2021-01-08 20:13:27聖天使

芯片破壁者(二十三):國家「鈔能力」的罪與贖

芯片破壁者 二十三 国家 钞能力 的罪与赎


(文/腦極體)

別看美國科技大廠紛紛針對中國「卡脖子」,其實他們內部打起架來,姿態更不好看。

兩年前,谷歌、微軟、亞馬遜、IBM、甲骨文等就曾為了一份百億美元的軍方訂單,上鬧總統廟堂,下鬧社交江湖。


甲骨文聯合CEO跟特朗普抱怨,認為大單的競標要求「是為了讓亞馬遜獲勝而設定」,IBM也發出抗議,十分激進地指責國防部。谷歌想退出競標都沒躲過挨罵,亞馬遜CEO貝索斯說它做了個錯誤的決定,「假設大型科技公司都選擇拒絕國防部,那國家將會陷入困境」,微軟CEO 薩提亞·納德拉也發言稱「美國公司的立身之本是對美國價值觀的信任」——聽起來,這些大佬的「抬槓」本領並不輸給十級槓精網友。


這份讓巨頭們「人腦袋打成狗腦袋」的美國國防部訂單到底有多香呢?

總價值超過百億美元,而且為期十年之久,需要將340 萬五角大樓工作賬戶和 400 萬台設備轉移到雲端。同時,一改美國國家採購必須在兩個及以上企業中選擇的傳統,誰能拿到訂單,就能獲得接近壟斷的政府技術供應商地位。

也正因此,這一項目陷入了曠日持久的大廠博弈,甚至有國會成員要求調查軍方領導人是否有被優勢企業操縱的可能。


其實,這種操作是「老國防部」了。尤其是當我們想要探尋中國半導體突圍法則之時,美國半導體和集成電路的元器件採購大戶——美國國防部,就是一個無法避開的關鍵角色。

超級英雄電影《正義聯盟》電影中,閃電俠詢問「你有什麼超能力」,蝙蝠俠回答他「I'm rich」(我很有錢)。半導體產業的興衰與國家「鈔能力」,從初始就被捆綁在了一起。


「鈔能力」即正義:那些年半導體領域的資本戰爭

蝙蝠俠能夠憑藉「鈔能力」躋身Justice League of America這隻超級英雄戰隊,並不是在開玩笑。正義聯盟需要燒錢,半導體這個重研發的領域更是「吞金巨獸」。

美國半導體和集成電路工業的興起與發展,國家採購政策是其第一推動力,沒有之一。


了解美國政府政策發展的人可能知道,美國的經濟結構調整大致有一個分水嶺:

二戰後到1980年代,這期間着重於提升產業技術創新能力,培育戰略新興產業,政府採購作為關鍵的政策工具開始被廣泛採用,美國國防部和國家宇航局出面採購了許多半導體和計算機領域的早期產品。有統計數據顯示,這一階段,科技因素在美國經濟增長中的比例從20%上升到了50%,占據的投資份額更一度達到80%。


而從1980年代到千禧年,美國政府開始不斷壓縮軍費、減少開支,經濟結構也開始調整軍事經濟在國民經濟中所占的比重,半導體領域的投資也逐步開始轉移。到上世紀90年代中期,科技投資的份額已經減到了30%。

讀者可能已經發現了,美國資本參與投資、國家採購大力扶持的時間軸,與美國半導體產業歷史上的輝煌時期恰好是吻合的。

這樣的概括還是有點寬泛,所以我們回顧國家「鈔能力」的第一戰場,不妨聚焦並錨定幾個半導體巨頭的崛起之路。




美國聯邦政府對半導體研發的投資占比

錨點一:仙童,集成電路與國防部。

今天我們都已經知道,諾伊斯在1959年用平面工藝發明了世界第一塊硅集成電路,仙童半導體也自此開創了半導體產業的黃金時代。但仙童半導體的商業化也一直為人所注目,甚至在1967年出現了虧損,此後更是伴隨着靈魂人物的出走而一路沒落,直至最後被收購。


簡略地回顧仙童半導體的「一生」,可以發現其最輝煌的十年間,不僅在底層研發技術層面引領全球,在產品上也相繼開發出了運算放大器、實用模擬集成電路等細分產品,加速推動產業工業化。而這一切背後不僅有諾伊斯及其他科學家的才智加持,與國家資本的友好關係更是其騰飛的關鍵。


掌舵人諾伊斯就十分關注政府訂單。仙童半導體集成電路產品剛剛問世時,門電路成本幾乎達到了150美元,而市場上同類功能的分立組件成本只需要3美元,直到1962年,集成電路還是「低於總銷售額的10%」。

