愛伊米

中國晶片追求自主的一段過往(二) | 黑暗森林中的籬笆

中國晶片追求自主的一段過往(二) | 黑暗森林中的籬笆

龍芯總設計師胡偉武在2015年接受採訪時曾經說過“政府應該幹啥,應該在黑暗森林裡圍個籬笆牆,構建一個小森林,把國外晶片擋一擋。同時,在籬笆內的各家公司相互競爭,不加干預,讓這些公司優勝劣汰,最後優勝者走出森林,與國外晶片競爭。”此語一出,在當時的中國積體電路政、產、學、研各界均引發了討論。而5年多過去了,在經歷了2018、2019、2020三年中美摩擦對抗的不斷升級,“籬笆論”的正確與否相信在不同的讀者心中自有評價。

筆者無意討論“籬笆論”本身,而是在回顧中國積體電路產業發展歷史的過程中發現了我國曾經在一段時間內有意無意的實行“籬笆政策”。在本世紀頭10年裡,掌握各種標準/協議制定的話語權一直是國內電子資訊產業追求的主要目標之一,這些國產標準/協議在事實上引領和推動國產電子裝置和晶片的發展。換言之,這些國產標準/協議在一定程度起到了“籬笆”的作用。

雖然這段歷史過去的時間很短,但目前各路媒體中對於這段國內積體電路產業發展的歷史甚少涉及,以至於新一代的從業者們對這段歷史感到格外的陌生。因此筆者準備做一個系列文章來發掘一下這段離我們最近卻又讓很多人感到陌生的歷史。希望透過回望這一段艱辛而又充滿波折的探索歷程,為我國積體電路產業下一步的發展提供些許參考。

本系列主要的資訊來源為當年的各類網際網路新聞、訪談和網際網路中的各種其它公開資料。由於非一手資料,可能與事實存在一定出入。如有錯誤或遺漏,請各位讀者海涵。也歡迎瞭解更詳細情況的讀者在評論中“爆料”。

第二期 :無可奈何花落去——CMMB終端晶片往事

1.花無百日紅——逐漸消逝的“廣電網路

我在知乎上曾經回答過一個問題:“中國傳媒大學的積體電路工程專業,片上系統設計方向怎麼樣?”一般人,哪怕是“業內”人士,一聽到到中國傳媒大學學習晶片設計第一印象大概以為比到電子科技大學學習播音主持更加不靠譜。但實際上中國傳媒大學並非只產出崔永元、王寧、白巖松、敬一丹、李詠、陳魯豫、任魯豫、胡蝶、朱廣權、周濤、尼格買提這些播音主持人,中傳以及前身北京廣播學院其電子資訊類專業一直也不弱。究其原因,是因為廣播以及電視在很長時間裡一直是一類獨立發展的行業。而其由於技術特點形成了一個非常獨特的行業——“廣電行業”。而這個行業存在的“物理基礎”其實就是廣電裝置,簡單的來分類可以分為用於內容製作的裝置和用於節目分發的裝置。或者再直白一點可以分為“臺”裡用的裝置和“網”裡用的裝置。作為一所專門為廣電行業培養人才的學校,中傳在歷史上其實培養了不少面向“廣電裝置”設計與製造的人才。同樣的,而中傳在晶片設計領域也做出過一定成績,培養了一批熟悉多媒體處理處理晶片的相關人才。

“臺”裡用的裝置和今天的內容關係不大,我們就不討論了。而“網”是什麼網?是一個今天已經幾乎快要消逝的名詞“廣電網路”。簡單的說就是為了傳輸廣播電視而專門架設的一套具有特殊技術的特點的通訊網路。這種網路在發展的早期由於技術的限制和普通的通訊網路有較大的不同,形成了較為特殊的網路架構、通訊制式以及運營模式。

