2020年,针对华为的第二轮制裁出炉:
“所有使用美国技术的企业,禁止与华为进行代工或供货合作,例如台积电” 。
上述制裁致使中国最强的芯片设计公司——海思与芯片代工厂的断崖式切割,高端芯片无法量产,直接导致华为终端业务大幅萎缩,并对上下游产业链带来每年超过千亿的损失。
此后,针对国内芯片产业的制裁接踵而至,制裁的重点也从单个企业,上升到了整个行业。正如《三体》小说中三体人用智子锁死地球科技一样,对方希望通过锁死芯片半导体产业的发展,来阻断中国科技进步、产业升级的大势。
自此,芯片产业的发展得到了全社会前所未有的重视。“卡脖子”,卡住的仿佛不仅仅是芯片产业的发展命脉,也扼住了民族上升发展的通道。
然而,就在芯片产业激战正酣之时,另一场以AI为代表的产业革命悄然而至,这同样是一场不容有失的战争。
过往几次工业革命,中国都属于追随者。第一次工业革命(蒸汽机)开启时,中国正经历闭关锁国;第二次工业革命(电力)开启时,中国正处于动荡的晚清;第三次工业革命(计算机)开启时,新中国正处于发展摸索阶段。
历史告诉我们:
芯片产业的教训就在眼前,AI时代的“台积电”,要牢牢掌握在自己手中。
20世纪下半叶,全球化浪潮席卷世界,经济自由化发展势头迅猛,贸易与投资壁垒逐渐消除。
随着冷战的结束,世界经济一体化进程加快,阶段性重大成果之一就是1995年世界贸易组织(WTO)的成立。
彼时的中国,正处于改革开放深水区,融入经济全球化,参与全球产业链分工成为新的经济增长点。
2001年,中国正式加入世界贸易组织。此后一段时间,中国逐渐成长为世界产业链的重要组成部分,制造业迅速发展,并摘下“世界工厂”的头衔。
然而,伴随着中国出口的迅速增长与产业的快速升级,与西方传统发达国家之间的贸易逆差也在不断扩大,贸易摩擦频发,并直接导致了后来的贸易战,典型代表之一就是西方对国内芯片半导体行业的制裁。
2018年3月,美国通过《2020年国防授权法案》,其中包含eurs1512条款,限制中兴等中企获得美国产品,标志着半导体贸易战全面打响。
2019年,华为被列入《实体清单》,美国公司被禁止向华为出售相关产品及技术,其中就包括台积电。
此后的数年,包括华为等多家半导体企业受到了越来越严厉的制裁,制裁的重点也从单个企业,上升到了整个行业。
2022年10月7日,美国商务部发布了新的出口管制条例,16nm或者14nm以下的逻辑芯片、128层或以上的NAND存储、18nm或以下的DRAM集成电路等被限制出口,而算力超过4800TOPS和互联带宽超过600GB/s的计算类芯片也被限制供货。
持续多年的制裁,不仅迟滞了相关产业的发展,也造成了难以估量的损失,并引发了社会大众对于命脉产业独立自主问题的广泛思考。
事实上,无论是芯片行业,亦或是世界产业分工,中国作为后参与者,掌握话语权都将无比艰难。
过去数百年间,由西方国家主导的工业革命,形成了现如今的全球性产业链分工,而产业链的核心命脉则牢牢掌握在西方国家手中,例如芯片行业的材料、设备、设计与制造等。
中国人,凭借自强不屈与求真探索的精神,在芯片产业链的多个环节相继取得重大突破,比如芯片设计。但核心产业链一天没有完全自主,国内芯片产业就会轻易被人“卡住脖子”。
古语有云,以史为镜,可以知兴替,探寻一个行业的发展历史,可以更好地指引新行业的发展。
那么,芯片行业是如何起源并发展到如今的行业分工,西方又是如何掌握核心产业链?我们又将如何以史为鉴,在以AI为核心的新一轮产业革命中,将核心产业链牢牢握在自己手中呢?
