《電子技術(shù)應(yīng)用》
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三十年飲恨缺芯少魂,,同時(shí)代北斗系統(tǒng)卻為何逆襲,?

2023-01-06
作者:衣公子
來源:TechSugar

  世紀(jì)之交,,微軟Windows操作系統(tǒng),,已經(jīng)在全球完成絕對壟斷,。但是在北京市政府的采購招標(biāo)上,,中標(biāo)的不是Windows,,而是國產(chǎn)的紅旗Linux操作系統(tǒng),。這事,起了軒然大波,,微軟中國區(qū)總裁離職,,“中國人民的老朋友”基辛格也出面干涉。

  同一年,,國產(chǎn)的個(gè)人電腦CPU方舟一號問世,,發(fā)布儀式,由北京市副市長主持,,工作進(jìn)展多次向副總理匯報(bào),。

  也是在同一時(shí)間,上海市政府找到在香港遇挫的張汝京,,力邀其北上,。在一望無際都是田野的張江,中芯國際打下第一根樁,。

  從1986年科技部的863重大專項(xiàng),,到2006年的“核高基”,再到“中國制造2025”,,追求自主可控的高科技核心技術(shù),,中國已經(jīng)堅(jiān)持了幾十年。

  但是名噪一時(shí)的紅旗Linux操作系統(tǒng)并沒有創(chuàng)造奇跡,,十年后,,相關(guān)公司破產(chǎn)重組。和國產(chǎn)CPU一樣,,最終銷聲匿跡,。微軟和英特爾的Wintel聯(lián)盟依舊無法撼動。當(dāng)歷史的窗戶紙被無情捅破,,中國缺“芯”少“魂”的代價(jià)是沉痛的,。

  航空航天,,是和國產(chǎn)CPU、操作系統(tǒng),、半導(dǎo)體制造并重的國家重點(diǎn)工程,。2020年,第五十五顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功發(fā)射,,至此,,北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)部署完成。

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  北斗星座圖

  自主可控這件事,,中國有過太多悲喜,。面對已經(jīng)發(fā)展40多年的GPS,北斗有未來嗎,,還是注定會重復(fù)國產(chǎn)芯片和操作系統(tǒng)被Wintel無情澆滅的悲情,?

  01

  缺芯少魂,確實(shí)羞愧,,但老一輩的努力并非一無所獲,。

  90年代,領(lǐng)導(dǎo)人在參觀完韓國三星后,,用四個(gè)字概括自己的感受:觸目驚心,。

  剛結(jié)束的908工程并不如意,繼續(xù)頂著壓力上了909工程,。中國表態(tài),,就是“砸鍋賣鐵”也要把半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)搞上去。

  1992年,,張江高科技園區(qū)成立,,這是中國第一批國家級新區(qū),。張汝京要創(chuàng)業(yè),,先選香港。但是香港看似野心勃勃,,其實(shí)利益盤結(jié)復(fù)雜,。上海市政府,看中時(shí)機(jī),,力邀張汝京北上,,最終在一片田野的張江,創(chuàng)辦中芯國際,。

  更大的背景是中國堅(jiān)定地融入世界,。芯片大佬紛至沓來,Intel一度是中國最大的外資企業(yè),。外資巨頭的中國分部,,從銷售擴(kuò)展到研發(fā),,為中國培養(yǎng)了無數(shù)芯片人才。

  都知道,,芯片是中國第一大進(jìn)口品,,遠(yuǎn)超石油。但是事實(shí)上,,中國也是世界最重要的芯片生產(chǎn)國之一,。

  在領(lǐng)導(dǎo)人感慨“觸目驚心”的那一年,中國只生產(chǎn)全球集成電路的0.3%,。而今天的產(chǎn)業(yè)格局,,中國臺灣地區(qū)生產(chǎn)全球22%的集成電路,韓國21%,,中國大陸和日本各生產(chǎn)了15%,,美國12%,歐洲9%,。

  說中國大陸不會造芯,,并不準(zhǔn)確,真正掐脖子的是——高端芯片,。行業(yè)內(nèi)一般把28納米作為分界線,,28納米以上算作成熟制程,28納米以下算作先進(jìn)制程,,美國圍堵的火力就集中在7納米,、5納米等高端芯片。

