中政府采购占比是94%,到了1968年,政府购买量调整到37%,仙童半导体才开始露出疲态。或许并不是巧合。

  进入70年代之后,日本开始利用强大的制造能力和举国体制来猛攻美国半导体市场,加上两次石油危机,美国开始意识到技术创新、国民经济、国家资本之间的全新关系,也在政府采购的基础上,逐步制定了一些真正意义上的用国家力量推动技术创新的相关政策。

  英特尔的崛起,以及在DRAM战争后从日本手里重新拿回半导体主导权,就得益于此。

  从1971年推出全球第一颗微处理器4004,到1992年凭借3000万晶体管的新型芯片成为世界最大的半导体企业,英特尔的铁王座一度无可撼动。也是在这一年开始,全球半导体市场的天平又开始慢慢从日本倒向了美国。

  促成这一结果的原因有很多,比如我们此前提过的美国半导体制造技术联合体(Sematech)联合技术攻关,韩国、中国台湾地区等的开发热潮兴起,个人电脑商业市场的爆发等等等等。但这些要素,都无法掩盖美国国家资本在英特尔及微处理器产品上所起到的功劳。

  回到美日争霸的硝烟战场,在日本电子企业的冲击下,英特尔在传统的DRAM市场上已经越来越不占优势,在80年代陷入困境,1981年首次出现财务下滑,1982年不得不出售股份给IBM来换取现金,后续甚至经历了反反复复的裁员。

  今天看来,突围办法就是大力押注更具应用前景和利润优势的微处理器,但在当时,英特尔有80%以上的研究经费依然还花在DRAM存储器产品上。

  时任英特尔CEO格罗夫最终选择壮士断腕,转型开发微处理器,但这种产品无论设计研发还是制造工艺,都远比DRAM要复杂,大规模投入是否能取得相应的市场回报,在当时引发了巨大争议。而平息众议靠的不仅仅是掌舵者的个人魅力和超前眼光,更依赖于国家资本的大力支持。

  (安迪·格罗夫左、罗伯特·诺伊斯中和戈登·摩尔右)

  其一,国家出资支持新技术研发,制定研发路线图,并监督研究的实施,让企业少走弯路。

  美国联邦政府和英特尔在内的半导体企业共同出资成立了SEMATECH,每年投入2亿美元的研究项目,用以提升制造设备和工艺。这一举措减少了IBM、英特尔、摩托罗拉、德州仪器、惠普和国家半导体公司等重复研发造成的时间和金钱成本,确保英特尔可以在微处理器的道路上大踏步前景英特尔自身也先后投资了约30亿美元,用于加速研制微型高性能芯片。1984年,英特尔已经成为美国《财经》杂志评选出的8家最具创新科技的公司之一。

  其二,在市场竞争中帮助优势技术拿下“设计赢单”(design win)。进入微处理器赛道并不意味着英特尔就安全了,8086型16位微处理器尽管在技术上有着强大的先进性,一度打出了“一个新时代的诞生”的广告,但想要取得订单,却必须跟后发制人、成功对8086取长补短的摩托罗拉68000“掰手腕”。

  英特尔遭遇的市场重创,直到引入IBM这个蓝色巨人才线卖给了IBM作为PC的中央处理器,很快成为行业标准,扭转了竞争局势,游戏结束。

  据戈登摩尔回忆,他当时并没有意识到从IBM获得的任何设计赢单都是一桩大生意,这个赢单比其他赢单都重要。

  如果说IBM是英特尔的“金大腿”,那么美国政府就是这根“大腿”的缔造者。作为科技界的常青树,IBM从创建前期,还是一个自动制表机企业时,就在为美国国家统计局服务,早期的IBM也以政府部门和企事业单位为主要客户,销售办公机器。二战中,IBM又要制表机与美国军方建立了商业往来,并为军方研制了世界上第一台继电器式的计算机。

  当然,也不是IBM就喜欢跟军方打交道,主要当时计算机造价极高,除了政府和国防部,只有大银行和跨国公司才用得起,而后者并不需要类似弹道轨迹这样的复杂运算,这些都导致IBM与国家资本越走越近。借助IBM拿到的大量订单,英特尔迅速奇袭对手也就不足为奇了。

  与之相比,英国政府同样在该时期支持过计算机产业的发展,但就是因为没有充足的国防订单,又无法打开外部销售局面,才最终败给了美系企业。

  有人可能会说,既然国家资本如此好用,美国半导体产业怎么还会遭遇被日本在DRAM市场按在地上摩擦的滑铁卢呢?