战争总是异常残酷的,但战争也是科技进步的催化剂。
芯片的起源,最早可以追溯到第二次世界大战时期,计算能力、精确打击能力逐渐成为决定战争成败的胜负手。
1945年,肖克利提出了“固态阀门”理论。受其影响,1947年,第一块晶体管在美国的贝尔实验室诞生。晶体管的出现使得电子设备小型化成为可能,是芯片技术发展的第一个里程碑。
1958年,来自德州仪器的工程师杰克·基尔比创新性地在同一块半导体材料上制造多个晶体管,并将其称之为“集成电路”。集成电路使晶体管小型化成为可能,推动了电子设备的小型化与性能提升,并率先应用在军事领域。
1965年,英特尔公司联合创始人戈登·摩尔提出了知名的摩尔定律,预测集成电路上晶体管数量每隔18个月翻倍一次,同时晶体管的尺寸缩小一半。摩尔定律推动了半导体工艺的不断创新。
1968 年,英特尔公司推出了世界上第一款微处理器——Intel 4004,这标志着微处理器时代的开始。微处理器的出现使得个人计算机成为可能,开启了信息时代,并持续至今。
现阶段,面对摩尔定律的极限,芯片行业的发展主要集中于探索新的材料与架构,同时针对特定应用场景,推出诸如GPU、AI芯片等。
过去几十年,西方国家引领了芯片行业的每一次大发展,诞生了诸如英特尔、ASML、仙童半导体等耳熟能详的企业,占据了芯片产业链最重要的设计、设备等生态位。
第二次世界大战后,由于冷战开启的原因,日本作为战败国得到了大量的科技扶持。
1946,盛田昭夫创立了一家电子公司,现如今,它有一个耳熟能详的名字——索尼(Sony)。
与美国企业不同,索尼更加注重消费电子领域也即终端市场,其最早推出的晶体管收音机,一经推出即广受欢迎。后续推出的随身听,更是彻底改变了音乐行业,奠定了索尼在电子消费领域的卓越地位,并在消费者心目中深深烙下了“索尼大法好”的烙印。
二十世纪八十年代,日本芯片半导体行业进入辉煌期。上游市场,材料领域日本有东京应化和JSR的光刻胶,设备领域日本有尼康的光刻机;中游市场,东芝和NEC等企业都拥有DRAM存储芯片研发制造能力。巅峰时期,日本拥有完整的研发+制造+封测的自主产业链。下游终端市场,索尼、东芝等日企的电子产品享誉全世界,时至今日,依然有大批的忠实粉丝。
然而,这种辉煌却没有持续多久。二十世纪九十年代,经济危机来临,加之广场协议的后续影响,日本经济发展出现了停滞,并传导到了半导体行业。
同时,日本芯片公司也没有像英特尔一样,快速转向微处理器,错过了时代最大的发展机会。
此后数年,日本芯片半导体行业辉煌不在。1993年,美国重返半导体发货量第一。1998年,韩国更是取代日本成为世界上最大DRAM生产国。2012年金融危机后,日本电子巨头松下、索尼、夏普的亏损总额达到了创纪录的1.6万亿日元,电子产业的总值,甚至不及2000年的一半。
不过,纵然日本在芯片半导体领域,已难现上个世纪八十年代的辉煌,但在产业链的部分关键领域,如上游材料,仍然拥有足够的话语权。
目前,半导体行业19种主要材料中,日本有14种市占率超过50%。最新一代EUV光刻胶领域,日本3家企业掌握了行业80%以上的专利,牢牢控制着芯片半导体行业的上游。
纵观日本数十年的半导体行业发展史,辉煌得益于政府的大量投资和对时代需求的精准把控,而没落则是在消费电子时代,错过了个人电脑的崛起。微软与英特尔,联手为PC市场打造了硬件+软件的组合,牢牢把控终端市场,并对上游产业链拥有绝对的话语权。
日本半导体行业发展史,也带给了我们很多启示。
首先就是不能放弃终端阵地。中国作为世界第二大消费市场(在内循环政策的指引下,有潜力成为世界第一大消费市场),有做好任何产业(芯片或AI)的沃土。
其次,必须攻克“自主可控”。与日本所面对的国际环境不同,我们面对的国际环境要更恶劣,所以产业链的核心部分必须自主可控,对上下游要具有话语权。