諾伊斯曾在內部召開討論過「如何改善微型電路產品的現狀」,最終發現是,除了美國軍方,幾乎沒有企業客戶願意為此買單,而且,政府採購價格大都高於市場價格。


但這並不意味着,政府必須採購仙童的產品。而且,時任美國國防部長的羅伯特·麥克納馬拉(Robert McNamara)提議調整軍方的訂貨合同,將軍方的採購量從100%降至1965年總產量的55%。與此同時,仙童員工出走後創辦的半導體企業也開始參與市場競爭並小有斬獲,這些對仙童來說都是挑戰。




羅伯特·麥克納馬拉

於是在當時,仙童一方面為政府生產集成電路,一邊關注着軍方合同,比如自動設備公司(Autonetics)是「民兵」洲際彈道導彈的聯合承包商,對方就計劃在導彈合同中採購1000件仙童的台式晶體管,但為了測試元件的性能表現,這需要設立可靠性評估部門,並積累長達1.5億小時的數據。


諾伊斯極力勸說,建議採用更加穩定的平面型晶體管,並表示平面型晶體管的產量將很快提高到台式晶體管的水平。最終,取得了自動設備公司和政府的認可。

仙童還會為政府生產支持武器系統、太空運輸設備等的組件,比如監控雷達、馬塔可(MARTAC)導彈控制計算機等等。1964年,美國政府甚至要求全美的每一步電視機都要安裝超高頻協調器,也使得仙童半導體訂單暴漲。

某種意義上來說,如果沒有政府訂單,仙童半導體就不可能存在。1962年,仙童所生產的集成電路產品中政府採購占比是94%,到了1968年,政府購買量調整到37%,仙童半導體才開始露出疲態。或許並不是巧合。




1960年仙童半導體工廠

錨點二:英特爾,美日爭霸。

進入70年代之後,日本開始利用強大的製造能力和舉國體制來猛攻美國半導體市場,加上兩次石油危機,美國開始意識到技術創新、國民經濟、國家資本之間的全新關係,也在政府採購的基礎上,逐步制定了一些真正意義上的用國家力量推動技術創新的相關政策。

英特爾的崛起,以及在DRAM戰爭後從日本手裡重新拿回半導體主導權,就得益於此。


從1971年推出全球第一顆微處理器4004,到1992年憑藉3000萬晶體管的新型芯片成為世界最大的半導體企業,英特爾的鐵王座一度無可撼動。也是在這一年開始,全球半導體市場的天平又開始慢慢從日本倒向了美國。

促成這一結果的原因有很多,比如我們此前提過的美國半導體製造技術聯合體(Sematech)聯合技術攻關,韓國、中國台灣地區等的開發熱潮興起,個人電腦商業市場的爆發等等等等。但這些要素,都無法掩蓋美國國家資本在英特爾及微處理器產品上所起到的功勞。


回到美日爭霸的硝煙戰場,在日本電子企業的衝擊下,英特爾在傳統的DRAM市場上已經越來越不占優勢,在80年代陷入困境,1981年首次出現財務下滑,1982年不得不出售股份給IBM來換取現金,後續甚至經歷了反反覆覆的裁員。

今天看來,突圍辦法就是大力押注更具應用前景和利潤優勢的微處理器,但在當時,英特爾有80%以上的研究經費依然還花在DRAM存儲器產品上。


時任英特爾CEO格羅夫最終選擇壯士斷腕,轉型開發微處理器,但這種產品無論設計研發還是製造工藝,都遠比DRAM要複雜,大規模投入是否能取得相應的市場回報,在當時引發了巨大爭議。而平息眾議靠的不僅僅是掌舵者的個人魅力和超前眼光,更依賴於國家資本的大力支持。




安迪·格羅夫、羅伯特·諾伊斯和戈登·摩爾

美國政府對英特爾的幫助,主要體現在兩方面:

其一,國家出資支持新技術研發,制定研發路線圖,並監督研究的實施,讓企業少走彎路。

美國聯邦政府和英特爾在內的半導體企業共同出資成立了SEMATECH,每年投入2億美元的研究項目,用以提升製造設備和工藝。這一舉措減少了IBM、英特爾、摩托羅拉、德州儀器、惠普和國家半導體公司等重複研發造成的時間和金錢成本,確保英特爾可以在微處理器的道路上大踏步前景英特爾自身也先後投資了約30億美元,用於加速研製微型高性能芯片。1984年,英特爾已經成為美國《財經》雜誌評選出的8家最具創新科技的公司之一。


