中國芯「逃兵」:缺芯是因為缺錢!中國芯老炮:晶元救國靠BAT
來源:Dribbler
作者:雪無痕、看日出
【新智元導讀】美國制裁,中國缺芯。北大計算機系博士「雪無痕」曾學晶元9年,但被實驗室折磨的遍體鱗傷後最終選擇離開,成為晶元業「逃兵」;「雪無痕」的同門師兄「看日出」卻一直堅持14年,成了行業「老炮」,並堅信中國晶元在特定領域有著巨大機會。師兄弟兩人隔空對話,反映了中國晶元研究十多年的過去,也啟發著中國芯十多年的未來。
「雪無痕」和「看日出」都是北大計算機系博士,都曾在中國頂級實驗室之一北京大學微處理器研發中心從事晶元研發,但兩人卻走上了不同道路:
師弟「雪無痕」學晶元9年,看到了因為實驗室缺錢而留不住人才的尷尬境地,最終成了晶元業「逃兵」,從熱血青年變成了麻木大叔,去了互聯網公司做演算法;
師兄「看日出」則從業14年,一路堅持,並堅信隨著越來越多掌握應用場景的公司開始插手晶元,「晶元救國靠BAT」不是句玩笑話,在特定領域中國晶元有著巨大機會。
師弟的經歷是中國晶元業過去十多年的一個縮影,師兄則看到了中國晶元未來十多年面臨的歷史性機會。
師兄弟兩人隔空對話,聲音雖小但持續激蕩在中國不平凡的4月。有人放棄有人堅持,但他們都希望在經歷這次中興事件後,中國芯能夠擁有一個更好的發展環境。
雪無痕:中國晶元業9年「逃兵」,媒體18年前就在呼喚「中國芯」
(一)
這兩天美國對中興的禁運一出, 各個群里的憂國憂民的小夥伴們討論熱烈,各抒己見。各種報道更是鋪天蓋地,大到人民日報,小到各種微信公眾號,想裝作看不見都難。一向只潛水不灌水的我,也忍不住要上來說兩句。
先介紹一下我自己:2000年入北大微電子系,2002年進入實驗室(北大微處理器研發中心),在實驗室完成了本科實習和博士論文,從事晶元開發。博士畢業後進入谷歌中國工作,完全拋棄了晶元事業,基本都在做搜索引擎架構方面的事情。
我的個人經歷,從一定程度上來說,是中國晶元界的一個縮影,一個中國晶元事業的逃兵,一個從熱血青年慢慢衰變的麻木大叔。
我在2000年來到北大微電子系,是懷揣著夢想而來的。我不多的行李中,夾著一份精心從報紙上剪下來的一整片報道,題目我至今記憶猶新:「我們呼喚中國芯」。
那篇文章詳細描述了我國的集成電路的技術是如何缺乏,被國外所制,呼籲我國大力發展自己的晶元技術。現在回想起來,改個日期,現在拿出來發表一下,騙個幾萬微信流量不是什麼問題。要知道那還是18年前的時候,就已經有優秀的作者寫出如此振聾發聵發人深省之文,幾乎影響了我的一生,說是當代魯迅也不為過。可見這18年來,我們國家晶元技術受制的本質,似乎改變不大。
(二)
我在2002年進入了當時如日中天的北大微處理器研發中心,這一待就是7年。除了有限的打星際談戀愛跆拳道踢足球時間以外,基本百分之九十以上的時間都在做晶元,剩下百分之十的時間在灌水混畢業。
在做晶元的過程中,有在師兄師姐帶領下一起流片過,也有帶著同級的同學和師弟們(沒有師妹)一起流片過。實驗室的工程條件在高校里是數一數二的,我們的畢業生工程經驗非常豐富,師兄師弟們的能力也都不錯,基本上是對口的做晶元的公司(比如AMD,NVIDIA,MTK,IBM,SYNOPSYS,CADENCE等等)想怎麼進就怎麼進,進入不久就廣受好評挑上大梁。
我印象最深的就是我一個大牛師弟推薦我去當年正靠山寨機一統江湖風頭無兩的MTK,在我面試前說了我一堆好話,以至於我當時去面試的時候和兩個大佬基本都在閑聊,沒聊兩分鐘的技術,相談甚歡就過了。
然而我最後還是沒有去,原因是實誠的我最後走之前問了一聲:我們實驗室的博士經常延期,如果不能按時畢業怎麼樣?當時兩個大佬呼吸對視一眼,面露難色。等我回去之後發信告訴我,因為他們HC很難搞,所以得先保證能招上,因為我不能確定能不能畢業,所以先不發offer。
就這樣,我pass了MTK。
既然說到了博士延期的問題,那必須再回來說下我們的實驗室。
如前所述,我們的實驗室的工程條件高校一流,甚至早期在全中國也是最強的,我們實驗室的程老大,北大計算機系無人不曉,三天兩頭帶各個國家的領導人來參觀我們實驗室,英國王妃,泰國公主,當然還有現任core。
但就這樣一個實驗室,卻慢慢的被時代拋棄,其中的原因有很多,有說程老大不該走自主指令系統的噱頭,搞的實驗室一大半人都在弄編譯器軟體,也有說老大不該放一起打天下的大師兄走,涼了人心。但我覺得歸根結底一點就是:沒錢。
(三)
有人看到這兒不幹了:你們實驗室不是號稱拿到上億的資金嗎,這還哭窮,讓我們為一個五萬塊錢的課題都要爭的頭破血流的人怎麼活?
