高考状元李云初,要做国内高端芯片人

提起李云初,业内人对他并不陌生。

自2013年网文事件中被冠以“陈进第二”之后,他遭受同行冷眼、投资人退出、骨干技术人员流失等波折之后,其创办的公司——苏州云芯微电子(下文简称“云芯”)也因此不胜影响,最终“投入”中国电子振华集团门下。

在窘境之下携着“清者自清”的信念,李云初称他当时因此愈发专注芯片国产化事业,埋头研发高端芯片。而如今国际形势波诡云谲,自主可控高端芯片的研发备受重视,本土芯片产业百花绽放,创立于2010年的云芯也迎来重大转机,李云初希冀借助空前良好的发展环境进一步拓展云芯的市场规模。

图 | 苏州云芯微电子创始人兼CEO 李云初

不同于消费类产品芯片,云芯研制的一直是面向军工和工业领域的高性能芯片特别是高速高精度数据转换器(ADC/DAC),而其目标客户也主要是在国内至今仍被国外厂商占据的受控市场领域。

高端芯片国产化任重道远

高端芯片,通俗意义上来说,它是区别于一般消费电子类的芯片,主要应用在军工、航空航天、有线无线通信、汽车、工业和医疗仪器(核磁共振、超声)等对工艺、性能、可靠性要求极高的领域。

目前,全球芯片供应商主要以美日欧企业为主,高端市场几乎被国外供应商垄断。在高端芯片领域,受制于技术水平和人才缺乏以及投入严重不足,高端芯片市场打不开一直以来也是国产芯片厂商无法突破的困境。

2015年,在“中国制造2025”的宏大计划被首次提出时,产业全面升级亦被放到突出位置,我国工业、医疗等领域整机设备市场活力被激发,高端芯片市场也顺势被带动起来。在一路走高的发展情形下,国内部分特殊领域的应用需求也开始成长,但它们却是一块国际芯片巨头无法触及的“灰色地带”,而这也衍生出本土芯片厂商的机会。

因为亲历过,李云初对此深有体会:“此前,我在美国ADI公司负责高端模数和数模转换器芯片的设计工作。我发现这些芯片在中国的用量比较大,除华为等一批工业客户外,高端芯片主要服务的还有一部分特殊的受控市场客户,而美国公司在受控市场客户的渠道拓展特别是定制化设计服务上还是会存在问题,这就让我看见了市场的机会。

类似于李云初创办云芯,这样的市场形势为很多有意愿拼搏的创业者提供了舞台,也催生了一批有价值的初创公司。但是发展十多年,在大力提倡国产替代的背景下,国内能够从事高端芯片设计的公司却依然凤毛麟角。

开启芯片国产化正向设计

不可否认,因为时代环境和政策的支持,本土厂商多选择做出性能与国际产品相近的芯片,以低价策略去替代原有的国外高性能芯片以找出自己的生存之道。以华为、小米等整机厂为例,他们皆借助低端市场之力而崛起,这对以消费类产品为代表的中低端芯片厂商也同样适用。但在高端芯片市场中,情况就完全不同。

李云初解释说:“其实,早在十多年前,国家就已经开始重视国产芯片,政府部门也要求整机厂尽可能采用国内供应商出产的芯片,但是整机厂替换意愿并不强烈。原因有很多,首先本土芯片厂商多采用逆向设计方式,通俗讲就是照猫画虎,因此在性能指标上多只能达到原厂设计的七八成。如果是消费类产品,这样的及格水平还可以靠低价杀入市场,但是军工类产品往往追求顶级性能,这三成的劣势就是致命的弱点。举个浅显的例子,假如采用国外芯片,雷达能看一千公里,用本土的芯片,你只能看七百公里。那整机厂一定会选择前者,因为这几百公里可能就是生和死的差别。”

如李云初所言,在国内设计水平整体落后于国际水平的现实条件下,整机厂商使用国外芯片属不得已,而为确保出现断供后国内仍具自主供货能力的责任自然落在了各大研究所身上,因而当这一细分领域的国际供应商推出一款新品被整机厂采用,研究所等单位就必须及时仿制出同型号产品。这是市场、技术与利益矛盾冲突下的权宜之策,也是合理考虑。

可是这里面存在一个问题,只要欧美供应商持续供应芯片,国内仿制单位就永远处于被动替补位置。本土芯片商埋怨整机厂商不给机会,而整机厂商常常责怪国内芯片性能指标和可靠性有差距,但是很显然没有量产应用的历练以及市场效益的反哺,国产芯片产业不可能一蹴而就达到国外水平。这个死循环多年来一直就是国内高端芯片产业之痛。”