其二,在市場競爭中幫助優勢技術拿下「設計贏單」(design win)。進入微處理器賽道並不意味着英特爾就安全了,8086型16位微處理器儘管在技術上有着強大的先進性,一度打出了「一個新時代的誕生」的廣告,但想要取得訂單,卻必須跟後發制人、成功對8086取長補短的摩托羅拉68000「掰手腕」。

英特爾遭遇的市場重創,直到引入IBM這個藍色巨人才真正得到改變。英特爾將8086/8088賣給了IBM作為PC的中央處理器,很快成為行業標準,扭轉了競爭局勢,遊戲結束。




1978年x86架構鼻祖英特爾8086問世

據戈登摩爾回憶,他當時並沒有意識到從IBM獲得的任何設計贏單都是一樁大生意,這個贏單比其他贏單都重要。

如果說IBM是英特爾的「金大腿」,那麼美國政府就是這根「大腿」的締造者。作為科技界的常青樹,IBM從創建前期,還是一個自動制表機企業時,就在為美國國家統計局服務,早期的IBM也以政府部門和企事業單位為主要客戶,銷售辦公機器。二戰中,IBM又要制表機與美國軍方建立了商業往來,並為軍方研製了世界上第一台繼電器式的計算機。


當然,也不是IBM就喜歡跟軍方打交道,主要當時計算機造價極高,除了政府和國防部,只有大銀行和跨國公司才用得起,而後者並不需要類似彈道軌跡這樣的複雜運算,這些都導致IBM與國家資本越走越近。藉助IBM拿到的大量訂單,英特爾迅速奇襲對手也就不足為奇了。

與之相比,英國政府同樣在該時期支持過計算機產業的發展,但就是因為沒有充足的國防訂單,又無法打開外部銷售局面,才最終敗給了美系企業。


錨點三:日本,VLSI的最強音。

有人可能會說,既然國家資本如此好用,美國半導體產業怎麼還會遭遇被日本在DRAM市場按在地上摩擦的滑鐵盧呢?

回顧上世紀70年代到90年代的美日半導體競爭,日本這個十分具有集體感的國家,幾乎將「國家資本干預技術創新」這件事做到了極致。

日本如何召集一批電子企業在DRAM實現趕超的過程,在這裡就不贅述了,只談談他們的「鈔能力」有多誇張。


二戰後,日本開始注重發展高技術產業,資料顯示,從 1949年到1970年,日本花費了57億美元從國外引進產業技術成果;

70年代中期,日本通產省號召成立「VLSI技術研究組合」,接下來的十年總預算為720億日元,其中國家直接撥款就占到290億日元。

出人出錢,日本釋放起「鈔能力」來比美國政府更加直接無負擔。




此外,為了打開市場,日本在政府扶持下建立了寓軍於民的工業體系。三菱重工、川崎重工、富士重工等等一開始就同時面向民用和國防兩大市場。當然,除了保障研發成果順利轉化之外,一個「副作用」就是日本半導體的品控標準很高,直接碾壓了「美國製造」。


直到後期,日本遭遇金融危機,半導體企業只能「弱弱聯合」,政府也無力扶持,最終沒能保下「鐵王座」。

可以說「政府支持、市場導向」,幾乎是美國和日本在相互角力中共同採納的手段。

正如經濟學家Laura Tyson所說,「半導體行業從未擺脫政府干預這隻看得見的手。」 國家「鈔能力」在許多半導體強勢地域幾乎都能窺得其蹤影。


比如韓國政府1982年發表 《半導體工業扶植計劃》和 《半導體扶植具體計劃》,提出用國內民用消費電子帶動半導體產業發展的計劃,就並沒有引起半導體企業的認同,它們選擇生產國外工業用DRAM、引進國外新技術和設備等等。直到80年代後期政府政策導向改變,開始 「官民一體"扶持DRAM產業,進行規模巨大的官方投資,並推動研發企業關心和與產業化技術密切的課題。


當然,政府對三星集團與大企業的過度支持也帶來許多問題,但從大時代來看,韓國也因此迅速培養出了能夠在全球半導體板塊中占據重要一席的實力企業。

在半導體產業的競爭風雲中,曾經領先的國家落後了,另一家國家則後來居上,這萬千變化背後,國家資本的影響無疑是直接而顯著的。


撿起那顆鑽石,打磨成半導體的模樣

你喜歡鑽石嗎?英國殖民者為了得到南非的鑽石勝地,曾經發起過兩次布爾戰爭。半導體之於一個國家的價值,顯然要比鑽石礦高很多,這也註定了其戰爭的血腥程度更遠比戰爭隱秘和殘酷。