最后,芯片行业已成熟多年,产业链分工已成定局,突破无比艰难。但以AI为代表的新工业革命仍处于探索阶段,产业链各生态位尚未形成垄断,我们在AI研发设计、制造生产等环节要建立属于自己的行业标准。
芯片行业历经多年发展,在摩尔定律的制约下,行业的发展主要集中于探索新的材料与架构上,这就避不开另一位芯片领域的常客——台积电。
1958年,彼时还未创立台积电的张忠谋入职德州仪器(TI),并与集成电路发明者之一的杰克·基尔比共事。
上个世界80年代,中国台湾地区积极推动芯片半导体行业的发展。拥有丰富行业经验的张忠谋被点将领导台湾芯片产业的发展,于是台积电应运而生。
彼时的芯片产业与现如今完全不同,当年的芯片巨头走的都是IDM(Integrated Device Manufacture)路线,即设计、制造两手都要抓,两手都要硬。
而张忠谋则更看得更远。他认为未来芯片应用市场一定会更加广泛,小到手机到大到汽车都是芯片的应用场景。此外,随着技术的进步和晶体管的缩小,制造设备和研发成本将大幅上升,芯片厂的建设和调试需要海量金钱与漫长的时间,芯片设计企业同时也缺乏专业的生产知识,只有生产大量芯片的公司才具有成本优势,芯片制造外包给专业的代工厂是最优选择。
后续行业的发展,完全印证了张忠谋的预测。
2007年,划时代产品——iPhone发布,智能手机需求爆炸性增长,带来了终端芯片消费市场的繁荣。此时,台积电的代工模式,展示出了碾压一切的优越性。
智能手机市场在竞争极度激烈的情况下,新手机的迭代速度几乎以月份为单位,手机厂商通常将功能强大的新芯片作为最大的卖点。
而对半导体行业而言,芯片的每一次迭代都需要设备以及制程工艺的更新。如果芯片企业设计制造一手抓,即意味着资源的分散以及更新设备与制程工艺所要付出的天文数字。台积电的代工模式无疑成为了最优选择。
台积电自己也未在时代的红利中迷失方向,而是持续保持高研发投入,芯片制程工艺始终走在行业最前列,最终成为芯片产业链中不可或缺的重要组成部分。
然而,遗憾的是,由于历史原因,台积电并没有掌握在我们自己手中。
芯片核心产业链中,台积电负责制造,与日本的材料,美国的芯片设备与设计工具,共同构筑了牢不可破的芯片霸权,如同一张天网,密不透风,紧紧扼住了我国半导体发展的咽喉。
即使我们在部分场景实现突破,比如芯片设计(海思),但只要仍有一环未实现独立自主,就无法真正挣开枷锁,赢得时代之争。
过往已成历史,从中总结经验与教训才能更好地面向未来。
过去数年间,中国芯片行业经历着一轮比一轮严厉的制裁,但这种重压之下,我们仍然迸发出相当顽强的力量,并在一些领域里实现了突围。
不过,彻底挣脱枷锁是一个漫长的过程,西方国家数十年构建起的技术与标准壁垒,远非一朝一夕就能实现突破。
我们因为各种原因错过了过往历次工业革命,代价就是只能作为追赶者,去努力冲破由胜利者编织起的牢笼。
可能是天意,也可能是巧合,就在芯片行业激烈交锋之时,以AI为核心的新一轮工业革命悄然而至。
历史的长河中,过往几次工业革命以惊人的力量重塑了人类社会的面貌。而AI的出现,则有望复刻这种奇迹。人工智能作为新一代工业革命的核心技术,正在深刻改变各行各业的运作方式,它不仅重塑了传统产业,还催生了新产业与新业态,生产效率得到了质的提升。
回顾历史,每一次产业革命伊始,都是商业模式、技术路径的探索期。巨头尚未产生,行业标准未定,机会属于所有参与者。此时如果无法紧跟行业变化,培育出属于自己的核心产业链,后面的差距可能会被越拉越大。新技术革命爆发伊始,积极拥抱的国家极有可能与对手之间形成“代差”,就像芯片行业一样,一旦落后,就需要花费茫茫多的时间与金钱去追赶。
过往历史经验告诉我们,这是一场被落下就彻底无法追上,且事关民族未来的竞赛。
那么,我们该如何赢得这场竞赛呢?
