专访资深芯片研究专家汪波：英伟达万亿市值很难得，国内车规芯片迎超车机会

本刊编辑部 | 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实现了高速增长。

《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，所以后来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。

（嘉宾简介：汪波，资深芯片研究专家，著有《芯片简史》。曾在华为公司、法国里昂纳米国家实验室和北京大学深圳研究生院从事集成电路设计的教学和科研工作。本文已刊发于7月8日《红周刊》，文中所涉个股仅做举例，不做买卖推荐。）