這個我想說,首先有沒有上億我不知道,其次,流片一次的費用消耗巨大,為了流片成功買軟體和服務的費用也很可觀,總之最後發下來到我手裡的錢和別的實驗室差不多,很多時候往往還更少。
我們實驗室有著非常苛刻的考勤,一天要分上午下午晚上三個時間段,每個時間段按照第一次刷門卡後最後一次刷門卡的時間差來算這個時間段的工作時間,如果你很不幸上午來就刷了一次卡進門,下午刷了一次卡出門,中間出門上廁所都是尾隨別人的話,那你今天的工作時間就是0,將被記缺勤1天。如果缺勤個1,2天,一個月幾百塊的工資就沒了。
除了考勤,實驗室的工作時間也很長,996那是幸福生活,我們基本是8-11-7,每周工作一百個小時。過年回去最多1個星期,暑假是什麼都沒有聽過,十一五一就是集中攻關的大好時機。相比之下,現在簡直生活的不要太幸福。
我介紹我們工作很忙的原因,本質上還是想說,這是因為我們的錢太少。如果錢多,至少可以多招點人,多發點錢,最重要的是留住人。
(四)
留不住人才是這個是我們實驗室最大的痛點。
實驗室的中堅力量是碩士生,而碩士生三年,第一年上課,第三年找工作寫論文,有效工作時間就一年。認真點的能多個一年半載。
要知道晶元行業是一個非常依賴經驗的行業,這種流水模式作為學校給業界培養人才是不錯,但是想靠這個挑大樑去和別人競爭的話,差距只能越來越大。所以,實驗室非常依賴博士生,畢竟博士生在實驗室待的時間長,經驗豐富。但是,這就會導致很多博士生全力撲在晶元工程上,完全沒有時間做研究(我們實驗室可以說就沒有做研究的老師),去看什麼paper,研究什麼方向,paper怎麼寫怎麼投,都是抓瞎自己研究。
統計數據表明,我們實驗室從本科開始5年博士按期畢業的屈指可數,讀8年最後由於缺論文轉成碩士畢業的倒是大有人在。即使僥倖按時畢業,也是遍體鱗傷,心力交瘁。在這種情況下,很多畢業的博士對實驗室有心理陰影,畢業之後都想早點脫離這個地方,重獲新生。
有不少畢業的博士,程老大都想留下,並開出與業界差不多的收入,但是比實驗室其他老師高一大截的待遇。但是這樣的「你這外面拿多少在我這裡也拿多少的offer」誠意有限:如果待遇不是公司普遍都高,你將成為眾矢之的,壓力大,上升空間也小,這點在公司待過的人都明白。歸根結底,博士難畢業的根本原因是實驗室缺錢,第一沒法能提高整體實驗室的待遇與業界匹敵,第二由於缺少常駐科研人員,工程壓力完全分配在博士身上,導致博士畢業後有心理抗拒,不願留下。缺錢留不下人,從而差距越來越大,導致技術和經驗無法完全傳承,這是實驗室的一個硬傷。
(五)
有人會問:你們實驗室不是做出晶元來了么,還有能用的整機產品,不是很優秀嗎?
外表看來是這樣,先不說我們電腦的性能問題,就說做這麼一個晶元的難度問題,雖然CPU的RTL代碼都是自己寫的,但是SoC上幾個模塊用了買來的IP,設計流程中用到了美國各個公司的EDA軟體,流片是在台灣進行,片上的PLL鎖相環都是黑盒,人家給license才能用。
這個流片說自主產權勉強過的去,但要說完全獨立自主不依賴國外技術,那就是扯犢子了。況且,即使上述都可以自己搞定,我們能自己設計晶元,是得益於業界開發流程和生態的成熟,屬於彎道超車。現在的設計方案是基於標準單元流程的,雖然現在大多數公司早就這麼搞了,但是更早Intel都是全定製的。
從碼農的角度打個比方,人家是從機器語言、彙編語言、C語言一路寫過來的,你是直接從Python開始學的;以人家對系統性能的理解,你寫一輩子Python也是體會不到的。所以,積累是很重要的一筆財富。
有人也問,你不要這麼錢啊錢的,有點理想不行么?