  回顾上世纪70年代到90年代的美日半导体竞争,日本这个十分具有集体感的国家,几乎将“国家资本干预技术创新”这件事做到了极致。

  日本如何召集一批电子企业在DRAM实现赶超的过程,在这里就不赘述了,只谈谈他们的“钞能力”有多夸张。

  二战后,日本开始注重发展高技术产业,资料显示,从 1949年到1970年,日本花费了57亿美元从国外引进产业技术成果;

  70年代中期,日本通产省号召成立“VLSI技术研究组合”,接下来的十年总预算为720亿日元,其中国家直接拨款就占到290亿日元。

  此外,为了打开市场,日本在政府扶持下建立了寓军于民的工业体系。三菱重工、川崎重工、富士重工等等一开始就同时面向民用和国防两大市场。当然,除了保障研发成果顺利转化之外,一个“副作用”就是日本半导体的品控标准很高,直接碾压了“美国制造”。

  直到后期,日本遭遇金融危机,半导体企业只能“弱弱联合”,政府也无力扶持,最终没能保下“铁王座”。

  可以说“政府支持、市场导向”,几乎是美国和日本在相互角力中共同采纳的手段。

  正如经济学家Laura Tyson所说,“半导体行业从未摆脱政府干预这只看得见的手。” 国家“钞能力”在许多半导体强势地域几乎都能窥得其踪影。

  比如韩国政府1982年发表 《半导体工业扶植计划》和 《半导体扶植具体计划》,提出用国内民用消费电子带动半导体产业发展的计划,就并没有引起半导体企业的认同,它们选择生产国外工业用DRAM、引进国外新技术和设备等等。直到80年代后期政府政策导向改变,开始 “官民一体扶持DRAM产业,进行规模巨大的官方投资,并推动研发企业关心和与产业化技术密切的课题。

  当然,政府对三星集团与大企业的过度支持也带来许多问题,但从大时代来看,韩国也因此迅速培养出了能够在全球半导体板块中占据重要一席的实力企业。

  在半导体产业的竞争风云中,曾经领先的国家落后了,另一家国家则后来居上,这万千变化背后,国家资本的影响无疑是直接而显著的。

  你喜欢钻石吗?英国殖民者为了得到南非的钻石胜地,曾经发起过两次布尔战争。半导体之于一个国家的价值,显然要比钻石矿高很多,这也注定了其战争的血腥程度更远比战争隐秘和残酷。

  对于一国政府来说,到底应该如何支持半导体技术创新与市场地位建立,是一个见仁见智的问题。在诸多突围法则中,国家资本绝对不能缺位,经过历史的证明已经成为共识。

  但这并不意味着政府需要无止境地砸钱,从美日韩等多个国家半导体产业的兴衰起落中,会发现不同阶段政府和国家资本所扮演的角色、参与的程度都各不相同。如果要从中寻找答案的话,迈克尔.波特在名著《国家竞争优势》中提到的“钻石创新体系”,或许能帮助我们更好地理解国家资本与半导体之间的关系。

  从“国家钻石”模型中可以看到,在技术创新过程中,政府需要平衡的要素是多方面的,通过创造需求、管理生产要素、明确扶持产业、引领企业战略与竞争等一系列动作与政策,来协同担负起激励职责,才能激活创新体系的整体效能。

  以半导体产业来看,任何一个科研成果在发展初期都不是完全单一的私有化产品,而是具有一定的公共价值属性,比如集成电路对整个国家竞争、经济拉动等带来的影响。而半导体领域的创新又存在投入高、风险大、成果应用转化不确定性等问题,因此,将其纳入公共政策领域就是必然的。

  一是最直接的政府采购,需求拉动创新的作用绝对是见效最快的,就如同仙童、英特尔、IBM、德州仪器等等从国防部拿到的订单,政府直接购买新一代产品,达成成果从实验室到市场的转化,帮助解决企业可能遭遇的市场不确定性。在大众消费者还在观望的时刻,由国家为其商业化前景买单,从而缩短创新时滞的过程,降低企业的研发风险。

  有数据显示,硅谷一共有600家公司与美国国防部签订了生产产品与提供技术服务的合同,大约获得250亿美元的订单。

  二是国家资本参与研发,国家力量支持的核心还是关键领域的研发创新,所以只有采购市场是不够的。比如英国政府就曾在1968年主动采购国际计算机有限公司(ICL)的产品,但仍然难挡大型机没落的趋势,因此即便大量援助依然没能让英国的计算机产业崛起。

  反观美国SEMATECH、日本VLSI计划,用公共资源来引导和调整技术研发的方向、规模以及速度,使之向社会需求的方向平稳发展,弥补一些重要科研领域由企业研发和应用可能出现的前期投资不足景况。美国的半导体材料砷化镓研究、VLSI计划、193nm光刻技术、RISC-V等等关键技术背后,都有着国防部的影子。

  同时国家经费的分配还能平衡大企业和中小企业实力不均衡的情况,用财政补贴、技术转让奖励等等鼓励中小企业开展研发。1983-1987年间,美国国防部就为新创企业提供了大约2800亿美元的资助。

  三是政策法规的扶持。全凭自觉,可能出现的就是企业投机取巧、官方权力寻租,因此合理且公平的政策制度就成为“国家钻石模型”闪光的前提。早在1933年,美国《购买美国产品法》就规定联邦各政府机构除了几种特殊情况之外,必须购买本国产品,工程和服务必须由国内供应商提供。同时,在政府采购项目的国外报价中,只要本国供应商的报价不超过外国供应商报价的 6% ,则优先交由本国供应商采购。此后的数届美国政府都不断出台了保护半导体高科技产业的相应政策法规,提高外国高技术产品的进入门槛,保护国内高技术产品市场。

