2018年6月20日，袁岚峰博士在上海音乐厅为大家带来了一场大型科技演讲会，从芯片产业谈起，全面解读了世界科技竞争格局，回顾了中国的历程，呼吁星辰大海的未来。上海音乐厅现场座无虚席，1000多位观众中包括许多位从全国各地打飞的来的。由于这是个星期三，不少人为此特意请了年假。演讲同时在哔哩哔哩平台直播，收看直播的有近70万人。演讲后的观众问答环节也十分活跃，许多观众遗憾没有问上问题。

关键词：芯片、晶体管、摩尔定律

有一段时间中国人民居然掀起了一个全民恶补半导体知识的高潮。许多非常硬的技术性文章，充满了晶元、制程、DSP、FPGA之类的黑话，以前是大多数人一看就头疼的，最近却被争相传阅，创造了很多10万+。如果中国人民平时也有这么爱学习，那么我们早就成为一个发达国家了！大家都知道，这场全民学习运动的起因，是美国宣布对中兴禁运，一下子就让这家世界第四、中国第二的通信业巨头陷入了休克。许多人这才发现，没有美国的芯片，中国的许多东西都造不出来。全民学习是一个积极的反应，不过也有一些消极的反应。例如不少人就开始疑神疑鬼，甚至怀疑中国的科技成就全都是假的，陷入了一种惶惶不可终日的状态。

当然，大家都知道，这场全民学习运动的起因，是美国宣布对中兴禁运，一下子就让这家世界第四、中国第二的通信业巨头陷入了休克。许多人这才发现，没有美国的芯片，中国的许多东西都造不出来。全民学习是一个积极的反应，不过也有一些消极的反应。例如不少人就开始疑神疑鬼，甚至怀疑中国的科技成就全都是假的，陷入了一种惶惶不可终日的状态。

这种心态充分地反映了，焦虑来自知识的缺乏。中世纪的时候，大多数人看待世界的方式，是认为世界充满了无法理解、不可控制的力量，例如魔鬼和天使，因此这些人心中充满了不安全感，就像随波逐流的浮萍。而科学的兴起，一个非常重要的作用就是祛魅，祛除的祛，妖魅的魅。祛魅，就是把魔鬼、天使这些神秘的力量驱逐了出去，用理性解释了世界。从此之后，人们不再把命运交给神秘，而是掌握在了自己手中。

卡尔·萨根《魔鬼出没的世界》

1927年第五届索尔维会议合影

我们今天的主题，是定位中国的科技。事实上，准确的定位就是一种祛魅，就是一种理性的思维方式，就是掌握自己命运的第一步。因此，就让我们从芯片业开始，来理解中国科技产业的大图景。

为什么中国的芯片业跟美国有巨大的差距呢？很多人立刻就能够指出若干条原因，例如：芯片业的投资巨大，收回投资的周期漫长，发达国家对中国进行技术禁运，中国对芯片业的投资不足等等。

我在这里想说的是，这些原因都是成立的，但还不够基本。因为这些困难适用于很多产业，但是在不少其他的产业当中，中国都已经在很大程度上克服了这些困难，站到了一个不错的位置。而相比之下，芯片业是一个例外，是一个难度特别高、以至于中国到现在都还没有成功的例外。

为什么芯片业的难度特别高呢？有一个原因是基本的，而大多数人还没有注意到。这个原因来自物理原理，下面我们来一层层地介绍。

大多数行业有一个共同点，就是它们的销售是金字塔结构。低端产品占据大部分市场份额，高端产品虽然利润率高，但是市场份额低，总的利润低。因此，中国企业一旦进入一个行业，在技术水平还不高的时候，就可以利用低成本的优势，在低端市场发动价格战。原来的国际巨头无法对抗这样的价格战，就只得放弃低端市场，退守高端市场。这样表现出来的利润率可能比原来更高，但总的利润却下降了。日本企业这些年的失败，很多就是这样的轨迹。中国企业在低端市场就可以积累利润、人才和技术，因此就会逐渐地向上爬升，最终攻占高端市场。

十多年前，我的朋友陈经就注意到了这个现象，写文章向大家指出：中国对世界经济格局的改变是前所未有的，因为中国会一级级地向上走，占住了一个产业就不放弃。

但是，芯片业却跟绝大多数产业都有一个重大的区别：芯片业的市场，是倒金字塔结构！也就是说，销量最高的，就是技术最先进的产品。技术不是最先进的芯片，占据的市场份额都很少。

为什么会这样呢？因为芯片业的技术进步太快了。大家都听说过摩尔定律，这是英特尔的创始人之一Gordon Moore提出的，它说的是：芯片的性能每过一到两年就会翻一番。我们需要解释一下，这个定律是一个基于历史事实的观察，经常被作为对未来趋势的预测，但并不是一个物理定律或者自然法则。它当然不可能是一个物理定律，因为这样的指数增长最后总会停下来，不可能无限持续下去。

