抓住系统摩尔时代的机遇，实现系统整体性能的超越

通信老张

      最近的新闻中提到美国对芯片企业进行520亿补贴，推动建厂，及各个芯片厂家将要提高芯片价格等文章，以及读了宁南山博文后，对于当前优化系统能力，用整体架构优化换取单点能力不足的一些思考。

      大家都知道摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)提出来的。其内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。

      这体现了信息技术飞速发展的速度，当然了其实摩尔定律也并不是适用于所有的芯片，更多是指竞争激烈的消费电子领域使用的芯片，工业领域使用的芯片工艺进步速度就没那么快。

      但是摩尔定律也是有尽头的，并不能无限的发展下去，人类制造的东西越大或者越小，则成本会越高，芯片发展到2nm，建厂投资成本已经达到了惊人的300亿美元以上。前期台积电提到将要投资340亿美元建厂实现2nm制程工艺量产。当单个产品的技术在不断的逼近极限，或者说每前进一步都要付出非常高的成本，那么前进的速度就会越来越慢，想一下投资300多亿美元建立的工厂，得制造出多少颗芯片才能够收回投资，只能提高市场销售价格。

      当一个领域的单点创新由于工艺极限和极高成本前进速度越来越慢，于是该领域则可能会从单点摩尔时代进入系统摩尔时代，也就是说系统级别的创新带来的价值将会超过单点创新带来的价值，也可以说每投入单位成本在系统创新上带来的收益将会超过在单点创新上投入单位成本带来的收益。

      过去的十年智能手机市场的表现就是一个典型，手机通信网络这个更大的系统层面技术上走向了4G，5G网络，使得全球数亿部乃至于数亿部手机可以轻松的互相快速发送图片，视频，访问网站和下载APP，于是出现了从移动支付，移动电商，手机游戏，手机直播等新的生活方式，而这每一种生活方式都是以海量手机和终端互相连接为基础的 ，形成了一个个巨大的产业，由此使得相关的互联网企业迅速做大，体现出了系统创新的巨大价值。腾讯2010年的营收才196.46亿元，到2021年都5601.18亿人民币了，膨胀了几十倍。

      当我国在半导体等单点技术上落后国外时，由于华为，爱立信等全球通信公司在通信技术上面的大力推动和发展，使得包含了大量手机的网络系统变得更加高级，因此推动了一大批的互联网公司乘着移动电商，支付，游戏，直播等移动互联网的东风崛起。这使得我国从中获得了巨大的收益。换言之，我们可以看出系统创新和单点技术创新都具备很大的价值。

我们可以思考一个问题，所以如果有的行业在单点技术上遭遇技术进步的瓶颈，而开始走向系统摩尔，也就是系统创新为主的时代，对全产业链国家如中国，是有利的。

      美国并不是全产业链国家，他们的系统产品之所以比中国的先进，能够做到最高端，主要靠的是芯片，操作系统等某几个单点技术的大幅度领先，而在很多细分的子系统或者说零部件方面，他们已经放弃不做了。

      以电子产品为例子，很多零部件包括电池，显示面板，摄像头模组，被动元件等这东西美国已经不做了或者份额很少了，至于像陶瓷，金属壳这类关系到消费电子产品外观的材料就更不用说了，美国主要是在半导体和操作系统软件部分有很大的领先优势，如果这两个被中国公司追赶，领先的优势缩小，那么由于美国在其他子部件能力水平上的缺失，那么在整体系统能力上就可能会被超越。

      上游产业链的逐渐缺失会造成制造业系统级产品的崩塌和落后，也就是说不搞全产业链会造成单点创新的覆盖面的缺失，从而影响系统的总体性能。

      因为世界消费者对工业产品的要求在越来越走向综合体验，这是技术进步带来的工业品性能日益复杂决定的，就像手机以前只是用于打电话，信号好和稳定就可以了，但是现在手机还要用来玩游戏了，显然光是信号好是不够的，还需要配置够高，续航能力强等等。

      其实对于大型民航客机，航空母舰，乃至于汽车这些系统产品都是一样的，我国搞C919为什么所有的关键子部件全部在搞国产化？因为我们清楚，如果不搞全产业链是可能会被卡脖子的，或者说别人在某一个或者某两个零部件上只把二流的三流的卖给你，从而让你只能造出稍逊一筹的系统级产品。

      美国为什么现在对于先进芯片制造业集中在台湾那么焦虑，为什么最近大力推动台积电，三星等公司在美国建立先进芯片厂，原因非常简单，现在美国可以通过美国设计+台湾制造来保持芯片单点技术的领先，但这个依赖从台湾外购对美国是不利的，因为两岸统一显然是越来越近了，一旦两岸统一完成，这会导致美国在芯片上高度依赖中国。

      美国本来已经在很多零部件和子系统上放弃了，不再是全产业链国家了，如果芯片这个美国大幅领先的单点领域再被中国控制，那么美国将难以造出最为顶尖性能的工业品。美国这些年来科技上领先中国，但是总体来说差距在越来越小，其中很大的原因，是因为中国是全产业链国家，而美国则上游制造业流失严重，产业链不如中国完整。

      如果制造一个系统需要五个关键部件，中国五个都能自研并且做到80分，美国有两个能做到自研并且达到95分，但其他三个则因为不搞全产业链了，能力逐渐衰退甚至缺失，结果只能做到70分，那么设计制造成系统后，中国是完全可能在系统性能上超过美国的，因为系统性能并不是简单的零部件性能相加。

      当然我国长期处于上游核心零部件都要外购自西方的状态，这种情况下我国也就难以打造出超越西方的系统级产品。这条路虽然很漫长，但是我们当前的产业结构还是具有很多优势的。厚积薄发，迟早能实现超越。