  四是金融服务体系的保驾护航。国家砸钱解决不了一切问题,更不可能填上半导体这个吞金巨兽的全部胃口。因此,针对半导体企业的金融服务就起到了非常关键的补充作用。比如低息贷款、税收倾斜就是美日韩等国都对半导体企业进行的政策优惠,英特尔、微软、三星等都得到过相应资金援助。

  有的还会为半导体企业提供风险补偿基金,如果研发失败,可以从其中拨出一部分弥补企业的损失,从而激励企业承担更大难度的研究。

  除此之外,政府为信用基础薄弱的中小企业提供信用参保,星星之火中未尝不埋藏着颠覆产业的火种,还记得八叛逆与仙童的故事吗?如果当时没有谢尔曼·费尔柴尔德(Sherman Fairchild)的认可,可能半导体的故事又会是另一种面貌了。如果由国家扮演有远见的风险投资人的角色,无疑能让更多中小创新企业受益。

  说到这里你可能会疑惑,既然国家资本这么有用,那么按图索骥照抄过来,是不是就能坐等收获一大批顶级半导体厂商了?

  答案当然是很天真。因为国家资本也存在大大小小的坑,比如政府采购如何设置规则,资助哪个企业或是以什么方式资助等等,市场这只手会失灵,政府亦然。

  举个例子,政府资助的研究项目往往比较尖端,应用面较窄,很多高校学者和企业研究者都不愿意读,商业落地更是遥遥无期。NLP自然语言处理专家贾里尼克教授就讽刺过,“除了论文的评审者,没有人会去读这些论文”。这导致很多研究项目宁可拿工业界的钱,做具体而有前景的工作,也不想守着政府经费和论文度日。

  有的时候,随着政府执政理念或大环境的转变,政策也会发生变化,对技术创新产生反作用。一个最明显的对比就是,美国早在1961年《联邦采购法》中就规定了政府公共预算支出的高效和透明,比如必须在两个竞标者中选择,这次选择了A的产品,下次选择B的,保证公平。而伴随着巨头的扩张,公平的天平也在失衡,美国就曾出现过亚马逊半年内连续花费超过 700 万美元用于游说政府的新闻,也有不少人要求调查国防部将合同授予单独一个公司是否违反了联邦法律。

  “八叛逆”之一的诺伊斯也明确表示过对政府采购的担忧,认为政府美元支持下的项目将滋生大规模的浪费,不利于激发人们的创新能力。同时,条条框框会扼杀实验室的创造力,无助于发掘研究过程中意外闪现的“有趣的灵感”。“一个年轻的组织,特别是处于电子领域的组织必须行动敏捷,而政府单方面的要求将引发一系列问题。”

  另一个例子就是令中国半导体产业十分难受的“实体清单”,显然也是政客过度使用公权力的产物。尽管短期内能够保护本国创新,但从长远来看,却违反了技术、市场全球化的基本规律,让本国半导体企业面临订单减少、科研投入降低、人才短缺等现实问题,影响长远的国家创新能力。

  借此回看中国半导体产业的突围现状,其实产业诉求都是大同小异的,稳定、可预期的市场,充沛、大规模的研发资金,合规、公平的法规保障,充足、低门槛的风险投资……如何将它们整合为一个具有中国特色的“国家钻石模型”,是一件普通人无法也无力去触碰的复杂事情。

  至少目前,经过多年努力,我们已经补上了缺的大部分课,产业大基金、 财政刺激措施、十四五规划、各种孵化园、政策服务中心等等,一个都不能少。

  前者只能靠死磕,而后者当下存在的不确定因素依然很多。比如多头管理,各个部委、当地政府都能根据各自的职权范围来确定扶植什么产业,重复建设、缺乏重点、资源低层次消耗,自然就不可避免。

  再比如中小企业的扶持政策,没有一个达成共识的评价体系和政策依据,多变的政策环境自然也就无法帮助中小企业准确把握创新方向,“打两枪换个地方”的方式向自然跟不上高速创新的半导体产业特性。

  正是因为国家资本的参与对于产业崛起来说是如此立竿见影,才让它的每一步都不能轻举妄动。除了启动,还应该是有力的保护者,保障企业创新的可能;是有效的组织者,规避产业创新的负面。

  成功案例都是一样的成功,政府参与、给予补偿、企业创新、产品落地、反馈迭代、全面推广,完美的就像童话故事。而现实中挫折却各有各的特色。

  对此,“硅谷市长”诺伊斯的看法是,“不拒绝政府的金钱(订单),但是我们(指仙童)有自己的步调”,并主动选择了进入市场搏杀。

  在一次采访中,诺伊斯不无自豪地说:“其他公司都在利用政府合同作为支持研发的主要经济来源,而1963年来自政府的直接采购合同仅占仙童销售额的10%不到,我们很高兴看到这样的局面。”

  从这个角度来看,或许每一个巨头的初始都曾站上过强健的肩膀,但它迎击风浪的能力,只有市场中的真刀真枪能够赋予。