  先進(jìn)制程芯片應(yīng)用于手機(jī),、電腦,、GPU、數(shù)據(jù)中心,,這些性能,、空間、能耗都要求極高的場景,。

  北斗產(chǎn)業(yè)鏈的芯片,,屬于宇航級,最重要的就是穩(wěn)定,,因此多選用28納米以上的成熟制程,。

  尚未攻克高端芯片,確實(shí)蒙羞,,但是這條差強(qiáng)人意的國產(chǎn)芯片制造鏈,,生產(chǎn)了全球15%的集成電路,還是能勝任成熟制程芯片的自主生產(chǎn),。

  中芯國際和華虹宏力分別在2015年和2018年攻克了28納米工藝,,此后還有上海華力微,、合肥長鑫。而華海清科,、沈陽拓荊,、盛美半導(dǎo)體、北方華創(chuàng),、中微公司等等生產(chǎn)28納米生產(chǎn)線的設(shè)備,。除了28納米的光刻機(jī)(上市前夕),28納米全線國產(chǎn)化已經(jīng)不是大問題,。

  當(dāng)然,,靠著“雖敗猶榮”的中國芯片制造產(chǎn)業(yè)鏈,北斗不至于胎死腹中,,但是真正的挑戰(zhàn),,恐怕也才剛剛開始。

  02

  2001年,,落選北京市政府招標(biāo),,成為了微軟的一個(gè)“小麻煩”。這也是唯一的小麻煩,,隨后,,不費(fèi)吹灰之力,Windows就統(tǒng)一了中國電腦的屏幕,。

  這樣的勝利,,微軟太熟悉。上一個(gè)被微軟教做人的,,正是蘋果,,正是喬布斯。

  喬布斯作為個(gè)人電腦的發(fā)明人,,意氣風(fēng)發(fā),,不過,隨后,,微軟Windows+英特爾CPU芯片,,創(chuàng)造了一種更有競爭力的生態(tài),。

  蘋果慘敗,,換帥,喬布斯和新帥不和,,最終被自己創(chuàng)立的蘋果趕出了公司,。十二年后,歷經(jīng)坎坷的喬布斯重新回到蘋果,,反思商戰(zhàn)中自己的錯誤,。其中很重要的一條在于,,供應(yīng)鏈的混亂和低效

  年輕的喬布斯是控制狂,,總想把一切都抓在自己手里,。不僅軟件硬件自己做,連工廠生產(chǎn)都要抓在自己手里,?;ù箦X,在蘋果公司對面造“未來工廠”,。硅谷寸土寸金,,最終,極高的生產(chǎn)成本,,不穩(wěn)定的產(chǎn)能,,嚴(yán)重限制了蘋果電腦的競爭力。

  回歸后的喬布斯,,開出的藥方簡單直接——讓中國生產(chǎn)蘋果,。

  當(dāng)iPhone橫空出世。這臺改變?nèi)祟愊M(fèi)科技進(jìn)程的產(chǎn)品,,每一臺都在中國深圳生產(chǎn),。盡管,當(dāng)時(shí)iPhone都沒有進(jìn)入中國市場,。

  手握iPhone這把利刃,,蘋果重新變得所向披靡。消費(fèi)電子的大戰(zhàn),,微軟和英特爾已經(jīng)不是主角,,而手機(jī)芯片高通、功能機(jī)大佬三星,,正在竭盡全力攀上智能手機(jī)這趟快車,。

  為了追趕蘋果,中國——這個(gè)美國之外最大的單一市場,,肯定是高通不愿意錯過的,。

  2012年,北斗信號體制公開,。第二年,,高通和三星就投中國所好,帶來了全世界第一款支持北斗信號的手機(jī),。

  其實(shí),,支持北斗在技術(shù)層面一點(diǎn)都不難。智能手機(jī)架構(gòu)中,,所有的衛(wèi)星定位功能都集成在芯片中,。負(fù)責(zé)這塊功能的高通已經(jīng)支持GPS,,只要稍作改動,同時(shí)接受北斗的信號就可以了,。這是一個(gè)意愿遠(yuǎn)大于技術(shù)的操作,。

  而這一年,高通授權(quán)收入的一半來自中國,,沒有理由不把大客戶服務(wù)好,。于是,北斗進(jìn)入手機(jī),,走出順利的第一步,。

  盡管iPhone對于北斗信號姿態(tài)扭捏,但是蘋果在中國搭建了一條卓越的蘋果供應(yīng)鏈,,結(jié)合中國本身的特點(diǎn),,這里已經(jīng)成為全世界最適合創(chuàng)業(yè)手機(jī)品牌的土壤。華為,、小米,、OPPO、vivo破土而出,,徹底改寫了功能機(jī)時(shí)代諾基亞,、三星和山寨機(jī)三分中國手機(jī)天下的格局。