我以前是很有理想的,但是在實驗室7年遍體鱗傷後,我的理想慢慢磨滅了。理想再好,現實骨感有什麼用?怎麼也得先保證衣食無憂吧。
與此同時,國內大搞房地產,房價一路路的漲,而你在這裡默默的做基礎工作研究晶元技術,拿著微薄的薪水,和家人過著苦日子。即使有一天做出來了,短期也不會有市場競爭力,不會有經濟上的回報。這讓人怎麼能夠靜的下心來?
我有個在無錫的大牛師弟,可以說在當地晶元屆也叱吒風雲了,經常抱怨留不住人:新人培養起來干兩年就嫌累錢少去干別的了。
有篇文章流傳的很廣:「根本原因是晶元的開發流程長,調試難度大,需要研發人員有耐心,而我們國家培養的教育體制使得人才都沒有耐心」。這個論斷前一半是對的,後一半沒說到點上。如果有經濟利益驅動,人才都是願意來的。現在的很多矽谷IT創業公司,給的薪水比大公司都高,還有大量的期權,所以一大批IT創業公司雨後春筍的冒了出來。IT創業公司能這麼搞,為什麼晶元不能?無非還是沒錢,而沒錢的原因是因為投資效應短期幾乎零回報,長期風險太大。
(六)
說了這麼多,結論也呼之欲出了:要振興中國芯,只靠市場,那是完全沒有希望的。必須國家插手,國家調控。
國家可以先贊助一部分,給政策傾斜,幫助企業建立最初的市場。形成良性循環後,技術一定都能趕上。換句話說,不要求在一些科目做到滿分世界領先,更要求在所有科目先及格,搞出至少能用的產品。
現在我國有個不同過去20年的大好時機,就是人們已經意識到,手機已經是人人必須有的東西,不是什麼奢侈品,是必需品。購買力也比20年前上漲太多。今天我可以這麼說:即使現在的國產手機貴10倍,速度慢10倍,只要讓國人只能用國產手機,銷量一定還是非常可觀,足以形成市場良性循環,吸引大量人才來研究。所以只要能做出個差不多能用的手機晶元,中國芯就一定會越來越好。
也有人質疑我,說某些文章說了,晶元里的PLL,ADC,DAC模塊都是外國的,很多器件利潤率99%,就是因為我們研究不出來。
這個我就呵呵了。經濟利益是引導投資和開發的根本性因素,很多人只看到了利潤率很高,但是沒人去注意絕對利潤是多少。舉個例子:一個器件每年銷售十億美元,成本一千萬,利潤99%。但是可能研發成本需要一百億,需要開發五年。這種情況你是投資者你會去投嗎?五年之後你研究出來人家或許也進步了,就算人家沒進步,你瓜分個一半的市場,等回本還要20年,風險太大。
要知道我們國家一窮二白的時候舉國體制能研究出原子彈,現在連朝鮮p大點地方也能造核彈,只要政府扶持,沒有什麼技術不能突破的,只是其他損失會比較大,GDP難看點而已。但是具體政府怎麼扶持,怎麼保證錢能用到刀刃上、防止學術界工業界腐敗;怎麼調整好開放的口子,適當允許外國手機競爭,不閉關鎖國,給企業市場的時候也給企業壓力,這個就超出本人的智慧了。
看日出:堅守中國晶元業十四年,中國芯縱有挫折,但從不停頓
「雪無痕」因為中興的新聞思緒萬千,夜裡10點寫就上文並貼在了朋友圈裡,並且寫道:今天老闆催我寫個文檔,我說你先等等,讓我先思考下國家大事,然後就寫了此文。原來想寫篇濟世文,結果寫成了吐槽文。吐完之後已經無力濟世,全然是人生經歷的一個縮影。
「雪無痕」的師兄「看日出」讀後無法入睡,熬夜寫長文回應,如下:
我們實驗室的大牛師弟發了一篇雄文,引起了同學們紛紛轉載,他在北大學了9年晶元,最後去了Google,令人不勝唏噓。在此,我要對這位師弟提出批評:像你我這樣,作為獨生子女、兩個孩子的父親、北大土著博,再對十幾年前讀書時的榮辱和委屈念念不忘,是不合適的。往事不可諫,來者猶可追,為了後代能生活在更好的中國,我們必須打起精神來做些事情。
(一)
過去國產晶元為啥做不起來?因為沒錢,投入不足。可能是因為龍芯的胡偉武老師的相對高調,大家覺得國家給了多少錢似的。其實他和現在的創業公司一樣,融資沒融到很多,但是拚命做PR。