晶体管数量随时间的变化

芯片性能的超高速增长，导致芯片业出现了一个奇妙的格局：技术最先进的产品，就是性价比最高的产品。这就对后来者造成了巨大的困难，因为他们无法从芯片的低端市场获得利润，也就难以积累人才和技术。因此，芯片业的追赶在本质上就比传统产业艰难，而且是艰难得多。

作为一个相近的例子，很多人都知道，中国的京东方成为了世界数一数二的显示企业。现在全球消费电子产品的屏幕中，有四分之一来自京东方。你现在用的手机、电脑、平板或者电视机的屏幕，很可能就是京东方生产的。京东方所在的这个领域，大多数人把它称为平板显示，但京东方的董事长王东升却倡议大家把它称为半导体显示。通过这个称呼很容易看到它跟芯片业的联系，都属于半导体产业。

2018年第一季度京东方的市场占有率

在最近十多年的时间里，通过努力的研发和大量的投资，京东方的技术一直在快速进步。但是在财务报表上，京东方却长期是亏损的，以至于股价总是涨不上去，很多股民痛骂它是骗钱的。直到2013年，京东方才进入了稳定盈利。直到2017年，京东方的业绩爆发，股价才开始大涨，而此时京东方的技术已经十分接近最先进的了。

由此可见，在这样的行业里出头，就好比是一个“浮出水面”的过程，只要你还在水下，即使只差一点点，你都呼吸不到空气，只有到露出头时才行。这就跟传统产业构成了鲜明的反差。你可以认为传统产业是easy模式，而半导体产业是hard模式，甚至是地狱模式。

如果我们再问一个进一步的问题：为什么会有摩尔定律？也就是说，芯片业的技术进步为什么这么快？那么答案就蕴含在物理原理之中了。

根本的原因在于，信息不是实物。这里说的实物是实际的物质，不是吃的那个食物。考虑一下，表示一个单位的信息，也就是一个比特，需要多大的物理体系呢？在原则上，你可以只用一个粒子，比如一个电子。

我们还没有做到用一个粒子来表示一个比特，但是想一想信息载体的历史演变，从古代的在石头上刻字，到竹简，到书籍，到缩微胶卷，到现在的超大规模集成电路，信息密度已经提高了多少个量级！现在一个晶体管的尺寸，可以只有几个纳米。这已经是一个小得惊人的尺寸了，只有一根头发丝直径的万分之一，但是这还不是极限，人们还在继续向下走。这种令人目眩的进步之所以可能，都是因为，信息不是实物。

而相形之下，关于实物的技术就完全是另外一幅光景。例如发动机，再要把效率提高一个百分点，都是非常困难的。这就好比今天我们的演讲，在现实的空间里，上海音乐厅只能容纳一千多位观众，但是在信息的空间里，观看直播的观众就可以有几十万几百万。这就是信息跟实物的区别。

实际上，在信息产业的各个领域，都存在跟摩尔定律类似的规律。例如在计算机领域有一个贝尔定律，说的是大约每十年都会出现一类新的计算机，基于新的编程平台、新的网络和新的界面，产生新的应用，建立一个新的产业。从六十年代的大型机，到七十年代的微型机，然后到八十年代的个人电脑，再到九十年代的网络浏览器，然后是云计算、移动设备、物联网等等，都是贝尔定律的表现。

又如在通信领域，有一个吉尔德定律，说的是通信系统的带宽每过12个月就会增加到原来的三倍，这个速度甚至比摩尔定律还要快。所有这些定律，基本的原因都是信息与实物的区别。因此，信息产业成为了几十年来人类所有的科技门类当中发展最快的一类。

明白了芯片业为什么追赶如此艰难，我们也就能看到一个机会。随着接近物理极限，芯片的进步速度在减缓，业内人士都在谈论摩尔定律的结束。以前大家的电脑更新得很快，从286到386，然后到486，到奔腾，每一代都比上一代有巨大的提升，让你不得不换，但是现在，你已经有多久没有换过电脑了？这就是芯片进步减缓的表现。

 现在最先进的芯片工艺技术已经达到了3纳米，但是还很不成熟，良品率还很低。业界普遍认为，在一段时间内，28纳米的技术将保持性价比最高的地位。而28纳米的技术，中国已经接近掌握了，这就给了中国一个难得的追赶机会。如果我们做出足够的努力，那么，将来我们也有望在芯片业上取得突破。

28纳米可能成为最佳成本节点

从一个更深刻的视角来看，芯片进步的减缓是“技术大停滞”的一部分。我的朋友方承志博士指出，人类目前并不是像许多媒体宣传的那样，处在一个技术爆炸的时代，而是正相反，处在一个技术停滞的时代。大家之所以感觉技术在爆炸，是因为整个科技体系当中有那么一部分，就是信息技术，在快速进步，人类的科技树上有一个分支在快速地点亮。但实际上，科技树的其他很多个分支是进步缓慢的，典型的例子就是能源动力技术。二十世纪初的时候我们在用内燃机，现在我们在用什么呢？还是内燃机，这是令人忧虑的。在中国落后的时候，技术大停滞有利于中国的追赶。但是当中国达到领先以后，我们也会面对这个技术大停滞的困难。

（责任编辑 周凯）

（转载自 风云之声 ）