以上文芯片行业的发展为例,西方国家在先发优势下,牢牢掌握了芯片的核心产业链:台积电负责制造,日本掌握上游材料,美国掌握芯片设备与设计工具。芯片行业最重要的材料、设备、设计与制造等产业链,全部攥在手中,配合严密的知识产权与行业标准体系,构筑起一道密不透风的围墙。
若我们想在AI时代不被掣肘,则需要趁着AI行业仍处于早期的宝贵黄金期,把核心产业链牢牢握在自己手中。
包括芯片在内的任何产业,都由最重要的三部分构成:设计+制造+应用。
设计决定了研发实力,制造决定了产品是否能商业落地,而应用则意味着产品是否拥有广大的消费市场。
再以芯片行业为例,设计领域的代表企业为英特尔、高通等;制造领域的代表企业为台积电、三星等代工厂,掌握先进制程工艺;应用领域则对应广大消费市场,比如终端电脑、手机市场。
芯片设计领域,我们已有了海思等优秀芯片设计企业,应用领域,我们拥有全球数一数二的消费市场,目前最大的短板就是缺少像台积电一样的拥有先进制程的代工厂。
而AI领域,设计环节我们已经拥有了众多优秀的算法研发企业,应用环节坐拥全球数一数二的终端市场。那么,制造领域我们的台积电在哪里呢?
答案隐藏在数据中。
每个行业都有属于自己的战略资源,失去就等于失败。
对于整个AI行业而言,算法、算力与数据是构成AI的核心三要素,其中数据就是AI时代的战略资源。
20世纪90年代末期,第三次AI浪潮兴起,深度学习成为主流,带来AGI的曙光。
历经多年发展,AI产业逐渐步入技术与商业的交叉点,算法模型从关注增量的建模改进,转变为强调性能的迭代与优化,以满足商业应用场景对模型质量更为苛刻的要求。
在实际应用中,无论是采用有监督学习模式,亦或是半监督学习模式,对数据均有强依赖性需求。
吴恩达先生在“二八定律”中对数据之于AI的重要性有着更直观的描述:80%的数据+20%的模型=更好的AI。
相关统计数据显示,数据处理已占据AI时代70-80%工作量,AI产业链中数据承上启下,结构化数据已成为AI算法模型开发与迭代的基础。AI行业正围绕以数据为中心进行整合,谁拥有数据,谁就拥有模型的定义权。
那么AI时代的台积电具体会出现在产业链的哪部分呢?