  國產(chǎn)手機(jī)品牌當(dāng)然更是北斗信號的積極支持者,,伴隨iPhone在2020年把北斗信號納入定位服務(wù),,目前中國境內(nèi)支持北斗信號的手機(jī)已經(jīng)占比94.5%。

  回想中國追求自主可控的道路,,在實(shí)驗(yàn)室里開發(fā)一個(gè)產(chǎn)品不難,,方舟CPU,紅旗操作系統(tǒng)都完成了產(chǎn)品,。但是,,想把它們裝進(jìn)每家每戶的電腦卻非常難,讓大家愿意用非常難,。而北斗趕上了中國消費(fèi)崛起,,趕上智能手機(jī)迭代,趕上國產(chǎn)手機(jī)品牌創(chuàng)業(yè)潮,,已經(jīng)平滑地走進(jìn)每個(gè)人的生活,,被十幾億人用了起來。

  03

  追求自主可控,,中國所有慘烈的教訓(xùn)都可以歸結(jié)為兩個(gè)字——需求,。

  最典型的是當(dāng)年紅旗Linux操作系統(tǒng)搭配WPS組件,,要挑戰(zhàn)微軟Windows和Office組合,。事實(shí)上,,自主操作系統(tǒng)開發(fā)并不難,也裝進(jìn)了很多用戶的電腦,。但是這些用戶發(fā)現(xiàn),,由于微軟不兼容,之前用word寫的工作文檔全打不開了,。這讓辦公室白領(lǐng)們抓了狂,,憤怒棄用。

  恩格斯曾經(jīng)說過,,需求勝過十所大學(xué),。

  國家意志可以自上而下,把底層技術(shù)開發(fā)出來,,但是如果產(chǎn)品脫離了消費(fèi)者的使用需求,。沒人用,那么就會獨(dú)木難支,。

  吸取了前人血和淚的教訓(xùn),,北斗也知道,只有被用起來,,才有價(jià)值,。短報(bào)文技術(shù),是北斗不同于其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)特色,,華為已經(jīng)把北斗短報(bào)文求救,,當(dāng)做自己手機(jī)的新賣點(diǎn)。由于安全可控,,政府部門也正在用北斗監(jiān)測泥石流,、山體滑坡多發(fā)的山區(qū)。

  衛(wèi)星系統(tǒng)在民用領(lǐng)域最大的使用場景依舊是地圖導(dǎo)航,,高德地圖成為北斗系統(tǒng)這一高精尖科技在民用領(lǐng)域內(nèi),,最為典型的應(yīng)用之一。

  北斗也知道,,自主可控這件事,,僅僅靠自上而下推廣是不行的。還要自己的產(chǎn)品能解決具體問題,,提供市場需要的價(jià)值,。

  北斗的思路是把亞太地區(qū)的信號做好,做得足夠好,。為此,,北斗衛(wèi)星主要集中在亞太地區(qū)上空,而且在中國境內(nèi)建設(shè)充足的參考站,修正信息,,不斷提高中國境內(nèi)衛(wèi)星定位精度,。

  北斗的發(fā)展,已經(jīng)把中國境內(nèi)的定位精度,,從5-10米的道路級,,進(jìn)化到1米以內(nèi)的車道級。高德地圖,,利用北斗的這一特性,,在中國提供車道級導(dǎo)航。在車道級導(dǎo)航場景下,,如果手機(jī)內(nèi)置支持的北斗差分定位芯片,,就能清晰看到城市內(nèi)道路和周邊環(huán)境信息,包括所在車道數(shù),、紅綠燈等,,在導(dǎo)航中,通過動態(tài)箭頭和車道引導(dǎo),,給用戶更細(xì)致的指引,。目前這個(gè)功能已經(jīng)在廣州、深圳,、天津,、成都、重慶,、杭州,、蘇州、東莞上線,,正逐步向全國拓展,。

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  車道級導(dǎo)航

  在北斗高精度的支持下,高德地圖研發(fā)“黑科技”紅綠燈倒計(jì)時(shí),。導(dǎo)航中,,在部分路口等紅燈時(shí),可看到高德地圖APP上顯示的紅燈倒計(jì)時(shí),,以及擁堵時(shí)需要等待的輪數(shù),。當(dāng)紅燈計(jì)時(shí)還剩5秒左右時(shí),高德地圖也會通過語音方式提醒用戶,,做好車輛啟動的準(zhǔn)備,。