九年前,李云初就看到靠仿制芯片做原位替代没有前途,他认为本土厂商要打败国外厂商不能只靠国家扶持政策,根本上还需通过给客户创造更大价值来赢得竞争。

本土芯片厂商虽然整体上技术落后于国外厂商,但是有一个天然的优势,那就是与客户的信任关系可以深入沟通整机系统的需求从而理解客户应用的痛点,选取几个关键产品面向客户系统定制化设计解决客户痛点完全有可能走出一条成功之路,因此他选择创业。从一开始,李云初就强调正向设计能力的培养,即根据用户需求进行顶层设计,同时也借鉴国外成功的技术和经验。事实证明,虽然正向设计一路走来备尝艰辛,但这一坚持也化作了云芯在风雨中砥砺前行的源源动力。云芯通过正向设计打造了一支高水平的团队,同时凭借自己的努力积累了20多项专利等知识产权。

图 | 云芯产品:低功耗四通道全集成无线接收SoC

从基础简单芯片到解决方案,高端芯片国产化异军突起

在访谈中,再回顾云芯的成长之路,李云初颇为感慨。而在与他交谈的过程中,笔者发现李云初曾遇到的问题,很多初创公司都很可能面临,或者正在遭遇。

他回忆说,“一开始,我想得比较简单,在ADI工作期间我设计的很多芯片就是面向国内市场的,所以对于ADI某些产品存在的问题和不足我了然于心,因而我就想通过设计出性能更优的芯片来抢占这部分市场,特别是国外封锁禁运的受控市场。

通过性能优势去和市面上已有的产品竞争,理论上应当能够打开一部分市场,但是事实却出乎李云初所料,“我拿芯片样品去测试,人家也认可你的技术能力,但是一点点的性价比优势很难抵消客户在供货稳定性和产品可靠性风险等方面的顾虑。而且云芯这样一个没有资质的小民企也很难列入很多整机厂商的合格供应商目录,客户更换的成本也很高昂。”

这仅仅是企业在更换渠道时面对的普遍问题。因为高端芯片的特殊性,李云初还遇到了更加棘手的问题,“作为小公司,受控市场客户在考虑采用你的芯片之时,会考虑你能不能够担当得起出问题之后的责任。与消费类产品两三年的迭代周期不同的是,受控市场客户如果采用你的芯片,往往是十几二十年都需要你持续稳定的供货,人家就会担心万一你小公司过两年关门怎么办?”

因此,即便芯片性能占据部分优势,想要靠标准化产品的原位替换来打入被国外巨头占据的高端芯片市场都不是一件容易的事情。

“后来,我就把主要方向转至定制化设计,本质上也可以说是一种产品加服务的路线。”

经过与客户的深入沟通交流,李云初发现国外厂商提供的标准化产品对每一位客户都不是最完美的。换句话来说,即客户需求的差异化导致解决方案的细分市场始终存在。以ADC/DAC产品为例,衡量一款产品的性能好坏一般有数十个指标,而不同客户的需求侧重点有所不同,如A客户会在意前五个指标,而B用户则会在意后五个指标。通过定制化的正向设计,我们可以有针对性地优化提升客户真正在意的重点指标而放宽其他指标,从而提升性价比。

其实本土厂商可以做的事情还有很多,比如说很多用户都希望系统实现集成化、小型化以及低成本,因此当客户面对系统板上的十几块芯片无能为力之时,我们可帮助客户将之集成为更小的芯片,即单片化或者单封装化系统(SoC/SiP)。这样的服务,对受控市场客户来说,也只有我们国内初创公司才能做好。”

图 | 云芯研制的第一款无线收发通道全集成SoC产品

循着这一思路,云芯凭借自己的研发能力开创了用标准CMOS工艺单片集成无线射频接收和发射通道包括高性能ADC和DAC以及部分数字信号处理的先例,并为中国电科集团等多家整机厂商提供了各类服务。有能力才会选择“逆向”打开市场,从高端定制再下沉到中低端需求,这是李云初的市场拓展思路。

最后

如今,有了受控市场的客户项目作为基础,跨过渠道这道坎的李云初接下来要开始拓展自己的服务范围,准备向民用领域拓展,同时他也不惧怕与同行竞争。

与产品开发类似,在国产替代这件事上,国内产业发展经历过一重“迭代”之后,现如今,整个产业氛围也已不同此前,更多厂商有能力做出与国际芯片巨头比肩甚至快0.5步的芯片产品,因而整个产业环境开始走向了积极一侧,被国际巨头独占的高端芯片市场也逐渐被本土厂商渗透,这是李云初所乐见的,也与他的愿景不谋而合。