這麼說吧,多年來龍芯和眾志拿到手的國家資金,還不如北大歷史系90後少年去年搞愛西歐發空氣幣騙來的錢多。這麼一點點的投入,換來的是什麼呢?如果現在台海有事,如果Intel通過後門讓大陸所有x86晶元都變磚了,而TSMC也不再供給一片wafer給大陸,那麼,解放軍靠著龍芯和眾志的CPU,依然能運轉。想到這裡,縱有再多委屈,也是值得。
所以啊,網購網遊抖音茅台房地產這些,還真的得先於晶元爆發,因為它們可以攢家底。科技樹從來都是從低往高了爬的,只要別在低枝上習慣了賺容易錢,忘記星辰大海就行。
(二)
未來怎麼做?作為一個搞過14年國產CPU的老菜鳥,我覺得不外乎兩個路徑:
一、對於正在發生10倍數變革的領域,抓住機遇彎道超車。「10倍數變革」是格羅夫提出的概念,指的是一個領域的技術、商業發展到一個臨界點,導致競爭格局發生劇烈變動。沒有變革,就沒有彎道超車、干翻巨頭的機會。
互聯網領域在過去二十年里發生了多次10倍速變革,一直在城頭變幻大王旗。這也是為啥我國的互聯網行業比集成電路發展得好的原因之一。
半導體領域在過去二十多年沒有發生過一次10倍數變革。移動計算的興起算是半次吧,直接導致了ARM的火爆。但ARM早在90年代就已經隨著Nokia的功能機興起,它一直是移動領域的王,只不過後來iOS和Android讓它廣為人知了而已。礦機的興起也算是半次,中國公司在其中抓住了機遇,幾乎壟斷了這個領域。
在高性能計算領域,CPU、GPU、FPGA這些類別的晶元,看起來馬上要發生一次10倍數變革了:
1、摩爾定律結束,特定領域的加速嚴重依賴於相對專用的晶元,例如AI領域,可參考筆者的另一篇文章《CPU和GPU雙低效,摩爾定律之後一萬倍》。
2、純數字電路的設計門檻不斷降低,因為先進的EDA工具、IP復用,以及眾多設計服務公司
3、對應用場景的理解,超過集成電路設計能力,成為了晶元能否成功的決定性因素
一個非常明顯的跡象是,越來越多掌握應用場景的公司,開始插手晶元,不單單是著名的互聯網大廠,做安防的公司,甚至做演算法的公司,都在布局自己的晶元。未來的競爭格局中,晶元公司相對於理解應用的方案公司會越來越弱勢。NVidia自己動手做自動駕駛,估計也是因為看到這個趨勢,希望轉型成AI方案商。
這個大背景下,「晶元救國靠BAT」真的不是一句玩笑話。
二、在只能硬碰硬的領域,給更多人在半導體領域「賭國運」的機會。2003年,風口浪尖上的北大眾志有希望直接被人包裝一下在香港上市融一大筆錢,如果當時程老大走出這一步,那麼,他拿著這筆錢做成了,就是Elon Musk,做不成,就是賈躍亭。程老大和李國慶同為60年代生人,也同樣的保守,不敢賭,他沒有走出這一步。
在集成電路代工、存儲器(DRAM、NAND)、模擬電路(RF、ADC)這些領域,依然看不到任何10倍數變革的跡象。只能和美國人、韓國人硬碰硬死磕。
靠純粹的市場,這些領域不會給後來者任何機會的。就像化學反應的勢壘太高一樣:即使翻越過勢壘就會有很大的能量釋放,但你就是翻不過勢壘。很多人認為只能依靠國家投資來翻越了。但也不見得。所謂融資就是用來翻越勢壘的。滴滴靠投資人的錢逼死了所有競爭對手,樂視當時差一點就拿股民的錢逼死小米了。窩裡橫而已,有本事把股民的錢全圈起來逼死三星去。
(三)
本人並非金融專家,只是希望能有好的頂層設計,讓普通民眾和眾多機構投資者能在這樣的死磕領域賭一把國運。國家的錢,說實在就那麼幾個專家盯著,大把大把地撒出去真是不太讓人放心。投資者多了,盯著的眼睛多了,才能保證投入的錢真的用在了該用的地方。
最後,不管大勢好壞,個人的主觀能動性始終都是重要的。當年,師弟和我,在實驗室能提供的積累和幫助近乎為零的情況下,分別攢了一篇ICCAD和一篇DAC,一直引以為豪。相比過去,現在已經是十幾年來最好機遇期了。如今還堅持在集成電路領域的當年的熱血青年,大多還不滿四十,大家不要挫了銳氣。