簡單的來說,廣電網路是一種“單向網路”,當然這種“單向”的描述並不準確,只是為了幫助大家來理解。我們在觀看傳統電視節目的時候,其實並沒有“點播功能”。更多的是電視臺播什麼,我們就看什麼。頂多就是在不同的電視臺之間切換一下,看看這個臺在播《亮劍》,那個臺在播《西遊記》,再換個臺發現在播《新白娘子傳奇》。相信不少80以及90年代出生的朋友每到暑假都有這種經歷。這樣的模式其實長期以來構成了廣電系統“臺網合一”的執行模式。廣電集團即是內容的提供者,也是廣電網路的運營者。當然,目前隨著廣電體制改革,名義上的“臺網分離”已經完成。這其實也和技術的發展有關,事實上臺網如果不分離或者說內容製作和內容分發不分離在今天已經執行不下去了。

廣電的這種運營模式和廣電網路的特點,使得整套廣電網路成為了一種非常特殊的通訊網路。再某種程度上說廣電網路的通訊協議可以高度定製化,而在行動通訊領域需要考慮相容、漫遊等問題在廣電網路中並不突出甚至是不用考慮。但從另外一個方面來說,這種高度定製化也形成的封閉性的市場。廣電系統內部完全主導一套“獨立自主”的標準,而無需像行動通訊協議那樣去經歷非常複雜的國際標準博弈。

CMMB是英文China Mobile Multimedia Broadcasting的簡稱,它是國內自主研發的第一套面向手機、PDA、MP3、MP4、數碼相機、膝上型電腦多種移動終端的廣播多媒體系統。當時廣電自行擬定了CMMB的技術標準,然後找來了中國移動合作。2006年10月24日,國家廣電總局正式頒佈了中國移動多媒體廣播行業標準,確定採用中國自主研發的移動多媒體廣播行業標準。自此一套基於自有標準的籬笆就已經紮好了。

拋開技術細節不談,CMMB 手持電視這類產品的應用場景很好理解。廣播電視行業同樣面臨從有線電視向無線電視的轉變過程,從坐在家裡客廳才能看電視演變到隨時隨地想看電視就可以看電視的需求客觀存在。尤其是藉著 2008 年奧運會這股東風,能夠在出差路上、上班休(摸)息(魚)的時候看電視無疑是非常有吸引力的。而CMMB 靠著當時的免費服務也確實成功吸引了不少使用者。再加之此時山寨機盛行,往山寨機上面加個電視節目,能成為很大的賣點,一時之間手機電視就火了起來。

但好景不長,但做了一段時間後廣電就急於開始收費。但這樣迅速透支了使用者的熱情。使用者買山寨機本來支付能力有限,還得再付一大筆錢在手機上看電視節目顯然是不可接受的。同時,隨著3G以及隨後到來的4G技術以及Wi-Fi技術的快速發展,行動通訊在快速的“寬頻化”。而一旦移動通訊技術完成了寬頻化,就可以非常輕鬆的傳遞影片等需要較大頻寬的多媒體資訊。

隨著以iPhone為代表的智慧手機的出現,補齊了移動網際網路終端的短板。讓移動網際網路快速的從文字、圖片的時代徹底進入了影片時代。具備具備雙向寬頻通訊能力的寬頻移動網際網路對傳統的只具備單向通訊能力的廣電網路形成了“降維打擊”。具備點播能力、留言互動功能的移動網際網路使用者體驗遠非只能被動接受影片的傳統廣電網路可比。於是在 10 年不到的時間裡,國家廣電總局為了 CMMB 專門成立的全資子公司中廣傳播被劃歸了中國廣播電視網路有限公司管理。700MHz 頻段也一起被打包了,成立了中廣移動。這個投資 100 多億的專案逐漸退出了歷史舞臺,曾經短暫繁榮的CMMB市場繁華落盡。

隨著移動網際網路的進一步發展,曾經依靠行政命令都難以推動的“三網合一”以一種未曾預料的方式水到渠成。甚至於電視機這個概念都在逐步變成“智慧大屏”,對於年輕人而言,電視不過就是機頂盒、Swtich遊戲機的一個外接大顯示屏而已。“廣電網路”正在迅速的變成一個“歷史名詞”,也許再過不了多久更年輕的一代人談起電視會以為那是B站的另一個外號而已。