對於一國政府來說,到底應該如何支持半導體技術創新與市場地位建立,是一個見仁見智的問題。在諸多突圍法則中,國家資本絕對不能缺位,經過歷史的證明已經成為共識。


但這並不意味着政府需要無止境地砸錢,從美日韓等多個國家半導體產業的興衰起落中,會發現不同階段政府和國家資本所扮演的角色、參與的程度都各不相同。如果要從中尋找答案的話,邁克爾.波特在名著《國家競爭優勢》中提到的「鑽石創新體系」,或許能幫助我們更好地理解國家資本與半導體之間的關係。




從「國家鑽石」模型中可以看到,在技術創新過程中,政府需要平衡的要素是多方面的,通過創造需求、管理生產要素、明確扶持產業、引領企業戰略與競爭等一系列動作與政策,來協同擔負起激勵職責,才能激活創新體系的整體效能。


以半導體產業來看,任何一個科研成果在發展初期都不是完全單一的私有化產品,而是具有一定的公共價值屬性,比如集成電路對整個國家競爭、經濟拉動等帶來的影響。而半導體領域的創新又存在投入高、風險大、成果應用轉化不確定性等問題,因此,將其納入公共政策領域就是必然的。


但政策扶持也分很多種:

一是最直接的政府採購,需求拉動創新的作用絕對是見效最快的,就如同仙童、英特爾、IBM、德州儀器等等從國防部拿到的訂單,政府直接購買新一代產品,達成成果從實驗室到市場的轉化,幫助解決企業可能遭遇的市場不確定性。在大眾消費者還在觀望的時刻,由國家為其商業化前景買單,從而縮短創新時滯的過程,降低企業的研發風險。

有數據顯示,硅谷一共有600家公司與美國國防部簽訂了生產產品與提供技術服務的合同,大約獲得250億美元的訂單。




亞馬遜高管公開表示願與軍方合作

二是國家資本參與研發,國家力量支持的核心還是關鍵領域的研發創新,所以只有採購市場是不夠的。比如英國政府就曾在1968年主動採購國際計算機有限公司(ICL)的產品,但仍然難擋大型機沒落的趨勢,因此即便大量援助依然沒能讓英國的計算機產業崛起。


反觀美國SEMATECH、日本VLSI計劃,用公共資源來引導和調整技術研發的方向、規模以及速度,使之向社會需求的方向平穩發展,彌補一些重要科研領域由企業研發和應用可能出現的前期投資不足景況。美國的半導體材料砷化鎵研究、VLSI計劃、193nm光刻技術、RISC-V等等關鍵技術背後,都有着國防部的影子。




美國國防部高級研究計劃局

同時國家經費的分配還能平衡大企業和中小企業實力不均衡的情況,用財政補貼、技術轉讓獎勵等等鼓勵中小企業開展研發。1983-1987年間,美國國防部就為新創企業提供了大約2800億美元的資助。


三是政策法規的扶持。全憑自覺,可能出現的就是企業投機取巧、官方權力尋租,因此合理且公平的政策制度就成為「國家鑽石模型」閃光的前提。


早在1933年,美國《購買美國產品法》就規定聯邦各政府機構除了幾種特殊情況之外,必須購買本國產品,工程和服務必須由國內供應商提供。同時,在政府採購項目的國外報價中,只要本國供應商的報價不超過外國供應商報價的 6% ,則優先交由本國供應商採購。此後的數屆美國政府都不斷出台了保護半導體高科技產業的相應政策法規,提高外國高技術產品的進入門檻,保護國內高技術產品市場。


四是金融服務體系的保駕護航。國家砸錢解決不了一切問題,更不可能填上半導體這個吞金巨獸的全部胃口。因此,針對半導體企業的金融服務就起到了非常關鍵的補充作用。比如低息貸款、稅收傾斜就是美日韓等國都對半導體企業進行的政策優惠,英特爾、微軟、三星等都得到過相應資金援助。


有的還會為半導體企業提供風險補償基金,如果研發失敗,可以從其中撥出一部分彌補企業的損失,從而激勵企業承擔更大難度的研究。

除此之外,政府為信用基礎薄弱的中小企業提供信用參保,星星之火中未嘗不埋藏着顛覆產業的火種,還記得八叛逆與仙童的故事嗎?如果當時沒有謝爾曼·費爾柴爾德(Sherman Fairchild)的認可,可能半導體的故事又會是另一種面貌了。如果由國家扮演有遠見的風險投資人的角色,無疑能讓更多中小創新企業受益。




美國五角大樓

說到這裡你可能會疑惑,既然國家資本這麼有用,那麼按圖索驥照抄過來,是不是就能坐等收穫一大批頂級半導體廠商了?