  當(dāng)我們?nèi)タ偨Y(jié),很多追求自主可控的國家大項(xiàng)目最終市場效果不理想,,一個(gè)很重要的原因在于——過分強(qiáng)調(diào)規(guī)劃,。自上而下地推,脫離了市場需求。北斗恰恰就是站在這些教訓(xùn)上的反例,。

  高德地圖的車道級導(dǎo)航,、紅綠燈倒計(jì)時(shí),都不是自上而下的規(guī)劃,。北斗只是想一個(gè)大方向——把亞太地區(qū)的信號做好,,做到極致,。然后,,這個(gè)高精度的信號交給市場,讓下游去自由創(chuàng)新,。

  高德地圖也不是因?yàn)槭艿街噶?,所以必須做某個(gè)功能。而是作為市場主體,,市場上有了新基礎(chǔ)設(shè)施,,就圍繞北斗的精度,做一些功能去試錯和迭代,。讓用戶“用腳投票”,,砍掉不成功的,留下口碑好,、用戶多的功能,。

  04

  和前人比,北斗是一場很特殊的戰(zhàn)役,。

  北斗并不挑戰(zhàn)GPS,,而是一種補(bǔ)充。初衷是在最極端的情況下(比如中國被屏蔽了GPS信號),,中國依舊有自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),,而不會成為現(xiàn)代社會的“盲人”。目前全球所有定位信號都來自GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)),,包括美國的GPS,,俄羅斯的GLONASS、歐盟的GALILEO,,以及中國的北斗,。

  所以,即使美國軍方也承認(rèn),,北斗的出現(xiàn),,只會讓GNSS的數(shù)據(jù)更豐富,所有衛(wèi)星系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互相比對,,最終所有地球終端的定位都更精準(zhǔn),,大家都受益了。

  北斗鋪開,是一張恢弘的商業(yè)科技畫卷,。畫卷上能看到羞愧但始終忍辱前行的中國芯片制造能力,,承建北斗產(chǎn)業(yè)鏈。能看到奮進(jìn)的中國手機(jī)品牌,,第一時(shí)間支持北斗信號,。能看到月活用戶6.7億的高德地圖,圍繞新技術(shù)研發(fā)以前從未見過的新功能,。

  這幅畫卷遠(yuǎn)還將蔓延下去,。中國汽車積貧積弱三十年,但憑借新能源的機(jī)會正在改頭換面,。曾經(jīng)中國汽車出口常年卡在100萬輛上不去,,但2021年一躍到300萬輛。今年上半年,,超過德國成為世界第二大汽車出口國,,和常年第一的日本已經(jīng)相差無幾。汽車業(yè)的革新,,第一步是電動化,,第二步就是自動化。北斗,、地圖,、汽車,將在中國商業(yè)里繼續(xù)融合,、探索,、革新。

  這再次讓我想起90年代國產(chǎn)芯片和操作系統(tǒng)的往事,。梁寧在回憶的文章里提到,,國產(chǎn)CPU出來后,團(tuán)隊(duì)對著中國電子產(chǎn)業(yè)百強(qiáng)企業(yè)名單一家家去談,,見的都是總工程師這個(gè)級別,。

  但是反饋令人心灰意冷。原來,,僅僅有國產(chǎn)CPU,,自主SOC能力,都還不夠,。連中國電子產(chǎn)業(yè)百強(qiáng)都沒有能力基于一塊CPU開發(fā)產(chǎn)品原型,,都是英特爾幫忙做好做好公板,中國企業(yè)再基于公板繼續(xù)開發(fā),。

  無論處于家國情懷,,或者處于商業(yè)考量,,當(dāng)年中國電子行業(yè)也想扶持一個(gè)Wintel之外的生態(tài),讓自己多一種選擇,,多一份籌碼,。說到底,不是那一代人沒眼光,,而是當(dāng)時(shí)的能力弱,。程序員、工程師數(shù)量少,,企業(yè)規(guī)模小,,商業(yè)化經(jīng)驗(yàn)匱乏,因此支撐不起勇敢的夢想,。

  北斗有和前人不一樣的命運(yùn),,很大一個(gè)原因是中國已經(jīng)建立起一個(gè)多元,、豐富,、強(qiáng)大的商業(yè)環(huán)境。追求自主可控,,中國見證太多悲喜,。北斗的經(jīng)驗(yàn)告訴后人,尊重市場規(guī)律,,關(guān)注用戶需求,,一個(gè)健康自強(qiáng)的中國商業(yè)生態(tài),還會有更多北斗這樣的驚喜,。

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