2.其興也勃焉,其亡也忽焉——那些轉瞬即逝的CMMB終端晶片公司

中國晶片追求自主的一段過往(二) | 黑暗森林中的籬笆

圖1 論文A 60mW Baseband SoC for CMMB Receiver中的配圖

上圖是我夫人的博士導師,也是我科研道路上的引路人之一的復旦大學微電子學院曾曉洋教授領導的課題組於2012年在ASP-DAC上發表的一篇實現CMMB協議數字接收機晶片的論文(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。)。這篇論文一直是我向學生介紹片上系統概念的範例,因為這張圖足夠簡潔直白而且充滿了工程設計的美感。

從這張圖上我們可以清晰的看到晶片分為用於模數轉換的ADC,用於實現物理層通訊訊號處理的物理層處理器IP和用於MAC協議解析的微處理器系統。最終透過CMMB標準傳輸的訊號被解析為連續的影片碼流,這時之需要後續有一個影片解碼晶片對影片解碼後就可以直接播放影片。

不得不說在2006年的時候,CMMB終端晶片確實是一個非常適合於國內的晶片設計界的賽道。有自有標準作為“籬笆”,市場的可預見性很好(但這一點非常有迷惑性),晶片本身的設計難度又不算非常高。因而在在這期間,有很多公司相繼推出相關晶片。如展訊、卓勝微電子、創毅視訊、泰合智恆、靈芯整合、中科院微電子所、瑞芯微電子和愛浦多等。接下來我們做一下簡單的盤點。

展訊

展訊在上一期中我們已經做了詳細的介紹。作為中國領先的無線基帶晶片供應商之一,展訊在2008年5月8日召開的“亞太未來電視2008”大會上,正式宣佈推出業界首款 CMMB 標準的手機電視單晶片解決方案 - SC6600V。2013年,展訊被清華控股收購,之後又於2018年與銳迪科微電子合併為紫光展銳,此後其主要業務完全轉向移動通訊和物聯網領域的2G/3G/4G/5G移動通訊基帶晶片設計。

創毅視訊:

創毅視訊於2006年9月成立,並於2007年5月推出中國首枚支援CMMB標準的手機電視通道解調晶片IF101,2008年推出把調製和解調整合在一起的晶片IF202,廣泛應用在當時的智慧手機和車載終端上。

2008年8月北京奧運會召開,由創毅引領的CMMB產業在廣電總局的統籌下為北京奧運會提供了優質的移動電視賽事轉播服務。創毅視訊之後也迅速發展,業務範圍不斷拓展,形成以人工智慧為核心,以大資料為手段,以雲計算為平臺的全新商業模式。但目前官網新聞只更新到2016年5月,此後再無更新。

泰合智恆:

泰合志恆2007年成立,起步於CMMB解調晶片的開發,是國內率先提供支援多箇中國自主智慧財產權數字電視傳輸標準的晶片設計企業。泰合志恆的核心團隊參與了國內數字電視傳輸的技術標準及自主智慧財產權的研發。其後的業務主要包括中國直播衛星(ABS-S)、移動多媒體廣播(CMMB)、移動多媒體廣播多頻寬(CMMB2)等應用的晶片及解決方案。但其公司官網新聞只更新到2018年3月,此後再無更新。

靈芯整合:

靈芯整合-蘇州中科半導體整合技術研發中心有限公司創立於2006年9月,靈芯整合研發成功的國內首款CMMB無線射頻接收調諧器晶片是市場上唯一一款由國內晶片設計公司自主研發成功的CMMB前端射頻調諧器晶片。除此之外該公司也研發了其他高階無線通訊晶片產品,一系列高階晶片產品形成的完成產品序列,為該公司的長期發展奠定了堅實的基礎。在CMMB受挫以後該公司主要做的為Wi-Fi相關晶片。公司官網新聞更新到2016年1月,此後再無更新。

瑞芯微電子:

瑞芯微電子股份有限公司(“瑞芯微”,股票程式碼:603893)成立於 2001 年,是老牌的晶片設計公司。瑞芯微抓住2008年奧運會的契機,在2007年底推出的RK2706方案基礎上,打造了支援 CMMB節目接收的RK2706DMTV(Digital Mobile TV)方案。在2009年進入手機領域後,瑞芯微將其在音影片領域的技術、經驗積累注入手機晶片的研發中,推出了RK2718手機多媒體解決方案,可以支援包括 CMMB在內,以及ISDB-T、T-DMB、DVB-T共四種主流移動電視標準。