答案當然是很天真。因為國家資本也存在大大小小的坑,比如政府採購如何設置規則,資助哪個企業或是以什麼方式資助等等,市場這隻手會失靈,政府亦然。


舉個例子,政府資助的研究項目往往比較尖端,應用面較窄,很多高校學者和企業研究者都不願意讀,商業落地更是遙遙無期。NLP自然語言處理專家賈里尼克教授就諷刺過,「除了論文的評審者,沒有人會去讀這些論文」。這導致很多研究項目寧可拿工業界的錢,做具體而有前景的工作,也不想守着政府經費和論文度日。


有的時候,隨着政府執政理念或大環境的轉變,政策也會發生變化,對技術創新產生反作用。一個最明顯的對比就是,美國早在1961年《聯邦採購法》中就規定了政府公共預算支出的高效和透明,比如必須在兩個競標者中選擇,這次選擇了A的產品,下次選擇B的,保證公平。而伴隨着巨頭的擴張,公平的天平也在失衡,美國就曾出現過亞馬遜半年內連續花費超過 700 萬美元用於遊說政府的新聞,也有不少人要求調查國防部將合同授予單獨一個公司是否違反了聯邦法律。




2016 年,時任國防部長卡特會見亞馬遜CEO貝索斯

「八叛逆」之一的諾伊斯也明確表示過對政府採購的擔憂,認為政府美元支持下的項目將滋生大規模的浪費,不利於激發人們的創新能力。同時,條條框框會扼殺實驗室的創造力,無助於發掘研究過程中意外閃現的「有趣的靈感」。「一個年輕的組織,特別是處於電子領域的組織必須行動敏捷,而政府單方面的要求將引發一系列問題。」


另一個例子就是令中國半導體產業十分難受的「實體清單」,顯然也是政客過度使用公權力的產物。儘管短期內能夠保護本國創新,但從長遠來看,卻違反了技術、市場全球化的基本規律,讓本國半導體企業面臨訂單減少、科研投入降低、人才短缺等現實問題,影響長遠的國家創新能力。




羅伯特·諾伊斯

藉此回看中國半導體產業的突圍現狀,其實產業訴求都是大同小異的,穩定、可預期的市場,充沛、大規模的研發資金,合規、公平的法規保障,充足、低門檻的風險投資……如何將它們整合為一個具有中國特色的「國家鑽石模型」,是一件普通人無法也無力去觸碰的複雜事情。

至少目前,經過多年努力,我們已經補上了缺的大部分課,產業大基金、 財政刺激措施、十四五規劃、各種孵化園、政策服務中心等等,一個都不能少。


破局的關鍵,一在於時間,二在於方法。

前者只能靠死磕,而後者當下存在的不確定因素依然很多。比如多頭管理,各個部委、當地政府都能根據各自的職權範圍來確定扶植什麼產業,重複建設、缺乏重點、資源低層次消耗,自然就不可避免。

再比如中小企業的扶持政策,沒有一個達成共識的評價體系和政策依據,多變的政策環境自然也就無法幫助中小企業準確把握創新方向,「打兩槍換個地方」的方式向自然跟不上高速創新的半導體產業特性。


正是因為國家資本的參與對於產業崛起來說是如此立竿見影,才讓它的每一步都不能輕舉妄動。除了啟動,還應該是有力的保護者,保障企業創新的可能;是有效的組織者,規避產業創新的負面。

成功案例都是一樣的成功,政府參與、給予補償、企業創新、產品落地、反饋迭代、全面推廣,完美的就像童話故事。而現實中挫折卻各有各的特色。


對此,「硅谷市長」諾伊斯的看法是,「不拒絕政府的金錢(訂單),但是我們(指仙童)有自己的步調」,並主動選擇了進入市場搏殺。

在一次採訪中,諾伊斯不無自豪地說:「其他公司都在利用政府合同作為支持研發的主要經濟來源,而1963年來自政府的直接採購合同僅占仙童銷售額的10%不到,我們很高興看到這樣的局面。」

從這個角度來看,或許每一個巨頭的初始都曾站上過強健的肩膀,但它迎擊風浪的能力,只有市場中的真刀真槍能夠賦予。

願你有可依靠的臂膀,更有勇立時代潮頭的自信。---(鈦媒體)


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