中國芯縱有挫折,從不停頓。
後記:
「雪無痕」和「看日出」兩人的隔空對話,引起了北大微處理器實驗室畢業生們的感慨。
其中一位已經畢業的同學說:
這兩天朋友圈被師兄們的文章刷屏了,看過以後,心中有千言萬語,不知從何說起。
感激程老大和工作中遇到的領導大大們,感謝你們的理想與堅守,感謝你們提供了平台與方向,讓一個小菜鳥能夠一直為中國芯奉獻小小的一份力量。
從大二進入實驗室實習開始,經歷了大家為了理想而打雞血奮鬥的日子,至今想起當年師兄師姐們夜夜加班寫代碼調試、想起大家一起圍在調試間吃盒飯討論設計的幾個月、想起自己答辯完還加班到凌晨三點、想起兩次流片的壓力,縱使當時頗有怨言和不滿,現在剩下的更多是滿滿的驕傲和自豪感。
正如師兄文章里所寫,想到解放軍用的CPU里有我親手寫的verilog,縱有千種委屈也值了。也經歷過就業環境帶來的壓力,儘管實驗室出來的人,各大硬體公司都搶著要,但是到我畢業的時候,大部分人已經刷起leetcode轉行了,原因也是顯而易見的,硬體系統的複雜度和調試難度,沒有做過的人是難以想像的,如果是ASIC,試錯的成本如此之高,流片的壓力大到難以承受,片子出去之前簽字簽得手抖,片子回來之後不敢去看,怕系統起不來,與之不匹配的是工作的薪酬及發展機遇。好幾次,在畢業聚餐時,程老大看到學生的就業去向時,充滿了感慨。
其實,我也猶豫著刷起了演算法題,還好那段時間趕著流片沒時間,還好互聯網公司開始在數據中心用起了FPGA,才能得以一直做我喜歡著的事情。感激所有在逆境中,堅守中國芯的人,希望經歷這次事件後,中國芯能夠擁有一個更好的發展環境,也希望在各路大大的引領下,能夠繼續為中國芯貢獻自己微薄的力量!
有另一位同門師姐曾評論:
我師弟(雪無痕)也是我前同事,他曾經是北大微處理器實驗室最優秀的博士之一,畢業後就轉行了。裡面很多細節感觸很多,真的反映了現在國內高校產學研脫節的現實以及晶元基礎研究人才流失的原因。
不只是晶元,想起來當年我們實驗室做國產資料庫過去這麼多年,現在市面上通用的數據存儲又能有多少國產化了(當然現在有開改造的路子了)?
但話轉回來,晶元應該是國內政策扶持力度非常大一個領域了,這麼多錢都投在哪兒?到底在核心研究領域有多少真正的進展?高校和產業之間應該是什麼樣的關係?在如此充分競爭的市場環境下,我其實覺得這件事情還得依靠能從競爭中出來的有利潤有執行力的頭部大企業來做成的,比如華為阿里。
從北大微處理器實驗室里畢業的同學們,他們有的跟「雪無痕」一樣,遍體鱗傷之後成為「逃兵」,有的則跟「看日出」一起對未來充滿信心。無論是去是留,他們都對中國晶元行業抱著希望、懷著信心。
中國並不缺乏晶元研發人才,「看日出」的文章發出來後,謝源教授在朋友圈轉發文章,高度評價了北大眾志團隊里的人才:
和程教授的北大眾志團隊合作過,招過他們組的碩士(最後成為我組裡的畢業的博士中的DRAM大專家,現在蘋果的主力架構師), 還有他的博士來我PSU做博士後,那些年做的3D晶元都是他們組出來的主力幫流片。贊!
「看日出」本人在新智元的微信群自我介紹了一下這個筆名的由來:
「看日出」這個名字最開始是在2002年起的筆名,一直沿用至今。當時我起這個名字,是認為中國的IC產業要冉冉升起了,就像朝陽,我希望見證這個過程,所以取名「看日出」。但沒想到一等就是十六年。
最後,再次借用「看日出」的那句話結尾:
中國芯縱有挫折,但從不停頓。
(本文授權轉載自「雪無痕」的個人公眾號Dribbler,點擊下方閱讀原文跳轉至此公眾號)
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