答案是数据标注。
众所周知,算法模型想要商用,就需要更加契合真实场景的需求。以自动驾驶场景为例,算法模型就需要正确且安全地应对任何场景的变化,毕竟任何细小问题都可能造成难以承受的后果。
现阶段,算法模型架构已经基本固定,模型性能的提升主要以优化为主,即投喂各类场景数据。数据体量越大,场景越垂直,最终的模型效果就越好,就越能满足终端场景的需求。
不过,并不是所有的数据都能被算法使用。采集得到的数据为非结构化数据,这些数据未经处理,算法无法直接使用。需要对其进行前道加工与生产处理,如框定出来,根据需求打上各种标签,包含高度、宽度、方向等信息。
处理的过程即是数据标注。简单来说,数据标注是对未经处理的初级数据,例如语音、图片、文本、视频等进行加工处理,转化为机器可识别信息的过程。
之所以将数据标注类比为AI行业的台积电,是因为两者之间存在诸多共通性:
首先,从产业链分工角度来看,算法企业与芯片设计企业所处位置相同,而数据标注企业与芯片代工企业位置相同,都是将算法(芯片)训练调优(制造)出来,以供终端市场使用。
其次,算法模型的更新迭代周期相较于芯片更短。新场景数据是无限的,海量数据的处理需要标注平台工具的不断更新。如果算法企业模型研发与标注一手抓,即意味着与芯片IDM模式一样,造成资源的分散以及时间与金钱的浪费。
此外,算法模型的迭代与优化需要的数据量堪称海量,尤其在大模型时代,所需数据更是天量。以特斯拉公布的数据为例,特斯拉对于T型路口(单一特殊场景)静止车辆的属性判断(单一对象)即需要13900个视频、80万帧的图片数据进行训练,模型判断的准确率从88%上升到99%,训练周期长达9个月。如此体量的数据,算法公司若要自建标注产业链,意味着海量金钱与漫长的时间,且由于只能自身使用导致成本居高不下。只有拥有数据标注量产能力的专业标注公司才具有成本优势,数据处理外包给专业标注公司是最优选择。
最后,随着近些年自动驾驶、AIGC大模型的火热,应用场景愈发垂直,数据处理复杂度与难度几何级提升,推动人工智能能力的边界向复杂推理、多模态等方向发展。这与芯片行业制程技术要求越来越高相似,芯片行业早期依靠“手搓”就能生产,但随着制程要求越来越高,只有更专业的设备以及更专业化的制程技术,才能生产出高端芯片。
AI行业也是如此。早期尚且可以通过手动标注简单目标来为算法模型提供数据,但随着算法模型更加精细化,场景更复杂,对标注平台产品的场景覆盖度、自动化水平以及协作能力提出了更高的要求。产业链中,数据标注已成为类似芯片生产制造一样的高端制造业。
总而言之,数据标注之于AI,就像台积电之于芯片一样重要。
七、不容失败的战争
时代在降下机遇或淘汰一个人时,从不会打招呼。
过往几次工业革命,由于各种原因我们落后了很多。这些危机之痛,一次次提醒着我们落后就要挨打,只有引领产业发展,独立自主,自力更生,才能赢得下一个时代。
幸运的是,在以AI为核心的第四次工业革命来临时,我们比以往任何时候都更具底气。政策、资金、市场、技术,我们有了与所有人一较高下的资本。
AI产业承载的不仅仅是未来产业升级的重任,也是14亿国人对于中华民族重新屹立世界之巅的期待。
目前,AI算法领域,我们与国外顶尖水平差距并不明显,自动驾驶、AIGC大模型等AI热门细分场景我们都有较为深厚的积淀。而在数据领域,形势却不容乐观。
2024年初,美国数据标注公司Scale AI完成了最新一轮10亿美元的融资,估值达138亿美元。在这轮由硅谷顶级基金Accel领投的F轮融资中,除了YC、英伟达等投资者之外,投资者名单上还包括亚马逊、Meta、AMD、高通、思科、英特尔、高通等一大批耳熟能详的名字,参与机构高达22个,基本上囊括了西方最顶级的科技企业,足见对数据标注的重视程度之高。
与之相对应,则是国内数据标注行业相对平淡,行业最新一轮较大融资是曼孚科技完成的数亿元B++轮融资,但无论投资额亦或是投资方都与国外同行存在一定差距。
毫无疑问的是,西方在芯片领域对我们发起的封锁,肯定会延续到人工智能领域,Scale AI新一轮融资正是其支持自有产业链构建壁垒的重要一步。
若我们对此无动于衷,则可能重蹈芯片领域的覆辙,陷入苦苦追赶,被人“卡脖子”的境地。趁着此轮产业革命乾坤未定之时,我们必须要将AI核心产业链牢牢掌握在自己手中。
我们已经错过了一个台积电,AI时代,已不容许我们再错过一个“台积电”了。
更新时间:2026-04-08
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