CMMB是瑞芯微電子發展歷史上比較重要的一步,但也只是其激戰過若干“戰場”之一。瑞芯微電子從MP3晶片起家,近20年一路搏殺。現在瑞芯微電子在系統級晶片尤其是是多媒體晶片設計上已經積累了較強的實力,產品領域包括但不限於平板、電子閱讀器、機頂盒、智慧家居、AI演算法加速等。

愛浦多:

在CMMB標準推出以後,經過一段時間的研發愛浦多也推出自己的CMMB晶片。在晶片的基礎上還推出了包括移動電視棒、內建CMMB的MP4終端等完整的解決方案。但目前公司官網上的產品主要是攝像頭,並且公司主頁新聞只更新到2016年,此後再無更新。

3.將軍百戰死,壯士十年歸——“死人堆”裡爬出來的卓勝微電子

今天提起卓勝微,估計最感興趣的是股民。他們會津津樂道於卓勝微從IPO時35元/股暴漲到今天350多元/股的“神話”。但對於業內的人來說,卓勝微從CMMB崩盤的絕境中艱難轉身並崛起的過程,更加讓人唏噓。在朋友圈流傳的神話中,卓勝微一度經營慘淡,公司都很難發出來工資。很多“優秀”的人實在熬不住了而放棄期權另謀高就。誰知道上市之後,那些繼續留在公司沒有離開的“平庸”員工靠公司股權成為了人生贏家。

和目前很多圈內大佬一樣,卓勝微創辦人許志翰是2001年那一波隨著“18號文”釋出以後回國創業的“老兵”。2002年,許志翰即到杭州中天微(2018年被阿里收購),與浙大老師一起創業,擔任副總一職。但由於一些理念上的差異,許志翰離開了中天微,在2006年創辦了卓勝微。

初創卓勝微,許志翰選擇了地面電視和手機電視(CMMB)晶片領域。許志翰表示,當時電視領域方興未艾,他們一開始寫商業計劃書的時候,就希望在該領域佔有一席之地。

但正如上文分析到的,在CMMB方興未艾之時正處於3G規模化商用之際,移動主推自己的流量影片服務,對力推廣電的電視節目服務自然不那麼熱衷。隨著智慧手機、移動網際網路的快速崛起,CMMB終端市場如曇花一現。處於上游的晶片設計公司無所適從,只能被殘酷的環境無情左右,卓勝微一時間被逼至絕境。

許志翰回憶到,當時最難的時候,從紅杉等投資方那裡融的錢都燒光了,公司工資發不出來,他和兩個合夥人每個月借100萬,前前後後借了約1000萬用來維持公司繼續運轉,最後才得以拿到新的投資續命。在這段最艱難的時間,他們三個合夥人每個月只領8000塊錢一個月的工資。他們做了反思,得出一個結論,那就是要做有市場需求的東西,而不是那些單純只是技術難度高的東西。

沉舟側畔千帆過,病樹前頭萬木春。3G/4G的發展雖然打掉CMMB的市場但卻又創造了新的市場。相比於2G,3G以及後3G標準頻段大大增加,手機要收發的訊號數量增長速度很快,由此對專門處理收發訊號的射頻晶片需求大大增加。站在3G手機剛起來的時間節點上,許志翰選擇了switch和LNA方向,而不是PA方向。因為他們考慮到PA賽道已經非常擁擠了,做起來勝算不大,同時switch和LNA是有實在的需求的。

在2012-2013年的時候,智慧手機大爆發。iPhone 5賣得不錯,蘋果把傳統的射頻晶片大廠Skyworks、英飛凌、Qorvo等的產能都給預定滿了。三星等廠家的射頻晶片一時無法滿足。卓勝微當時與臺積電合作,首次研發出了基於RF CMOS工藝的GPS LNA。有了代工廠的支援,卓勝微為三星解決了一個大問題。因為一顆幾毛錢的晶片,影響幾千塊錢的手機的售賣,終端廠與晶片商的供需關係由此瞬間轉換。

打入三星的供應鏈無疑是為卓勝微的品質做了背書。隨著國產手機品牌的崛起和降本壓力的上升,卓勝微先後打入了小米、OV,最終也打入了華為的供應鏈。

在國內一眾晶片初創公司之中,卓勝微總算是活了下來,而且還活得不錯。而且它是在電視晶片創業的“死人堆”中爬出來併成功過完成了轉型。雖然面對對歐美傳統射頻晶片供應,卓勝微能否最終勝出還無法得知。但在國際形勢和“缺芯”問題未能真正改變前,卓勝微應該還有很長一段戰略機遇期。祝願這支歷經潮起潮落百戰餘生的隊伍,能夠在殘酷的市場搏殺中繼續走向下一個勝利。

4. 待到山花爛漫時——結束語

CMMB終端晶片公司的失敗說起來是非常憋屈的,不但因為它失敗的過於“徹底”(相比於TDS-CDMA終端晶片而言),而且因為這是一個按“常理”推斷應該成功的賽道。晶片本身難度適中、有自有協議加持作為“籬笆”、有明確的產業需求,這彷彿是一個“手到擒來”的機會。然而,技術的發展從來不是線性的、區域性的,競爭對手也並非只有“同行”。當另外一種技術的變革造就了全新的、顛覆性的產業格局以後,整個賽道也許就不復存在了。而這個時候,前期多麼嚴密的市場調研、技術論證都毫無意義。而這種情況在晶片產業甚至很多高科技產業中都出現過很多次。

在我們回望這段歷史的時候,也不由得對這些CMMB終端晶片公司的失敗感到惋惜。如果3G/4G普及的時代再晚上那麼幾年,如果CMMB的標準再早上一點時間,是不是這些公司就能夠再成長一點?那麼即使後面技術的浪潮讓CMMB標準隨風而去,這些已經成長起來的公司會不會更加有實力去轉型做別的晶片?能夠為中國的晶片產業多保留一些身經百戰的老兵,多留下一些像卓勝微、瑞芯微這樣久經戰陣的隊伍?

然而,這一切不過都是假設。在中國半導體產業跌宕起伏的65年崢嶸歲月裡,這樣的如果、這樣的遺憾一直存在。而我們的半導體產業也是在無數次這樣的挫折和打擊下,步履蹣跚的走到今天。CMMB終端晶片雖然隨著CMMB協議的失敗而“零落成泥”,但那些在CMMB終端晶片這場“戰役”中倖存下來不少“老兵”依然還繼續奮戰在國產晶片的戰場上。

行文到最後,總感覺還是有點意難平。回望這些CMMB終端晶片公司艱難的歷程,再看如今烈火烹油般的“投資熱潮”、科創板/創業板一輪輪高漲的股票以及“四十萬難招應屆生”的“抱怨”。似乎還想說些什麼,但似乎又不知從哪裡說起。想來想去,大概只能摘錄一段《士兵突擊》裡的經典臺詞作為結束:

“你知道七連多少次從屍山血海中爬起來,抱著戰友殘缺的軀體,看著那個支離破碎的連旗。那些千軍萬馬在喊勝利,在喊萬歲。七連呢?七連沒有聲音,他們只是埋好戰友包紮傷口,然後跟自己說我又活下來了還得打下去。你懂做兵的這份尊嚴嗎?”

向以許志翰許總為代表的那批在最絕望時刻仍然在堅守國產晶片陣地的行業老兵們致以崇高的敬意。

- End -

上期回顧:

萬里長城萬里長——TD-SCDMA終端晶片往事

下期預告:

出師未捷身先死——WAPI終端晶片往事

本文由半導體行業觀察與電子科技大學樂享網路名師工作室聯合出品,本系列文章也是樂享網路名師工作室開展“學黨史·迎百年·踐使命”系列教育組成部分。樂享網路名師工作室是電子科技大學電子科學與工程學院(示範性微電子學院)圍繞電子科技大學網路名師黃樂天副教授設定的網路育人工作室,主要分享積體電路相關的知識與觀點,希望透過老師的分享,讓學習、工作變得快樂幸福。本文涉及資料主要由樂享網路名師工作室學生團隊負責人劉豐瑞查詢,黃樂天老師編輯資料和撰寫文章,半導體行業觀察編輯部代為補充及稽核。